Способ эксплуатации выпарной установки

3 18Изобретение относится к способам эксплуатации выпарных установок, используемых для переработки сточных водпромышленных предприятий, шахтных вод идругих малоконцентрированных растворов,Целью изобретения является снижениезатрат на выпаривание,На фиг. 1 приведена схема, иллюстрирующая реализацию предлагаемого способа;на фиг, 2 - пример применения заявляемогоспособа.Заявляемый способ реализуется на выпарной установке, включающей испаритель1, выполненный в виде многокорпуснойбатареи выпарных аппаратов 2, 3 и 4,поверхностный конденсатор 5 для конденсации вторичного пара последнего выпарногоаппарата 4 испарителя 1, градирню 6,сообщающуюся с конденсатором 5 трубопроводами 7 (для подвода охлаждающей средыв конденсатор 5) и 8 (для возврата нагретойсреды из конденсатора 5 в градирню 6),Подача охлаждающей среды в конденсатор5 осуществляется с помощью насоса 9,Трубопровод 10 служит для подвода промьппленных сточных вод. Если температурасточных вод не превьппает температурыохлаждающей среды, направляемой по трубопроводу 7 из чаши градирни 6 вконденсатор 5, сточные воды подают втрубопровод 7 или в чашу градирни 6, Вслучае, когда температура сточных водпревьппает температуру охлаждающей средыв трубопроводе 7, сточные воды направляютв верхнюю часть башни градирни 6 иразбрызгивают здесь при помощи форсунок.Насос 11 служит для подачи раствора (частициркулирующего потока охлаждающей среды) из чаши градирни 6 на выпаривание ввыпарной аппарат 2 испарителя 1.По заявляемому способу эксплуатациивыпарная установка работает следующимобразом, Исходный раствор (промышленныесточные воды по трубопроводу 10 поступаетв градирню 6 и вливается в потокохлаждающей среды, представляющей несколько сконцентрированный исходный раствор, циркулирующий между градирней 6 иповерхностным конденсатором 5. Этот холодный раствор из градирни 6 подается насосом9 в конденсатор 5, служит в нем в качествеохлаждающей среды при конденсации вторичного пара из выпарного аппарата 4испарителя 1 и нагревается за счет скрытойтеплоты конденсации этого пара, Нагретыйраствор из конденсатора 5 возвращается вградирню 6, где разбрызгивается при помощифорсунок в верхней части башни в потокеатмосферного воздуха. При этом он охлаж 12667дается в основном за счет испарения части воды и лишь в небольшой степени путем конвективной теплопередачи от капель и струй воды к потоку воздуха, По литературным данным в градирне испаряется Р = а Л( О от охлаждаемого потока, где Ь 1 - разность температур входящей и охлажденной среды (воды); а - коэффициент, равный для лета 0,15 - 0,16, для зимы 0,06 - 0,08, В градирне, используемой для охлаждения воды после конденсаторов выпарных установок, поток испаряющейся в градирне воды численно примерно равен расходу пара, конденсирующегося в коцденсаторе, Охлажденный раствор падает в чашу градирни и из нее откачивается насосом 9 на конденсатор 5.Таким образом, в градирне 6 вследствие испарения происходит удаление из исходного раствора части воды и он при циркуляции между конденсатором 5 и градирней 6 несколько концентрируется,Часть циркулирующего потока частичноконцентрированного раствора, численно равная разности расходов исходного раствора и испаряющейся в градирне воды, откачивается из чаши градирни 6 насосом 11 в выпарной аппарат 2 испарителя 1. В испарителе 1, проходя последовательно выпарные аппараты 2, 3 и 4, раствор окончательно выпаривается до требуемой концентрации и сливается из выпарного аппарата 4,Греющий пар от постороннего источника(например, из котельной) подается в греющую камеру выпарного аппарата 2; за счет тепла конденсации этого пара раствор в аппарате кипит и частично выпаривается, Вторичный пар, образующийся при этом, направляется в греющую камеру выпарного аппарата 3 и служит в качестве греющей среды для кипячения раствора в этом аппарате. Вторичный пар поступает в греющую камеру выпарного аппарата 4.