1598005528-5a29f77d2a9bb899a883b13e75ca9e01 (811229), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Даже в этом случае удовлетворительная перекачка кис- лоты поддерживалась только в течение нескольких часов до тех пор, пока расход не начинал падать вследствие выделения газа в малых каналах между обратными клапанами насоса и основной полостью диафрагменного насоса.
Производительность насоса удалось повысить периодической промывкой водой в течение 10 — 20 мин. Во время работы с подогревом коррозия на линии ввода кислоты в основной контур была причиной остановок установки в двух случаях. В первом случае коррозия имела место в изготовленном из нержавею- щей стали трубопроводе для подачи кислоты, а во втором случае — в заменяющем его трубопроводе из титана. В конце концов на этом участке с успехом был использован трубопровод из тантала диамет- ром 12,7 мм.
ПРОГРАММА ИСПЫТАНИЙ Состав моделируемого раствора, используемого в этих испытаниях, был таким же, как и в опытах фирмы пЭнвиродженикс", проводимых в Райтсвилл-Бич, шт. Северная Каролина. Состав раствора приведен ниже (в г/л); )Чв С1 КС1 15С1 )Ча Вг НзВОз )ЧагСОз )Чаг504 Ывг5!Ог' 9НгО Св С1 М8С1г - 6НгО НС1 13,7 1,84 0,0893 0,0937 0,0562 1,126 0,014 3,786 0,590 0,105 чтобы получить рН = 7 Чтобы качественно определить состав отложений накипи, экспе- Р именты были разделены на три фазы: 1) опыты при наличии кальция и магния, но при отсутствии силиката; 2) опыты при наличии силиката в питательном растворе, но при отсутствии кальция и магния; 3) опыты при наличии в питательном растворе всех компонентов. Фаза 1.
В этой серии опытов в соленую воду добавлялась в стехиометрическом количестве соляная кислота, с тем чтобы перевести карбонат в хлорид и воду с выделением двуокиси углерода. В опытах при температуре 132'С на участке до испарителя не наблюдалось выпадения осадка, в то время как при температуре 154'С образовывались незначительные осадки, а при температуре 182'С наблюдались достаточно плотные отложения. Во время последней серии опытов коррозия, имевшая место в трубопроводе на линии подачи кислоты в основной конутур, возможно, приводила к уменьшению общего количества кислоты, взаимодействующей с карбонатом, и как следствие этого, к наблюдаемому выпадению осадка, которым был, вероятно, з Фаза.З.
В первых опытах с образованием кремнезема работа была затруднена из-за утечек кислоты и довольно плохого перемешивания питательной воды. Эти недостатки удалось преодолеть установкой танталовою трубопровода на линии подачи кислоты, а также применением специальной мешалки для улучшения перемешивания химических продуктов. (Ранее перемешивание обеспечивалось циркуляцией.) Визуальные наблюдения, проведенные в ходе опытов при температурах соленой воды на входе соответственно 182 и 154' С, показали наличие прозрачного раствора на входе в испаритель. На выходе из испарителя после вскипания соленой воды с соответствующим по- 238 Главе 4 Три внслернментельных исследовтния 239 нижением температуры на 5 и 11'С и выделения СОл через смотровые окна наблюдалось помутнение раствора. Затем, после смешения сбрасываемой соленой воды с поступающим из конденсатора конденсатом и охлаждением смеси в системе сброса, пробы оказывались обычно совершенно прозрачными, что указывало на то, что либо присутствовавшие в жидкости на выходе из испарителя осадки выпадали в холодильнике системы сброса, либо они снова растворялись в сбрасываемой жидкости.
Наиболее продолжительный эксперимент, длившийся 13 ч при температуре соленой воды на выходе, равной 143" С, был прекращен вследствие ограничения расхода через холодильник системы сброса, когда избыточного давления в 300 кПа оказалось недостаточно для обеспечения расхода на данном участке трубопровода, равного 1,9 л/мин. Это сопровождалось ростом температуры в системе сброса до 60'С. При работе с нормальным потоком в системе сброса при рН = 7 отделение конденсата пара (требуемое для измерения массовой скорости конденсации) приводило к увеличению значения рН до 8 — 8,5.
Это означает, что конденсат сам по себе является кислым, что вероятно, обусловлено растворенным в нем СО . 2' Фала 3. В этой фазе проводился один эксперимент продолжительностью около двух часов. В течение этого периода времени происходило быстрое выпадение осадков, содержащих Мб и Се. Опыт проводился при температуре раствора на входе 182'С, чтобы исключить неустойчивый характер течения пара по направлению к нагревателю при пониженных давлениях пара.
