.RU
Карта сайта

Утилизация тепла загрязненных жидкостей: В данном разделе представлены описания и ряд характеристик схем,



В данном разделе представлены описания и ряд характеристик схем, технологий, оборудования, которые были разработаны в НПФ «Техэнер- гохимпром» и прошли опытную или опытно-промышленную проверку в течение 1972-1992 гг.
Как уже было показано в подразделе 4.3, на предприятиях существенную долю в объемах ВЭР составляют загрязненные жидкости. К ним относятся дистиллерная жидкость в производстве кальцинированной соды, надсмольные воды коксохимических производств, фузельная жидкость в производстве спиртов, сажевая вода в производстве ацетилена, циркулирующие жидкости в производстве желтого фосфора, загрязненный паровой конденсат и др.
Наиболее распространенным загрязнителем горячих жидкостей являются различные минеральные вещества (соли кальция, натрия, магния, железа).
НПФ «Техэнергохимпром» для утилизации тепла загрязненных жидкостей использовал принцип мгновенного вскипания [2, 20, 38]. Этот принцип основан на следующем. Горячая загрязненная жидкость поступает в герметичную камеру (испаритель), где поддерживается давление (разряжение), соответствующее температуре насыщения воды, которая как минимум на 3-6 °С ниже температуры поступающей жидкости. За счет скрытой теплоты парообразования происходит вскипание как с поверхности жидкости, заполняющей нижнюю часть испарителя, так и с поверхности струй и капель, образующихся в процессе мгновенного вскипания. Само название «мгновенное вскипание» свидетельствует о том, что процесс парообразования происходит практически одновременно с поступлением жидкости в испаритель. Процесс в испарительной части аппарата протекает в адиабатном режиме, без подвода тепла извне.
Впервые принцип мгновенного вскипания был реализован в судовых установках для опреснения морской воды в начале 1950-х гг. В настоящее время он используется довольно широким кругом практиков во всем мире [21, 22, 29, 30, 35, 41, 42].
В зависимости от того, какая задача ставится при утилизации, различаются принципы построения утилизационной (принципиальной) схемы
и применяемая конструкция аппарата мгновенного вскипания (испарения), из которых и составляется принципиальная схема. За годы работы в НПФ «Техэнергохимпром» с загрязненными горячими жидкостями наиболее часто решались три задачи: утилизация тепла, извлечение ценных продуктов, извлечение чистой воды. Ниже представлены примеры реализации этих задач.
Установка использования тепла дистиллерной жидкости (УИТДЖ). В 1974 г. на Стерлитамакском ПО «Сода» прошел промышленные испытания аппарат мгновенного вскипания (АМВ) для утилизации тепла дистиллерной жидкости, являющейся отходом производства кальцинированной соды, а в 1977 г. введена в эксплуатацию опытно-промышленная установка использования тепла дистиллерной жидкости УИТДЖ-500 [2, 22].
Дистиллерная жидкость, сбрасываемая в пруды-накопители (так называемые «белые моря»), имеет следующую характеристику:
температура
CaCl2
NaCl              53 кг/м3
CaS04 2,6 кг/м3
Содержащиеся в дистиллерной жидкости химические вещества и тепло безвозвратно терялись. При этом наряду с экономическим ущербом наносился существенный двойной химико-тепловой удар по окружающей среде. До работ НПФ «Техэнергохимпром» считалось, что отвод тепла от дистиллерной жидкости - технически неразрешимая задача, так как стандартное теплотехническое оборудование мгновенно зарастало и забивалось вышеуказанными примесями. Использование АМВ специальной конструкции опровергло этот вывод. Эскиз примененного аппарата представлен на рис. 4.3.
Работа АМВ осуществляется следующим образом. Исходный горячий сток по тангенциальному вводу 2 поступает в нижнюю полую часть аппарата, вскипает, и охлажденный и частично упаренный, отводится из аппарата через отвод 4. Образовавшиеся пары поднимаются в верхнюю часть аппарата, проходят брызгоотделитель 5 и соприкасаются с трубчаткой конденсатора 1, где отдают свое тепло охлаждающей (нагреваемой) воде, конденсируются, собираются в поддоне под конденсатором и через патрубок 3 выводятся из аппарата. Несконденсировавшаяся парогазовая смесь отводится через верхний патрубок в систему вакуумирования аппарата. Данный цикл идет непрерывно.


