ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Адиабатные испарительные установки из "Термическое обезвреживание минерализированных промышленных сточных вод" Для концентрирования минерализованных вод могут использоваться установки адиабатного испарения, или, как их часто называют, установки мгновенного испарения (УМИ). В этих установках концентрирование раствора осуществляется вследствие испарения перегретой жидкости, подаваемой в камеру, давление в которой ниже давления насыщения, соответствующего температуре поступающей в камеру жидкости. [c.47] Схема одноступенчатой УМИ представлена на рис. 1-17. Установка работает следующим образом. Исходная вода насосом 1 прокачивается через конденсатор 2, где предварительно нагревается образующимися при испарении парами. Далее жидкость подается в головной подогреватель 3, из которого направляется в камеру испарения 4. Из камеры испарения раствор насосом 5 подается частично на рециркуляцию, а частично на последующее испарение. Дистиллят, стекающий в поддон 6, насосом 7 направ яется потребителю. [c.47] Отличительной особенностью установок адиабатного испарения является то, что процесс испарения производится только в камерах испарения. В конденсаторах и головном подогревателе осуществляется нагрев жидкости без испарения. Вследствие этого отложение солей уменьшается, однако не исключается полностью. Для его снижения в УМИ используются методы, описанные ранее (стр. 20). Широко применяется метод кислотной обработки воды, а также введение затравочных кристаллов. [c.48] Установки адиабатного испарения получили широкое распространение для производства пресной воды из морской. На рис. 1-19 представлены схемы современных опреснительных УМИ. [c.48] Для снижения образования отложений солей применяют подкисление исходной воды смешением ее с раствором серной кислоты. Дегазация воды осуществляется под вакуумом в испарительной камере пятой ступени. [c.49] Опреснитель выполнен в виде прямоугольного аппарата с внутренними размерами 6,4 X 5,7 м и высотой 3,7 м. Стенки и перегородки аппарата сделаны из нержавеющей стали Х17Н13М27, поверхности теплообмена — из латуни ЛО-70-1. [c.49] Корпус по длине разделен вертикальными перегородками на пять смежных камер 1 — ступеней испарения и конденсации. Нижнюю часть камер занимает паро-водяное пространство, верхнюю часть — пучки конденсаторных трубок 4. Камеры /—III имеют длину 1,2 м и в них расположено по одному конденсаторному пучку. Длина камер IV VI V равна 2,4 м, в них один под другим размещено по два конденсаторных пучка. Конденсаторные пучки (суммарная поверхность нагрева 135 м ) изготовлены из трубок диаметром 32 X 1.5, длиной 6 м. Под конденсаторными пучками предусмотрены поддоны для сбора дистиллята. Пучки труб и поддоны в каждой камере сдвинуты к одной боковой стороне образованное таким образом свободное пространство камеры используется для пропуска пара. В этом пространстве расположен сепаратор желюзийного типа 3. [c.49] Конструкция аппарата рассчитана на прочность при давлениях 5 и 170 кПа, что соответствует температурам насыщения в диапазоне 33—115°С. Раствор из камеры V циркуляционными насосами 8КСД-ЮХЗ 10 подается на охлаждение конденсаторных пучков камер IV—I, затем в головной подогреватель 6 (поверхность теплообмена 60 м диаметр трубки — 25X2, длина 4 м) и далее в испарительную камеру I. [c.49] Относительно высокий расход тепла обусловлен значительными тепловыми потерями, ограниченной температурой нагревания исходной морской воды, несоответствием фактического режима оптимальному. Удельный расход тепла зависит также от места подачи на установку питательной воды (до или после точки сброса раствора). В случаях, подобных данному, т. е. когда число ступеней установки невелико, а температура на последней ступени существенно выше допустимой по условиям образования отложений солей, подпитка установки до сброса упаренного раствора оказывается энергетически более экономичной. При втором варианте температура раствора, подаваемого на рециркуляцию из последней ступени, понижается вследствие разбавления с более холодной питательной водой, а для нагревания