Переработка отходов атомной энергетики методом упарки
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
рхности нагрева - с паровой рубашкой, змеевиковые и, наиболее распространенные, с трубчатой поверхностью различной конфигурации.
К конструкции выпарных аппаратов должны быть предъявлены следующие требования:
простота, компактность, надежность, технологичность изготовления, монтажа и ремонта;
стандартизация узлов и деталей;
соблюдение требуемого режима (температура, давление, время пребывания раствора в аппарате), получение полупродукта или продукта необходимого качества и требуемой концентрации, устойчивость в работе, по возможности более длительная работа аппарата между чистками при минимальных отложениях осадков на теплообменной поверхности, удобство обслуживания, регулирования и контроля за работой;
высокая интенсивность теплопередачи, малый вес и невысокая стоимость одного квадратного метра поверхности нагрева [5].
Наиболее распространенные конструкции выпарных аппаратов.
АППАРАТЫ СО СВОБОДНОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ РАСТВОРА
Простейшими аппаратами этого типа являются периодически действующие открытые выпарные чаши с паровыми рубашками (для работы при атмосферном давлении) и закрытые котлы с рубашками, работающие под вакуумом.
В выпарных аппаратах с рубашками происходит малоинтенсивная неупорядоченная циркуляция выпариваемого раствора вследствие разности плотностей более нагретых и менее нагретых частиц. Поэтому в аппаратах с рубашками коэффициенты теплопередач низки.
Поверхности нагрева рубашек и соответственно нагрузки этих аппаратов очень невелики. Поэтому выпарные аппараты с рубашками лишь изредка применяются в небольших производствах при выпаривании сильно агрессивных и вязких, выделяющих твёрдые осадки, растворов, т.к. поверхность нагрева может быть относительно просто защищена от коррозии с помощью химически стойких покрытий.
Значительно большей поверхностью нагрева на единицу объёма обладают змеевиковые аппараты. В корпусе такого аппарата размещены паровые змеевики, а в паровом пространстве установлен брызгоуловитель. При проходе через брызгоуловитель поток вторичного пара изменяет направление своего движения и, из него выделяются унесённые паром капли жидкости.
Змеевиковые аппараты более компактны, чем аппараты с рубашками, и отличаются несколько большей интенсивностью теплопередачи. Однако очистка и ремонт змеевиков затруднены. В этих аппаратах также производят выпаривание небольших количеств химически агрессивных веществ.
К той же группе относятся выпарные аппараты с горизонтальной трубчатой нагревательной камерой и с вертикальным цилиндрическим корпусом. В нижней части корпуса таких аппаратов находится нагревательная камера, состоящая из пучка прямых горизонтальных труб, по которым движется греющий пар. Верхняя часть корпуса служит сепаратором, предназначенным для уменьшения механического уноса жидкости паром.
Известны также аналогичные аппараты с горизонтальным корпусом. Они выгодно отличаются от вертикальных меньшей высотой слоя выпариваемого раствора, что значительно снижает температурные потери вследствие гидростатической депрессии. Кроме того, горизонтальные аппараты имеют больший объём парового пространства, что облегчает выпаривание в них сильно пенящихся растворов. Вместе с тем эти аппараты обладают и значительными недостатками по сравнению с вертикальными: более громоздки и металлоёмки; непригодны для выпаривания кристаллизующихся растворов из-за трудности механической очистки наружной поверхности труб; имеют невысокие коэффициенты теплоотдачи в горизонтальных паровых трубах (внутри которых накапливается слой конденсата).
Вследствие указанных недостатков выпарные аппараты со свободной циркуляцией раствора в настоящее время вытеснены в большинстве производств выпарными аппаратами более совершенных конструкций.
ВЕРТИКАЛЬНЫЕ АППАРАТЫ С НАПРАВЛЕННОЙ ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ
В аппаратах этого типа выпаривание осуществляется при естественной многократной циркуляции раствора. Они обладают рядом преимуществ сравнительно с аппаратами других конструкций.
Основным достоинством таких аппаратов является улучшение теплоотдачи при многократной организованной циркуляции раствора в замкнутом контуре, уменьшающей скорость отложения накипи на поверхности греющих труб. Кроме того, большинство этих аппаратов компактны, занимают небольшую производственную площадь, удобны для осмотра и ремонта.
АППАРАТЫ С ВНУТРЕННЕЙ НАГРЕВАТЕЛЬНОЙ КАМЕРОЙ И ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ ТРУБОЙ
Рис. 1
В нижней части вертикального корпуса находится нагревательная камера, состоящая из двух трубных решёток, в которых закреплены кипятильные трубы (длиной 2-4 метра) и циркуляционная труба большого диаметра, установленная по оси камеры. В межтрубное пространство нагревательной камеры подаётся греющий пар.
Раствор поступает в аппарат над верхней трубной решёткой и опускается по циркуляционной трубе вниз, затем поднимается по кипятильным трубам и на некотором расстоянии от их нижнего края вскипает. Поэтому на большей части длины труб происходит движение вверх парожидкостной смеси, содержание паров, в которой возрастает по мере её движения. Вторичный пар поступает в сепарационное (паровое) пространство, где с помощью брызгоуловителя отделяется унесённые им брызги. После этого вторичный пар удаляется через штуцер сверху аппарата.
Упаренный раствор удаляется через нижний штуцер конического дни?/p>