Файл: Попов, Н. П. Выпарные аппараты в производстве минеральных удобрений [учебное пособие].pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.10.2024

Просмотров: 53

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Рис. 40. Схема переработки растворов мочевины с одноступенчатым выпариванием:

I — сборник раствора мочевины; 2 — центробежные насосы; з — фильтр; 4 — по­ догреватель; 5 — сепаратор; 6 — гидравлический затвор; 7 — шнековый кристал­ лизатор; 8 — калорифер; 9 — вентиляторы; 10 — поверхностный конденсатор; I I — брызгоуловитель; 12 — вакуум-насос; 13 — пенный скруббер; 14 — сборник конденсата; 15 — рециркуляционный сборник.

15'

Рис. 41. Схема переработки растворов мочевины с двухступенчатым выпари­ ванием:

1 — сборник раствора мочевины; 2 — центробежные насосы; 3 — фильтр; 4 — подогрева­ тель; 5 — сепаратор; б — поверхностные конденсаторы; 7 — брызгоуловители; 8 — вакуум-

насос; 9 — гидравлические затворы; Ю — выпарной аппарат роторного типа; 11 — баро­ метрический конденсатор; 12 — .пароэжекторный вакуум-насос; 13 — грануляционная башня; 14 — гранулятор; 15 — напорный бак; 16 — центробежный вентилятор; 17 — транс­

портер. '

от несконденсировавшихся газов в брызгоуловителе 11, газы отво­ дятся вакуум-насосом 12 в атмосферу, конденсат поступает в сбор­ ник 14 и далее используется в процессе получения мочевины.

Схема переработки растворов мочевины в гранулированный про­ дукт (рис. 41) отличается от описанной выше тем, что упаривание раствора осуществляется в две ступени, а кристаллизация происхо­ дит в грануляционной башне. Очистку раствора от примесей и первую ступень выпарки проводят в таких же аппаратах и при таких же условиях, как при полу­

чении кристаллической мочевины. Раствор, упаренный в первой ступени

выпарки (позиции 18) до концентрации

92—93% CO(NH2)2, собирается в гидра­ влическом затворе 9, откуда перекачи­ вается в выпарной аппарат роторного типа 10 на дальнейшее упаривание (до 99,5%). Здесь упаривание ведут при ва­ кууме 650—700 мм рт. ст., создаваемом пароэжекторным вакуум-насосом 12. Далее упаренный плав подается в напор­ ный бак 15, оттуда поступает в грану-' лятор 14, разбрызгивающий его в виде мелких капель в грануляционной башне 13. Гранулы, охлажденные воздухом, падают на дно башни и затем транспортером 17 передаются на склад.

Для упаривания 65—80%-ных раство­ ров мочевины до 90—93% применяется выпарной аппарат пленочного, типа, со­ стоящий из кожухотрубного подогревателя

 

 

и соковой камеры.

 

 

В подогревателе упариваемый раствор

Рис. 42. Выпарной аппарат

сползает тонкой пленкой по стенкам гре­

роторного типа:

 

ющих трубок.

Благодаря этому процесс

1 — испарительная труба; 2

упаривания протекает очень интенсивно

нагревательная рубашка; 3

и с большой скоростью. Коэффициент

ротор; 4 — отбойная пластина;

5 — сепаратор; 6 — привод.

теплопередачи

в таком аппарате соста­

вляет 1100—1300 ккал/(м2-ч-°С). Раствор в этих ^условиях нагревается очень недолго, и это позволяет, применяя высокие температуры нагрева (112—118 °С), це допустить разложения мочевины.

В сепараторе соковый пар отделяется от раствора мочевины. Объем сепаратора определяется допустимым количеством сокового пара, приходящегося на 1 м3. По практическим данным, он соста­ вляет 3500 м3/(м3-ч).

Упаривание 80—90%-ного раствора мочевины до состояния плава, содержащего 95,9% CO(NH2)2 и 0,5% воды, проводится в выпарном аппарате роторного типа (рис. 42). Тонкопленочный роторный испа­

8 6

'

.


ритель состоит из вертикальной испарительной трубы 1, заключен­ ной в нагревательную рубашку 2. Греющий пар поступает в ру­ башку под избыточным давлением 8—10 ат. В испарительной трубе по вертикальной оси помещен ротор 3, выполненный из пластин, радиально укрепленных на вертикальном вращающемся валу.

