Сравнение выпарных установок с механической компрессией пара и установок с применением парогенератора

Аннотация

Выпаривание — процесс частичного удаления растворителя из растворов путем удаления последних. Ему подвергают водные растворы твердых веществ, однако растворителями могут служить и другие жидкости. Удаляемый растворитель представляет собой водяной пар, называемый вторичным паром, а пар, расходуемый на нагрев и испарение, называется греющим паром.

В настоящее время выпарные установки широко применяются при очистке и концентрировании промышленных сточных вод с получением обессоленной воды и осадка, что позволяет создать замкнутый водооборот на производственном предприятии, исключить сбросы вредных веществ в водоемы и уменьшить объем сбрасываемых отходов; получении обессоленной воды; опреснении морской воды; упаривании различных технологических растворов до требуемой концентрации (алюминатных растворов, растворов минеральных солей, щелочей, кислот  и т. д.); в молочной и пищевой промышленностях, медицине.

Как правило, процесс выпаривания осуществляется путем подвода тепла водяного пара, вырабатываемого котельной или тепловой электростанцией. Водяной пар является эффективным теплоносителем, поскольку имеет высокую теплоту конденсации. В некоторых случаях, когда выпаривание проходит при высокой температуре, применяют топочные газы и высокотемпературные нагревающие агенты (дифенильную смесь, перегретую воду, масло).

Если требуется выпаривать жидкости, чувствительные к температурным воздействиям, используют специальное оборудование для создания глубокого вакуума (пароструйные и водоструйные вакуумные насосы, механические вакуумные насосы и пр.). Это позволяет проводить процесс выпаривания при 60 (молочная промышленность) и даже 35 оС (медицина).

Зачастую производственные площадки не обладают источником водяного пара, а строительство новых котельных экономически невыгодно или неосуществимо по тем или иным причинам, тогда при разработке выпарных установок подбирают альтернативный вариант источника тепла, исходя из условий эксплуатации конкретной установки.

Рассмотрены варианты схем выпарных установок с механической компрессией пара и установок с использованием парогенераторов на различном виде топлива. Изучены возможности применения того или иного варианта в зависимости от свойств перерабатываемых технологических растворов, условий проведения процесса и количества корпусов в установке (одно- и многокорпусное выпаривание). Рассчитана себестоимость одной тонны пара и определен срок окупаемости оборудования.