ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Схема и работа многокорпусных установок из "Общий курс процессов и аппаратов химической технологии" Наиболее распространенная прямоточная схема многокорпусной выпарной установки представлена на рис. 9.10 и 9.11. [c.704] В целях наглядности сначала рассмотрим упрощенную схему такой установки (рис. 9.10), зафиксировав характерные рабочие давления в корпусах и температуры технологических потоков (на примере трехкорпусной установки). Исходный раствор с начальной концентрацией после упаривания в первом корпусе последовательно проходит через последующие корпуса установки, постепенно увеличивая свою концентрацию до заданной. Примем, что первый корпус обогревается свежим (первичным) паром давлением 620 кПа при температуре конденсации 160 ° С. Пусть температура кипения раствора в первом корпусе равна 135 °С, а температура вторичного пара — 130 °С (т.е. ниже на величину депрессии в этом корпусе). Во втором корпусе концентрация кипящего раствора будет выще (и депрессия — тоже). Естественно, что вторичный пар из первого корпуса с температурой 130 °С (эта температура отвечает рабочему давлению 275 кПа) может быть использован во втором корпусе в качестве греющего только в том случае, если температура кипения раствора будет ниже 130 °С. Этого можно добиться путем понижения рабочего давления во втором корпусе (в приведенном примере — до 105 °С). Соответственно, чтобы вторичный пар из второго корпуса использовать для оботрева третьего давление в последнем должно быгь еще меньше (в нашем примере рабочее давление в третьем корпусе равно 7,4 кПа, а температура кипения — 55 °р. Таким образом, давление от корпуса к корпусу должно понижаться (в нашем примере 275 84 7,4 кЛа) так, чтобы несмотря на увеличивающиеся депрессии в корпусах (5 °С — в первом, 10 °С — во втором, 15 °С — в третьем), вторичный пар предьщущего корпуса мог обогревать последующий. При этом движущая сила процесса теплопередачи (разность температур греющего пара и кипящего раствора), как правило, растет от корпуса к корпусу в связи с уменьшением коэффициента теплоотдачи к кипящему раствору при увеличении его концентрации (в рассматриваемом примере эта разность равна 25 °С в первом корпусе и 40 °С — в третьем). [c.704] При наличии существенной разницы давлений в корпусах переток раствора из одного в другой регулируется вентилями на жидкостных линиях, соединяющих эти корпуса. Такое непринудительное (без затраты внещней работы) движение раствора через всю систему является одним из преимуществ прямоточной схемы. Еще одним ее достоинством являются незначительные потери теплоты с уходящим упаренным раствором, так как температура кипения раствора в последнем корпусе минимальна. Недостатком данной схемы являются неблагоприятные условия теплопередачи самый концентрированный раствор кипит при наиболее низких давлении и температуре, когда его вязкость максимальна, а теплопроводность чаще всего минимальна. [c.705] По условиям теплопередачи более выгодны многокорпусные установки с противоточным движением раствора и паров. Здесь выпариваемый раствор движется по направлению от последнего корпуса к первому, а вторичные пары — в обратном направлении. При этом раствор конечной концентрации (наиболее вязкий) обогревается первичным паром и кипит при самых высоких давлении и температуре. Существенным недостатком такой схемы является необходимость принудительного перемещения раствора из корпуса в корпус в сторону нарастающего давления, что требует применения побудителей движения (насосов, да еще работающих в жестких условиях), а значит и затрат энергии. Вывод из первого корпуса концентрированного раствора с высокой температурой приводит к большим потерям теплоты, нежели в предьщущем варианте схемы. По этим причинам чаще применяется прямоточная схема. [c.705] При выпаривании кристаллизующихся растворов во избежание закупорки соединительных трубопроводов могуг быть использованы многокорпусные установки с параллельным питанием корпусов и выпариванием раствора в каждом корпусе до конечной концентрации. Пар, как и в предыдущих двух схемах, движется от первого корпуса к последнему. В том же направлении снижается рабочее давление в корпусах, а следовательно, и температура кипения растворов. [c.706] Как правило, в упомянутых выще случаях последние корпуса выпарных установок работают под вакуумом поэтому последний корпус соединяется с конденсатором — так же, как это было сделано в случае однокорпусного выпарного аппарата (см. рис. 9.9). Только при использовании исходного греющего пара весьма высокого давления (порядка 1 МПа и выще) или высокотемпературного теплоносителя иногда возможна организация работы последнего корпуса многокорпусной установки под атмосферным (или даже повыщенным) давлением. Преимуществом такого режима работы является отсутствие конденсатора смещения, а в ряде случаев — и возможность использования вторичного пара из последнего корпуса основной недостаток — дороговизна греющего пара повыщенного давления. [c.706] Поскольку наиболее часто на практике используется прямоточная выпарная установка, рассмотрим более детально ее работу (рис. 9.11) и особенности расчета на примере трехкорпусной выпарной установки (к вопросу об оптимальном числе корпусов вернемся позднее). [c.706] В третьем корпусе, обогреваемом вторичным паром из второго корпуса (7з = 02 - З з)) раствор выпаривается до требуемой конечной концентрации аз при температуре кипения /3. Вторичный пар из третьего корпуса направляется в конденсатор смешения с целью создания в нем вакуума. [c.707] Отвод экстра-пара, например из первого корпуса — Ей приводит к уменьшению расхода пара Ог = - Е, поступающего на обогрев второго корпуса. Для поддержания Ог на первоначальном уровне (до начала отбора экстра-пара) необходимо увеличить а следовательно, и расход первичного греющего пара 0. Таким образом, отвод экстра-пара приводит к увеличению расхода греющего пара, что невыгодно для работы выпарной установки. [c.707] Разумеется, наиболее выгодно бьшо бы отдавать экстра-пар из последних по ходу пара корпусов установки. Но на пар низких параметров из этих корпусов не часто находится потребитель. И поскольку на технологических установках довольно часто требуется пар давлением 0,2—0,4 МПа, то сравнительно легко найти потребителя на экстра-пар, отбираемый из первого корпуса (реже — из второго), нежели из последующих. [c.708] Вернуться к основной статье