152281. lajstromszámú szabadalom • Eljárás folyamatos feltáró és expanziós bepárló sorok gőzelpároló kapacitásának többletgőz-igény nélküli növelésére, a technológiai oldatokból termelt redukált gőz felhasználásával
152281 5 6 G°-kal alacsonyabb, mint a feltáró sor utolsó hőcserélőiben levő anyag hőmérséklete. A hőátadó felületek méretezésénél általában a fűtőgőz és a melegítendő anyag közötti hőmérséklet különbségnek (zft) kb. 10 C°-ot vesznek fel. E két adat alapján — ha eltekintünk az oldat forráspont emelkedésétől — szükségszerű, hogy az 1 expanziós tartály gőzével melegített feltárandó anyag hőmérséklete kb. 20 C°-kal alacsonyabb legyen a feltárási hőmérsékletnél. (Ha forráspont emelkedést is feltételezünk, az eltérés még több, mint 20 C°, de á találmány szempontjából nem szükséges, hogy forráspont emelkedés is jelentkezzen.) A jelenleg alkalmazott eljárások szerint a feltárási hőmérsékletnél kb. 20 C°kal alacsonyabb hőmérsékletű anyagot a feltárás fűtőgőzével melegítik tovább egészen a feltárási hőmérsékletre. Eljárásunk alkalmazásával a feltárás fűtőgőzével való közvetlen melegítés a kb. 20 C°-os hőmérséklet intervallumról kb. 10 C°-os intervallumra korlátozható. Ha ugyanis a feltárás fűtőgőzével a feltárási hőmérsékleten levő anyagból (amelynek hőmérséklete kb. 10 C°kal magasabb, mint az 1 expanziós tartály anyagának hőmérséklete) fejlesztünk gőzt, a termelt gőz hőmérséklete kb. 10 C°-kal lesz magasabb, mint az 1 expanziós tartály gőzének hőmérséklete s így ezzel kb. 10 C°-kal magasabbra lehet emelni a feltárandó anyag hőmérsékletét, mint az 1 expanziós gőzzel. Eljárásunk célszerűsége abból adódik, hogy ily módon a feltárási fűtőgőz egy részét (a redukált nyomású és hőmérsékletű gőz termelésére fordított részét) a feltárandó anyag bepárlására használjuk fel. Egy bizonyos feltárási hőmérsékletnél az eljárásunk szerinti folyamatos feltáró soron előálló bepárlódást a jelenleg alkalmazott kapcsolási változatoknál csak kb. 10 C°-kal magasabb feltárási hőmérsékletnél lehetne elérni, tehát eljárásunk a bepárlódás szempontjából látszólagosan megemeli a feltárási hőmérsékletet, természetesen anélkül, hogy a fűtőgőz felhasználás megnövekedne. Eljárásunk megvalósítása tehát előnyös minden olyan esetben, amikor célszerű és gazdaságos a feltárás folyamán növelni a bepárlódást. A folyamatos feltáró sorok legmagasabb hőmérsékletű hőcserélőinek fűtésére használhatunk kazángőzt, vagy turbinával, fojtással, illetve az eljárás szerint egy vagy több lépcsőben hőcserélőben redukált gőzt. Az eljárás gazdaságossága pl. egy timföldipari expanziós hűtésű autokláv sornál a következőkben jelentkezik. Az eljárás alkalmazása nélkül az expanziónál eltávozó vízmennyiség 2,6 t/t timföld. (Feltárási hőmérséklet = 230 C°, expanzió végső hőmérséklete = 110 C°.) Eljárásunk alkalmazásával (redukált gőz termelése a legmagasabb hőmérsékletű autoklávokban és ezt felhasználva ugyanezen sornak az 1 expanziós gőzzel és a feltárás fűtőgőzével melegített hőcserélők közé iktatott hőcserélő fűtésére) ugyanennél a sornál a feltáró lúgból eltávozó vízmennyiség 3,0 t/t timföld lesz. A többletként jelentkező 0,4 t gőz/t timföld vízmennyiséget eljárásunk alkalmazása nélkül a bepárlásnál kb. 0,15 t alacsony nyomású gőzzel lehetne elpárolni, tehát eljárásunk fenti módon való megvalósításával kb. 0,15 t gőz/t timföld alacsony nyomású gőzmegtakarítás érhető el. Természetesen a megtakarítás sokkal nagyobb lenne (kb. 0,5 t gőz/t timföld), ha a feltárás fűtőgőzét a fűtésre való felhasználás előtt külön hőcserélőben redukáltuk volna. A folyamatos feltáró sorokon a redukált gőz termelése megoldható pl. úgy, hogy a legmagasabb hőmérsékletű feltáró hőcserélőkben (autoklávokban) automatikus nivó szabályozóval állandó folyadéknivót tartunk s a folyadéknivó feletti gőztérből közvetlenül, vagy cseppfogón keresztül vezetjük el a redukált gőzt. A folyamatos feltáró sor legmagasabb hőmérsékletű hőcserélőiben gáz vagy gőzpárnát alkalmazó üzemeltetési megoldás a fenti redukált gőzelőállítási móddal (automatikus nivószabályozás a legmagasabb hőmérsékletű hőcserélőkben) előnyösen helyettesíthető, mert az üzemeléshez szükséges gőzpárna biztosítva van a gőzelvétel mellett is. A folyamatos feltáró sor legmagasabb hőmérsékletű hőcserélőiben gáz:- vagy gőzpárnát nem alkalmazó (zaggyal vagy folyadékkal teli (hőcserélők) üzemeltetési megoldás nagy hátránya, hogy ezzel ''-adott berendezés 5—10 C°-kal alacsonyabb feltárási hőmérsékleten üzemeltethető, mint a gáz- vagy gőzpárnás megoldással. Gáz- vagy gőzpárnát nem alkalmazva ugyanis a szivattyú nyomásnak 3—4 ata-val magasabbnak kell lennie, mint a feltárási hőmérséklethez tartozó egyensúlyi gőznyomás, mert egyébként fennáll a hőcserélő leürítésének veszélye. Eljárásunknak pl. fenti módon (automatikus nivó szabályozás a legmagasabb hőmérsékletű • hőcserélőkben) való alkalmazásával a korábban gőz^ vagy gázpárna nélkül üzemeltetett folyamatos feltáró sorokban a feltárási hőmérséklet megemelhető 5—10 C°-kal anélkül, hogy a készülék túlnyomás alá kerülne vagy a feltáró sor legmagasabb hőmérsékletű hőcserélői leürülnének. Pl. a 20 ata nyomáson és 210 C° feltárási hőmérsékleten üzemelő gőz- vagy gázpárna nélküli timföldgyári autokláv sor feltárási hőmérséklete — állandó foilyadéknivó és gőzpárna alkalmazásával a legmagasabb hőmérsékletű autoklávokban, gőzelvétellel összekapcsolva— kb. 218 C°-ra növelhető. így eljárásunknak — a gőz- vagy gázpárna nélkül üzemeltetett folyamatos feltáró soron való alkalmazása — a feltárási hőmérséklet növelése útján különösen nagy előnye van. A jelenlegi több lépcsős expanziós hűtési móddal üzemelő folyamatos feltáró sorok lényegében csak a művelet céljában különböznek: az expanziós bepárló rendszerektől. Ez utóbbiaknál a fő cél a bepárlás, de a bepárlásra használt egymás után kapcsolt hőcserélőkben a betáplált folyadékot szintén az n, n—1,... 2, 1 számú expanziós tartályokban fe^sztett gőzök-10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