Верхняя часть аппарата 5 служит сепаратором. Отделение брызг раствора от сокового пара в сепараторе происходит под действием центробежной силы, сообщаемой потоку сокового пара вращающимся ротором. Сепаратор снабжен отбойными пластинами 4.

Раствор мочевины поступает в верхнюю часть испарительной трубы, и вращающийся ротор равномерно распределяет его в виде тонкой пленки по всей поверхности нагрева. Под действием силы тяжести пленка опускается вниз, одновременно происходит интен­ сивное испарение жидкости благодаря теплу, передаваемому через

стенку испарительной трубы. Плав отводится из

аппарата снизу

с помощью специального насоса.

7

Вся аппаратура и коммуникации изготовлены из стали 1Х18Н9Т. Установка производительностью 7 т товарной мочевины в час состоит из двух параллельно включенных выпарных аппаратов ро­ торного типа с общей поверхностью нагрева 25 м2. Высота каждого аппарата 8 м, общая высота установки (с учетом монтажа) 18 м. Следует отметить, что вместо роторных аппаратов для выпарива­ ния раствора мочевины можно применять обычные аппараты пле­ ночного типа. С такими аппаратами работает большая часть заводов, выпускающих гранулированную мочевину. Технологический режим

тот же, что и при использовании аппарата роторного типа. Пример расчета многокорпусной выпарной установки приведен

в приложении (стр. 112).

Г Л А В А III

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ВЫПАРНЫХ УСТАНОВОК

1.МОНТАЖ, ИСПЫТАНИЯ И ПРИЕМКА В ЭКСПЛУАТАЦИЮ

ВЫПАРНЫХ УСТАНОВОК

Монтаж выпарной аппаратуры производят ремонтно-монтажные бригады предприятия или специализированные организации. Мон­ таж сложного оборудования и крупный ремонт проводятся по проекту ремонтно-монтажных работ, включающему данные об объеме ремонтных работ, о способе их ведения и о последователь­ ности; расчет потребности в рабочей силе, в такелажном инстру­ менте, оборудовании и материалах; инструкции по технике безопас­ ности при выполнении работ.

Выпарная аппаратура, поступающая с завода-изготовителя, тща­ тельно проверяется и принимается в соответствии с технической доку­ ментацией, включающей паспорт, книгу Госгортехнадзора, инст­ рукцию по монтажу и эксплуатации, перечень запасных частей и инструментов, а также рабочие чертежи запасных и быстроизнашивающихся частей. Перед началом монтажа производят планировочные

идорожные работы, прокладывают вспомогательные трубопроводы

иэлектрический кабель, устанавливают приспособления, монтажный

итакелажный инструмент.

Проектом производства монтажно-сборочных работ предусмат­ риваются следующие операции сборки.

1.Установка корпуса аппарата на фундамент.

2.Установка греющей поверхности.

3.Установка обслуживающих площадок и лестниц.

4.Установка элементов, находящихся внутри аппарата (меша­

лок, распыливающих устройств, регуляторов уровней и др.).

5.Установка крышки аппарата.

6.Подгонка и присоединение всех трубопроводов.

7.Установка арматуры и контрольно-измерительных приборов.

8.Герметизация мест соединения аппарата (крышек, люков, фланцев, сальниковых уплотнений и др.).

9.

Присоединение вспомогательных механизмов и устройств.

10.

Установка

ограждений.

И .

Испытание

аппарата на герметичность и сдача инспектору

Госгортехнадзора.

12.Обкатка механизмов в течение одной рабочей смены.

13.Пробная эксплуатация установки.

14.Проведение теплоизоляционных работ.

15.Сдача установки в эксплуатацию.

8 8

I


Требования к монтажу аппаратуры

Сборочные работы на монтаже заключаются в установке выпар­ ных аппаратов на фундаменте* установке и присоединении вспомога­ тельного оборудования, присоединении трубопроводов, деталей, узлов.

Перед монтажом все аппараты должны быть очищены от посто­ ронних предметов и грязи. Необходимо убедиться в отсутствии повреждений и если они есть — устранить их. В частности, межтруб­ ное пространство греющих камер необходимо проверить давлением воды в соответствии с указанием на чертеже общего вида аппарата.

