21. Технологическая схема выпарной станции.
;
W
– количество воды; G
– масса ЧЩ, напр-го на выпарку; сн,
ск
– конц-и сухих в-в, пост-х на выпарку.
W=7460(1-
15/75)=5968 кг/т в.с.ц.
Выпарку производят на аппаратах различной конструкции, объед-х в выпарные батареи или станции. Экономичность выпарки и расход пара на испарение воды зависит от кол-ва корпусов выпарной станции.
Экономичность выпарки и удельное потребление тепла, МДж/т:
Число корпусов Эк-ть выпарки, Уд-е потр-е тепла
кг/кг пара, МДж/т испар-й 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
В 80-х г появл-ся выпарные апп-ты, в кот-х пов-ть нагрева образована не кипятильными трубами, а плоскими нагревательными элементами – ламелами, размером 1,2*7,3 м., расположенными параллельно с шагом 40мм. Пар конденсируется с внутр-ей стороны ламелей, а щелок циркулирует из днища апп-та в верхнюю часть, где с пом-ю распределит-го ящика равном-но распр-ся по наружной пов-ти ламелей. Обр-ся пар выходит из промежутков м/у ламелями равномерно по всей высоте в паровое пространство. Благодаря системе цирк-и подача щелока не зависит от нагрузки на станцию и позв-ет ув-ть кол-во сухих в-в в щелоке до 65-66%. Экон-ть выпарки составляет 4,6 кг/кг пара. За счет внутреннего стриппинга (отдувки) ум-ся нагрузка по БПК вып-й станции. Пакет ламелей делится на 2 зоны: соковый пар с предыдущего аппарата подается в 1 зону снизу, частично конд-ся и стекает навстречу пару. При этом из конденсата отдуваются метилсернистые соед-я, кот-е вместе с неконд-м газом переходят во 2 зону последовательного конденсирования, где гезы и конд-т движутся в одном напр-и. В ерз-те обр-ся 2 потока конд-та: 1 по V 80-90% и сод-т всего 20% загрязнений (нагрузки по БПК), 2 – 20-10% и сод-т 80% нагрузки по БПК.
1 – расширитель упаренного щелока; 2 – бак упар-го ЧЩ; 3 – расширитель конденсата 1-го корпуса; 4 – регуляторы уровня; 5 – подача упар-го щелока на укрепл-е слабого ЧЩ; 6 – выпарной аппарат; 7 – конденсатоотводчики; 8 – бак полупар-го щелока; 9 – плоский мылоотделитель; 10 – бак сырого СФА мыла; 11,12 – расходные баки вып-й станции; 13, 14 – поверхн-й и баром-й конд-ры; 15 – вак-й насос или паровые эжекторы; 16 – баки грязного конденсата; 17 – теплообменник.
Наиб-е арспр-е получили многокорп-е (4-7) вакуум-вып-е уст-ки произв-ю 300-350 т/ч. Как правило исп-ют схемы со смешенной или противоточной схемой питания. Слабый щелок после укрепл-я упар-м пост-ет в бак питат-го щелока (11), оборуд-й в верхней части желобом для слива мыла. Освоб-й от мыла щелок перекач. в бак (12), из кот-го насосом подают в 5-й и 6-й вып-е апп-ты. Упар-ый до 25-28% Щ с t =55-60 град перекач в 4-й аппарат. Где он упар-ся до 30-32% (70-75 ºС) и далее подается в плоский мылоотдеоитель (9). Освоб-й от мыла Щ пост-ет в сборник упар-го Щ (8), откуда насосом перекачивается в 3-й корпус, где упар-ся до 32-35%, насосом подается в 2-хходовой 2-й корпус. Во 2 корпусе конц-я ув-ся до 40-42% (80-85 ºС), насосом Щ перекачивается в 1-й корпус, конц-я ув-ся до 52-55% (135ºС).
Для более полного использования тепла Щ после каждого апп-та проходит ч/з регулятор уровня, пары вскипания из кот-го попадают в сепаратор этого же корпуса. Упар-й Щ из 1 корпуса ч/з регулятор уровня (4) и расширитель (1) пост. в бак упаренного Щ. В расширителе из-за перепада давления происх-т самоиспарение Щ, пары вскипания направляются в сепараторы 3 и 4 корпусов. Свежий пар Р=0,35 МПа, t=135-140ºС подается в греющую камеру 1 корпуса. Образующиеся при кипении Щ соковые пары пост-ют в греющую камеру 2 корп., и т.д. Давление в апп-те постепенно снижается и одновр-но снижается t кип-я. Из 6 апп-та соковый пар отсасывается вакуум-насосом или паровым эжектором сначала в пов-й конденсатор (13), затем в баром-й, одновр-но отсас-ся и собир. в коллекторе неконденсированные газы (потери серы) и подаются на очистку или сжигание.
