Способ упаривания растворов в многокорпусной выпарной установке Советский патент 1982 года по МПК B01D1/26 

(S) СПОСОБ УПАРИВАНИЯ РАСТВОРОВ В МНОГОКОРПУСНОЙ ВЫПАРНОЙ УСТАНОВКЕ

Изобретение относится к способам упаривания растворов в многокорпусной выпарной установке и может найти применение в химической промышленности. Известен способ упаривания растворов в многокорпусной выпарной уста новке, включающий подогрев исходного раствора, упаривание его в первом корпусе первичным греющим паром и в каждом поспедую1чем корпусе вторичным паром предыдущего корпуса с отводом из корпусов вторичного пара с использованием его тепла в системе подогрева исходного раствора, причем упаренный раствор перед подачей в последующий корпус смешивают с исходным частично подогретым раствором 1 3, Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ, вклЮча«чий подогрев исходного раствора, уп ривание его в первом корпусе первичным греющим паром и в каждом последующем корпусе вторичным паром предыдущего корпуса, охлаждение раствора, упаренного в предыдущем корпусе, до температуры его кипения в последующем в дополнительных сепараторах, где происходит его вскипание вследствие снижения давления 2. недостатком известных способов является низкая экономичность, обусловленная повышенным расходом первичного греющего пара в результате того, что тепло перегрева раствора каждого предыдущего корпуса частично теряется в последующем в результате самоиспарения раствора-и передается только через корпус. Цель изобретения - повышение экономичности способа за счет снижения расхода первичного греющего пара. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу упаривания растворов в многокорпусной выпарной установке, включаюсчему подогрев исходного раствора, упаривание его в первом корпусе первичным греющим паром и в каждом последующем корпусе вторичным паром предыдущего корпуса, охлаждение раствора, упаренного в предыдущем корпусе до температуры его кипения в последующем корпусе, охлаждение раствора между корпусами ведут исходным раствором при постоянном давлении.

Охлаждение раствора до заданной температуры без изменения давления раствора исключает его самоиспарение в последуюо4ем корпусе и позволяет использовать тепло перегрева .раствора в первом корпусе выпарной установки, что приводит к снижению расхода первичного пара.

Способ осуществляют спедуюсцим образом.

Исходный раствор подогревают в теплообменниках и подают в первичный корпус установки, где его упаривают первичным греющим паром. Частично упаренный раствор перед подачей во второй корпус охлаждают до температуры кипения в нем при постоянном давлении в теплообменниках подогрева исходного раствора. Частично упаренный во втором корпусе раствор охлаждают аналогичным образом до температуры кипения в третьем корпусе и т.д. Продукционный раствор выводят из последнего корпуса. Каждый последующий корпус, кроме первого, обогревают вторичным паром предыдущего корпуса. Тепло конденсата и охлажденный конденсат используют аналогично известным способом упаривания.

С целью, регулирования изменения теплового напора, тепловой нагрузки и температуры кипения в каком-либо корпусе раствор перед подачей в.этот или последую1ций корпус можно разделять пропорционально требуемой степени изменения указанных параметров и одну из частей подвергать охлаждению, а вторую подавать непосредственно в последующий корпус. Соотношение , согласно которому разделяют раствор, определяется расчетным путем и зависит от многих факторов, в том числе от физико-химических свойств упариваемого раствора, температурного и барометрического режимов процесса, корпусности выпарной установки и технологических требований к процессу упаривания.

|Это соотношение может колебаться в пределах от 10:1 до 1:10. Расширение этих пределов, т.е. охлаждение менее 10% раствора, нецелесообразно, так как это практически не отражается на режиме работы выпарной установки .

П р и мер . 10000 кг 8 -ного раствора хлористого кальция упариo зают в четырехкорпусной выпарной установке до концентрации по хлористому кальцию.

Выпарная установка включает также смесь теплообменников, в которых

5 ведут подогрев исходного раствора до . Второй, четвертый и шестой теплообменники работают на охлаждении упариваемого раствора, а первый третий, пятый и седьмой - на охлаж0 дении конденсата первичного греющего и вторичного пара.

