Способ очистки выпарных аппаратов

О П И С А Н И Е (и) 462972ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сосе Советских Социалистических Республиквки М Государственный комитет Совета Министров СССР Опубликовано 05.03 Дата опубликования Бюллетень Ме 9 3) 66.048,5 (088.8) да делам изобретении и открытий, Сибирцев, А. Ф. Рябинина и ан, Ю 71) Заявите Уральский лесотехнический инсти) СПОСОБ ОЧ ПАРАТ ВЪПАРНЬ Изобретение относится к области очистки выпарных аппаратов от органических отложений при выпарке сульфитного щелока и его производных: сульфитноспиртовой барды и дрожжевой бражки,В настоящее время выпарка указанных растворов в производственных условиях производится в обогреваемых паром выпарных аппаратах, состоящих из греющей камеры, сепаратора для сепарации образующегося вторичного пара от брызг увлеченного раствора и циркуляционной трубы. Греющая камера содержит обычно 600 - 800 трубок диаметром 28 - 32 мм, завальцованных в трубные решетки. Греющий пар подается в межтрубное пространство греющей камеры.Выпарка сульфитных щелоков, бражки и барды производится в многокорпусных выпарках, состоящих из 6 - 8 последовательно включенных выпарных аппаратов, выполненных из кислотостойкой стали. Свежий пар поступает в греющую камеру только первого выпарного аппарата; пар, образующийся при испарении щелока (бражки или барды), в первом выпарном аппарате (вторичный или соковый пар), содержащий, кроме водяных паров, еще летучие продукты (в их числе фурфурол, альдегиды, органические кислоты и т, д.), поступает в греющую камеру второго выпарного аппарата, т, е. служит для второго выпарного аппарата греющим паром. Вторичный или соковый пар, образующийся при испарении сульфитного щелока (бражки или барды), во втором выпарном аппарате, слу жит греющим паром для третьего выпарногоаппарата и т. д.При такой выпарке на внешних поверхностях греющих трубок, обогревающихся вторичным паром, образуются органические от ложения (в отличие от минеральных отложений на внутренних поверхностях греющих трубок, соприкасающихся с упариваемым раствором).Органические отложения образуются из ле тучих продуктов, содержащихся во вторичныхпарах, и представляют собой черную, густую, нерастворимую в воде массу, по внешнему виду и консистенции напоминающую деготь.Механизм образования и состав этих органи ческих отложений до настоящего времени небыл известен.Поскольку органические отложения обладают малым коэффициентом теплопроводности, то наличие их на поверхности трубок 25 сильно ухудшает передачу тепла от конденсирующихся вторичных паров через стенку греющих трубок к упариваемому раствору, в результате чего производительность выпарных аппаратов сильно понижается, что вы- ЗО нуждает останавливать их на чистку от орга462972 45 50 55 Составитель А, ТарасовРедактор В. Смирягина Техред А. Камышникова Корректоры: Т. Добровольскаяи 3. Тарасова Заказ 1152/17 Изд. Юо 521 Тираж 740 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Сапунова, 2 Типография, пр. 3нических отложений. Механическая очистка внешних поверхностей греющих трубок практически невозможна из-за того, что конструкция греющих камер является неразборной и из-за взаимного экранирования трубок (между трубками нельзя поместить никакой очищающий инструмент). Поэтому в производственных условиях очистка греющих трубок от органических отложений осуществляется растворением их в концентрированной азотной кислоте. При промывке греющая камера заполняется 50 в 6 -ной азотной кислотой, а кислота, являясь при данной концентрации сильным окислителем, разрушает органические отложения, переводя их в растворимые соединения, Кислота после использования сливается в канализацию. Греющие камеры выпарных аппаратов промывают 4 - 6 раз в год.Основным недостатком существующего способа очистки греющих трубок от органических отложений является кислотная коррозия аппаратов, причиной которой является образование серной кислоты во время промывки за счет окисления азотной кислотой компонентов отложений, содержащих серу и ее соединения. В результате концентрация серной кислоты в промывном растворе 5 - 10, Серная кислота такой концентрации является агрессивной средой, способной растворять кислотостойкие стали. Действие серной кислоты еще более усугубляется присутствием в растворе азотной кислоты (смесь серной кислоты и окислителя - азотной кислоты растворяет сильнее, чем каждая из этих кислот порознь). Кроме того, во время промывки концентрация азотной кислоты уменьшается с 50 - 60 о до 26 - 30/о за счет расходования ее на окислительные реакции, вследствие чего окислительная способность кислоты сильно снижается и взамен ее появляются явно выраженные коррозионные свойства, присущие разбавленным кислотам (концентрированная азотная кислота обладает сильными окислительными свойствами, но не разъедает металл).Таким образом, во время промывки выпарных аппаратов в промывном растворе образуется очень агрессивная смесь двух кислот: серной и азотной, растворяющее действие которых на кислотостойкую сталь еще более усугубляется высокой температурой промывного раствора, возникающей в результате протекания химических реакций при разложении органических отложений. 4Для предотвращения коррозии аппаратов и загрязнения сточных вод предложено в качестве растворителя использовать спиртовощелочную смесь, которую при нагревании пропускают через греющую камеру со стороны вторичных паров.Такая смесь не обладает агрессивными свойствами по отношению к металлу и быстро, в течение нескольких минут, растворяет отложения. Технический этиловый спирт не является для целлюлозно-бумажных комбинатов дефицитным, так как является побочным продуктом при переработке древесины. Кроме того, спиртово-щелочной раствор можно использовать многократно для растворения отложений.П р и м е р. 10 г органического осадка вносят в стакан, содержащий 100 мл смеси, состоящей из 9 частей 96-ного технического этилового спирта и 1 части 30 о/о-ного раствора едкого натра (МаОН) при температуре 70 С. Органические отложения растворяются в течение 3 - 5 мин при слабом перемешивании раствора, причем механическое размельчение осадка не производят.При использовании в промышленных условиях предлагается спиртово-щелочную смесь заливать в греющую камеру выпарного аппарата со стороны вторичных паров (как в случае азотной кислоты) и осуществлять циркуляцию растворителя в камере внешним насосом. Следовательно, внедрение предложенного способа очистки поверхности греющих трубок не потребует дополнительных конструктивных разработок. Следует отметить, что механизм растворения органических отложений спиртово-щелочной смесью принципиально отличается от механизма растворения азотной кислотой; азотная кислота разрушает отложения, т. е, является реагентом а спиртово-щелочная смесь переводит отложения в раствор без химического разрушения,5 10 15 20 2530 35 40 Предмет изобретенияСпособ очистки выпарных аппаратов от органических отложений при выпарке сульфитных щелоков, барды и бражки путем промывки греющей камеры выпарного аппарата растворителем, отлич ающийся тем, что, с целью предотвращения коррозии аппаратов и загрязнения сточных вод, в качестве растворителя используют спиртово-щелочную смесь, которую при нагревании пропускают через греющую камеру со стороны вторичных паров.