Как называется раствор из которого выпаривают соль. Способ выпаривания растворов солей. Упаривание маточного раствора

Для подготовки маточного раствора после декомпозиции к выщелачиванию новой порции боксита из процесса должна быть выведена вода, добавленная ранее для разбавления вареной пульпы. Количество воды, которую надо выпарить, примерно соответствует разности между объемами алюминатного и оборотного растворов. Кроме сведения баланса по воде, в ходе процесса выпарки попутно решается задача очистки алюминатных растворов от примесей: соды, органики, кремнезема (гидроалюмосиликата натрия) и сульфата натрия. Сода образуется в основном в результате декаустификации щелочи карбонатами, присутствующими в боксите и извести:

RCO2 + 2NaОН ⇔ Na2CO3 + R(OH)2, R = Са2+, Mg2+, Fe2+,

а также при поглощении щелочно-алюминатным раствором углекислого газа из воздуха:

СO2возд + 2NaOHр-р → Na2CО3р-р + Н2Ор-р.

Упариванием (или выпариванием) называют процесс концентрирования жидких растворов путем частичного удаления растворителя (воды) испарением при кипении жидкости.
Для упаривания растворов обычно используют тепло водяного пара, который называют первичным или «острым» паром. Пар, образующийся при выпаривании кипящего раствора, называют вторичным или паром самоиспарения. Для процесса используют выпарные аппараты (см. рис. 9.3-9.9).
В процессе выпаривания воды из маточного раствора с увеличением концентрации щелочи в растворе с 155-165 до 300-305 г/л Na2Oк кристаллизуется и выделяется в осадок сода, содосульфатные соединения и органические примеси.
Часть солей отлагается на теплообменной поверхности, тем самым резко снижая теплопередачу. Выделившиеся на греющих трубках соли периодически растворяют в слабых маточных растворах или промводах.
Растворимость соды в щелочно-алюминатных растворах резко снижается с повышением концентрации растворов. Для синтетического раствора с концентрацией ~ 300 г/л Na2O растворимость Nа2СO3 составляет ~ 8 % от Na2Oобщ(см. рис. 9.1). В производственных растворах растворимость соды выше на 1,5-2,0 %, поскольку она содержит органические примеси, повышающие вязкость растворов и мешающие отделению солей.
Органические вещества отделяют от раствора вместе с содой в составе так называемой «рыжей соды» - моногидрат соды - Nа2СO3*H2O. Органические вещества окрашивают соду в характерный рыжий цвет. Органические примеси поступают в процесс в основном с бокситом. Часть органических веществ выводится из процесса с красным шламом и при кальцинации глинозема, большая же часть их удаляется при выпарке, так как увлекается из раствора с кристаллами соды.

При переработке бокситов, содержащих серу, происходит постепенное обогащение оборотных растворов сульфатом натрия NaSO4. Растворимость сульфата натрия близка к растворимости соды - падает с ростом концентрации щелочи; на заключительной стадии выпарки создаются условия для кристаллизации содосульфатной смеси с преобладающим количеством сульфата.
При выпарке также происходит выделение кремнезема в осадок в виде гидроалюмосиликата натрия, который, осаждаясь на стенках трубок, снижает коэффициент теплопередачи выпарных аппаратов. Вредное влияние кремнезема может быть в значительной степени уменьшено обескремниванием маточного раствора.
Выпарка маточных растворов проводится в многокорпусных выпарных батареях (см. рис. 9.2), работающих под вакуумом и позволяющих многократно использовать вторичный пар.
Выпарка растворов под вакуумом имеет следующие преимущества:
- снижается температура кипения раствора, что увеличивает полезную разность температур и количество тепла, идущего от греющего пара к раствору;
- вторичный пар из аппарата с повышенным давлением можно использовать как греющий в аппаратах с низким давлением и в результате уменьшить расход свежего пара;
- возможность уменьшить поверхность нагрева раствора и таким образом применять более компактные и дешевые выпарные аппараты.
К недостаткам можно отнести то, что применение вакуума увеличивает стоимость выпарной установки, т. к. требуются дополнительные затраты на устройства, обеспечивающие разрежение в системе: конденсаторы, ловушки, вакуум-насосы, пароэжекторные установки, и соответственно увеличиваются эксплуатационные расходы.
Если пренебречь потерями тепла в окружающую среду, расход свежего пара сокращается по мере увеличения числа корпусов (кратности выпарки) в батарее. Одновременно при отсутствии потерь число корпусов не влияет на производительность батареи по выпаренной воде, определяемую переданным раствору количеством тепла Q:

