Носов Г.А, Лапшенков Г.И., Вышнепольский В.И., Беглов И.А. Схемы химико-технологических процессов, страница 4

Такое расположениеиспарителя способствует циркуляции кубовой жидкости в контуре куб колонны испаритель за счет термосифонного эффекта. Греющий пар подается в межтрубноепространство испарителя. В установках периодического действия часто используютгоризонтальные испарители. При этом теплообменные элементы (трубчатки, змеевики)иногда размещают непосредственно в кубе ректификационных колонн.В качестве подогревателей исходных смесей используются одноходовые илимногоходовые кожухотрубчатые теплообменники. Чаще такие теплообменникирасполагают в вертикальном положении. При этом греющий пар, также как и виспарителях, подается в трубное пространство теплообменников.Для конденсации паров дистиллята обычно используются горизонтальныетеплообменники (конденсаторы). При этом охлаждающие агенты (чаще всего вода)подаются в трубное пространство конденсаторов, а пары дистиллята в межтрубноепространство. Конденсаторы могут быть одноходовыми и многоходовыми.

Этоопределяется в результате технологических расчетов и зависит от наличия стандартныхаппаратов.Дистилляты на выходе из конденсаторов и кубовые остатки на выходе из колонныобычно имеют высокую температуру и их необходимо охлаждать перед подачей вприемные емкости, так как хранить нагретые жидкости (особенно органическиепродукты) опасно. Для охлаждения дистиллятов и кубовых остатков можно использоватьвертикальные или горизонтальные кожухотрубчатые одноходовые или многоходовыетеплообменники.

При этом холодильники для дистиллятов чаще располагаютвертикально, а холодильники кубовых остатков горизонтально. Иногда в качествеконденсаторов паров дистиллята, холодильников дистиллята и кубовых остатковприменяют теплообменники воздушного охлаждения.В Приложении 3 приведен пример технологической схемы непрерывнойректификации с применением насадочной колонны. В данном случае для нагрева22http://www.mitht.ru/e-libraryисходной смеси используется вертикальный многоходовой теплообменник, а дляохлаждения дистиллята и кубового остатка применяются одноходовые кожухотрубчатыетеплообменники.

Для конденсации паров дистиллята используется горизонтальныймногоходовой теплообменник (дефлегматор, конденсатор). При этом конденсат издефлегматора поступает в сборник дистиллята С, откуда насосом Н3 или Н4 часть егоподается в ректификационную колонну в качестве флегмы, а другая его частьнаправляется в холодильник дистиллята Х2. На линиях подачи исходной смеси и флегмыв колонну, а также отбора кубового остатка из колонны имеются регулирующие вентили,а также показаны точки замера и контроля температуры и расхода. На линиях подачиохлаждающей воды в дефлегматор, а также в холодильники дистиллята и кубовогоостатка имеются как регулирующие, так и запорные вентили.

На линиях отводаохлаждающей воды из данных теплообменников показаны точки контроля температуры.В верхней части колонны показана точка контроля температуры, а в кубовой части точкаконтроля уровня жидкости. На линиях подачи греющего пара в испаритель и вподогреватель показаны точки контроля давления.4.3. Выпарные установкиКак известно [2 – 4], для проведения процесса выпаривания применяются аппаратыразличных конструкций: с сосной греющей камерой; с выносной циркуляционной трубой,с выносной греющей камерой; аппараты с восходящей и падающей пленкой; роторныевыпарные аппараты и другие.

Стандартные изображения выпарных аппаратов натехнологических схемах приведены в таблице 2.5. При графическом изображениивыпарных аппаратов на технологической схеме следует учитывать также, при какомдавлении они работают (атмосферном, избыточном или под вакуумом).Процесс выпаривания может производиться в одном или нескольких аппаратах(корпусах).

Число изображаемых на технологической схеме выпарных аппаратов должносоответствовать заданию на курсовое проектирование. При многокорпусном выпариваниичасть корпусов может работать при избыточном давлении, а часть под вакуумом.

В силуэтого, графические изображения отдельных корпусов установки могут различаться.В Приложении 4 приведен пример технологической схемы выпарной двухкорпуснойвыпарной установки, в которой используются выпарные аппараты с выносной греющейкамерой. При этом первый корпус данной установки работает, как правило, при давлениивыше атмосферного, а второй корпус под вакуумом.Выпарные установки, как и установки для проведения других массообменныхпроцессов, обычно снабжаются приемными емкостями, в которые периодическизагружается исходный раствор.

Подачу исходного раствора из приемных емкостей впервый корпус выпарных установок, как правило, осуществляют центробежныминасосами. При многокорпусном выпаривании транспортировка выпариваемых растворовмежду корпусами обычно осуществляется за счет перепада давления между корпусами.Исходный раствор подается в выпарные аппараты, как правило, в подогретомвиде.

Для его подогрева обычно используются кожухотрубчатые одно- или многоходовыетеплообменники. При этом для нагрева может быть использован свежий пар или жеэкстра-пар, отбираемый из первого корпуса установки.Конденсаты, образующиеся при охлаждении свежего греющего пара в первом корпусевыпарной установки и в подогревателе исходного раствора, через конденсатоотводчикиподается в линию сбора конденсата. Конденсаты же, образующиеся при охлаждениивторичных паров, могут содержать некоторое количество растворимых веществ. Ихобычно подают в линию канализационных стоков.Вторичные пары из последних корпусов подаются в барометрические конденсаторы,где они конденсируются в результате контакта с охлаждающей водой.

