ПРОТИВОТОЧНАЯ ВЫПАРНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к технике концентрирования растворов и может быть использована в пищевой, химической, химико-фармацевтической, микробиологической и других отраслях промышленности.
7
Известна противоточная выпарная установка (см. Патент РФ №2216378, МПК В01Д 1/26 БИ №32, ч.III, 2003 г.), включающая соединенные трубопроводами подогреватели с патрубками, выпарные аппараты с патрубками, состоящие из кипятильника с сепаратором, и насосы.
Прототипом является противоточная выпарная установка (см. книгу А.Г.Касаткина «Основные процессы и аппараты химической технологии» - М.: Альянс, 2005 г., с.354, рис.IX-2), включающая соединенные трубопроводами выпарные аппараты с патрубками, состоящие из кипятильника с сепаратором, и насосы.
Общими недостатками указанных противоточных выпарных установок являются большие потери тепла с уходящим из межтрубного пространства кипятильника выпарных аппаратов конденсатом и большой расход греющего пара ТЭЦ на подогрев исходного раствора.
Задачей предлагаемой полезной модели является исключение использования греющего пара ТЭЦ на подогрев исходного раствора и снижение потерь тепла с уходящим из межтрубного пространства кипятильника выпарных аппаратов конденсатом.
Поставленная задача решается разработкой противоточной выпарной установки, включающей соединенные трубопроводами выпарные аппараты с патрубками, состоящие из кипятильника с сепаратором, и насосы, которая, согласно полезной модели, снабжена многосекционным подогревателем с патрубками и количеством секций, равным количеству выпарных аппаратов, при этом патрубок входа горячего теплоносителя первой по ходу раствора секции многосекционного подогревателя соединен трубопроводом с
патрубком выхода конденсата из кипятильника первого выпарного аппарата, патрубок входа горячего теплоносителя следующей за первой секцией подогревателя соединен трубопроводом с патрубком выхода конденсата из кипятильника следующего за первым выпарного аппарата, патрубок входа горячего теплоносителя последней секции подогревателя соединен трубопроводом с патрубком выхода конденсата из кипятильника последнего выпарного аппарата.
На чертеже показана противоточная выпарная установка.
Установка содержит выпарные аппараты 1, состоящие из кипятильника 2 с сепаратором 3, многосекционный подогреватель 4 и насосы 5.
Количество секций 6 многосекционного подогревателя 4 равно количеству выпарных аппаратов 1.
Каждый выпарной аппарат 1 снабжен патрубками входа греющего пара 7 в межтрубное пространство кипятильника 2, выхода вторичного пара 8, входа раствора 9, выхода раствора 10 и выхода конденсата 11 из межтрубного пространства кипятильника 2.
Многосекционный подогреватель 4 снабжен патрубками 12 и 13 входа и выхода раствора, а каждая его секция 6 снабжена патрубками 14 и 15 входа и выхода горячего теплоносителя. Патрубок 13 многосекционного подогревателя 4 соединен трубопроводом 18 с патрубком 9 первого выпарного аппарата 1, патрубок 10 которого соединен трубопроводом 19 с входом насоса 5. Выход насоса 5 соединен трубопроводом 20 с патрубком 9 следующего за первым выпарного аппарата 1. Патрубок 11 первого выпарного аппарата 1 соединен трубопроводом 21 с патрубком 14 первой секции 6 многосекционного подогревателя 4, патрубок 11 следующего за первым выпарного аппарата 1 - трубопроводом 22 с патрубком 14 предпоследней секции 6 и патрубок 11 последнего выпарного аппарата 1 - трубопроводом 23 с патрубком 14 последней секции 6 многосекционного подогревателя 4.
Противоточная выпарная установка работает следующим образом.
Исходный раствор под давлением поступает через патрубок 12 многосекционного подогревателя 4 в первую секцию 6. В этой секции раствор нагревается конденсатом, поступающим по трубопроводу 21 через патрубок 14 из межтрубного пространства кипятильника 2 первого по ходу раствора выпарного аппарата 1. Из первой секции 6 многосекционного подогревателя 4 предварительно нагретый раствор уходит во вторую секцию 6, в которой нагревается до более высокой температуры конденсатом, поступающим по трубопроводу 22 через патрубок 14 из межтрубного пространства кипятильника 2 следующего за первым выпарного аппарата 1. Из второй секции 6 многосекционного подогревателя 4 раствор уходит в последнюю секцию, где нагревается до еще более высокой температуры конденсатом, поступающим по трубопроводу 23 через патрубок 14 из межтрубного пространства кипятильника 2 последнего выпарного аппарата 1. Окончательно нагретый раствор выходит из многосекционного подогревателя 4 через патрубок 13 и по трубопроводу 18 направляется в первый по ходу раствора выпарной аппарат 1. Поступая в нижнюю часть сепаратора 3 первого выпарного аппарата 1 через патрубок 9, раствор проваливается через циркуляционную трубу 24 вниз. В трубном пространстве кипятильника 2 раствор интенсивно вскипает, получая тепло от вторичного пара, поступающего в межтрубное пространство кипятильника из второго по ходу раствора выпарного аппарата 1 по трубопроводу 16. Парожидкостная смесь, выброшенная из трубного пространства кипятильника 2 первого выпарного аппарата 1 в сепаратор 3, разделяется на паровую и жидкую фазы. Паровая фаза выходит из первого выпарного аппарата 1 через патрубок 8, а жидкая фаза - предварительно упареный раствор - уходит через патрубок 10 по трубопроводу 19 на вход насоса 5. Насос 5 подает раствор по трубопроводу 20 во второй выпарной аппарат 1. Далее процесс упаривания раствора в следующих за первым выпарных аппаратах происходит аналогично.
В последнем выпарном аппарате 1 горячим теплоносителем является греющий пар ТЭЦ, который поступает в межтрубное пространство
кипятильника 2 через патрубок 7. Пар, отдавая тепло находящемуся в трубном пространстве раствору, конденсируется и в виде сплошной жидкой фазы выходит через патрубок 11, поступая по трубопроводу 23 в последнюю секцию 6 многосекционного подогревателя 4.
Отработанный в многосекционном подогревателе 4 конденсат выходит из секций 6 через патрубок 15.
Экономический эффект достигается за счет исключения использования греющего пара ТЭЦ для подогрева исходного раствора перед выпариванием и снижения потерь тепла с уходящим из межтрубного пространства кипятильников выпарных аппаратов горячим конденсатом. Это достигнуто благодаря использованию для подогрева исходного раствора многосекционного подогревателя, горячим теплоносителем в каждой секции которого используется конденсат, образующийся при конденсации греющего пара ТЭЦ и вторичного пара в межтрубном пространстве кипятильников выпарных аппаратов.