Q = F * k * Δt,

где F - поверхность теплообмена, м2; k - коэффициент теплопередачи, кВт/ (м2*К); Δt - полезная разность температур (между t1 - температурой греющего пара и t2 - температурой раствора), °С.
Выбор t ограничивается условиями выделения гидроалюмосиликата натрия и возрастающей коррозией греющих трубок: t1 ≤ 150 °С. Выбор t2 ограничивается возрастающей с понижением температуры вязкостью раствора и затратами на создание вакуума. При разрежении в последнем корпусе 0,08 МПа t2 составляет 60 °С, что соответствует значению Δt = 150-60 = 90 °С. Однако реальное значение Δt ниже расчетного на величину полной температурной депрессии θ:

θ = θ1 + θ2 + θ3,

где θ1 - физико-химическая температурная депрессия, определяемая как разность в температурах кипения раствора и чистого растворителя при постоянном давлении; θ2 - гидростатическая депрессия, определяемая как разность в температурах кипения в верхнем и нижнем слоях раствора в выпарном аппарате; θ3 - гидравлическая депрессия, обусловленная снижением давления вторичного пара из-за гидравлических сопротивлений в паропроводах между корпусами.
Разность между температурой кипения раствора и температурой кипения воды при том же давлении называют физико-химической температурной депрессией. Величина этой депрессии (θ1) зависит от природы растворенного вещества, концентрации раствора и давления, при котором происходит его кипение. С повышением концентрации температурная депрессия возрастает; для раствора, содержащего Nа2Ообщ = 300 г/л, она достигает 15-10 °С. Таким образом, температура кипения такого раствора при атмосферном давлении равна 115-110 °С. Температура же образующегося пара практически равна температуре кипения воды, т. е. 100 °С.
Суммарная величина θ составляет величину не менее 40 °С, а оставшаяся разность температур не превышает 50 °С. Реальный удельный расход пара уменьшается с ростом выпарных аппаратов в выпарной установке до какого-то определенного предела (как правило, для отечественных заводов при значении кратности не выше 5). Поэтому с ростом числа корпусов в батарее растет величина потерь, производительность батареи снижается при одновременном увеличении капитальных затрат. Вопрос об оптимальном числе корпусов в батарее должен решаться после детальных технико-экономических расчетов, учитывающих влияние всех перечисленных выше факторов.

07.03.2019

Самая крупная перуанская металлургическая корпорация Aceros Arequipa оформила заказ у SMS group на оснащение из Германии для инновационной сталелитейной линии, её монтаж...

07.03.2019

На сегодняшний день обработка различных типов металлов под значительным давлением считается самым популярным и обоснованным в техническом плане способом создания...

07.03.2019

Создание и внедрение эффективной системы управления охраной труда осуществляется в соответствии со всеми стандартами СТБ 18001-2009 «Система управления охраной труда....

06.03.2019

Корпорация из Швейцарии Sider Alloys сделала заявление о том, что она собирается уже в следующем году восстановить деятельность единственного итальянского алюминиевого...

06.03.2019

Гофрированный картон, либо же сокращённо гофрокартон, используется с целью изготовления тары для упаковки, при этом многослойность такого материала гарантирует стойкость...

05.03.2019

Первого марта на территории сталепроволочной площадки номер два «БМЗ» управляющее предприятие «БМК» передало в использование инновационный агрегат, позволяющий...

05.03.2019

Важнейшим ультрасовременным способом изготовления продукции из железобетона считается использование виброформ. Виброформы являются одним из типов металлических форм, в...

05.03.2019

На сегодняшний день шнеками именуют рабочие элементы, которые применяются с целью комплектации разных машин и устройств. Главное предназначение подобных изделий –...

