Эксплуатация выпарных аппаратов и производственный контроль

Процесс выпаривания может производиться периодически и непрерывно. При периодическом нагревании в аппарат заливается небольшое количество раствора, который нагревается до кипения, после чего начинается процесс выпаривания. В процессе выпаривания непрерывно п овышается концентрация и температура кипения раствора, так как последняя зависит от концентрации. По мере испарения воды уровень раствора в аппарате понижается. Выпаривание ведут до достижения заданной конечной концентрации раствора.

При непрерывном выпаривании уровень раствора и его температура не изменяются во времени. Раствор обычно находится в аппарате при своей конечной концентрации (или очень близкой к ней); для устойчивой работы в аппарате должно содержаться значительное количество жидкости, чтобы поступление слабого раствора не снижало заметно концентрацию раствора, находящегося в аппарате [6].

Производственный контроль осуществляется путем измерения параметров технологического процесса контрольно-измерительными приборами и путем анализа отбираемых проб технологических растворов и газо-аэрозольных выбросов.

Параметрами технологического процесса, которые измеряются приборами, являются:

• уровень растворов;

• температура раствора в кубовой части сепаратора;

• расход раствора;

• давление в греющей камере

• разряжение в сепараторе;

• концентрация и плотность растворов;

• расход флегмы на очистные тарелки;

• расход раствора ингибитора;

• мощность экспозиционной дозы;

• перепад давления на тарелках.

Все эти параметры измеряются первичными преобразователями различного типа, установленными в аппаратах и на коммуникациях. Сигналы от первичных преобразователей поступают на измерительные приборы, которые расположены в щитовом помещении и на ПЭВМ (с недельным архивом), по монитору которого оператор контролирует процесс упарки [9].

Выбор конструкционного материала для выпарного аппарата и защита от коррозии

Материалы для изготовления химических аппаратов нужно выбирать в соответствии со спецификой их эксплуатации, учитывая при этом возможное изменение исходных физико-химических свойств материалов под воздействием рабочей среды, температуры и протекающих химико-технологических процессов.

Выбор материала надо начинать с уточнения рабочих условий: температуры, давления, концентрации обрабатываемой среды. При выборе материала для изготовления аппарата необходимо учитывать следующие: механические свойства материала, технологичность в изготовлении, химическую стойкость против коррозии, теплопроводность и др. Хорошая свариемость материалов также является одним из необходимых условий их применения, так как при современной технологии химического аппаратостроения основной способ выполнения неразъемных соединений – сварка.

Главным же требованием для материалов химических аппаратов является их коррозионная стойкость, так как она определяет долговечность химического оборудования. Для изготовления химической аппаратуры должны использоваться конструкционные материалы, скорость коррозии которых не превышает 0,1-0,5 мм/год [16].

Растворы, направляемые на упаривание, азотнокислые и содержат высокие концентрации коррозионно-опасных примесей, главным образом ионы переменной валентности (Fe, Cr, Ni).

Использование коррозионно-стойких сплавов для изготовления греющих камер и сепараторов позволяет повысить ресурс работы выпарных аппаратов.

В настоящее время отсутствуют коррозионно-стойкие материалы, обладающие необходимым комплексом свойств и способные обеспечить надежную длительную работу в средах, которые получаются в кубовых частях выпарных аппаратов.

В качестве конструкционного материала для сильно окислительных сред, содержащих ионы переменной валентности и хлор-ион, целесообразно использовать титан и его сплавы.

Титан проявляет высокую коррозионную стойкость при эксплуатации в азотнокислых средах, длительно находящихся в контакте с ним [9].

В качестве конструкционного материала используем титановый сплав ВТ1-0. Приведем некоторые характеристики этого сплава.

Сплав ВТ1-0 – технически чистый (без каких-либо примесей).

Механические свойства сплава ВТ1-0 [15]:

Марка сплава	Свойства
	Предел прочности, кг/мм2	Предел текучести, кг/мм2	Относительное удлинение, %	Относительное сужение, %	Ударная вязкость, кг/см2
ВТ1-0	45-60	38-50	не менее 25	не менее 50	7

Однако и титановый сплав в высоко кипящих растворах азотной кислоты может корродировать со скоростью 0,5-1,0 мм/год.

С нижение скорости коррозии титана может быть достигнуто только при введении в раствор ингибитора.

Наиболее эффективным ингибитором является хром (Сг⁺⁶). Путем растворения соли бихромата натрия или бихромата калия получают раствор ингибитора с массовой концентрацией (1,0-1,5) г/л. Продукт ингибитора через дозирующее устройство добавляется во флегму с расходом (12-15) л/ч. При этом массовая концентрация хрома во флегме составляет не менее 10 мг/л.

Добавка ингибитора снижает скорость коррозии титана до 0,02 мм/год.

При работе выпарного аппарата допускается не более чем на 0,5 часа прерывать подачу ингибитора во флегму [9].