Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 2 (1044949), страница 121
Текст из файла (страница 121)
Принимаем площадь сечения валиков равной наибольшему из найденных значений /' = 10,4 10 ' м'. Удерживаемый на теплообменной поверхности объем жидкости вычислим по зависимости: = (пРЬ + ~,/' )Н = пРЬ Н = (О + б 10,4 10 ')1,73 = = 1,08 10-'м', где /' — площадь сечения жидкостного валика, образующегося перед лопастью, м', ܄— условная средняя толщина пленки в аппарате, м.
Среднее время пребывания жидкости на теплообменной поверхности составит: т = — "" =1,08.10 .1097/0,05=2,37 с, где б„= 0„05 кг/с — средний расход жйдкости в стекающей пленке. Найденное время меньше допустимого (т = 30 с), т.е. одно из условий выбора аппарата выдержано. Для расчета козффициснта теплоотдачи а в режиме «стирания» используем следующую зависимость: а = 3,13~~аХ.р„с,) 0.5 1750+Рг =1,13(6 .2,1 0,45 ° 1097 3,59 .10')"2 х х =1516 Вт/(м2 .К), 500 1750+10,94 Глава 2. Оборудование для физико-химических методов очистки где ср рюрик Рг= — = Х„ 3,59 10' ° 1097-1,25 ° 10 ' 0,45 Уточним коэффициент теплопередачи: 1 К= 1/а, +~;, +Ь,„/Х„+г;, +1/а, 1 1 1 001 4 10' 1516 17,5 =652 Вт/(м' К). Площадь теплопередающей поверхности роторного аппарата вычисляем по формуле: ~+Я+ /~~ 5,1.10' — 40,7 КЬ| 652 ° 61,75 где Д вЂ” тепловой поток, который необходимо подвести к жидкости, Вт; Ф вЂ” мощность, вводимая в жидкость ротором, Вт.
Найденное значение Е меньше площади теплообмена ранее выбранного аппарата РП-300-1,6. Следовательно, аппарат выбран правильно, 3.5.3. Выпарные аппараты погружного горения В последнее время широкое распространение при очистке сточных вод получили аппараты с погружными горелками (аппараты погружного горения), Принцип работы этих аппаратов заключается в том, что газообразное или жидкое топливо сжигается в горелке, выхлопной патрубок которой погружен в выпариваемую жидкость. Распрсделя- 626 ющиеся в жидкости в виде пузырьков и струек горячие продукты сгорания передают теплоту выпариваемому раствору и, в свою очередь, насыщаются паром.
При этом образуется большая поверхность соприкосновения фаз, обеспечиваются хорошее перемсшивание и интенсивный тепломассообмен. Как правило, в таких аппаратах температура уходящих дымовых газов незначительно отличается от температуры жидкости в аппарате. Отсутствие твердой теплопередающей поверхности позволяет применять аппараты погружного горения для выпаривания агрессивных растворов.
В них также целесообразно выпаривать растворы, образующие накипь и шлам на теплопередающих поверхностях трубчатых теплообменников; растворы, обладающие чрезмерно высокой температурой кипения; вязкие растворы. На рис. 2.76 приведена принципиальная технологическая схема переработки стоков НПЗ. Установка состоит из трех отдельных установок: шестикорпусной вакуумной выпарной станции, аппарата погружного горения и аппарата кипящего слоя, Многокорпусная выпарная установка имеет значительно лучшие экономические показатели по сравнению с аппаратом погружного горения, однако здесь образование накипи на поверхности нагрева не позволяет концентрировать стоки до конечной концентрации, превышающей 100 кг/м', поэтому доупаривание стоков до концентрации 500 — 600 кг/м' осуществляется в аппарате погружного горения.
На поверхности нагрева парогенераторов и водогрейных котлов Часть КП. Основное оборудование для очистки сточных вод Па Грею и ТоплиВа оздух Рис, 2.7б. Принципиальная технологическая схема переработки стоков нефтеперераба- тываюгцего завода Рис.2.77. Технологическая схема выпа- ривания обмывочных вод паровых кот- лов. Пояснения в тексте при сжигании сернистого мазута образуется плотный слой зольных отложений, ухудшающий теплопередачу, Очистка этих поверхностей осуществляется промывкой горячей водой. Обмывочные воды содержат значительное количество токсичных веществ (ванадий, никель, медь и другие). При нейтрализации этих стоков известковым молоком получаются осветленная слабощелочная вода и осадок, содержащий токсичные вещества.
Упаривание стоков в трубчатых выпарных аппаратах невозможно, г.к греющие трубки аппаратов за- растают плотным слоем накипи, из-за чего нарушается режим работы выпарной установки. Лппараты погружного горения на данных стоках работают устойчиво и позволяют концентрировать обмывочные воды до 60 % влажности. На рис. 2.77 приведена технологическая схема выпаривания обмывочных вод паровых котлов.
Ее основные элементы; реактор 3 для химической обработки обмывочных вод хлорной известью, аппарат погружного горения 1 и орошаемый осветленной водой циклон 2. Хорошие результаты получают Глава 2. Оборудование для 4изико-химических методов очистки овую трибд Рис. 2.78. Схема установки для упаривания стоков химводоочистки ТЭЦ.