При кипении растворов нелетучих веществ (например, растворов солей, щелочей, органических веществ с очень низким давлением паров при температуре кипения и т.п.) в пары переходит практически только растворитель. По мере его испарения и удаления в виде паров концентрация раствора повышается.

Парообразование – это Переход вещества из жидкого или твердого состояния в газообразное называется парообразованием. Различают следующие виды парообразования: испарение и кипение.

Парообразование со свободной поверхности жидкости называется испарением, с поверхности твердого тела - сублимацией или возгонкой.

Вследствие теплового движения молекул испарение возможно при любой температуре, но с возрастанием температуры скорость испарения увеличивается.

Испарение – Парообразование со свободной поверхности жидкости.

Выпаривание – Процесс концентрирования растворов, заключающийся в частичном удалении растворителя путем его перевода в парообразное состояние испарения при нагревании кипении (иногда при понижении давления), называется выпариванием.

Концентрирование – Процесс выпаривания, применяемый для частичного разделения (концентрирования) растворов.

Кристаллизацией сопровождается процесс выпаривания, применяемый для полного выделения твердых веществ из раствора.

Кипение

Упругостью насыщенных паров капельной жидкости называется такое их парциальное давление, при котором наступает термодинамическое равновесие между паровой и жидкой фазами(или давление насыщенных паров жидкости р [Па]).

Парциальное давление паров- это

Испарение – переход жидкости в парообразное состояние при такой температуре, когда упругость паров жидкости равна давлению окружающего пространства.

Испарение при температурах ниже температуры кипения данного раствора происходит с его поверхности, в то время как при кипении растворитель испаряется во всем объеме кипящего растворителя из раствора.

Обычно из раствора удаляют лишь часть растворителя, так как в применяемых для выпаривания аппаратах вещество должно оставаться в текучем состоянии. В ряде случаев при выпаривании растворов твердых веществ достигается насыщение раствора. При дальнейшем удалении растворителя из такого раствора происходит кристаллизация, т.е. выделение из него твердого вещества.

Процесс выпаривания широко применяется для повышения концентрации разбавленных растворов, выделения из них растворенных веществ путем кристаллизации, а иногда – для выделения растворителя (например, при получении питьевой или технической воды в выпарных опреснительных установках).

Для осуществления процесса выпаривания необходимо теплоту от теплоносителя передать кипящему раствору, что возможно лишь при наличии разности температур между ними. При анализе и расчете процесса выпаривания эту разность температур между теплоносителем и кипящим раствором принято называть полезной разностью температур . В качестве теплоносителя в выпарных аппаратах чаще всего используют насыщенный водяной пар, который называют греющим или первичным , хотя, конечно, для этой цели могут быть применены и другие виды нагрева, и другие теплоносители.

Таким образом, выпаривание является типичным процессом переноса теплоты от более нагретого теплоносителя - греющего пара – к кипящему раствору. Основные отличия процесса выпаривания, вследствие которых выпаривание в ряду тепловых процессов выделяют в самостоятельный раздел, заключаются в особенностях его аппаратурного оформления и методе расчета выпарных установок.

Выпаривание проводят при атмосферном давлении, под вакуумом или под давлением, большим атмосферного. Образующийся при выпаривании растворов пар называется вторичным , или соковым . (экстра-пар – это вторичный пар, который отбирается от выпарной установки и предназначен для использования в нагревательных установках вне данной выпарной установки).

Выпаривание под вакуумом имеет ряд преимуществ по сравнению с атмосферной выпаркой: снижается температура кипения раствора, что дает возможность использовать этот способ для выпаривания растворов термически нестойких веществ; повышается полезная разность температур, что ведет к снижению требуемой поверхности теплопередачи выпарного аппарата; несколько снижаются потери теплоты в окружающую среду (так как снижается температура стенки аппарата); появляется возможность использования теплоносителя низкого потенциала. К недостаткам выпаривания под вакуумом относятся удорожание установки (так как требуется дополнительное оборудование – конденсатор, вакуум–насос и др.), а также несколько больший расход греющего пара на 1 кг выпариваемой жидкости (вследствие снижения давления над раствором происходит увеличение теплоты испарения растворителя – «скрытой теплоты испарения»).

