Пристрій для деамонізації конденсатів сокових парів бурякоцукрового виробництва

Изобретение относится к сахарной промышленности, в частности, к устройствам для выделения аммиака из конденсаторов соковых паров для дальнейшего использования деаммонизированного конденсата в качестве питательной воды на процессе экстракции. В качестве аналога выбран секционный деаммонизатор [Самолейко В. С. Исследование и разработка способа использования конденсаторов вторичных паров в качестве экстрагента сахарозы из свекловичной стружки. Автореф. дис. на соик. учен, степени К.Т.Н., Киев, 1983. 25 с]. Секционный деаммонизатор состоит из прямоугольного, расширенного в верхней и нижней части корпуса. Верхняя часть аппарата разделена горизонтальной перегородкой, на которую из выходного патрубка поступает конденсат, который затем по специальному каналу попадает на верхнюю контактную тарелку. Средняя часть аппарата состоит из пяти секций, в каждую из которых вмонтировано по одной контактной тарелке. Секции снабжены сливными стаканами с гидрозатворами и штуцерами для отбора проб деаммонизируемого конденсата. Воздух через патрубок подведен под нижнюю тарелку. Для продувки аппарата и окончательного спуска воды имеется патрубок. Отработанный воздух вместе с десорбированным аммиаком отводится через верхний вытяжной патрубок. В качестве контактных устройств применяются прямоточные (струйные) контактные устройства. Недостатком устройства является сложность конструкции, низкая эффективность из-за слабого взаимодействия между фазами, а также ограниченная производительность. В качестве прототипа выбран барботажный (тарельчатый) десорбер (Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. Л., Химия, 1973, с. 449]. Аппарат состоит из корпуса, внутри которого расположена десорбционная камера, в которой на определенном расстоянии друг от друга горизонтально размещены контактные устройства, с помощью которых осуществляется направленное движение жидкости и газа. Кроме того, десорбционная камера снабжена в нижней части патрубками подвода газовой фазы и отвода жидкости. В верхней части десорбционной камеры установлен патрубок подвода конденсата. В верхнем торце корпуса расположен патрубок отвода отработавшего газа. Недостатком является низкий диапазон устойчивой работы из-за уноса и рециркуляции жидкости, выброс выделенного вещества (имеется в виду аммиак) в атмосферу. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства для деаммонизации конденсатов соковых паров свеклосахарного производства путем изменения конструкции аппарата обеспечить снижение величины уноса жидкости при уменьшении значений равновесной концентрации в системе "газовая - обогащенная аммиаком жидкость", увеличение интенсивности аэрации при заданном изменении температур. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для деаммонизации конденсатов соковых паров свеклосахарного производства, включающем корпус, внутри которого расположена десорбционная камера с контактными устройствами, в нижней части которой установлены патрубки подвода газовой фазы и патрубок отвода жидкости, расположенный в верхней части десорбционной камеры патрубок подвода конденсата, установленный на верхнем торце корпуса патрубок отвода отработавшего газа, согласно изобретению, в корпусе дополнительно над десорбционной камерой установлена абсорбционная камера с контактными устройствами, в верхней части которой расположен патрубок для подвода поглощающей воды, а в нижней части патрубок для отвода аммиачной воды, при этом, патрубок для отвода отработавшего газа соединен трубопроводом через нагнетательное устройство с патрубком подвода газовой фазы десорбционной камеры, а по высоте камеры дополнительно установлены патрубки, соединенные с этим трубопроводом. Причинно-следственная связь между предлагаемыми признаками и ожидаемым техническим результатом заключается в следующем. Авторы предлагают разместить в корпусе дополнительно над десорбционной еще и адсорбционную камеру с контактными устройствами, имеющую патрубок подвода поглощающей воды и патрубок отвода аммиачной воды. Это техническое решение позволяет провести дополнительно к основному процесс абсорбции, при котором происходит полное поглощение аммиака из отработавшего газа. Патрубок для отвода отработавшего газа соединен трубопроводом через нагнетательное устройство с патрубком подвода газовой фазы десорбционной камеры. Это приводит к тому, что газовая фаза (воздух) циркулирует по замкнутому контуру, поступая в десорбционную камеру с постоянно высокой температурой. При этом обеспечивается экологически чистый процесс. По высоте десорбционной камеры установлены дополнительно патрубки, соединенные с