Установка для выпаривания растворов с кристаллизацией солей

 

Изобретение относится к области производства соды и поташа, конкретно к процессу упаривания растворов в трубчатых выпарных аппаратах. Установка содержит выпарные аппараты с трубчатыми кипятильниками и сепараторами, кипятильник первого по ходу пара аппарата снабжен конденсатоотводчиком. В сепараторы над уровнем пульпы установлены форсунки, соединенные трубопроводом с конденсатоотводчиком. Изобретение позволяет упаривать кристаллизующиеся растворы с исключением зарастания солями стенок сепараторов и брызгоуловителей и забивки греющих трубок отвалившимися от стенок сепараторов корками. Изобретение дает возможность снизить потери полезной разности температур, уменьшить сопротивление брызгоуловителей, что обеспечит увеличение производительности установки, снижение числа остановок установки на промывку греющих трубок и стенок аппарата, а кроме того, позволит повысить кратность использования вторичного пара на одну ступень и снизить удельный расход пара на установку. 1 ил.

Изобретение относится к области производства соды и поташа, конкретно к процессу упаривания растворов в трубчатых выпарных аппаратах.

Известна установка выпаривания растворов в трубчатых выпарных аппаратах (Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Госхимиздат, 1961 г., стр. 409).

Установка состоит из трех выпарных аппаратов, каждый из которых состоит из трубчатого кипятильника и сепаратора, и кипятильник выпарного аппарата снабжен конденсатоотводчиком.

Недостатком этой установки является следующее.

В процессе упаривания растворов в аппарате из-за интенсивного брызгоуноса на стенках сепаратора осаждаются брызги и капли пульпы с пересыщенным по солям раствором. Эти капли высушиваются перегретым на величину депрессии паром и образуют твердый осадок. Во время работы установки, вследствие периодического изменения температуры в аппарате, от стенки отваливаются куски осадка (корки) из-за резкого различия линейных расширений металла, стенок сепаратора и слоя осадка на нем. Эти отвалившиеся корки забивают греющие трубки, что снижает теплопередачу в греющей камере, снижает производительность всей установки, вызывая тем самым необходимость частых остановок (через 3-9 суток) установки для размывки греющих трубок конденсатом.

Брызги, осевшие на брызгоуловителях, при высыхании забивают их осадком солей, что увеличивает сопротивление прохождения вторичного пара и ведет к снижению производительности установки.

Предлагаемые в литературе устройства сепарационного пространства (Перцев Л. П., Ковалев Е.М., Фокин B.C. Трубчатые выпарные аппараты для кристаллизующихся растворов. М. : Машиностроение, 1982, стр. 65-69) предусматривают конструкции, направленные на получение чистого конденсата. Вопросы снижения образования корок совершенно не рассматриваются, хотя это, как показывает практика, является очень важным с точки зрения повышения производительности выпарных аппаратов.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание установки для упаривания кристаллизирующихся растворов с получением более высокого, по сравнению с известными, результата, а именно: исключение зарастания солями стенок сепараторов и брызгоуловителей и забивки греющих трубок отвалившимися от стенок сепараторов корками.

Технический результат достигается за счет ввода брызг конденсата в объем сепаратора и смешения их с брызгами пульпы путем установки в сепараторы над уровнем пульпы форсунок, соединенных трубопроводом с конденсатоотводчиком и регулятором.

На чертеже представлена установка.

Установка состоит из трубчатых выпарных аппаратов с принудительной циркуляцией 1, с кипятильниками 2, циркуляционным насосом 3, сепаратором 4, насосов 5, выпарного аппарата первого по ходу пара 6 с кипятильниками 7, сепаратором 8, конденсатоотводчиком 9, трубопровода 10, форсунок 11, регулятора 12 и самоиспарителей 13.

Раствор поступает параллельно в выпарные аппараты 1 с кипятильниками 2 и циркуляционными насосами 3, сепаратором 4, затем насосом 5 во второй по ходу пара выпарной аппарат 1 и далее насосом 5 в выпарной аппарат с сепаратором 8, кипятильниками 7 и конденсатоотводчиком 9. Упаренная пульпа из аппарата 6 и после самоиспарителей 13 направляется на отделение соды или других солей.

Пар ТЭЦ поступает в межтрубное пространство кипятильников выпарного аппарата 6, вторичный пар в кипятильники 2 выпарного аппарата 1 и так далее до последнего выпарного аппарата 1, вторичный пар которого поступает на конденсацию под вакуумом.

Часть конденсата кипятильников 7 выпарного аппарата 6 от конденсатоотводчика 9 направляется по трубопроводу 10 к форсункам 11 с регулятором 12.

Введенные мелкодисперсные брызги конденсата исключают перегрев вторичного пара, осуществляют "промывку" пара за счет осаждения укрупненных брызг пульпы, превращенных в более слабый раствор, и исключают образование корок на стенках сепараторов и брызгоуловителей. Значительная часть мелкодисперсных капель конденсата, не прореагировавшая с каплями пульпы, вместе с вторичным паром поступит в кипятильник последующего аппарата и удалится вместе с конденсатом. Установка регулятора 12 позволяет, при необходимости, периодически усиливать ввод конденсата на промывку.

Снижение потери полезной разности температур за счет исключения забивки трубок корками и уменьшение сопротивления брызгоуловителей позволит повысить производительность установки, снизить число остановок установки на промывку греющих трубок и стенок аппарата, а кроме того, даст возможность повысить кратность использования вторичного пара на одну ступень, что, в свою очередь, позволит снизить расход пара на установку.

Формула изобретения

Установка для выпаривания растворов с кристаллизацией солей, включающая выпарные аппараты с трубчатыми кипятильниками и сепараторами, из которых кипятильник первого по ходу пара аппарата снабжен конденсатоотводчиком, а сепаратор - форсункой для подачи пароконденсатной смеси, отличающаяся тем, что форсунки установлены в паровом пространстве всех выпарных аппаратов и соединены трубопроводом с регулятором конденсатоотводчиком.

РИСУНКИ

Рисунок 1

PC4A - Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение

Прежний патентообладатель:ОАО "Металлург"

(73) Патентообладатель:ЗАО "МЕТАХИМ"

Договор № 20323 зарегистрирован 01.11.2004

Извещение опубликовано: 20.01.2005        БИ: 02/2005