При выпаривании под повышенным давлением (выше атмосферного) вторичный пар может быть использован в качестве греющего агента для различных технологических нужд.

В случае, если в выпарной установке имеется один выпарной аппарат (рис.1.1), такую установку называют однокорпусной . Если же в установке имеются два и более последовательно соединенных корпусов, то такую установку называют многокорпусной . В этом случае вторичный пар одного корпуса используют для нагревания в других выпарных аппаратах той же установки, что приводит к существенной экономии свежего греющего пара. Вторичный пар, отбираемый из выпарной установки для других нужд, называют экстра-паром . В многокорпусной выпарной установке свежий пар подают только в первый корпус. Из первого корпуса образовавшийся вторичный пар поступает во второй корпус этой же установки в качестве греющего, в свою очередь вторичный пар второго корпуса поступает в третий корпус в качестве греющего и т.д.

При больших производительностях (от нескольких кубических метров выпариваемого раствора в час и выше), что характерно для промышленности, выпаривание проводят по непрерывному принципу. В аппаратах непрерывного действия обычно создают условия для интенсивной циркуляции раствора, т.е. в таких аппаратах гидродинамическая структура потоков близка к модели идеального смешения. Поэтому концентрация раствора в таких аппаратах ближе к конечной, что приводит к ухудшению условий теплопередачи (так, с повышением концентрации раствора увеличивается его вязкость и, следовательно, снижается коэффициент теплоотдачи от стенки к раствору).

Рис. 1.1. Схема однокорпусной выпарной установки:

1 – сепаратор; 2 – греющая камера; 3 – циркуляционная труба; 4 – барометрический конденсатор; 5 – барометрическая труба; 6 – вакуум-насос

Периодическое выпаривание проводят при малых производительностях и необходимости упаривания раствора до существенно высоких концентраций.

1.1. Свойства растворов

Под концентрацией раствора b понимается отношение массы сухого вещества G c , , кг, содержащегося в растворе, к общей массе раствора. Она может выражаться в процентах или относительных величинах.

b=, (1.1)

где W – количество растворителя в растворе, кг.

Растворителями могут быть вода, спирты, органические жидкости и т.д. В технике чаще всего имеют дело с водными растворами солей.

Для большинства растворов в определенном количестве воды или другого растворителя нельзя растворить неограниченное количество твердого вещества. Раствор, содержащий при данных условиях предельное количество растворенного вещества, называется насыщенным .

Количество растворенного вещества в насыщенном растворе, отнесенное к определенному количеству раствора или растворителя, называется растворимостью (табл. 1.1). Растворимость твердых веществ в воде не является постоянной величиной, а изменяется в значительных пределах в зависимости от температуры. Для большинства солей растворимость в воде с повышением температуры растет; для некоторых солей она понижается (CaCrO 4 , MnSO 4 , NaSO 4 и др.), и избыток соли выпадает в виде кристаллов. У поваренной соли NaCI растворимость от температуры практически не зависит .

Присутствие кристаллов в растворе при выпаривании нежелательно, так как они осаждаются на стенках аппарата и поверхностях нагрева кипятильников и образуют слой накипи или осадка, которые снижают теплопередачу и ухудшают работу выпарных аппаратов.

Таблица 1.1. Растворимость некоторых веществ в воде при температуре 20 о С

Вещество			Вещество	Растворимость в воде г/100 г H 2 О	Концентрации насыщенного раствора, %
NaCI	35,8	26,4	BaSO 4	0,00023	0,00023
КCI	34,2	25,5	Mg(OH) 2	0,001	0,001
Na 2 СO 3	21,2	17,6	CaCO 3	0,0014	0,0014
NaOН	107,0	51,7	Ca(OH) 2	0,16	0,16
ВаCI	35,6	26,3	NaSO 4	32,8	24,7
СаSO 4	0,2	0,2	MgCI 2	35,3	26,1

Процесс выпаривания характерен значительным изменением физико-химических свойств растворов, связанных с изменением его концентрации.

С повышением концентрации увеличиваются плотность и вязкость, понижаются удельная теплоемкость, теплопроводность и интенсивность теплоотдачи, изменяется теплота растворения .