трубопроводом подвода газовой фазы. Это решение играет большое значение для изменения температуры жидкости и газовой смеси по высоте десорбционной камеры и соотношения потоков. Повышение эффективности предлагаемой установки объясняется по графику зависимости эффекта десорбции аммиака от температуры (фиг. 1). Как видно из графика, с повышением температуры процесса эффективность деаммонизации возрастает. Исследования были проведены для процессов с различной интенсивностью аэрации (согласно условию работы контактных устройств). Из расположенных кривых 1-4. соответствующи х интенсивности аэрации от 0,005 до 0,020 м 3/м 2 * с видно, что увеличение интенсивности аэрации приводит к повышению эффективности на всем интервале изменения температур. Это дает возможность компенсировать снижение эффективности процесса деаммонизации. происходящее за счет снижения температуры в нижней части аппарата, путем увеличения в этой зоне интенсивности аэрации при использовании промежуточного рециркуляционного контура. Важнейшим показателем эффективности деаммонизации конденсата является снижение величины уноса жидкости. Газовая фаза, выходящая из десорбционной ступени, содержит аммиак не выше равновесного, при температуре процесса деаммонизации (десорбции). В абсорбционной камере за счет подачи охлажденной жидкости фазы происходит резкое снижение температуры, что вызывает уменьшение значений равновесной концентрации в системе "газовая фаза - обогащенная аммиаком жидкость". Причем, этот процесс характеризуется значительно более высокими скоростями, чем процесс десорбции (Рид Р. Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. Л., Химия, 1971). На фиг. 1 представлены графики зависимости эффекта деаммонизации от температуры десорбции при различных степенях аэрации; на фиг. 2 приведена схема устройства для деаммонизации конденсатов соковых паров свеклосахарного производства. Колонный аппарат состоит из корпуса 1, включающего две камеры: абсорбционную 2 и десорбционную 3, расположенных одна над другой. В верхней части абсорбционной камеры 2 находится патрубок подачи воды 4, в нижней части абсорбционной камеры - патрубок отвода аммиачной воды 5. В верхней части десорбционной камеры 3 находится патрубок подачи аммиачного конденсата 5. В нижней части этой камеры расположен патрубок отвода жидкости - деаммонизованного конденсата 7 и патрубок подвода газовой фазы 8, который может быть соединен с барботером 9. К патрубку подвода газовой фазы 8 присоединено трубопроводом нагнетательное устройство 10. К этому же элементу трубопровода крепится трубопровод промежуточного ввода воздуха по высоте колонны 11, на котором установлены патрубки 12 (для подвода части газовой фазы), снабженные регулировочными вентилями 13. На верхнем торце корпуса устройства имеется патрубок отвода отработавшего газа 14, который трубопроводом соединен с нагнетательным устройством 10. Кроме этого и в адсорбционной 2, и в десорбционной камере 3 установлены контактные устройства 15. Аппарат работает следующим образом. В десорбционную камеру 3 колонного аппарата через патрубок 6 подается непрерывно аммиачный конденсат соковых паров свеклосахарного производства. В нижнюю часть десорбционной камеры 3 в патрубок 8 через барботер 9 непрерывно подается газовая фаза (воздух). Конденсат, перемещаясь по контактным устройствам 15, контактирует с газовой фазой, движущейся противотоком в жидкости в пределах десорбционной камеры аппарата, в результате чего происходит десорбция аммиака из жидкой фазы. При этом с целью изменения температуры жидкости и газовой смеси по высоте десорбционной камеры и соотношения потоков, предусматривается частичный отбор газа через патрубки 12 при помощи вентилей 13. Отбор происходит в зависимости от показаний измерительных приборов, контролирующих температуру в десорбере и на выходе конденсата. При понижении температуры десорбции, а следовательно, и эффекта деаммонизации производится последовательное (снизу-вверх согласно фиг. 2) открывание вентилей 13, за счет его создается локальный циркуляционный контур, повышающий интенсивность аэрации, соотношение взаимодействующи х потоков. Деаммонизированный конденсат отводится через патрубок 7. Отработавший газ поступает в адсорбционную камеру 2, где контактирует с охлажденной поглощающей водой, которая подается через патрубок 4. В результате процесса абсорбции происходит полное поглощение аммиака из отработавшего газа, который затем отводится через патрубок 14. соединенный трубопроводом через нагнетательное устройство 10 с патрубком подвода газовой фазы 8 и барботером 9. Таким образом, воздух циркулирует по замкнутому контур у. Через патрубок 5 отводится аммиачная вода.