Тепловой баланс выпарной установки

Одноступенчатом испарении определится из уравнения

– производительность установки по абсолютно сухой массе щелока, кг/час;

– начальное и конечное содержание щелока;

– энтальпия пара при давлении , кДж/кг;

– теплоемкость сухого щелока, кДж*кг/К;

– теплоемкость воды, кДж*кг/К;

– температура начальная и конечная щелока, К;

– потери в окружающую среду.

При многоступенчатом испарении большая часть испаренной влаги в виде вторичного пара используется в качестве теплоносителей. Расход тепла в i-ой отдельной ступени может быть определен:

- начальное и конечное влагосодержание щелока в данной ступени;

- удельная энтальпия вторичного пара;

– температура кипения щелока в данной и предвключенной степенях по ходу щелока;

– удельные расходы тепла на испарение влаги и подогрев щелока, отнесенная к 1 кг сухой массы.

Производительность установки выпарной установки по сухой массе при заданной площади теплообмена при заданных степенях может быть определена

– начальное и конечное влагосодержание щелока, кг/кг;

– тепловое напряжение по влаге, кг*м²/час;

– площадь теплообмена, м².

Вспомагательное оборудование выпарных станций

Выпарные станции имеют сложные коммуникации со вспомагательным оборудованием, включающим барометрические конденсаторы, вакуум-насосы и подогреватели массы и щелока.

Барометрические конденсаторы используются для полного удаления газов. Применяются полочные, тарельчатые и переливные. Основное требовангие – хороший контакт пара и охлаждающего агента. Очень часто для конденсации пара используются оборотные воды.

Расход воды на конденсацию может быть определен:

– температура сокового пара;

– температура конечного выходящего конденсата;

– температура охлаждающей воды;

– количество пара, выходящего из последнего корпуса выпарной установки, кг/час.

Рисунок 7 – Барометрический конденсатор

Температура конденсата составляет 35°С …40°С (низкотермальная жидкость), направляется на очистку. Для конденсации пара с 1 т целлюлозы требуется 50 м³ воды. Вакуум в конденсаторе составляет около 700 мм рт.ст. Поверхностные конденсаторы могут использоваться перед барометрическими, изготавливаются обычно из нержавеющей стали. Подогретая вода направляется на технологические нужды.

Вакуум-насосы служат для создания вакуума и могут быть разной конструкции. Чаще всего используются вакуумные водоструйные насосы.

Рисунок 8 – Конденсатор

Дезодорационные установки служат для очистки отходов сульфатного производства (конденсат, барометрические воды, выхлопы вакуум-насосов). Установки представляют собой скрубберы, в которых подается воздух. При этом происходит окисление вредных веществ.

Эксплуатационные затруднения при выпарке щелоков:

1. Создают вспенивание.

2. Образование осадков и накипи.

3. Коррозия оборудования.

Вспенивание ведет к перебросам пены, образованию брызг, увеличению загрязнений и потерь щелока. Основное средство борьбы со вспениванием – отделение щелочного мыла. Наилучший способ отделения – отстаивание в мылоотделителях.

Вспенивание щелока зависит от режима работы. Резкое падение давления вызывает самоиспарение и во всей массе происходит вспенивание, кроме того, трубы в аппарате не должны иметь свищей (они приводят к потери пары и вспениванию щелоков).

Возникновение осадков и накипи понижает коэффициент теплопроводности. Осадки образуются как со стороны пара, так и со стороны щелока. Со стороны свежего пара – это обычно ржавчина, а в аппарате с соковым паромобразуется рыхлый осадок в составе которого могут быть:

Удаляют осадок обычно кипячением с белым щелоком или каустиком. Затем через греющую камеру заливают раствор 3% фосфорной кислоты, оставляют примерно на 1…2 часа затем сливают кислоту и отслаивающуюся ржавчину смывают водой.

Осадки могут иметь органическое происхождение. Это мыло и волокно. Такие осадки легко смываются водой. Особые трудности силикатные и алюмосиликатные осадки:

Такие осадки удаляются 20%-бисульфитом с последующей промывкой и сушкой. Корродирующее действие соковых паров обусловлено присутствием в них летучих органических кислот (муравьиной и уксусной), а также сернистых соединений.

Обычно pHсокового пара от 5…9, при чем конденсат последних корпусов менее кислый, но содержит больше сернистых соединений. Срок службы кипятильных труб из обычной стали 1…4 года, трубы из стали Х18М9Т – более 20 лет.