Способ концентрирования раствора

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСЙОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<„> 784887 (6 I ) Дополнительное к авт. саид-ву (51)М. Кл з (22) Заявлено 150278 (21) 2584541/23-26

I с присоединением заявки ¹В 01 D 3/06

С 02 F 1/04

Государственный комитет

СССР

h0 делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07.1280, Бюллетень ¹ 45

Дата опубликования описания 07.1280 (53) УДК 66 048 °.541 (088.8) (72) Автор изобретения

Ю. П.Денисов (71) Заявитель

Одесский технологический институт холодильной промышленности (54) СПОСОБ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ РАСТВОРА.-„-у )- % - - (. ь„.,„а.:;-„,;.с ЛР . д;»»»» »Изобретение относится к способам концентрирования минерализованных вод и может быть использовано, например, на компрессорных станциях магистраль,ных газопроводов, а также в химичес5 кой, металлургической и других отрас-. лях промышленности для концентрирования водных растворов вплоть до.состояния насыщения.

Известен способ концентрирования раствора с выделением солей в вакуумном кристаллизаторе, в котором раствор с температурой окружающей среды дополнительно охлаждают испарением части растворителя в вакууме 15 путем эжектирования в конденсатор вторичного пара и воздуха, используемого как перемешивающее рабочее тело, высокопотенциальным паром из котельной (1). 20

Однако в связи с отсутствием регенерации тепла в такой установке данный способ концентрирования раствора является неэкономичным.

Известен также способ концентри- 25 рования раствора в многоступенчатой установке адиабатного испарения с конденсацией вторичного пара в ступенях установки на поверхностях конденсатора-подогревателя для предваритель 3О ного подогрева рециркулирующего раствора, при этом вывод неконденсирующих газов из последней ступени установки осушествляют с помощью парового эжектора (2), Недостатком данного способа является ограничение степени концентрирования раствора из-за образования отложений на поверхностях конденса,,тора-подогревателя, Цель изобретения заключается.в экономичном повышении степени концентрирования раствора вплоть до состояния насыщения за счет его дополнительного вйпаривания.

Указанная цель достигается тем, что в дополнение к известному способу, заключающемуся в предварительном нагревании раствора газами в контактном подогревателе, испарении в адиабатном многоступенчатом аппарате с одновременным отводом вторичного пара эжекцией в конденсатор, концентрируемый раствор подвергают дополнительному выпариванию путем эжектирования вторичного пара из каждой ступени дополнительного испарения вторичным паром сбответствующей ступени испарения, имеющей давление испарения раствора выше давления конденсации пара.

784887

Дополнительное выпаривание концентрируемого раствора при давлении ниже давления. компенсации пара расширяет температурный диапазон испарения раствора, что повышает производитель.Ность установки и соответственно экономичность процесса концентрирования растворов до состояния насыщения.

В процессе дополнительного выйаривания раствор охлаждается до температуры ниже температуры окружающей среды, что позволяет испольэовать рас- t6 сол как источник холода для охлаждения магистрального газа на компрессорных станциях или для конциционирования воздуха на промышленных предприятиях. t5

Н а чертеже представлена схема установки, реализующая предлагаемый способ.

Установка содержит контактный подогреватель 1 раствора адиабатный многоступенчатый аппарат 2, газотурФ ЯФВ бинную установку 3, конденсатор 4, насос 5 для подачи исходного раствора, насос б для рециркуляции сконцентрированногo раствора, Ъ екторы 7, вакуум-насос 8, насос 9 для циркуля- ЯЯ ции охлаждаюшей воды, градирню 10, вентилятор ll, охладитель 12 магистрального газа, компрессор 13.

Способ концентрирования раствора осуществляется следующим образом. 39

Исходный раствор, подаваемый насосом 5, и сконцентрированный раствор, рециркулируемый с помощью насоса б, смешивают и подают B контактный подогреватель 1 для нагрева. газами, уходящими, например, из газотурбинной установки 3.

Нагретый раствор направляют в адиабатный многоступенчатый аппарат 2 для концентрирования. Пар, образующийся при адиабатном вскипании.раствора в 4Q первой ступени испарения, подают в качестве рабочего пара в соответствующий зжектор 7 для откачки .пара из последней ступени испарения. Пар, образующийся вб второй ступени испарения, подают в качестве рабочего пара в сл дующий эжектор 7 для откачки ! пара из предпоследней ступени испарителя и т.д.

Паровую смесь из жектора направ- щ ляют в оросительный конденсатор 4, охлаждаеьий дистиллятом. Из средней ступени испарения пар направляют непосредственно в конденсатор 4, при этом неконденсирующиеся пары откачи" вают вакуум-насосом 8.

