Утилизация теплоты агрессивных жидкостей

В производстве серной кислоты большая часть ВЭР (95 %) заключается в физической теплоте кислоты, которая в процессе ее получения охлаждается от 80-140 °С до 40-60 °С. В среднем с 1 т выпускаемой серной кислоты отводится примерно 3,35 ГДж тепла. В стране производится ~10×10⁶ т кислоты, потери составляют ~63-65 млн. ГДж в год.

В теплообменниках спирального, оросительного и пластинчатого типа невозможно предотвратить попадание кислоты в охлаждающую среду. Для утилизации теплоты агрессивных жидкостей были предложены конструкции теплообменников с промежуточным теплоносителем (рис. 43). Межтрубное пространство заполнено промежуточным теплоносителем (очищенная вода, фреон, аммиак). Из корпуса предварительно отсасывают воздух и создается разряжение, соответствующее температуре кипения промежуточного теплоносителя. В нижнюю трубчатую поверхность подается охлаждаемая серная кислота, в верхнюю - охлаждающая вода. Кислота отдает теплоту промежуточному теплоносителю, который вскипает. Пар промежуточного теплоносителя конденсируется на верхних пучках труб, отдавая теплоту охлаждающей воде. Теплообменник прошел испытания на Винницком химзаводе им. Я.М. Свердлова. Техническая характеристика: площадь поверхности для охлаждения кислоты F_к = 20 м², площадь поверхности для

Рис. 43. Схема теплообменника с промежуточным теплоносителем

нагрева воды F_в = 40 м², тепловая производительность 0,465 мВт, расход воды 40 м³/ч, кислоты 50 м³/ч.

Экономически невыгодно в одном теплообменнике охлаждать кислоту и нагревать воду поэтому утилизационная установка состоит из нескольких последовательно включенных аппаратов. При этом воду можно нагреть до температуры 80 °С, а кислоту охладить до 40 °С. Выходящая из абсорбера серная кислота (рис. 44) с температурой 70-90 °С направляется в каскад последовательно соединенных теплообменников, где охлаждается до 40 °С. В отопительный сезон сетевая вода подогревается в теплообменниках, а затем догревается в бойлере и подается потребителю тепла. Летом оборотную воду подают в градирню. Утилизационная установка может покрывать до 60 % теплоты, требующейся предприятию на отопление.

Тепловой баланс