Плотность раствора можно легко определить по правилу аддитивности, зная его концентрацию и плотности чистых компонентов при данной температуре:

, (1.2)

где - плотность безводного нелетучего вещества, кг/м 3 ; - плотность растворителя (воды), кг/ м 3 .

Все жидкие растворы обладают вязкостью, характерной для данного раствора. Вязкость всех растворов существенно зависит от температуры, уменьшаясь с ее повышением.

Численные значения динамической и кинематической вязкости растворов даются в справочной и специальной литературе. Изменение вязкости в зависимости от концентрации для некоторых растворов приведено

на рис. 1.2.

Рис.1.2. Изменение массовой удельной теплоемкости водных растворов в зависимости от концентрации раствора при 20 о С:

1 – NaOH; 2 – KOH; 3 – (NH 4) 2 SO 4 ; 4 – NaNO 2 ; 5 – NH 4 NO 3 ; 6 – K 2 CO 3 ; 7 – CACI 2

Удельную теплоемкость раствора с р , кДж/(кг·К), приближенно можно определить также по правилу аддитивности:

с р =с с b + с в (1-b ), (1.3)

где с с – удельная теплоемкость безводного нелетучего вещества в растворе (табл. 1.2); с в – удельная теплоемкость воды при 20 о С.

Таблица 1.2. Удельная теплоемкость сухих (безводных) веществ

Удельную теплоемкость химического соединения при отсутствии данных можно ориентировочно рассчитать по уравнению :

где - молекулярная масса химического соединения; с – его массовая удельная теплоемкость, Дж/(кг ·К); п 1 , п 2 , п 3 … - число атомов элементов, входящих в соединение; с 1 , с 2 , с 3 , … - атомные теплоемкости, Дж/(кг·атом·К), приведенные в табл.1.3.

Таблица 1.3. Атомная теплоемкость

Удельные теплоемкости некоторых веществ приведены в табл.1.2. Удельная теплоемкость раствора зависит не только от концентрации растворенного вещества, но и от температуры. Для многих растворов удельная теплоемкость не подчиняется правилу аддитивности и не может быть достаточно точно вычислена по формуле (1.3). Отклонение от правила аддитивности тем больше, чем больше концентрация растворенного вещества (рис.1.2). Поэтому в точных расчетах целесообразно использовать опытные значения удельной теплоемкости растворов, приводимые в виде таблиц или номограмм.

Теплопроводность растворов за редким исключением с ростом концентрации растворенного вещества уменьшается (рис. 1.3).

Теплопроводность воды и водных растворов электролитов в интервале от 20 до 100 о С различаются незначительно. Поэтому зависимость теплопроводности водных растворов солей и щелочей от температуры может быть принята такой же, как и для воды:

(1.5)

Для воды

При растворении твердых веществ в воде наблюдается охлаждение раствора, так как разрушается кристаллическая решетка, а на это требуется затрата энергии. Теплота растворения зависит от природы вещества и растворителя, а также от концентрации раствора.

Рис.1.3. Изменение теплопроводности водных растворов солей в зависимости от концентрации раствора при 20 о С:

1 – КОН; 2 – КСI; 3 – КNО 3 ; 4 – К 2 СО 3 ; 5 – MgCI 2 ; 6 – MgSO 4 ; 7 – NaCI; 8 – NaNO 3 ; 9 – NaSO 4 ; 10 – Na 2 CO 3 ; 11 – NaOH; 12 – CaCI 2

Cтраница 1

Выпаривание раствора соли контролируют по удельному весу, кристаллизацию и центрифугирование - по качеству получаемого уксуснокислого натрия, переработку маточных растворов - по их качеству (содержание муравьинокислого натрия и восстанавливающих веществ), по содержанию уксуснокислого натрия в отходах, спускаемых в канализацию, и по их щелочности.

Выпаривание растворов солей производится в выпарных аппаратах, обогреваемых водяным паром.

При выпаривании раствора соли магния соляная кислота, образующаяся при гидролизе, постепенно отгоняется, а гидролиз идет все дальше и дальше.