Для осуществления процесса выпаривания в первый корпус подают 2026 кг/ч первичного греющего пара

давлением 7 эта и температурой

16,17С. 8019 кг частично упаренного раствора из первого корпуса с температурой направляют в шестой теплообменник, где сУхлаждают до

128С, т.е. до температуры кипения раствора во втором корпусе, где происходит дальнейшее концентрирование раствора с выделением 1922 кг воды в виде пара с температурой 124, и давлением 2,330б ата. Частично упаренный раствор из второго корпуса в количестве 6097 кг с температурой поступает на охлаждение до 100°С (температура кипения раствора в третьем корпусе). Охлажденный до температуры кипения раствор поступает в третий корпус, где концентрируется с выделением 1858 кг воды в виде пара давлением 0,89«2ата и температурой . Раствор из третьего корпуса в количестве 4239 кг с темпеартурой подают во второй теплообменник, где охлаждают до . Окончательное концентрирование происходит в четвертом корпусе при температуре кипения и давлении в сепараторе 0,2 ата. В четвертом корпусе выпаривают 1739 кг водыо Из четвертого корпуса выводят 2500 кго водного раствора хлористого кальция концентрацией 32 вес..

Подогрев исходного раствора осуществляют следующим образом. R первый по ходу раствооа теплообмен59ник подают конденсат первичного гре ющего пара и конденсат вторичного пара первого, второго и третьего корпусов в количестве 79(7 кг с тем пературой 96°С. Конденсат охлаждается до 80С, а раствор нагревается от 50 до , во втором теплообменнике за счет охлаждения раство ра третьего корпуса исходный раствор нагревается на 7.1°t и выходит с температурой , в третий теплообменник для нагрева раствора падают конденсат первичного греющего пара и конденсат вторичного пара первого и второго корпусов в количестве 6109 кг с температурой конденсат охлаждается до 9б°С, а раствор нагревается от 85 до , в четвертом корпусе раствор нагревается на15 Сзасчет охлаждения час чно упаренного раствора,выходящего второго корпуса, и выходит с температурой 1Т8°С, пятый теплообменник утилизирует тепло конденсата первич ного греющего пара с температуры () до и тепло конденсата вторичного пара первого корпуса. Общее количество поступающего конде сата I87 кг, исходный раствор выво дят из пятого теплообменника с температурой 124°С, в шестом теплообменнике раствор нагревают до 1.°С за счет охлаждения частично упаренн го раствора после первого корпуса и выводят с температурой 13б°С, окончательный догрев исходного раст вора осуществляют в седьмом теплооб меннике, где происходит начальное охлаждение конденсата первичного греющего пара от Тб до , а раствор нагревается на А С. В приведенном примере кратность использования греющего пара равна 3,. При упаривании известным спосоЬом расход пара на первый корпус составляет 2372 кг, кратность использования греющего пара равна 3,16. В условиях данного примера предлагаемый способ упаривания повышает кратность использования первичного греющего пара по сравнению с известным способом на 1%. Технико-экономические преимущества изобретения заключаются в повышении его экономичности за счет снижения расхода первичного греющего пара . Ожидаемый экономический эффект . от использования изобретения на од- ном из содовых заводов отечественной промышленности составит 79 тыс.руб. в год. «Ьормула изобретения Способ упаривания растворов в многокорпусной выпарной установке, включающий подогрев исходного раствора, упаривание его в первом корпусе первичным греющим паром и в каждом последующем корпусе вторичном паром предыдущего корпуса, охлаждение раствора, упаренного в предыдущем корпусе до температуры его кипения в последующем корпусе, отличающийся тем, что, с мелью повышения его экономичности за с.мет снижения расхода первичного греюсцего пара, охлаждение раствора между корпусами ведут исходным раствором при постоянном давлении. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент CWA ff , кл. 202-172, 1967. 2.Патент ГДР № 12П593, кл. В 01 О 1/06, 1976.