Тепловые насосы в выпарных установках

Выпарные установки в химической промышленности работают обычно в невыгодных для инжекции условиях. Вследствие высокой температурной депрессии растворов давление вторичного инжектируемого пара бывает низким. С уменьшением давления инжектируемого пара уменьшается коэффициент инжекции. С уменьшением коэффициента инжекции расход свежего греющего пара увеличивается и применение выпарных установок с паровым инжектором становится невыгодным. Указанным обстоятельством объясняется ограниченное распространение в химической промышленности выпарных установок с тепловым насосом эти установки применяют для выпаривания растворов с малой температурной депрессией и в условиях, когда необходимо обеспечить минимальный расход греющего пара. [c.186]

Выпарные установки с сжатием вторичного пара, называемые аппаратами с тепловым насосом (или с термокомпрессией), рассмотрены на стр. 501. [c.469]

Выпарные установки с тепловым насосом [c.501]

В механических тепловых насосах пар сжимается с помощью турбокомпрессора при малых производительностях применяют ротационные компрессоры. На рис. 13-15 показана однокорпусная выпарная установка с сжатием всего вторичного пара в компрессоре. При пуске аппарата раствор подогревается свежим паром до кипения, после чего выпаривание производится за счет работы, затрачиваемой в компрессоре (механическое выпаривание). При этом теоретически добавки свежего пара не требуется на практике, в связи с расходом тепла на подогрев раствора и потерями в окружающую среду, обычно добавляют немного пара со стороны. [c.501]

Рис. 13-15. Выпарная установка с механическим тепловым насосом

Рис. 13-17. Выпарная установка с пароструйным тепловым насосом

В пароструйных тепловых насосах рабочий пар высокого давления ро расширяется в сопле инжектора и засасывает вторичный пар давления pi из инжектора выходит смесь паров при некотором среднем давлении рг. При применении пароструйного инжектора образуется избыток вторичного пара, который может быть использован для обогрева последующих корпусов многокорпусной выпарной установки (рис. 13-17). [c.503]

Экономия первичного пара (и соответствеино топлива) может быть достигнута также в однокорпусных выпарных установках с тепловым насосом. В таких установках вторичный пар на выходе из аппарата сжимается с помощью теплового насоса (например, термокомпрессора) до давления, соответствующего температуре первичного пара, после чего он вновь возвращается в аппарат для выпаривания раствора. [c.348]

Рис. 1Х-18. Схема однокорпусной выпарной установки с тепловым насосом

Экономичность применения теплового насоса определяется отношением стоимости энергии, затрачиваемой на сжатие вторичного пара в компрессоре, к стоимости расходуемого в выпарной установке первичного пара. В отдельных случаях это отношение может быть настолько малым, что выпарные аппараты с тепловым насосом могут успешно конкурировать с многокорпусными выпарными установками. [c.375]

Принципиальная тепловая схема сахарного завода включает выпарную установку, подогреватели, гидравлические колонки (сборники конденсата), насосы,сепараторы, конденсатор, сборники, вакуум-насос. Тепловая схема обеспечивает нагрев продуктов до температур, установленных технологическим регламентом, сгущение сока, уваривание утфелей, снабжение ТЭЦ конденсатом для питания паровых котлов. [c.66]

Тепло вторичного пара может быть использовано многократно и в однокорпусных установках путем применения теплового насоса. Кроме того, тепло вторичного пара часто используют в различных нагревательных устройствах вне данной выпарной установки. Вторичный пар, отбираемый от выпарной установки для нагревания вне данной установки, называют экстр а-н аром. [c.405]

Эффективным способом выпаривания, дающим экономию греющего пара, является выпаривание с применением теплового насос а— устройства, повышающего температурный уровень теплоты, выделяющейся в каком-либо процессе. Выпаривание с тепловым насосом позволяет вести процесс при низкой температуре кипения, что предотвращает вредное влияние его на свойства выпариваемого раствора первоначальные затраты на оборудование такой выпарной установки невелики. [c.411]

На рис. 290 изображена схема выпарной установки с тепловым насосом. По устройству выпарной аппарат не отличается от обычных выпарных аппаратов многокорпусных установок. Вторичный пар, образующийся в паровом пространстве выпарного аппарата I, засасывается по трубопроводу 2 турбокомпрессором 3 в турбокомпрессоре пар сжимается и его темпе- [c.412]

Рис. 290. Схема выпарной установки с тепловым насосом

Экономия греющего пара па выпарной установке с тепловым насосом практически несколько выше, чем в четырехкорпусных установках, и зависит прежде всего от необходимости повышения давления и температуры паров в компрессоре. Чем меньше это повышение, тем большая достигается экономия греющего пара. Величина поверхности нагрева, а следовательно, и первоначальные затраты, наоборот, тем ниже, чем больше будет повышаться давление и температура пара в компрессоре. [c.412]

Тепловой насос широко применяют в тех случаях, когда недопустимо выпаривание при повышенных температурах кипения и, следовательно, невозможно проведение процесса в многокорпусной выпарной установке. [c.413]

