2020-01-14
131
Концентрирование раствора сульфата и нитрата аммония до состояния насыщения выполняется в трехкорпусной прямоточной батарее, включающей выпарные аппараты с падающей пленкой(приложение Б). Опыт промышленной эксплуатации пленочных выпарных аппаратов показал, что эти аппараты имеют следующие преимущества:
- высокая интенсивность теплообмена;
- отсутствие потерь полезной разности температур от гидростатической депрессии;
- стабильность режимов выпаривания;
- малая металлоемкость по сравнению с выпарными циркуляционными аппаратами.
Выпарной аппарат с падающей пленкой состоит из следующих узлов: греющая камера, сепаратор, верхняя и нижняя растворные камеры.
Греющая камера представляет собой кожухотрубный, вертикально установленный теплообменник, обогреваемый паром, поступающим в межтрубное пространство.
Эта поверхность образованна теплообменными трубками диаметром 57 мм с толщиной стенки 2 мм и длинной 8 м. Греющая камера снабжена патрубками: для подвода греющего пара, конденсата, для вывода греющего пара в подогреватель, для удаления конденсата. В верхней части корпуса камеры приварены опоры для крепления ее к металлоконструкциям.
Сепаратор предназначен для очистки вторичного пара от капель раствора. Тип сепаратора – инерционный, циклонный. Сепаратор представляет собой цилиндрический вертикально установленный сосуд с эллиптическими днищами, оснащенный технологическими патрубками, люками и смотровыми окнами. Патрубок ввода пара в сепаратор выполнен тангенциально по отношения к цилиндрической стенке, имеет прямоугольную форму и расположен в нижней части сепаратора.
Сепараторы имеют диаметр 1,2 м и высоту сепарационного пространства 1,8 м.
Сепаратор опирается на несущие перекрытия с помощью опор.
Над греющей камерой выпарного аппарата размещена верхняя растворная камера, закрываемая крышкой. Крышка крепится к корпусу греющей камеры с помощью болтового фланцевого соединения. Внутри верхней растворной камеры помещено распределительное орошающее устройство, состоящее из форсунки и двух распределительных тарелок. На крышке растворной камеры выполнен патрубок для входа упариваемого раствора.
Снизу к греющей камере присоединена нижняя растворная камера, снабженная патрубками для выхода пара и упаренного раствора.
Выпарной аппарат работает следующим образом. Раствор сульфата и нитрата аммония поступает в верхнюю растворную камеру выпарного аппарата и через форсунку распыляется на верхнюю перфорированную тарелку распределительного устройства. С верхней тарелки раствор, вскипая, стекает через отверстия перфорации на нижнюю тарелку. На выходе из отверстий нижней тарелки образуется факел струй и капель раствора, которые потоком пара отбрасываются на внутреннюю поверхность греющих трубок.
По внутренней поверхности теплообменных трубок раствор стекает вниз тонким слоем под действием силы тяжести и потока образующегося вторичного пара. В межтрубное пространство подается пар, который, конденсируясь, передает тепло конденсации через стенки греющих трубок к стекающей по ним вниз пленке раствора. Пленка раствора кипит, выделяя вторичный пар. При этом раствор конденсируется. Образующаяся в результате кипения раствора парожидкостная смесь вытекает из греющих трубок в нижнюю растворную камеру, где происходит отделение основной части жидкой фазы от вторичного пара. Упаренный раствор откачивается насосом.
Вторичный пар с мелкими каплями раствора через тангенциально вваренный патрубок вводится в сепаратор, где происходит окончательная очистка пара от жидкости, которая собирается на днище сепаратора и отводится во всасывающий патрубок перекачивающего насоса. Пар отводится через патрубок в верхней части сепаратора.
