Литература -->  Водородные ионы в производстве 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 [ 111 ] 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159

аппаратах значительна (1-1,5 jh), тр t°Kun. нижних слоев раствора всегда выше, чем верхних слоев. Поэтому и средняя t°Kun. всего слоя раствора всегда несколько выше, чем t°Kun. в верхних слоях. Очевидно, разность между средней 1°кип. всего раствора и t°Kun. верхних слоев также является потерей разности t°. Влияние давления столба жидкости на Ь°кип. должно увеличиваться с увеличением уд.в., т.е. с концентрацией раствора. Иньши словами, и в этом случае потеря разности Г в последних корпусах будет больше, чем в первых. Учесть точно все указанные потери разности t° нетрудно, если известны все концентрацирг, t° и размеры паропроводов, иначе говоря, нетрудно сделать такой подсчет для существующих выпарных аппаратов. Но при проектировании нового выпарного аппарата, когда большинство указанных величин являются искомыми, учесть заранее все потери разности t° невозможно. В этом случае пользуются для расчетов округяенньвуш преувеличенными значениями для потерь разности температур. Некоторое преувеличение потерь дает в результате небольшой запас поверхности нагрева. Величины температурных потерь приведены в табл. 1.

опреснитель системы Ягна, с суточной производительностью 150 ООО ведер воды для питья; в Красноводске установлен опреснитель Круга для целей снабжения паровозов пресной водой. В остальных производствах, напр. содовом, солеваренном, поташном и


Фиг. 3.

Фиг. 4.

нек-рых других, где многократные аппараты могли бы найти большое применение для В. и перегонки, они встречаются довольно редко. На фиг. 3-6 представлен аппарат Рилье (Rillieux). Он состоит из 3 или 4 клепаных железных цилиндрических горизонтальных котлов в 1 JH диаметром и 3 jn длиной. При трех котлах-аппарат двукратного действия, при четырех котлах-аппарат трехкратного действия, так как два котла

Табл. 1.-Т е мп е р а т у р н ы е потери (в градусах).

1-й корпус

2-й корпус

3-Й корпус

4-Й корпус

5-Й корпус

Выпарки

°н

§

Всего

о.

к р.

к 0,

о.

g о Ни

S о н а.

£ о. g н и

<о о

1=1 и

о С5

g§,

Двукорпусная....

Трехкорцусная . . .

Четырехкорпусная .

Пятикорпусная ...

Принимая во внимание заметное увеличение потери разности t° с увеличением числа корпусов и во избежание излишней громоздкости многокорпусных аппаратов, редко устраивают их с числом корпусов больше пяти. Существующие десятикорпусные опреснители представляют настолько большие неудобства своей сложностью, громоздкостью и неравномерностью работы, что в некоторых установках, для удобства ухода и попеременной чистки, их делят на два независимых пятикорпусных аппарата. Нормальным средним числом корпусов является в настоящее время пять, при чем на сахарных заводах первый корпус обыкновенно является ноль-корпусом.

Главная область применения многокорпусных аппаратов-свеклосахарное производство. На свеклосахарном з-де, где в среднем ежеднев1ю выпаривается более полумиллиона л воды, где требуется пар самых различных давлений для обогревания промежуточных продуктов производства, невозможно обойтись без многокорпусной выпарки. Полшмо сахарного производства многокорпусные аппараты в СССР нашли применение для опреснения морской воды; так, например, в Баку до постройки нового водопровода действовал десятикорнусный

соединены параллельно. Котлы установлены на полых чугунных столбах, служащих в то же время и паропроводом. Каждый котел снабжен сухопарником. Мятый пар из паровой машины но трубе / поступает в паровую коробку корпуса А и распределяется по трубкам. Труба I соединена с другой трубой, по которой в случав необходимости можно пускать прямой пар из


Фиг. 5.

Фиг. 6.