В струйных компрессорах (инжекторах) ускорение газа происходит в результате смешения потоков разных уд. энергий. При этом газ низкого давления сжимается до промежуточного за счет кинетич. энергии газа, подаваемого под высоким давлением. Вследствие компактности, простоты устройства и надежности эксплуатации струйные машины часто экономически целесообразно использовать, несмотря на невысокий кпд (обычно 0,2-0,25), напр., в качестве тепловых насосов в выпарных установках (см. Выпаривание). [c.447]

Многокорпусным выпарным установкам присущ ряд недостатков высокая стоимость оборудования, большая занимаемая площадь, высокая температура кипения раствора в первых корпусах. Эти недостатки устраняются при однокорпусном выпаривании с тепловым насосом. Вторичный нар, образующийся при упаривании раствора, с помощью турбокомпрессора или парового инжектора [c.372]

Величину п часто называют коэффициентом инжекции. По физическому смыслу он представляет собой отношение расходов вторичного и рабочего паров, т.е. 0 /0 . В реальных условиях работы выпарных установок коэффициент инжекции составляет 0,2-0,5. Таким образом, расход рабочего греющего пара в выпарном аппарате с пароструйным инжектором обратно пропорционален коэффициенту инжекции. Наибольшие коэффициенты инжекции характерны для невысоких степеней сжатия. Такие условия обеспечиваются нри выпаривании растворов, имеющих сравнительно небольшую температурную депрессию (не более 10-15°С) и невысокую полезную разность температур. Расчеты показывают, что при использовании высокопроизводительных турбокомпрессоров выпарные аппараты с тепловым насосом могут выдержать конкуренцию с многокорпусными выпарными установками. [c.374]

Расчеты и опыт эксплуатации показывают, что при выпаривании с полным тепловым насосом на каждый кг свежего греющего пара выпаривается более 5 кг вторичного. Правда, эта экономия греющего пара в определенной степени нивелируется дополнительным расходом энергии на сжатие вторичного пара в компрессоре. Поэтому вопрос о целесообразности применения полного теплового насоса решается на основании экономического расчета — в сравнении с многокорпусной выпарной установкой. [c.718]

Отметим, что работа выпарной установки с полным тепловым насосом всегда экономически эффективнее, нежели без него. Но область их применения ограничена специфичными характеристиками работы турбокомпрессоров высокими производительностями при сравнительно небольших степенях сжатия. [c.718]

В сравнении с многокорпусной выпарной установкой при использовании полного теплового насоса меньше расход металла, производственные площади, габариты установки, проще и дешевле управление процессом. [c.718]

В случаях, когда кубовым остатком при ректификации является вода, выгодно обогревать дистилляционный куб голым паром, а не через поверхность нагрева. Помимо удешевления ректификационной установки, в данном случае может быть достигнута значительная экономия тепла путем использования принципа теплового насоса с помощью пароструйного инжектора (рис. Х1-23, б). Здесь кубовый остаток переходит из куба в сосуд-расширитель, где создается разрежение благодаря присоединению его парового пространства к всасывающему штуцеру пароструйного инжектора. Из последнего сжатая смесь инжектирующего пара и вторичных паров, образовавшихся в сосуде-расширителе, подается под нижнюю тарелку исчерпывающей колонны неиспарившаяся и охлажденная часть кубового остатка отводится из системы. Как и в случае выпарных аппаратов, достигаемая экономия тепла зависит от разности давлений в дистилляционном кубе и сосуде-расширителе и от коэффициента инжекции. [c.559]

При переработке небольших количеств растворов применяют так называемые однокорпусные выпарные аппараты. Получаемый в них вторичный пар для процесса выпаривания не используется. Для повышения экономичности процесса выпаривания стремятся н полезному использованию вторичного пара. С наибольшей эффективностью это достигается в многокорпусных выпарных установках (рис. IV. 31), которые состоят из нескольких выпарных аппаратов (корпусов), работающих при постепенно понижающихся давлениях от первого корпуса к последнему. Первичным паром обогревается только первый корпус. Греющим паром в каждом последующем корпусе является вторичный пар предыдущего корпуса. В некоторых случаях часть вторичного пара отбирается для использования другими потребителями. Такой пар, отбираемый на сторону, называют экстра-паром. Первые корпуса многокорпусной выпарной установки работают обычно при атмосферном и повышенном давлении, а последующие — под вакуумом. Вследствие низкого давления в последнем корпусе получающийся в нем вторичный пар не может быть использован как теплоноситель и конденсируется в конденсаторе смешения (барометрическом). Еще один путь повышения экономичности процесса выпаривания заключается в повышении давления вторичного пара путем сжатия и использовании его в качестве первичного пара (рис. IV. 32). Выпарной аппарат, работающий по такому принципу, называется выпарным аппаратом с тепловым насосом. [c.368]

Экономия греющего пара в многокорпусных выпарных установках сопровождается резким увеличением поверхности теплообмена с ростом числа корпусов. К тому же применение многокорпусных выпарных установок не всегда возможно по технологическим причинам. В таких случаях экономия энергии достигается при применении так называемого теплового насоса, т. е. сжатия вторичного пара до давления, обеспечивающего возможность его использования в качестве теплоносителя. [c.394]