Рис. 4.3. Эскиз АМВ для концентрирования и упаривания:


1 - конденсатор; 2 - патрубок подвода стоков; 3 - патрубок отвода дистиллята;
4 - патрубок отвода упаренных стоков; 5 - брызгоотделитель; 6 - исходящий
сток; 7 - охлаждающая вода; 8 - отвод парогазовой смеси; 9 - дистиллят;
10 - упаренный сток
На рис. 4.4 представлена схема УИТДЖ-500, аналогичная схеме, которая была реализована после испытаний первого аппарата на Стерлита- макском ПО «Сода».

Рис. 4.4. Принципиальная схема использования тепла загрязненной жидкости для отопления и горячего водоснабжения:


1 - тепловой потребитель; 2 - каскад АМВ; 3 - сетевой насос; 4 - бойлер;
5 - горячая загрязненная жидкость; 6 - конденсат; 7 - пар; 8 - сетевая вода;
9 -дистиллят; 10 - охлажденная загрязненная жидкость
Установка состоит из цепочки последовательно соединенных АМВ 2. Горячая загрязненная жидкость поступает в кубовые части АМВ и, последовательно перетекая из аппарата в аппарат за счет разности давлений, охлаждается от 95 °С до 65 °С. Образовавшиеся в каждом аппарате пары поднимаются к трубчаткам конденсаторов и нагревают циркулирующую воду из теплофикационных сетей или же, как в Стерлитамаке, химочищенную перед котлами. При необходимости догрев циркуляционной воды может осуществляться в бойлере 4. Образовавшийся дистиллят, содержащий аммиак, возвращается в содовое производство.


Характеристики УИТДЖ-500



После успешных испытаний УИТДЖ-500 была принята отраслевая программа внедрения аналогичных установок. Установки на аналогичном принципе и средах были внедрены на Щекинском ПО «Азот», Кемеровском и Заринском коксохимических заводах, Северодонецком ПО «Азот».
Установка концентрирования раствора СаС12 за счет тепла дистил- лерной жидкости. Способ решения задачи по извлечению ценных химических веществ из загрязненной горячей жидкости с использованием АМВ представлен на рис. 4.5 [21, 22, 29]. Данная схема адаптировалась к условиям содовых производств совместно с НИИОХИМ (г. Харьков).
Дистиллерную жидкость с температурой 95-100 °С из дистиллера 1 содового производства с концентрацией 11,8 % по СаС12 подают в первый каскад АМВ 2, где она охлаждается за счет вскипания до 50-60 °С, одновременно увеличивая концентрацию СаС12 до 12,6 %.
Охлажденная, упаренная жидкость поступает в карбонизатор- отстойник 3, где происходит отделение шлама. Осветленная часть жидкости поступает в смеситель 5, где после смешения с затравочным раствором, содержащим CaS04, направляется в трубчатки конденсаторов АМВ первого каскада. Подогретая до 85-90 °С жидкость поступает во второй каскад АМВ 4, где вновь охлаждается до 50 °С за счет вскипания и конденсации паров оборотной водой из градирни 6 и концентрируется до 13,2-13,5 % по CaCI2. Упаренный, охлажденный раствор поступает в отстойник 7, где происходит разделение растворов затравочного и продукционного. Затравочный раствор используется для предотвращения отложений солей в трубчатках конденсаторов первого каскада АМВ.
Таким образом, происходит предварительное концентрирование раствора СаС12 за счет сбросного тепла дистиллерной жидкости и тем самым экономится прямое топливо. Себестоимость СаС12 при этом понижается на 25 %.


Рис. 4.5. Принципиальная схема получения концентрированного раствора СаС12 из дистиллерной жидкости за счет ее физического тепла:
1 - дистиллер; 2 - аппарат мгновенного вскипания первого каскада; 3 - карбо- низатор; 4 - аппарат мгновенного вскипания второго каскада; 5 - смеситель;
6 - градирня; 7 - отстойник; 8 - насос; 9 - охлаждающая вода; 10 - раствор СаС12; 11 - затравочная жидкость; 12 - шлам; 13 - конденсат

2014-07-19 18:44
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • © sanaalar.ru
    Образовательные документы для студентов.