Описание технологической схемы прямоточной трёхкорпусной выпарной установки

Исходный водный раствор NaNO₃ в количестве 5,787 кг/с (25 т/час) с концентрацией 3% из ёмкости Е-1 нагнетается насосом Н-2 в трубное пространство подогревателя раствора АТ-1. Здесь раствор нагревается водяным паром (давление 8 кгс/см2, температура 169,6ºС) до температуры кипения (Т=155,5С) и направляется в первый корпус АВ-1 выпарной установки. В трубном пространстве нижней части аппарата раствор принимает тепло греющего пара, поступающего в межтрубное пространство (давление 10 кгс/см2, температура 169,6ºС). Процесс упаривания происходит в кипящем при температуре 141ºС растворе, который поднимается в трубном пространстве за счёт энергии поднимающихся паров. Образовавшаяся смесь вторичных паров, инертных газов и раствора нитрата натрия поднимается в верхнюю часть выпарного аппарата, где пары освобождаются от жидкости и поступают в межтрубное пространство второго корпуса АВ-2 выпарной установки в качестве греющего пара в количестве 2,7кг/час (давление 5,6 кгс/см2, температура 153,8ºС). Жидкая фаза самотёком сливается по внешней трубе в нижнюю часть выпарного аппарата. По достижению концентрации нитрата натрия в циркулирующем растворе 6,5% (контролируется по температуре кипения Т=141ºС) вентилями В-7 и В-12 устанавливается расход упаренного раствора 5,13кг/с (18,5 т/час), который самотёком перетекает из верхней части АВ-1 в трубное пространство АВ-2.

В трубном пространстве нижней части аппарата АВ-2 раствор принимает тепло вторичного пара от первого корпуса, процесс упаривания происходит в кипящем при температуре 109-141ºС растворе, аналогично процессу происходящему в первом корпусе. Вторичные пары из второго корпуса поступают в межтрубное пространство третьего корпуса АВ-3 выпарной установки в качестве греющего пара в количестве 1,9кг/час с давлением 2,76 кгс/см2 и температурой 107ºС. По достижению концентрации NaNO₃ в циркулирующем во втором корпусе растворе 6,4% (контролируется по температуре кипения Т=109ºС), вентилями В-9 и В3-7 устанавливается расход упаренного раствора 1,89кг/с (6,8т/час), который самотёком перетекает из верхней части АВ-2 в трубное пространство АВ-3.

В трубном пространстве нижней части аппарата АВ-3 раствор принимает тепло вторичного пара от второго корпуса, процесс упаривания происходит в кипящем при температуре 71,4 - 109ºС растворе, аналогично процессу происходящему в первом и втором корпусах, но в отличие от двух первых корпусов, раствор в третьем корпусе кипит под давлением ниже атмосферного. Вакуум в третьем корпусе создаётся вакуум-насосом ВВН-12 поз. ВН-1 номинальной производительностью 12 м ³/мин, остаточным давлением 23 мм.рт.ст. и мощностью 20 кВт. Необходимая производительность вакуум-насоса ВН-1 (9,10 м ³/мин) задаётся путём регулирования количества подаваемой на всас вакуум насоса циркуляционной воды вентилем В48. Вода на всас вакуум-насоса ВН-1 подаётся для создания в нём кольцевого зазора, и отделяется от инертных газов завакуумированных из установки во влагоотделителе ВД-1.

По достижению концентрации нитрата натрия в циркулирующем в третьем корпусе растворе 18% (контролируется по температуре кипения Т=71,4ºС), вентилями В 40 и В 43 устанавливается расход упаренного раствора 1,157кг/с (4,356 т/час), который самотёком перетекает из верхней части АВ-3 в сборник готового раствора Е-2, из которого насосом Н-2 перекачивается на дальнейшую переработку или упаковку.

Технологической схемой предусмотрена возможность регулирования концентраций упаренных промежуточных и конечного растворов путём перепуска необходимого количества растворов с более низкой концентрацией с предыдущих стадий через систему байпасов. Регулирование расходов производится вентилями В17-20, В21. Также возможно разбавление исходного и конечного растворов конденсатом водяного пара.

Вторичные пары из корпуса АВ-3 поступают в количестве 2,07 кг/час с давлением 0,75 кгс/см ² и температурой 60,7ºС конденсируются в барометрическом конденсаторе КБ-1, образующийся конденсат через барометрический стакан Е-3 выводится в канализацию. Охлаждение паров производится оборотной водой из производственной сети.

Образующийся после теплообменников АТ-1, АВ-1, АВ-2 и АВ-3 конденсат греющих паров отводится в производственную линию конденсата через конденсатоотводчик КО-1 — КО-4 соответственно.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВЫПАРНЫХ АППАРАТОВ

Определение поверхности теплопередачи выпарных аппаратов

Принимаем схему выпарной установки, работающей по принципу прямотока и состоящей из 3-х аппаратов с естественной циркуляцией раствора.