В случае отсутствия достаточного источника природной воды для охлаждения дистиллята, нагревающегося в конденсаторе 4, дистиллят с помошью насоса 9 направляют в градирню 10 для @) охлаждения воздухом, подаваемым вентилятором ll меньшую часть дистиллята в количестве, равном количеству сконденсировавшегося в конденсаторе пара, направляют потребителю, а боЛь- $5 шую часть рециркулируют в конденсатор

4.

Охлажденный до температуры ниже температуры окружающей срецы в процессе испарения в адиабатном многоступенчатом аппарате 2 раствор направляют насосом 6 в охладитель 12 для охладения магистрального газа, нагретого при сжатии в компрессоре 13, При этом меньшую часть рассола, выходящего иэ охладителя 12 магистрального газа, направляют потребителю, а большую часть рециркулируют для смешения с исходным растворам и подают в контактный подогреватель 1, В качестве примера концентрирования раствора в установке, схема которой представлена на чертеже, рассмотрен следующий вариант.

Исходный раствор в количестве

54,6 т/ч при 18 С с концентрацией

15 r поваренной соли на 1000 г раствора и сконцентрированный. раствор в количестве 475,4 т/ч при 38 С с концентрацией 300 г поваренной соли на 1000 r раствора смешивают и подают в контактный подогреватель 1. Раствор, нагретый до 76 С в контактном подог- о ревателе оТ газов в количестве

170 т/ч при 430 С, уходящих иэ газотурбинной. установки, поступает в количестве 530 т/ч,в семиступенчатый адиабатный аппарат 2 для концентрирования. Пар,. образующийся при адиабатном вскипании раствора в первой ступени, испарения, в количестве

8,7 т/ч при давлении 0,25 атм подают в качестве рабочего пара в эжектор 7 для откачки пара из последней ступени испарения в количестве 5,7 т/ч при давлении 0,01 атм. Пар, образующийся во второй .ступени испарения в количестве 8,7 т/ч при давлении 0,14 атм, подают в качестве рабочего пара s следующий эжектор для откачки пара иэ предпоследней ступени испарения в количестве 5,7 т/ч при давлении

0,016 атм и т.д.

Из средней ступени испарения пар в количестве 8,7 т/ч при давлении

0,035 атм направляют непосредственно в оросительный конденсатор 4, куда направляют и паровую смесь из эжектора. При этом паровая смесь конден- сируется, а дистиллят в количестве

3010 т/ч, охлаждающий конденсатор, нагревается 18-28 С с увеличением расхода до 3016 т/ч.

Для откачки из конденсатора неконденсирующикся газов используют вакуум-насос 8. С помощью насоса 9 дистиллят из конденсатора 4 направляют в градирню 10 для охлаждения воздухом, подаваемым вентилятором 11. Меньшую часть дистиллята на выходе иэ градирни в количестве 51,9 т/ч направляют потребителю, а большую часть в количестве 3010 т/ч рециркулируют обратно в конденсатор 4. Охлажденный до 4 С

784887

Составитель Е.Сотникова

Техред M. åòêî Корректор И.Демчик

Редактор Л.Курасова

Заказ 8702/4 Тираж 809

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Филиал ППП Патент1, r.Óæãîðîä, ул. Проектная, 4 рассол в количестве 478,1 т/ч направляют иэ последней ступени испарения охладитель 12 для охлаждения сжатого в компрессоре 13 газа в количестве

418,т/ч 50-80 С. При этом рассол нагревается до 38 С, меньшую часть его в количестве 2,7 т/ч с концентрацией

300 г поваренной поли íà 1000 r раствора направляют потребителю, а большую часть в количестве 475 т/ч рециркулируют.

Таким образом, в рассмотренном спо- © собе концентрирования растворов в результате расширения температурного диапазона испарения раствора, приво.дящего к увеличению производительности установки,повышается экономич- 15 ность процесса предельного концентрирования минерализованных водных растворов. При этом рассол,охлаажденный в результате дополнительного выпарива-, ния до температуры ниже температуры окружаюшей среды, является удобным хладоносителем для использования его как источника холода в целях охлаждения,например природного газа на комп.рессорных станциях магистральных газопроводов или кондиционирования воздуха на промышлейных предприятиях.

Формула изобретения

Способ концентрирования раствора путем его предварительного нагревания газами в контактном подогревате-, ле, испарения в адиабатном многоступенчатом аппарате с одновременным отводом в конденсатор вторичного пара эжекцией, о т л и чающий с я тем, что, с целью повышения степени концентрирования раствора до состояния насыщения за счет его дополнительного выпаривания, э екцию вторичного пара иэ каждой ступени дополнительного испарения осуществляют вторичнйм паром соответствующей ступени испарения, имеющей давление испарения раствора выше давления кон-денсации пара.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании 9 496193, кл. В1В, 1937.

2. Патент Великобритании 9 1367658, кл. BlB, 1974 (прототип) .