КОТЛОВ. Вторичный пар изкорпуса А по трубе h пропускается в колонну i и в чугунную коробку к. Здесь вторичный пар разветвляется: часть его идет по колонне I на обогрев второго корпуса В, другая часть идет на обогрев третьего корпуса, где производится окончательное уваривание раствора. Затем из второго и третьего корпусов вторичный пар поступает в конденсатор.



Обогревательными элементами являются горизонтальные трубки в 52 диаметром, по которым проходит пар. Выпариваемый раствор омывает трубки снаруяш и перетекает из одного корпуса в другой. Конденсацион. вода из первого корпуса по трубе f поступает в сборник, откуда идет на питание парового котла. Конденсационные воды из остальных корпусов собираются отдельно и могут итти на другие нужды.

На фиг. 7 изображен двукорпусный аппарат конструкции Роберта. Оба корпуса, из к-рых первый представлен в разрезе, имеют


Фиг. 7.

совершенно одинаковое устройство. В нижней половине каждого корпуса днища аЪ и cd отделяют паровое пространство от раствора. Через оба днища проходят 254 медные или латунные трубки диам. в 52 мм, открытые с обоих концов, так что нижняя часть аппарата имеет сообщение с верхней. Выпариваемый раствор через воронку по трубе д, по трубкам е и по трубе h перетекает в нижнюю часть второго корпуса. Из этого последнего сгущенный раствор высасывается насосом по трубе г. Большим недостатком аппарата Роберта является то обстоятельство, что раствор из верхней части каждого корпуса поступает в нижнюю часть следующего корпуса. При таком

расположении соединительных труб жидкий, т.е. более легк., раствор вводится под более густой, тяжелый раствор. Перемешивание их неизбежно, что уменьшает эффект выпаривания и понижает производительность аппарата. Вся работа аппарата неравномерна. В современном виде горизон-тальн. аппарат так называемой оунду-чной формы (конструкция Вельнера-Еллинека) представлен на фиг. 8-10. Греющий отработанный пар из машины поступает в отделения передней паровой коробки А я А, откуда по направлениям.


Фиг. 8.

указанным стрелками, распределяется по отдельным пучкам обогревательных трубок. Отделения паровых распределительных коробок снабжены трубками w для стока конденсационной воды. Отделения А п Ai в верхней части сообщаются с вентилями т


Фиг. 9.

для подведения свежего пара из паровых котлов. Выпариваемый раствор проходит в корпус сбоку через вентиль д. По трубкам G туда же поступает раствор, увлеченный в сухопарник (ловушку) F. Сгущенный раствор выходит снизу аппарата через трубу г и поступает в следующий корпус. Вторичный пар по штуцерам Е проходит через ловушку в паровую коробку следующего корпуса, имеющего такое же устройство.

Дальнейшие усовершенствования выпарных аппаратов относились гл. обр. к деталям конструкции и не касались самого принципа многократной утилизации теплоты пара. Одним из позднейших усовершенствований выпарного аппарата явился комбинированный способ обогрева мятым и свежим


Фиг. 10.

паром, или так наз. система Паули-Грейне-ра. Способ этот состоит в присоединении к выпарке ноль-корпуса и пользуется теперь повсеместным распространением на свеклосахарных з-дах. Причиной, вызвавшей этот способ к жизни, является то обстоятельство, что при современных паровых машинах, расходующих 8-10 кг пара на силу-час, количество мятого пара на сахарном з-де сделалось так мало (ок. 20% по весу переработанной свеклы), что его пе хватает для сгущения свекловичного сока при выпарке до нормальной (60-65%) концентрации. Т.к. для В. сока и производства экстра-пара



на сторону выпарка требует до 50% пара по весу свеклы, то недостающие 30% пара приходится пополнять паром из паровых котлов. Система Паули-Грейнера является наиболее удобным и выгодным комбиниро-ванньи! способом, позволяющим нагревать одновременно и свежим и отработанным паром. Почти никакого применения не нашел интересный с теоретич. стороны способ многократной утилизации сжатого вторичного пара в одном и том же корпусе. Способ этот состоит в том, что часть вторичного пара из какого-либо корпуса по выходе из аппарата сжимают компрессором, по возможности без потерь тепла, и снова применяют этот пар для обогрева того же самого корпуса. Другая же часть вторичного пара в несжатом состоянии идет на обогрев следующего корпуса и т. д. Способ этот применялся в виде опыта неоднократно, но окончательно никем еще не разработан.