Как и при использовании пароструйных инжекторов, сжатие вторичного пара с помощью турбокомпрессора наиболее эффективно при небольших степенях сжатия. В связи с высокой производительностью турбокомпрессоров и относительно большей стоимостью электроэнергии по сравнению со стоимостью энергии водяного пара только высокопроизводительные выпарные установки с тепловым насосом способны конкурировать с многокорпусными выпарными установками. [c.395]

Так как с ростом давления в аппарате уменьшаются требуемая степень сжатия вторичного пара и его удельный объем, установки с тепловым насосом целесообразно эксплуатировать при атмосферном или повышенном давлениях. Уменьшение степени сжатия достигается также проведением выпаривания при малых разностях температур. Для достижения этой цели используются пленочные выпарные аппараты. Расчеты показывают, что при разности температур 8,3 К выпарная установка с тепловым насосом по расходу энергии равноценна выпарной установке с 10—15 корпусами. [c.395]

Сопоставление стоимости топлива для котельных и стоимости электроэнергии для тепловых насосов показывает, что последние во многих случаях менее экономичны. Однако тепловые насосы можно использовать и летом для охлаждения воздуха в зданиях южных районов. Тепловые насосы могут повысить экономичность теплоснабжения от теплоэлектроцентрали и, в зависимости от климатических условий, способны соперничать с теплоснабжением от котельных. Кроме отопления зданий различного назначения, тепловые насосы могут служить для совместного производства тепла и холода при получении горячей воды для промышленных целей и подогрева воды в плавательных бассейнах (при коэффициенте преобразования у = 4- 7), а также в выпарных установках. [c.131]

При выпаривании растворов с небольшой температурной депрессией применение теплового насоса в многокорпусной выпарной установке, например для первого корпуса, может существенно снизить расход свежего пара на выпаривание. [c.375]

Тепло вторичного пара может быть многократно использовано и в однокорпусных аппаратах путем применения теплового насоса. Кроме того, тепло вторичного пара часто используют в различных нагревательных устройствах вне выпарной установки. [c.368]

Пример 13-7. Рассчитать однокорпусную выпарную установку с тепловым насосом (турбокомпрессор) при следующих условиях количество вьша риваемой воды 47 = 0,555 кг/сек (2000 кг/ч) тепловая нагрузка У = 1 390 ООО вт (1200 000 ккал/ч) абсолютное давление в аппарате Р1 = 0,98 бар (1 ат) абсолютное давление греющего пара Ра = 1,96 бар (2 ат). [c.504]

Многокорпусная установка весьма экономична, однако ее не всегда можно применять из-за сравнительно высокой температуры кипения жидкости в первом корпусе. Из этих соображений, а также исходя из технико-экономической целесообразности, в ряде случаев выгодно установить однокорпусный выпарной аппарат с тепловым насосом, в котором тепло низкого потенциала трансформируется в тепло более высокого потенциала. В качестве трансформаторов тепла применяют термоинжекторы и термокомпрессоры. В первом случае пар сжимается в инжектцре, отличающемся простотой и низкой стоимостью, так как применяется инжектирующий пар более высоких параметров. Во втором случае вторичный пар сжимается в компрессоре за счет затраты механической или электрической энергии на привод компрессора. [c.220]

Выпаривание в аппаратах с тепловым насосом. В многокорпусных выпарных установках первоначальные затраты на оборудование, связанные с установкой каждого дополнительного корпуса, окупаются экономией греющего пара только при некотором увеличении числа корпусов. Практически в большинстве случаев максимальная экогюмия достигается уже в четырехкорпусной установке. [c.411]

Выпарные установки. Одноступенчатые установки м. б. непрерывного и периодич. действия. Последние отличаются более высокими коэф. теплопередачи, ио сложнее в обслуживании, поскольку их нельзя полностью автоматизировать. В одиночных аппаратах выпаривают сравнительно небольшие кол-ва р-ров, иапр. в произ-вах особо чистой Na l, а также NajS, томатных паст, сгущенного молока. Образующийся вторичный пар для В. не используют. Упомянутый недостаток устранен в аппаратах с тепловым насосом. В них вторичный пар сжимают турбокомпрессором или паровым инжектором, повышая т. обр. его т-ру до т-ры греющего пара. В первом случае используется практически полностью вторичный пар, расходуется только электроэнергия, однако возрастают стоимость оборудования и затраты на его эксплуатацию. Во втором случае вследствие добавления в систему первичного пара часть вторичного пара удаляется из цикла. Аппараты с тепловым насосом целесообразно применять для р-ров, характеризующихся небольшими температурными депрессиями, при разрежениях в паровом пространстве 0,02-0,08 МПа и малых степенях сжатия вторичного пара (не более 2). [c.438]

Фиг. VIII. 8. Схема пленочной выпарной установки с тепловым насосом.

Рис. 9.19. Схема выпарной установки с избыточным" ("сверхполным") тепловым насосом и утилизацией теплоты конденсата и упаренного раствора

Справочник химика 21

Химия и химическая технология