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

  1. 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:

  1. PH 6,0-7,5;
  2. Жёсткость общая 0,002 мгэкв/л;
  3. Удельная электропроводность не более 1,0 мкСим/см;
  4. Железо не более 0,02 мг/л;
  5. Содержание кремнезема в пересчёте на SiO2 не более 0,05 мг/л;
  6. Хлор Cl отсутствует;
  7. Окисляемость перманганатная не более 1,0 мгO2/л;
  8. 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>