Вторичный пар из выпарного аппарата 4 поступает в конденсатор 5, где конденсируется, отдавая тепло конденсации раствору, циркулирующему между конденсатором 5 и градирней 6. За счет тепла, полученного в конденсаторе 4, в градирне 6 происходит испарение части воды из циркулирующего потока раствора и предварительное концентрирование исходного раствора, поступающего затем для окончательного выпаривания в испаритель 1,Таким образом, в заявляемом способеисключены указанные выше недостатки извесгных способов эксплуатации выпарных установок, в том числе способа, принятого за прототип, Использование исходного раствора, подлежащего выпариванию, в качествеохлаждающей среды путем подачи его в замкнутую систему и циркуляции между конденсатором и градирней, а также отбора определенной части этого циркулирующего потока на выпаривание в испаритель позволяет организовать автономную систему охлаждения концевых конденсаторов выпарных установок, не зависящую от естественных источников и не требующую продувки, При этом самопроизвольно обеспечивается постоянное пополнение системы и предупреждается накопление солей, Сбрасываемое из выпарной установки тепло (бесплатное тепло, теряемое в настоящее время при известных способах эксплуатации бесполезно) в случае применения предлагаемого способа используется с пользой для осуществления основного технологического процесса - для удаления воды из выпариваемого раствора. Причем испарение воды из этого раствора в градирне происходит без дополнительных капитальных затрат, Наконец, при применении заявляемого способа уменьшаются необходимые размеры испарителя и расход пара на выпаривание,Необходимо отметить, что циркуляционный контур охлаждающей среды, по которому при использовании заявляемого способа циркулирует раствор, подлежащий выпариванию, помимо градирни б и конденсатора 5 выпарной установки может включать теплообменники различных охлаждающих устройств, конденсаторы других теплоиспользующих установок, в частности конденсаторы выпарных установок для выпаривания концентрированных и кристаллизующихся растворов, к которым не может быть непосредственно применен предлагаемый способ эксплуатации, При этом расход воды, испаряемой в градирне из потока циркулирующего раствора, возрастает и степень предварительного концентрирования раствора, подлежащего выпариванию, увеличивается, Вследствие этого уменьшаются необходимая производительность испарителя 1 и расход пара на этот испаритель от постороннего источника,Пример применения предлагаемого способа. Переработке подлежали сточные воды шахт (шахтные воды), расход которых равен 4060 т/ч, а начальное содержание солей 23 г/л, Принятая технология переработки этих вод заключалась в трехстадийном выпаривании. На первой стадии исходные стоки концентрировались до состояния, близкого к насыщению по растворенным солям, но без кристаллизации этих солей (до солесодержания = 85 г/л). При дальнейшем выпаривани и образовавшегося раствора на второй стадии из раствора выделялись кристаллы сульфата кальция и другие примеси, раствор концентрировался до состояния насыщения по хлористому натрию (до 26 - 280 МаС 1). На третьей стадии выпаривание раствора сопровождалось кристаллизацией хлористого натрия, После отделения кристаллов хлористого натрия, являющегося товарным продуктом, из выпарной стадии выводилось 33 т/ч концентрированного раствора, перерабатываемого затем по другой технологии,При использовании традиционного (существующего) способа эксплуатации выпарной станции при осуществлении первой стадии выпаривания необходимо выпарить 3000 т/ч воды из указанного потока исходных шахтных вод, Для этого необходимы четыре 16-ступенчатые выпарные установки производительностью каждая 750 т/ч выпаренной воды. Удельный расход свежего пара на этих установках составляет 0,075 т/т выпариваемой воды, На концевых конденсаторах всех четырех установок в сумме конденсируется примерно 3000/16 = 180 т/ч вторичного пара из последних ступеней.