Так как давлениеводы в подводящих трубопроводах существенно выше, чем в конденсаторе, то припонижении давления происходит процесс дегазации (десорбции воздуха их воды). Для23http://www.mitht.ru/e-libraryосуществления этого процесса на линии подачи охлаждающей воды устанавливаютрасширители, из которыхдегазированная вода поступает на первую полкубарометрических конденсаторов, а воздух подается в паровое пространствоконденсаторов.Для отбора неконденсирующихся газов (подержания постоянного вакуума вконденсаторах), как правило, используют водокольцевые вакуумные насосы.

Дляулавливания уносимых капель конденсата на линии отсоса несконденсирующихся газовобычно устанавливают расширители или жидкостные циклоны.Из конденсаторов конденсат вместе с охлаждающей водой по барометрической трубепоступает в барометрический ящик, который выполняет роль гидрозатвора. Избарометрического ящика конденсат с водой поступает в линию оборотной воды или влинию канализационных стоков.Из последнего корпуса упаренный раствор может отводиться в одну емкость или же вдве емкости. В первом случае приемная емкость все время находится при давленииблизком к давлению в барометрическом конденсаторе. Это обеспечивается за счетсоединения трубопроводом барометрического конденсатора с приемной емкостью.

Прииспользовании двух приемных емкостей упаренный раствор поочередно подается в этиемкости. При этом перед загрузкой они предварительно вакуумируются. После загрузкивакуум сбрасывается и производится их опорожнение. Выгрузка упаренного растворапотребителям из приемных емкостей обычно осуществляется периодически сиспользованием центробежных насосов.На линиях подачи греющего пара, охлаждающей воды, исходного раствора, а также налиниях отбора упаренного раствора должны быть показаны запорные и регулирующиевентили и указаны точки контроля и замера параметров процесса. На линиях жеприсоединения насосов, конденсатоотводчиков и на сливных линиях должны бытьпоказаны запорные вентили.4.4.

Сушильные установкиТехнологические схемы сушильных установок отличаются особенно большимразнообразием. При этом вид таких схем зависит от способов и режимов сушки, свойстввысушиваемого материала, вида сушильного агента, давления, методов очисткиотработанных сушильных агентов от пыли и ряда других факторов. Некоторые примерытехнологических схем сушильных установок приведены в Приложении.Как известно [2 – 6], процесс сушки используется для обезвоживания различныхдисперсных материалов (порошков, гранул, зерна, дробленых материалов и др.), тканевыхматериалов, штучных изделий, заготовок, а также для обезвоживания растворов,эмульсий, суспензий, шламов, паст и др. От вида высушиваемых материалов зависятконструкции используемых сушилок, питателей, дозаторов, загрузочных и разгрузочныхустройств.Схематические изображения наиболее распространенных сушильных аппаратовприведены в таблице 2.7.

Для сушки дисперсных материалов часто используют сушилкис псевдоожиженными и фонтанирующими слоями, а также барабанные, циклонные,шахтные, шнековые, трубчатые, полочные и другие виды сушилок [3 – 5]. Дляобезвоживания растворов, эмульсий, суспензий часто применяются распылительныесушилки. Для высушивания пастообразных материалов используются ленточные ивальцевые сушилки, а также сушильные шкафы.

Обезвоживание термолабильныхматериалов часто осуществляют с применением сублимационных сушилок.Как известно, при проведении конвективной сушки влажных материалов могутиспользоваться различные сушильные агенты: нагретый воздух, топочные газы илинагретые инертные газы. Нагрев воздуха и инертных газов обычно осуществляется сиспользованием калориферов, схематическое изображение которых показано в таблице2.4.

При этом в калориферы подается греющий пар. Отвод образующегося конденсата24http://www.mitht.ru/e-libraryпроизводится через один или несколько параллельно работающих конденсатоотводчиков,количество которых устанавливается в результате технологического расчета.Нагретые топочные газы получают в результате сжигания газообразного, жидкогоили твердого топлива (вид топлива указан в задании на проектирование). Схематическоеизображение топок показано в таблице 2.11. На линии подачи газообразного и жидкоготоплива в топку устанавливаются запорные ВЗ и регулирующие ВР вентили. На этихлиниях должны быть показаны также точки контроля давления и замера расхода топлива.Подача сушильного агента в сушильные аппараты обычно осуществляется сиспользованием вентиляторов, воздуходувок или газодувок, схематическое изображениекоторых показано в таблице 2.10. При проведении конвективной сушки при атмосферномили избыточном давлении вентиляторы и газодувки обычно устанавливают передкалориферами на линии подачи исходного воздуха или инертного газа.

При этом на линииподачи сушильных агентов должен быть предусмотрен регулирующий вентиль ипоказаны точки замера давления и расхода. После калориферов на линии подачинагретого сушильного агента должна быть показана точка замера температуры. Навыходе отработанного сушильного агента из сушильных аппаратов также должны бытьпоказаны точки замера температуры и давления.При проведении сушки с использованием топочных газов заданная температурасушильного агента обычно достигается путем разбавления первичных топочных газовпотоком свежего воздуха.