смеси требуется дополнительное количество тепла. Однако при этом несколько возрастает выработка дистиллята. Для рассматриваемой установки выбор варианта ввода питательной воды диктовался необходимостью осуществлять ее дегазацию в камере испарения, поскольку специальный дегазатор не применялся. [c.51] По данным авторов, себестоимость дистиллята, получаемого на установке может составить 0,66 руб/м , а приведенные затраты— 0,88 руб/м . При этом затраты на энергию равны приблизительно 40%, капитальные затраты — 60%. [c.51] Адиабатные испарительные установки производительностью 9500, 5670 и 4600 м сут, запроектированные фирмой Вестинг-хайз Электрик Корпорейшн , пущены в эксплуатацию в Кувейте (1962 г.), на Виргинских островах (1965 г.), в г. Техас-Сити (1966 г.). Получаемая на этих установках пресная вода содержит до 0,005 кг/м солей, что позволяет использовать ее для питья и в технических целях. [c.53] В Испании работает 24-ступенчатая установка производительностью 48 тыс. м /сут. Фирмой Аква-Кем (США) выполнены проекты двух 36-ступенчатых установок производительностью по 190 тыс. м /сут. Одна из этих установок введена в строй в 1970 г., она состоит из 4-х групп испарителей. Ее размеры длина 120 м, ширина 92 м, высота 5,5 м. В США разрабатывается проект опреснительной установки производительностью 570 тыс. м /сут. [c.53] Предусматривается строительство крупной УМИ в 50 км от г. Токио [114]. Проектная производительность установки составит 10 м /сут. На установке намечается получить в производственных масштабах соли из раствора. Схема утилизации минеральных веществ включает электродиализную аппаратуру с ионообменными мембранами и ряд сепараторов для выделения Na l, NaOH, K2SO4, K l. [c.53] На Красноводской ТЭЦ построена полупромышленная 5-ступенчатая адиабатная установка производительностью 1200 м /сут [115]. На установке получают воду с солесодержа-нием 20—70 мг/л, общей жесткостью 0,13—0,44 мг-экв/л при значении pH 7. [c.53] В ряде стран проводятся работы по совершенствованию конструкций аппаратов адиабатного испарения. Для интенсификации теплообмена применяют рифленые трубы. СвердНИИХИММАШ для предотвращения образования отложений солей в этих установках применяет метод введения кристаллической затравки. [c.53] Фирмой Друздал (Англия) [116] разработана установка, представляющая собой вертикальную колонну (рис. 1-21). Вода подводится к основанию колонны 1, которая имеет ряд камер 2, образованных перегородками 3 и сообщающихся между собой через переточные трубы 4. Вакуум-насос 5 создает вакуум в колонне, под действием которого опресняемая вода поднимается вверх по трубам 4, при этом давление в нижних камерах больше, чем в расположенных выше. Образовавшийся при испарении пар конденсируется на встроенных в камеры конденсаторах 6. Дистиллят стекает по желобам 7 и каналам в корпусе камер 8 в вертикальный канал 9, откуда удаляется в сборник конденсата. Раствор отводится из верхней камеры испа-рителя. [c.53] В установках адиабатного испарения степень концентрирования раствора ограничена. Повышение последней интенсифицирует процесс образования отложений солей на поверхностях нагрева конденсаторов и головного подогревателя. Применение способов предотвращения отложений не обеспечивает существенного повышения степени концентрирования в этих установках. [c.54] Снизить отложение солей и повысить степень концентрирования в УМИ можно следующим образом 1) повысить скорость движения раствора в трубах 2) заменить головной поверхностный подогреватель контактным [119, 120] 3) применить каскадные схемы УМИ с контактными подогревателями раствора [121]. [c.54] С повышением скорости движения раствора в трубах отложения солей на поверхностях нагрева уменьшаются, интенсифицируется теплопередача, однако возрастает расход электроэнергии. Величина скорости определяется в результате техни-ко-экономнческой оптимизации установки. [c.54] предназначенные для предельного концентрирования, компонуются из трех и более контуров циркуляции с различной концентрацией раствора в каждом контуре. Схема таких УМИ представлена на рис. 1-19. [c.56] Вернуться к основной статье