Вторая и третья стадии выпаривания как при традиционном способе, так и при реализации предлагаемого способа имели одинаковый режим работы, На второй стадии из раствора, получившегося на первой стадии, удалялось 840 т/ч воды, что выполнялось в двух 10-корпусных батареях. На концевых конденсаторах этих батарей конденсировалось в общем примерно 840/1084 т/ч вторичного пара из последних корпусов,На третьей стадии из перерабатываемого раствора выпаривалось 230 т/ч воды в трех 4-корпусных выпарных батареях производительностью каждая 78 т/ч выпаренной воды, При этом на концевых конденсаторах этих батарей в сумме конденсировались 230/4 = 57 т/ч вторичного пара из последних корпусов,При реализации предлагаемого способа исходные шахтные воды подавались сначала на градирню б (фиг. 2) и попадали в циркуляционный контур, который, помимо градирни 6 и поверхностного конденсатора 5 установок первой стадии выпаривания, включал также конденсаторы 12 и 13 выпарных батарей, составляющих соответственно П и П 1 стадии выпаривания (здесь поз. 5 условно обозначает все концевые конденсаторы установок 1 стадии выпаривания, поз. 12 - все конденсаторы 11 стадии, поз. 13 - все концевые конденсаторы 1 П стадии выпаривания), Из градирни 6 исходные стоки(известного) способа эксплуатации, и составит 2700/4=675 т/ч, При этом для достижения одинаковой конечной концентрациираствора на выходе из 1 стадии выпариваниятребуется меньше свежего греющего пара,подаваемого из постороннего источника(например, из котельной) на 1 стадию; длярассматриваемого случая экономия парасоставила 3000,075=2,5 т/ч, где 300испарительная способность градирни, т/ч;0,075 - удельный расход свежего греющегопара на установках, составляющих 1 стадиювыпаривания шахтных вод,Таким образом, технико-экономическиепреимущества от реализации предлагаемогоспособа эксплуатации выпарной установкипо сравнению с известными заключаются,во-первых, в уменьшении необходимой производительности выпарного оборудования,т,е, в уменьшении его размеров и металлоемкости, обусловливающей сокращение капитальных затрат, во-вторых, в уменьшениирасхода свежего пара на процесс выпаривания. подавались в выпарные установки 1 стадии выпаривания, а затем последовательно на 11 и 111 стадии, Так как в градирне происходило частичное испарение исходных стоков, необходимая производительность выпарных установок 1 стадии была соответственно меньше.При этом суммарный поток вторичного пара, поступающий на концевые конденсаторы выпарных установок 1 стадии выпаривания, был меньше подсчитанного выше и составлял около 170 т/ч, Суммарный поток вторичного пара, конденсируемый на концевых конденсаторах выпарных установок и батарей всех стадий выпаривания, для рассматриваемого случая составлял 170+84+57=300 т/ч, Испарительная способность градирни численно равна этой величине, Следовательно, необходимая производительность по выпаренной воде выпарных установок, составляющих первую стадию, будет равна 3000 - 300 = 2700 т/ч, При четырех установках, составляющих 1 стадию выпаривания, производительность каждой будет меньше, чем у выпарных установок с использованием традиционного ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ эксплуатации выпарной установки, включающий подачу сточных вод на выпаривание в испаритель, конденсацию вторичного пара в поверхностном конденсаторе потоком охлаждающей воды, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат на выпаривание, охлаждающую воду после конденсатора направляют в градирню, а сточные воды смешивают в градирне с охлаждающе водой, при этом одну часть полученной смеси, равную разности значений расходов сточных вод и воды, испаряемой в градирне, подают на выпаривание, а другую подают охлаждающей средой в конденсатор. аказ 1873, Москва, Бережковская наб., 24 стр. 2. оплтоаицл поалпоиятие мПятент