Пояснения в тексте б28 при упаривании в аппарате погружного горения сточных вод, образующихся после регенерации и отмывки катионитовых и анионитовых фильтров водоподготовительной установки ТЭЦ, Среднее солесодержание исходных стоков составляет 22,4 кг/м', в том числе 13,65 кг/м' хлористого натрия и 8,5 кг/м' сульфата натрия. Упаренные до конечной концентрации 600 кг/м' стоки хорошо сливаются из аппарата и выпадают в осадок. Содержащийся в составе пульпы хлористый натрий может найти применение для регенерации катионитовых фильтров.
Схема установки приведена на рис. 2.78. Упаривание стоков происходит в аппарате 1 с газовой погружной горелкой 2. Подлежащие выпариванию стоки из сборника 5 насосом б подаются в скруббер Венгури 3 на промывку уходящей из аппарата парогазовой смеси. Отделение стоков от парогазовой смеси происходит в циклоне 4. Эти стоки накапливаются в промежуточном сборнике 7, откуда с помощью насоса 8 поступают в аппарат 1. Упаренный раствор подается из аппарата в отстойник 9, снабженный механической мешалкой, Осветленный маточный раствор из верхней части отстойника переливается в сборник 1 и снова поступает на выпаривание, а образовавшийся на дне шлам периодически выводится через нижний патрубок в шламонакопители. Установка рассчитана на выпаривание 5 т/ч раствора. Упаривание стоков в аппарате погружного горения позволяет уменьшить в 25 раз объем пруда-накопителя шлама.
Сложный комплекс целлюлознобумажного производства включает регенерацию ценных химикатов из черных щелоков, получающихся после варки сульфатной целлюлозы. Важной стадией регенерации является процесс упаривания щелоков, который обычно осуществляется в Часть РИ Основное оборудование для очистки сточных вод многокорпусных выпарных установках с паровым обогревом. Практика эксплуатации многокорпусных выпарных станций в условиях производства сульфатной целлюлозы показала, что на поверхностях кипятильных труб со стороны щелока образуются отложения, состоящие из волокон, смолы и солей. Наличие этих отложений приводит к увеличению расхода греющего пара, частым остановкам для промывки и чистки аппаратов и, как следствие, к снижению производительности.
Применение аппаратов погружного горения позволяет устранить перечисленные трудности и вести процесс выпаривания с большей эффективностью. Выпаривание черных щелоков в обычных выпарных аппаратах сопровождается значительным пенообразованием. Вероятность пенообразования в аппаратах погружного горения возрастает вследствие барботажа дымовых газов через слой щелока.
Хорошие результаты получены при выпаривании обезмыленных щелоков. Мыло отделялось после отстоя щелока путем удаления верхнего слоя. Эффективным средством борьбы с пеной оказалась добавка солярового масла. Это позволило упаривать щелок без предварительного удаления мыла до конечной концентрации 55 % (мас.). Следует отметить, что значительное уменьшение пенообразования наблюдалось после достижения концентрации 40 % (мас.). Технологическая схема регенерации черных щелоков с установкой погружного горения показана на рис. 2.79. Исходный щелок с концентрацией 14 % (мас.) через емкость 4 подается насосом у в дисковый испаритель 3, где упаривается до концентрации 20 % (мас.), и далее поступает в емкость 5.
Из этой емкости полуупаренный щелок насосом 8 направляется в аппарат погружного горения 1. Воздух для горения нагнетается в аппарат 1 воздуходувкой 7. Концентрация щелока на выходе из аппарата составляет 45 % (мас.), Далее щелок из емкости б насосом 8 подается в револьверную печь 2, за которой установлена плавильная печь. Диаметр корпуса аппарата погружного горения — 2800 мм, производительность по выпаренной воде — 5 тыс, кг/ч. По оси аппарата установлена погружная горелка тепловой мощностью 4 МВт. Распределение дымовых газов по сечению аппарата осуществляется с помощью барботажной решетки. Глубина погружения горелки поддерживается в пределах 300 — 350 мм с помощью переливного патрубка.
Исходный раствор подается на внутреннюю поверхность нижней части горелки. Количество поступающего щелока автоматически дозируется регулятором плотности упаренного щелока посредством вентиля, установленного на линии подачи продукта. В процессе производства капролактама окислением циклогексана кислородом помимо целевых продуктов (циклогсксанола и циклогексанона) образуются отходы в виде водного слоя, который содержит 16— 25 % дикарбоновых кислот, до 4 % циклогексанола и циклогексанона, 10 — 15 % сложных эфиров карбоновых кислот. 629 Глава 2.
Оборудование для 4изико-химических методов очистки Рис. 2.?9. Технологическая схема регенерации черных щелоков. Пояснения в тексте 630 Дикарбоновые кислоты находят применение в производстве различных пластификаторов, лаков, низкотемпературных смазок, линолеума и других материалов, а также используются для очистки теплопередаюших поверхностей котлоагрегатов от накипи.
Существуют различные методы выделения дикарбоновых кислот из водяного слоя, каждый из которых имеет существенные недостатки, заключающиеся в сложности самого технологического процесса и применяемого оборудования, больших энергетических затратах, неполном извлечении дикарбоновых кислот В результате ни один из них не нашел широкого промышленного применения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
