- •Выпаривание
- •В ыбор выпарного аппарата
- •Типовые конструкции выпарных аппаратов
- •Аппараты со свободной циркуляцией раствора
- •Вертикальные аппараты с направленной естественной циркуляцией
- •Аппараты с внутренней нагревательной камерой и центральной циркуляционной трубой
- •Аппараты с подвесной нагревательной камерой
- •Аппараты с выносными циркуляционными трубами
- •Аппараты с выносной нагревательной камерой
- •Аппараты с вынесеной зоной кипения
- •Прямоточные (пленочные) аппараты
- •Выпарной аппарат для выпаривания концентрированных растворов
- •Обоснование выбора аппарата с вынесенной греющей камеры
- •Эксплуатация выпарных аппаратов и производственный контроль
- •Выбор конструкционного материала для выпарного аппарата и защита от коррозии
- •Характеристика раствора, поступающего на упаривание
- •Технология процесса упаривания
- •Аппаратурно-технологическая схема процесса
- •Расчет поверхности теплообмена греющей камеры на заданную производительность
- •1. Перевод 5 м3/ч в кг/ч
- •2. Теплоёмкость раствора
- •3. Материальный баланс
- •4.Определение температурной депрессии и температуры кипения раствора
- •5. Тепловой баланс выпарного аппарата
- •6. Определение полезной разности температур
- •7. Определение коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи
- •8. Определение поверхности теплоотдачи
- •9. Вычисление количества трубок
- •Построение графика изменения составов жидкости и пара от температуры
- •Построение графика зависимости паровой и жидкой фазы. Для определения числа ступеней изменения концентрации в колонне
- •4. Построение рабочей линии
- •Для построения рабочей линии найдем флегмовое число
- •Д. Найдем точку пересечения рабочих линий верхней и нижней части колонны
- •Построение ступеней изменения концентрации
- •Число действительных тарелок
- •Технико-экономическая часть
- •Затраты на вспомогательные материалы
- •Энергозатраты
- •Основная и дополнительная зарплата
- •Отчисления на фот
- •Амортизационные отчисления
- •Калькуляция цеховой и заводской себестоимости затрат на проведениепроцесса
- •Техника безопасности
- •1. Организация проведения ремонта выпарногоаппарпта
- •2. Обеспечения безопасности проведения работ в емкостях и каньонах
- •З. Организация работ по ликвидации разливов радоактивных растворов
- •4.Обеспечение радиационной безопасности
- •5. Обеспечение пожаровзрыво безопасности при нормальном ходе технологического процесса
- •Заключение
- •Литература
Технология процесса упаривания
Первичный раствор (-1-) после регенерации твэлов поступает в баки АТ-08016 и АТ-08015, где происходит отстой в течение двух часов, для разделения органической и жидкой фаз, с целью обеспечения пожаровзрывобезопасности. Исходный раствор из аппаратов с заданной производительностью дозируется в выпарной аппарат АТ-08002. В этот же аппарат в процессе выпаривания подается:
ингибитор (раствор К2Сг2О7) с массовой концентрацией (1,0-1,5) г/л и с расходом (12-15) л/ч, для снижения скорости коррозии выпарного аппарата (-2-);
флегма на тарелки с производительностью 1 м3/ч, для очистки парогазовой фазы от радионуклидов (-3-);
греющий пар, для нагрева исходного раствора (-4-).
После выпаривания конденсат (-5-) направляется в бак-сборник AT-08068, кубовый остаток (-7-) в бак-сборник AT- 08028. Парогазовая фаза (-6-) поступает в ректификационную колонну AT-08007, куда также подается флегма для доочистки азотной кислоты от примесей.
