Проектирование адиабатной выпарной установки термического обессоливания воды
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
зможность использования в качестве греющего “грязных” теплоносителей. - высокий коэффициент теплопередачи;
возможность использования в качестве греющего теплоносителя различных вторичных энергоресурсов (в т.ч. и дымовых газов);
высокая степень концентрирования;
низкий удельный расход теплоты.Типы выпарных установок1 Испарительные выпарные установки
- С кипением в объёме камеры
1.2 С вынесенным кипением2 Плёночные выпарные аппараты 2 Выпарные аппараты
с промежуточным теплоносителем 3 Выпарные аппараты контактного типаНедостатки- большие габариты;
сравнительно высокая материалоёмкость;
необходимость поддерживать вакуум в
системе.Достоинства- возможность использования в качестве греющего теплоносителя
низкотемпературных вторичных энергоресурсов;
высокая степень концентрирования;
низкий удельный расход теплоты на единицу испаряемой влаги;
возможность размещения на значительном расстоянии отдельных узлов аппарата;
способностью работать на природных водах любого качества с использованием минимального количества антинакипина;
практически полностью исключают использование реагентов (поваренной соли, щелочи, кислоты).Типы выпарных установок5 Адиабатные выпарные установкиАнализируя приведённые характеристики, следует отметить, что при всех прочих равных условиях необходимо учитывать и затраты на эксплуатацию установки.
Рассмотрение различных типов технологических схем показывает, что наибольшей тепловой и экономической эффективностью обладают схемы с аппаратами мгновенного вскипания. Это связано в первую очередь с тем, что в качестве греющего теплоносителя здесь может быть использовано “бросовое” тепло, т. е. низкопотенциальные вторичные энергоресурсы. Причём, нижним пределом температуры греющего теплоносителя, которого ещё можно использовать, является 60 80 оС. В нашей установке предполагается использовать водяной пар, отработанный в турбинах приводов компрессоров и насосов, с температурой 70 80 оС. По капитальным затратам многоступенчатая установка мгновенного вскипания примерно на 20% дешевле установки с плёночными аппаратами [8], а показатель использования греющего пара несколько выше, что характеризуется более высокой допустимой кратностью концентрирования. К тому же, деминерализация в адиабатных выпарных установках признана наиболее перспективным методом создания крупных деминерализационных установок (с производительностью более 10000 м3/сутки), поскольку характеризуются высокой энергетической эффективностью, повышенной компактностью, хорошими эксплуатационными показателями, возможностью практической реализации больших мощностей в одной установке.
Актуальность применения именно установок мгновенного вскипания доказывается ещё и тем, что в последнее время ряд предприятий освоили серийный выпуск подобных аппаратов
1.3 Анализ действующей схемы получения деминерализованной воды на АО “Акрон” и возможностей применения схемы с адиабатной выпарной установкой
По имеющимся на предприятии данным потребность АО “Акрон” в деминерализованной воде составляет примерно 750 м3/час. В настоящее время необходимое количество воды получают в цехе химводоподготовки (ХВП) методом ионного обмена с применением схемы Н-ОН - ионирования. Действующие схемы получения и потребления воды на АО “Акрон” представлены на рисунках 5 и 6.
Имеющаяся схема обеспечивает качественное бесперебойное снабжение производств водой необходимого качества. Согласно регламентам предприятия показатели качества глубоко обессоленной воды (ВГО) составляют:
- PH 6,0-7,5;
- Жёсткость общая 0,002 мгэкв/л;
- Удельная электропроводность не более 1,0 мкСим/см;
- Железо не более 0,02 мг/л;
- Содержание кремнезема в пересчёте на SiO2 не более 0,05 мг/л;
- Хлор Cl отсутствует;
- Окисляемость перманганатная не более 1,0 мгO2/л;
- Аммиак NH3 не более 2,0 мг/л.
Надо отметить, что имеющаяся схема подготовки воды предполагает значительные затраты, связанные с необходимостью в ионообменных смолах и химических реагентах для регенерации фильтров. В связи с чем себестоимость обессоленной воды получается достаточно высокой.
В связи с этим возникает потребность в разработке схемы получения деминерализованной воды, которая по своим основным показателям способна служить заменой существующего водоподготовительного комплекса и при этом иметь более низкую себестоимость дистиллята. К основным показателям мы относим производительность, надёжность и качество получаемого дистиллята.
1.4 Выбор схемы установки
В адиабатных выпарных установках деминерализация вод осуществляется путём испарения перегретой жидкости в камере, давление в которой ниже давления насыщения, соответствующего температуре жидкости, поступающей в камеру. Таким образом, процесс испарения происходит не на поверхностях нагрева (как в традиционных выпарных установках), а в объёме камер испарения под вакуумом.
К основным рабочим процессам, происходящим в адиабатных выпарных установках, относятся: вскипание жидкости в камерах испарения, конденсация пара и нагрев жидкости в конденсаторах-регенераторах и головном подогревателе. Осуществляются процессы теплопередачи через поверхность теплообмена. При вскипании жидкости происходит унос капельной влаги, которая отделяется от пара в сепарационном объёме камер испарения и специальных сепар?/p>