Чистый конденсат 1 апп-та пост-ет в расширительный циклон (3), из кот-го пары вскипания напр-ся на обогрев 2,3,4 апп-тов, а конд-т в ТЭЦ на химводоочистку. Грязный конд-т каждого корпуса собирается в конд-отводчиках (7), пары вскип-я кот-х исп-ся для обогрева греющих камер этих же корпусов. Грязный конденсат вып-х апп-в и пов-го конденсатора собирается вместе в бак грязного конденсата, тепло кот-го исп-ся для нагрева свежей воды в теплооб-ке (17). Охл-й конд-т напр-ся в сборник грязного конд-та, куда поступает конд-т барометрич-го конд-ра.
Вып-е станции явл-ся оновными ист-ми загряз-я окр-й среды метилсернистыми соед-ми, част из кот-х попадает в парогазовую фазу, а часть в грязный конд-т. Конд-т баром-го конденсатора меньше загрязнен, чем конденсат сокового пара, но эти конденсаты нельзя сбрасывать в канализацию без очистки. Потери серы 1 кг/т ц.
Основные затр-я при работе вып-й станции: 1. Пенообразование. Одна из причин – нарушение плотности греющих труб (дырки). Пенообр-ю способствует пониж-я конц-я сухих в-в в Щ. 2. Образ-е осадков на пов-ти труб. Со стороны сокового пара откладываются оксиды железа, соед-я железа с серой. Очищают трубы от этих отложений путем промывки трубного пространства БЩ. На внутр-ю пов-ть труб (со стороны Щ) отклад-ся орг-е соед-я (мыло, мелкое волокно), сульфаты, силикаты. Образующаяся накипь ум-ет коэф-т теплопередачи, ув-ся расход пара на выпарку.
34. Р-И УГЛЕВОДОВ ПРИ СФИВ
Кислот гидр-з. В рез. в р-ре присут-т моносахара и олигосах-ды, сод-е кот. опр-ся по их редуцир-ей сп-ти. При СФИВ разруш-ся лигноугл-ды, раств-е их нач-ся с первых моментов В с увел-ем t. Мех-м р-и гидр-за сост-т в присоед-и протона к гликозидному О2, обр-и иона карбония и оксония (рис). Скор. гидр-за опр-ся t-рой, рН и продол-ю. Ф-ром явл. также природа полисах-да. Наиб. быстро гидр-ся арабиноза, она не обнар-ся в ТЦ уже пр выходе 85%. При выходе 70% не обнар-ся галактоза. Ксиланы и глюкоманнаны сохр-ся в ТЦ до выхода 43-45%. Ц в усл. СФИВ практ. НР, некот. умен-е ее сод-е им-т место при выходе п/ф 43-45%, но при этом умен-ся СП. Разл. ст. устойч-ти ГЦ в усл. В объясн-ся особ-ми их строения. Ксилан присут-т в древ. и в Ц в виде глюкуроноарабоксилана. Общ. кол-во сах-в, опред-ое в р-ре, всегда <, чем кол-во сах-в, фактически раств-ся. Эта разница м. дост-ть до 40%-разбаланс углев-в. Причины разбаланса: 1) ступ. гидр-з. В р-ре присут-т моносах и олигосах-ды; 2) ч. полисах-в сульф-ся в усл. В. При сульф-и альд. гр. обр-ся с-я-альдегидбисульфитные (рис). При разруш-и св. 1-4 при сульф-и обр-ся углеводсульфон. к-ты. Это сильн к-ты, Кдис=10-1-10-4. В усл. В они м. вл-ть на рН; 3) окис-е моносах-в до альдоновых к-т. С6Н12О6 + HSO3- = С5Н11О5СООН + S2O32- + H2O. Альдон. к-ты слабые, в усл. В диссоц-т оч. слабо (Кдис=10-4), макс. их обр-я прих-ся к моменту достиж-я tмакс В; 4) Дегидротация сах-в, перешедших в р-р. Пр-с идет при макс t В. Конеч. прод-ты-фурфурол, оксиметилфурф. из гексоз. При выс. t в конце В возм. разруш-е С-С св., в рез. появ. формальдегид и метилглиоксаль