Способ концентрирования раствора

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 150278 (21) 2584541/23-26 1 с присоединением заявки Йо В 01 Р 3/06 С 02 Р 1/04 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(71) Заявитель Одесский технологический институт холодильнойпромышленности(54) СПОСОБ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ РАСТВОРА Изобретение относится к способам концентрирования минерализованных вод и может быть использовано, например, на компрессорных станциях магистраль,ных газопроводов, а также в химичес 5 кой, металлургической и других отрас- лях промышленности для концентрирования водных растворов вплоть до.состояния насыщения.Известен способ концентрирования раствора с выделением солей в вакуумном кристаллизаторе, в котором раствор с температурой окружающей среды дополнительно охлаждают испарением части растворителя в вакууме 1 путем эжектирования в конденсатор вторичного пара и воздуха, используемого как перемешивающее рабочее тело, высокопотенциальным паром из котельной (1). 20 " Однако в связи с отсутствием регенерации тепла в такой установке данный способ концентрирования раствора является неэкономичным.Известен также способ концентри"2 рования раствора в многоступенчатой установке адиабатного испарения с конденсацией вторичного пара в ступенях установки на поверхностях конденсатора-подогревателя для предваритель 3 го раст сируюустапа овокулирую некон ей ступ помоного подогрева рецир шевора, при этом вывод денщих газов из последн ениновки осушествляют с щью рго эжектора 2),Недостатком данного способа явется ограничение степени концентрирования раствора из-за образованияотложений на поверхностях конденсатора-подогревателя,Цель изобретенияэкономичном повышенитрирования растворания насыщения за сченого вйпаривания.Указанная цель достигается тем,что в дополнение к известному способу, заключающемуся в предварительномнагревании раствора газами в контактном подогревателе, испарении в адиабатном многоступенчатом аппарате с одновременным отводом вторичного параэжекцией в конденсатор, концентрируе"мый раствор подвергают дополнительному выпариванию путем эжектированиявторичного пара из каждой ступенидополнительного испарения вторичнымпаром сбответствуюшей ступени испарения, имеющей давление испарения растО вора выше давления конденсации пара,лязаключается.ви степени конценвплоть до состоят его дополнительДополнительное выпаривание концентрируемого раствора при давлении ниже давления, компенсации пара расширяет температурный диапазон испаренияраствора, что повышает производительность установки и соответственно экономичность процесса концентрированиярастворов до состояния насыщения.В процессе дополнительного выпаривания раствор охлаждается .до температуры ниже температуры окружающейсреды, что позволяет испольэовать рас сол как источник холода для охлаждения магистрального газа на компрессорных станциях или для конциционирования воздуха на промышленных предприятиях. 13Н а чертеже представлена схема установки, реализующая предлагаемый способ,Установка содержит контактный подогреватель 1 раствора адиабатныймногоступенчатый аппарат 2, газотурФ ЯАбинную установку 3, конденаатоо 4,насос 5 для подачи исходного раствора, насос б для рециркуляции сконцентрированного раствора, Ъекторы 7,вакуум-насос 8, насос 9 для циркуля- Я 5ции охлаждаюшей воды, градирню 10,вентилятор 11, охладитель 12 магистрального газа, компрессор 13.Способ концентрирования раствораосуществляется следующим образом. ЗОИсходный раствор, подаваемый насосом 5, и сконцентрированный раствор, рециркулируемый с помощью насоса б, смешивают и подают в контактный подогреватель 1 для нагрева газами, уходящими, например, из газотурбинной установки 3.Нагретый раствор направляют в адиабатный многоступенчатый аппарат 2 дляконцентрирования. Пар, образующийсяпри адиабатном вскипании.раствора в 40первой ступени испарения, подают вкачестве рабочего пара в соответствующий эжектор 7 для откачки .пара изпоследней ступени испарения. Пар,образующийся вб второй ступени испарения, подают в качестве рабочего пара в следующий эжектор 7 для откачкипара из предпоследней ступени испарителя и т.д.Паровую смесь из эжектора направляют в оросительный конденсатор 4,охлаждаеьий дистиллятом. Из среднейступени испарения пар направляют непосредственно в конденсатор 4, приэтом неконденсирующиеся пары откачи"вают вакуум-насосом 8.55В случае отсутствия достаточногоисточника природной воды для охлаждения дистиллята, нагревающегося в конденсаторе 4, дистиллят с помошью насоса 9 направляют в градирню 10 для40охлаждения воздухом, подаваемым вентилятором 11, меньшую часть дистиллята в количестве, равном количествусконденсировавшегося в конденсаторепара, направляют потребителю, а боЛь шую часть рециркулируют в конденсатор4.