2.8.1.Способы слива и устройства, применяемые при сливе грузов с двухфазной средой

Наиболее трудной операцией при сливе из цистерн грузов с двухфазной средой является удаление твердых остатков, достигающих значительных размеров. Из применяемых способов наиболее эффективным считается циркуляционный способ размыва-подачи под давлением горячей жидкости к размывочному устройству, установленному внутри цистерны, из которого она поступает свободными струями к торцовым стенкам цистерн или в осадок. Струи горячей жидкости чисто размывают их и увлекают за собой по верхней поверхности осадка до нижнего сливного прибора цистерн. Таким образом, подогреваются тонкие слои верхней поверхности осадка, которые постепенно смываются и удаляются из цистерн.

При сливе продукта самотеком (см. рис. 2.18.а) открывают верхний люк, нижние крышки и клапан сливного прибора цистерны. Толщину осадка пробивают специальным металлическим стержнем в зоне сливного клапана, и жидкая часть груза самотеком сливается из цистерны в междурельсовый лоток 6, имеющий уклон в сторону промежуточного подземного резервуара 7.

После сливе жидкой фазы в цистерну опускается размывочное устройство и начинается процесс очистки цистерн от осадка. Насосом 3 жидкий продукт подается в теплообменник 2, где нагревается до 100÷200°С и подается под избыточным давлением в размывочное устройство. Струи горячего продукта выходят из размывочного устройства, растепляют и растворяют осадок, стекают через открытое сливное устройство в межрельсовый лоток и далее в подземный резервуар, из которого излишки продукта насосом 4 перекачиваются в хранилище 5. В процессе очистки от осадка цистерны перегреваются. Убедившись в достаточном нагреве нижней части цистерны по всей длине и особенно её торцовых частей, сливщик прекращает процесс циркуляции и выводит из цистерны размывочное устройство.

При герметичном сливе с предварительной откачкой жидкой фазы продукта (рис. 2.18.б) открывают нижнюю крышку сливного прибора, верхний люк колпака цистерны. К сливному патрубку цистерны подсоединяют герметическое сливное устройство 6, открывают клапан сливного прибора, специальным металлическим стержнем пробивают осадок и насосом 3 откачивают жидкую фазу продукта в хранилище 5. Затем через верхний колпак в цистерну вводят раэмывочное устройство 1 и приступают к удалению осадка. Для этого насосом 4 из хранилища 5 жидкий продукт подают в паровой теплообменник 2, где он нагревается и поступает под избыточным давлением к размывочному устройству.

Выходящие из размывочного устройства струи горячего продукта послойно размывают и растворяют осадок и стекают к сливному прибору. Насосы 3 и 4 работают одновременно. После нагрева нижней части цистерны по всей её длине и особенно нижних торцовых частей сливщик отключает нагревательный насос 4. Остатки продукта из цистерны выкачиваются насосом 3, и после этого сливное устройство отсоединяют от сливного прибора.

При герметичном сливе без предварительного выкачивания жидкой фазы продукта (рис. 2.18.в) открывают верхний люк клапана, подсоединяют к нижнему прибору цистерны герметичное сливное устройство 7. Металлическим стержнем пробивают осадок и открывают клапан сливного устройства. В цистерну до уровня осадка погружают размывочное устройство 1, перекрывают вентиль 5 и включают насос 3. Жидкая фаза продукта через сливной прибор цистерны и герметичное сливное устройство 7 насосом 3 подается через вентиль 4 в теплообменник 2, где нагревается до 100÷200°С и затем поступает под избыточном давлением к размывочному устройству 1. Струи горячего продукта, выходя из размывочного устройства, растепляют и растворяют осадок. В результате циркуляции продукта происходит постепенное нагревание жидкой фазы, растепление и растворение в ней осадка. После нагрева нижней части котла цистерны открывают вентиль 5, перекрывают вентиль 4 и насосом 3 перекачивают продукт из цистерны в хранилище 6.

В настоящее время при сливе грузов с двухфазной средой для удаления твердого осадка применяют различные размывочные устройства (см. рис. 2.19), некоторые из них часто эксплуатируются на заводах технического углерода. Эти устройства разнообразны по своим размерам и конструктивному исполнению и отличаются количеством направляющих сопел, поэтому эффект от воздействия размывочных струй на осадок также различен.

При самотечном варианте слив продукта и удаление твердого осадка из цистерн производится быстрее, т.к. жидкая фаза груза свободно выходит из цистерны, а осадок оказывается открытым для размывочных струй теплоносителя.

При втором варианте (рис. 2.18.б) над осадком во время размыва находится небольшой слой жидкой фазы, и размывочные струи недостаточно эффективно воздействуют на осадок. Вследствие этого весь процесс совершается медленнее, чем в первом варианте.

В третьем случае (рис. 2.18.в) размывочные струи непосредственно на осадок почти не воздействуют, т.к. раэмывочное устройство находится под слоем жидкости. Подача продукта по всей системе производится одним насосом. Осадок постепенно размешивается в массе продукта за счет турбулентного движения жидкой фазы в цистерне. Время разогрева, размыва и растворения осадка в данном случае значительно превышает время размыва осадка в первых двух вариантах.

По первому варианту слив продукта из цистерны производится самотеком под действием силы тяжести, в двух других – слив герметизирован. Для этой цели применяется установка нижнего слива АСН-7Б. Установка имеет 5 шарнирных соединений, которые оказывают значительное гидродинамическое сопротивление потоку сливного продукта. При расположении основания установки на одном уровне с железнодорожным полотном возникают трудности присоединения головки к сливному прибору цистерны. Очень часто от цистерны приходится предварительно отсоединять два звена наружной лестницы, крепящиеся на болтах. Лестницы, не имеющие болтовых соединений, скручиваются и повреждаются. В результате этого значительно увеличивается время подготовительных операций и возможны повреждения цистерн.

К недостаткам самотечного открытого варианта слива следует отнести интенсивное испарение продукта из приемного лотка. В этом отношении герметичный слив более совершенен, но использование на эстакадах приборов типа АСН-7 или АСН-7Б требует применения отсасывающего насоса, нормальная работа которого возможна только при наличии в цистерне жидкой фазы, что затрудняет размыв осадка жидким теплоносителем. Время, затрачиваемое на удаление твердой фазы – основная часть общей продолжительности слива. Оно зависит от высоты осадка и от применяемого способа слива.

Колебания продолжительности времени удаления осадка по периодам года также зависят от способов слива. Если при свободном сливе эти колебания незначительны (рис. 2.20), то при вариантах герметичного слива в теплый период время удаления значительно меньше, чем в холодный. При высоте осадка 80 см время удаления его из цистерны при свободном самотечном сливе в холодный период составляет 320 мин.