Монтаж аппаратов начинают с циркуляционных насосов. Монтаж циркуляционных насосов осуществляется согласно специальной инструкции. Все циркуляционные насосы снабжаются поддонами,- которые должны иметь патрубки для слива, выведенные в дренажные каналы. Аналогичные требования предъявляются к монтажу всех насосов, входящих в выпарную станцию.

После того как насос закреплен болтами на фундаменте, на его нагнетающий патрубок устанавливается нижняя растворная камера. Затем устанавливается на опорах греющая камера — соосно с ниж­ ней растворной камерой. Греющая камера закрепляется на опо­ рах, а сепаратор, пока не закрепленный на опорах, соединяют с ней подъемной трубой (верхней растворной камерой). После установки прокладок и болтов во фланцевых соединениях, соединяющих сепаратор и греющую камеру с верхней растворной камерой, оконча­ тельно закрепляют на опорах сепаратор. Дальше с помощью цирку­ ляционной трубы и колена сепаратор соединяют с всасывающим патрубком насоса. При монтаже циркуляционных труб установлен­ ные на них компенсаторы должны быть зафиксированы с помощью

,тяг в нейтральном положении (без предварительной стяжки или растяжки).

До окончания монтажа узлов выпарного аппарата категорически запрещается установка смотровых окон, карманов для термометров и др. Указанные узлы и детали устанавливаются непосредственно перед опрессовкой аппаратов.

Все открытые фланцевые соединения до монтажа трубопроводов должны быть заглушены.

Прокладки, устанавливаемые во фланцевые соединения, должны быть цельными и не должны иметь повреждений.

Смотровые стекла перед установкой следует прокипятить в воде и протереть. При установке стекол затягивать болты равномерно, не допуская перекосов. Болты завертываются без больших усилий. При пуске выпарных аппаратов на воде болты у смотровых стекол, дающих тёчь, подтягивают.

При монтаже узлов аппаратов не допускается их подвеска за шту­ цера, бобышки.

Перед монтажом конденсатора межтрубное и трубное простран­ ство должны быть испытаны давлением воды в соответствии с тре­ бованиями чертежа общего вида.

89



Конденсатор должен устанавливаться по высоте относительно бака для сбора конденсата в соответствии с отметками, указанными на аппаратурно-технологической схеме.

Сборники с мешалками монтируют без приводов. Приводы уста­ навливают только после закрепления корпусов. При установке корпусов валы с перемешивающими устройствами нужно закрепить, чтобы они не сместились, или снять.

При установке перемешивающих устройств и мешалок в целом должны быть выполнены требования чертежей. Отклонения образу­ ющих валов, биения валов не должны превышать допусков.

Когда сборники установлены, их заполняют водой и в течение часа прокручивают перемешивающие устройства от привода. При этом мешалка должна работать без стуков, заеданий, нагрев подшип­ ников не должен превышать 40—50 °С.

Сборники и баки для кислоты после промывки необходимо запол­ нить 20—40%-ным раствором азотной кислоты и выдержать так в те­ чение суток на предмет выявления дефектов, течей. Обнаруженные дефекты устранить.

В процессе монтажа выявляются и устраняются дефекты кон­ струкции и изготовления выпарной аппаратуры.

Одновременно осуществляется наладка работы деталей и меха­ низмов в целях подготовки аппаратов к эксплуатации.

При установке аппаратов на площадках нужно обращать осо­ бое внимание на тщательность балансировки вращающихся меха­ низмов.

Требования к монтажу трубопроводов и арматуры

Трубопроводы должны идти под максимальным уклоном. Гори­ зонтальные и особенно U-образные участки на линиях пульпы недо­ пустимы. Линии пульпы должны иметь уклон не менее 15° в сторону насосов и приемных емкостей.

Всю арматуру перед установкой следует промыть и проверить на герметичность.

Конденсатоотводчики необходимо устанавливать ниже нижних трубных решеток греющих камер, чтобы их не залило конденсатом.

Арматура на линиях пропарки должна быть как можно ближе к трубопроводу, пропарка которого предусматривается.

Испытания аппаратов, работающих под давлением и вакуумом

Испытания для проверки на прочность и плотность аппаратов, работающих под давлением свыше 0,7 ат или под вакуумом, произ­ водят одним из следующих способов: гидравлическим испытанием; испытанием керосином; проверкой герметичности водяным паром; пневматическим испытанием; испытанием течеискателем; испыта­ нием флуоресцеином.

90