Охлажденный до температуры нижетемпературы окружающей срецы в процессе испарения в адиабатном многоступенчатом аппарате 2 раствор направляютнасосом б в охладитель 12 для охладения магистрального газа, нагретого при сжатии в компрессоре 13, Приэтом меньшую часть рассола, выходящего иэ охладителя 12 магистральногогаза, направляют потребителю, а большую часть рециркулируют для смешенияс исходным растворам и подают в кон"тактный подогреватель 1,В качестве примера концентрирования раствора в установке, схемакоторой представлена на чертеже, рассмотрен следующий вариант.Исходныйраствор в количестве54,6 т/ч при 180 С с концентрацией15 г поваренной соли на 1000 г раствора и сконцентрированный, раствор вколичестве 475,4 т/ч при 38 С сконцентрацией 300 г поваренной солина 1000 г раствора смешивают и подаютв контактный подогреватель 1, Раствор,нагретый до 76 С в контактном подогоревателе от газов в количестве170 т/ч при 430 С, уходящих иэ газотурбинной. установки, поступает в количестве 530 т/ч ,в семиступенчатыйадиабатный аппарат 2 для концентрирования. Пар, образующийся при адиабатном вскипании раствора в первойступени, испарения, в количестве8,7 т/ч при давлении 0,25 атм подаютв качестве рабочего пара в эжектор 7для откачки пара из последней ступенииспарения в количестве 5,7 т/ч придавлении 0,01 атм. Пар, образующийсяво второй .ступени испарения в количестве 8,7 т/ч при давлении 0,14 атм,подают в качестве рабочего пара в следующий эжектор для откачки пара иэпредпоследней ступени испарения вколичестве 5,7 т/ч при давлении0,016 атм и т.д,Из среднейступени испарения парв количестве 8,7 т/ч при давлении0,035 атм направляют непосредственнов оросительный конденсатор 4, куданаправляют и паровую смесь из эжектора. При этом паровая смесь конден-сируется, а дистиллят в количестве3010 т/ч, охлаждающий конденсатор,нагРевается 18-28 Сс увеличениемрасхода до 3016 т/ч.Для откачки из конденсатора неконденсирующикся газов используют вакуум-насос 8, С помощью насоса 9 дистиллят из конденсатора 4 направляют вградирню 10 для охлаждения воздухом,подаваемым вентилятором 11. Меньшуючасть дистиллята на выходе иэ градирни в количестве 51,9 т/ч направляютпотребителю, а большую часть в количестве 3010 т/ч рециркулируют обратнов конденсатор 4. Охлажденный до 4 фС784887 Составитель Е.Сотниковаактор Л.Курасова Техред М.11 етко Корректс Демчик Заказ 8702/4 ВНИИПИ Государст по делам изоб 1130351 Иосква/5 ППП фПатент 1, г.ужгород, ул. Проектн л рассол в количестве 478,1 т/ч направляют иэ последней ступени испарения охладитель 12 для охлаждения сжатого в компрессоре 13 газа в количестве 418,т/ч 50-80 С. При этом рассол нагревается до 38 ОС, меньшую часть его в количестве 2,7 т/ч с концентрацией 300 г поваренной поли на 1000 г раствора направляют потребителю, а большую часть в количестве 475 т/ч рециркулируют.Таким образом, в рассмотренном спо-собе концентрирования растворов в результате расширения температурного диапазона испарения раствора, приво.дящего к увеличению производительности установки,повышается экономич ность процесса предельного концентрирования минерализованных водных раст. воров. При этом рассол,охлаажденный в результате дополнительного выпарива-, ния до температуры ниже температуры щ окружаюшей среды, является удобным хладоносителем для испбльзования его как источника холода в целях охлаждения,например природного газа на комп" .рессорных станциях магистральных газопроводов или кондиционирования воздуха на промышлейных предприятиях. формула изобретенияСпособ концентрирования растворапутем его предварительного нагрева"ния газами а контактном подогревате-.ле, испарения в адиабатном многоступенчатом аппарате с одновременным отводом в конденсатор вторичного параэжекцией, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения степениконцентрирования раствора до состояния насыщения за счет его дополнительного выпаривания, экекцию вторичного пара иэ каждой ступени дополнительного испарения осуществляютвторичнйм паром соответствующей ступени испарения; имеющей давлениеиспарения раствора выше давления кон денсации пара;Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Великобритании 9 496193,кл. Вгв, 1937,2, Патент Великобритании 9 1367658,кл. В 1 В, 1974 (прототип) .