После ректификации соковый конденсат (-8-) поступает в бак-распределитель AT-08077, в котором происходит измерение рН (концентрация азотной кислоты должна быть не больше 2 г/л). Соковый конденсат (-10-) поступает в бак-нейтрализатор AT-08088, куда подается раствор Na2CO3 с концентрацией 100 г/л (-9-) , происходит реакция нейтрализации, после чего измеряется РН (рН должен быть в пределе 7-8). Далее сброс в условно чистую канализацию.
Регенерированная азотная кислота поступает в бак-сборник AT- 08084, где происходит усреднение. Отбирается химическая проба (концентрация азотной кислоты должна быть 580-630 г/л ), после чего азотная кислота поступает в технологический процесс.
Смотри приложение рис. 1
Аппаратурно-технологическая схема процесса
Исходный раствор из баков AT-08015 и AT-08016 через вентили В-0804547/1 и В-0804547/2 подается в низ греющей камеры. В межтрубное пространство через вентили В-0800202/1, В-0800202/3 и В-0800202/4 подается «глухой» пар под давлением. Для поддержки давления в аппарате предусмотрена сдувка. Через вентили В-0800206/1 и В-0800206/2 подается компрессорный воздух, для создания избыточного давления более 0,6 атм. При нагревании греющим паром происходит вскипание раствора в кипятильных трубочках и жидкость как бы «всплывает» вверх и тем самым утягивает за собой холодный раствор из трубки. Кипящий раствор выбрасывается в сепаратор, где происходит разделение парожидкостной фазы на пар (HNO3 и Н2О) и жидкость (соли металлов). Не испаренная часть попадает обратно в греющую камеру через нижнюю циркуляционную трубу. Там она смешивается со свежей порцией раствора. Таким образом, греющая камера работает как тепловой циркуляционный насос. Движение в аппарате идет за счет разности плотностей и кипения раствора. Упаренный раствор непрерывно или периодически (в зависимости от коэффициента концентрирования) через вентиль В-0802840 выводится из сепаратора по трубопроводу в аппарат сборник кубового остатка в AT-08028.
Отделенный пар, проходя вверх по тарелкам сепаратора, орошается флегмой (дистиллированная вода), подаваемой в сепаратор через вентили В-0800245 и В-0809745-3, для очистки паров вторичного пара от радионуклидов, вместе с флегмой подается К2Сг2О7 (хромпик), для снижения скорости коррозии аппарата, через вентили В-0804740/1, В-0804740/2 и В-0804740/3. Стекающая по тарелкам в куб выпарного аппарата флегма, поглощает часть азотной кислоты, тем самым, повышая ее концентрацию в кубовом остатке.
Сконденсированный пар из греющей камеры через вентиль В-0800213 и другие вспомогательные вентиля выводится в аппарат AT-08068.
Очищенный пар выдается через трубопровод на ректификацию в аппарат AT-08007. Ректификационная колонна также снабжена тарелками орошаемые флегмой, которая подается в верхнюю часть колонны через вентили В-0800740/1, в-0800740/2, В-0800740/3, В-0800740/4 и в нижнюю часть колонны через вентили В-0800740/1, В-0800740/2, В-0800740/3, В-0800742/1 для доочистки парогазовой фазы.
Флегма, стекающая по тарелкам в куб ректификационной колонны, попадает в греющую камеру через нижнюю циркуляционную трубу. Где она греющим паром, подаваемым через вентили В-0800702/1 и В-0800702/2, доводится до кипения и возвращается в сепаратор ректификационной колонны.
Кислота с тарелок через вентиль В-0800745 выводится в аппарат AT-08084.
Кубовый остаток (соковый конденсат) через вентили В-0800745/3, В-0800746 в аппарат AT-08044.
Сконденсированный пар греющей камеры ректификационной колонны через вентиль В-0800713/0 и другие вспомогательные вентиля поступают в аппарат AT-08068.
Оставшаяся в ректификационной колонне азотная кислота выводится через В-0800717/2 в AT-08084, через в-0800717/3 в AT-08089, и через вентиль В-0800717 в AT-08044.