Когда началась подача кислоты в соленую воду, то на входе в испаритель наблюдалось значительное отложение осадков, но затем по достижении потоком смеси кислота — раствор нормальной концентрации раствор становился прозрачным. При уменьшении производительности кислотного насоса, вызванном накоплением газа в рабочей камере насоса, в смотровом окне на входе в испаритель снова наблюдалось появление твердого осадка. При восстановлении первоначальной производительности насоса выпадение осадка на входе прекращалось. Во время эксперимента в поле зрения смотрового окна на выходе из испарителя скапливалось так много отложений, что они препятствовали прохождению света, а пробы, взятые из системы сброса, содержали черный хлопьевидный оса- док, который, по-видимому, состоял в основном из гидроокиси магния. Этот эксперимент был прекращен из-за сложностей, связаннных с перекачкой кислоты, и не был продолжен, поскольку уже было продемонстрировано образование накипи.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ С целью получения опорных данных были проведены измерения коэффициентов теплопередачи в ходе предварительных экспериментов на воде. Кроме того, во время испытаний в фазе 1, когда 8. м к 4 юо Ф о ь ь о ф ы гоо гоо ьь о г 4 о в ш тг Ооехтя лсяждемия 3ьоо, ч о Фи г. 4 2. Влияние отложений 3101 нв теппепередвчу при ьт = 11 с 11). Рвсход растворе 1,9 я/мин; концентрация 8302 800 мгlп; рп = 7 — 7,.8. 1 — веля в ночное время, 149 С; 2- отключение уствневхи в ночное вре- мя; 3 — отключение уствновни в горячем состоянии.
240 Главе 1 Три экспериментальных исследования 241 исследовалось выпадение осадков из присадок СаС1э и МНС1 при трех различных рабочих температурах, были проведены дополнительные измерения коэффициентов теплопередачи с целью установления факта, что трубопровод не заполнен образовавшимися осадками. Основное внимание было сосредоточено на фазе 2, во время которой опыты проводились при наличии кремнезема в растворе, но при отсутствии кальция и магния. Хотя в предыдущих опытах встретились значительные трудности, связанные с работой системы подачи кислоты, результаты, полученные в данных опытах, были аналогичны результатам, полученным в более поздних опытах.
На фиг. 4.2 — 4.4 приведены графики изменения суммарных коэффициентов теплопередачи в зависимости от времени образования осадка из кремнезема (времени перекачивания кислоты). На фиг. 4.2 представлены результаты, полученные при 1лТ = 11'С при температурах пара и раствора на входе 182 и 164'С. Хорошо видно, что характеристики теплопередачи восстанавливалиоь во время ночной работы на деминерализованной воде или после остановки и повторного пуска на воде, на что требовалось около четырех часов.
В одном случае имел место постоянный спад характеристик, когда потребовалось отключить установку в горячем состоянии. Эксперименты при Ь Т -". 3"С были проведены для определения влияния ТлТ на образование накипи. Результаты приведены на фиг. 4;3. Хотя скорость образования накипи была меньшей, чем в случае дьТ = 11'С, она все же оставалась довольно высокой. Во время экспериментов при ЬТ = 3'С наблюдалась меньшая точность измерений и ббльшие колебания данных в уравнении теплового баланса. Это обусловлено меньшими скоростями накопления пара и конденсата в измерительных емкостях, из-за чего возникал больший дрейф температур системы, чем в испытаниях при более высоких значениях Ь Т.
Кроме того, после образования накипи измеренная скорость конденсации становилась соизмеримой по величине с тепловыми потерями в системе, что приводило к дополнительной потере точности измерений. Большинство испытаний по исследованию образования накипи включало периоды непрерывной работы установки, не превышающие 8 ч. Был проведен один более продолжительный опыт с целью получения качественного образца накипи для анализа и для выяснения, устанавливается ли равновесный процесс образования накипи.
Планировался опыт продолжительностью 16 ч. Однако образовавшиеся отложения вызвали резкое ограничение расхода в холодильнике системы Гд д й д $ : гд а тд ьь 0 2 4 д Я Ю Ш Ж дэеыл ссаадениэ яьаю т Фиг. 4.3. ВлиЯние отложений 5Юэ нв теппопеРеявчУ пРи ЬТ = 3 С $11. Рво- хоп РвстеоРа 1,9 я/мин; конЦентРаЦил 510э ВОО мг/л; РН =1 — т,5. сброса спустя 13 ч после начала опыта, что заставило прекратить опыт. На фиг. 4.4 приведены результаты измерения теплопередачи в этом эксперименте, который проводился при температуре соленой воды на входе 164'С и при падении температуры в процессе вскипания на дь Т = 11'С. Установка при этом была отключена без промывки, опорожнена и затем охлаждена в атмосфере инертного газа. Сливной трубопровод испарителя был открыт для получения образца накипи. Визуальный осмотр показал, что отложения накипи были равномерно распределены по внутренней поверхности трубы, а не концентрировались на дне канавок между гофрами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
