3.Технологическая схема выпарной станции.
Количество воды, удаляемой из щелока при выпарке, можно рассчитать по формуле:
W = G (1 – cн/ск),
Где: W – количество выпаренной воды, в кг/т в.с. целлюлозы;
G – масса щелока, направляемого на выпарку, кг/т
cн, ск - концентрация сухих веществ в черном щелоке до и после выпарки, %
Выпарку щелока производят на выпарных аппаратах различной конструкции, объединенных в выпарные батареи или станции. Экономичность выпарки и расход тепла на испарение воды зависят от количества корпусов в выпарной станции, таблица 1.
Таблица 1.Экономичность выпарки и удельное потребление тепла.
Число корпусов |
Экономичность выпарки, кг воды/кг пара |
Удельное потребление тепла, Мдж/т воды |
4 |
3,7-3,6 |
630-650 |
5 |
4,3-4,1 |
550-570 |
6 |
5,1-4,9 |
460-480 |
7 |
6,2-5,9 |
390-400 |
Устройство выпарных аппаратов
Используемые выпарные аппараты по устройству делятся на одно- и двух-ходовые, по принципу действия – на аппараты с восходящей (рис.2) и падающей пленкой, рис.3,4) Кроме того, различают конструкции аппаратов с выносным сепаратором (системы Кестнера) или с соосным сепаратором (системы Свенсона).
Аппараты с падающей пленкой системы Лурги, рис.3, 4 появились сравнительно недавно. Основным отличием является нижнее расположение сепаратора для разделения упаренного щелока и вторичного пара. Щелок подается в верхнюю щелоковую камеру и стекает по поверхности кипятильных труб в виде сплошной пленки, что обеспечивает более высокий коэффициент теплопередачи.
В 80-х годах прошлого века появились выпарные аппараты, в которых поверхность нагрева образована не кипятильными трубками, а плоскими нагревательными элементами - ламелами размером 1.2 м х 7.3 м, расположенными параллельно с шагом около 40 мм к оболочке, рис.5. Пар конденсируется с внутренней стороны ламелей, щелок циркулирует из днища в верхнюю часть, где при помощи распределительного ящика равномерно распределяется по наружной поверхности ламел и равномерно стекает на дно аппарата. Образовавшийся пар выходит из промежутков между ламелей равномерно по всей высоте ламелы в паровое пространство. Благодаря циркуляции система подачи щелока является независимой от нагрузки на станцию и позволяет концентрацию сухих веществ в щелоке 65…66%. Экономичность выпарки составляет 4.6 кг воды на 1 кг пара. За счет внутреннего стрипинга уменьшается нагрузка по БПК выпарной станции. Пакет ламелей делится на 2-е зоны: соковый пар подается в 1-ю зону снизу, частично конденсируется и конденсат стекает навстречу пару. При этом из конденсата отдуваются метилсернистые соединения, которые вместе с неконденсируемым газом переходят по 2-ю зону последовательного конденсирования, где газы и конденсат движутся в одном направлении. В результате, образуется два потока конденсата: 1-й составляет по объему 80…90% и содержит всего 20 % нагрузки по БПК, 2-ой по объему составляет 20…10 % и содержит 80 % нагрузки по БПК. Используются ламельные выпарные аппараты в качестве суперконцентраторов для выпарки щелоков до концентрации выше 70 %,