Наиболее распространенными являются в настоящее время аппараты: вертикальные Роберта и горизонтальные Еллинека. В первых высота слоя раствора достигает 1,5 м, во вторых-нормально 0,6 ле. Меньшая толщина слоя раствора в горизонтальных аппаратах вызьшает меньшие потери разности t° и тем самым обусловливает ббльшую производительность поверхности нагрева. Кроме уого горизонтальные аппараты, обладая по сравнению с вертикальными большей поверхностью испарения жидкости, отличаются спокойным и равномерным кипением. Но зато вертикальные аппараты допускают механич. очистку трубок без разборки всей поверхности нагрева, в то время как чистка горизонтальных аппаратов возможна только при условии выемки всех трубок. Д.яя увеличения производительности вертикальных аппаратов Классен предложил уменьшать в них толщину слоя кипящей жидкости, т. е. не заполнять трубки жидкостью по всей высоте. Ту же цель преследовали и многочисленные конструкции т. н. оросительных выпарных аппаратов, в которых раствор испарялся, орошая каплями или тончайшим слоем систему обогревательных трубок. Оросительные аппараты получили весьма малое распространение.

В последнее время начинает входить в практику, гл. обр. в качестве ноль-корпуса, аппарат Кестнера, к-рый в известном смысле можно отнести к оросительньш аппаратам (орошение снизу). Аппарат Кестнера, изображенный на фиг. 11, состоит из вертикальных железных трубок длиною 7-8 м и диам. 35-38 мм. В нижней части трубки открываются в коробку А, в к-рую по трубам а поступает жидкий раствор. В верхней головной части трубки открываются в цилиндрич. резервуар, снабженный сепаратором для отделения пара от капель жидкости. Из этого резервуара сгущенный раствор может выходить по трубам Ь, а вторичный пар-по трубе g. Трубки окружены железным клепаным кожухом, образующим вместе с трубами обогревательную камеру аппарата. Греющий пар поступает но трубе di. При кипении раствора в трубках образуется значительное количество пузырьков пара, которые, быстро поднимаясь по

трубкам вверх, увлекают за собой раствор. Последний также быстро поднимается по внутренней поверхности трубок в виде тонкого слоя. Поднятие раствора снизу до верху трубок требует при большой разности темп-ры греющего пара и раствора иногда менее минуты времени. I Пар, вырываясь из верхних отверстий трубок с большой скоростью, увлекает за собой и некоторое количество раствора в виде мельчайших капель. Для отделения раствора, который увлечен паром, в головной части аппарата устанавливают сепаратор, состоящий из спирально изогнутых листов железа. Влажный пар, ударяясь снизу о поверхность этих листов, приходит во вращательное движение, причем развивается центробежная сила, отбрасывающая капли жидкости к периферии. Большая скорость движения раствора в аппаратах Кестнера, с одной стороны, способствует более интенсивной передаче тепла, а с другой- делает эти аппараты удобными в том случае, когда необходимо упаривать органические вещества, разлагающиеся при высокой t°. Непродолжительное время пребывания раствора в аппарате Кестнера позволяет иногда поднять t°Kun. даже выше пределов, допускаемых при В. в других аппаратах. Это обстоятельство позволило, наприм., ввести аппараты Кестнера на сахарных заводах в качестве ноль-корпуса, обогреваемого свежим паром t° до 150°, при чем оказалось возможным поднять t°Kun.

сахарного раствора почти до 130°, между тем как в обыкновенных робертовских ноль-корпусах, где пребывание раствора более продолжительно, допустимой точкой кипения является только 115-118°. Повышение же t°Kun. в ноль-корпусе, соответствующее повышению давления вторичного пара



Фиг. 1 I.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 [ 111 ] 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159