Так, при выпаривании раствора соли образуются небольшие кубические кристаллы твердой соли. Эти кубические кристаллы ограничены плоскими квадратными гранями.

Нитраты получаются при выпаривании растворов солей Zr и Hf с HNOS Ока представляют собой бесцветные соединения. Все соли, кроме последних двух, гидролизуются в водных растворах, которые приобретают сильнокислую реакцию.

На рис. 2 показана современная конструкция аппарата с погружной горелкой для выпаривания растворов солей. Для равномерного распределения дымовых газов, барботирующих в жидкости, погружная горелка оснащена решетчатым барботером и направляющим конусом, расположенным в устье сопла.

Основными стадиями технологического процесса производства уксуснокислого натрия являются: нейтрализация уксусной кислоты, выпаривание раствора соли, кристаллизация и центрифугирование соли, переработка маточных растворов.

Аппараты с погружной горелкой, расположенной в центральной части корпуса, применяют для выпаривания растворов солей. Йыкристаллизовавшиеся соли удаляются при помощи специального клапана, установленного в нижней части конусного днища. Парогазовая смесь отводится через установленную на крышке аппарата трубу, внутри которой размещены отбойные щитки для сепарации капель раствора. В качестве барботера в таких аппаратах применяют диски с цилиндрическими или щелевыми отверстиями. Это увеличивает поверхность контакта и интенсифицирует процессы тепло - и массообмена. Недостатком таких аппаратов является неравномерное распределение газа по сечению диска, особенно в аппаратах больших размеров, а также, отсутствие циркуляции жидкости в нижней части аппарата.

Типовая конструкция аппарата.

Аппараты с погружной горелкой, расположенной в центральной части сосуда, применяют для выпаривания растворов солей. Необходимый уровень раствора в аппарате / устанавливается при помощи сливной трубы 6 с передвижным патрубком. Выкристаллизовавшиеся соли удаляются через нижний штуцер конусного днища при помощи специального пульсирующего клапана. На крышке 2 аппарата установлена труба 4 для вывода парогазовой смеси. Внутри трубы размещены отбойники 5 для сепарации капель раствора, уносимых парогазовым потоком из аппарата. Погружная горелка 3 проходит через паровое пространство аппарата, поэтому следует применять горелки туннельного типа с удлиненной камерой горения.

Улетучивания, однако, не происходит при кипячении разбавленных солянокислых растворов, содержащих олово (IV), в покрытых часовым стеклом сосудах или при выпаривании солоно-сернокислых растворов солей этого элемента до появления паров серной кислоты.

Вынос зоны парообразования из греющих трубок является надежным способом предохранения их от инкрустаций лишь при кристаллизации солей, растворимость которых с повышением температуры увеличивается. Этой меры оказывается недостаточно при выпаривании растворов солей с обратной растворимостью, так как именно возле теплопередающей поверхности образуется пересыщенное состояние. К тому же в подъемной трубе, где раствор интенсивно вскипает и поддерживается его максимальное пересыщение, велика вероятность образования инкрустаций уже независимо от характера растворимости соли.

Раствор соли, отделенный от механических примесей фильтрованием, подвергался действию различных реактивов. Георги указывает, что при выпаривании раствора соли образовались в нем маленькие кубические кристаллы, излишество щелочной соли в себе содержащие. Для насыщения сей излишней щелочной соли потребно было на 5 унций салярки 2 / 2 драхмы купоросной кислоты.

При прямоточной схеме нет необходимости устанавливать промежуточные насосы для перекачивания раствора, который самотеком перетекает от первого аппарата к последнему вследствие понижения давления в каждом последующем корпусе. Однако постепенное снижение температуры раствора по мере его концентрирования (что может вызвать преждевременную кристаллизацию и забивку переточных труб при выпаривании растворов солей с прямой растворимостью) является большим недостатком прямоточной схемы и она обычно не применяется для выпаривания кристаллизующихся растворов.

Как добыть соль из морской воды? На протяжении веков этот вопрос ставил в тупик моряков, блуждающих по морям, и учеников, точно так же блуждающих по ярмаркам научных проектов. Ответ прост: испарение. Когда вы заставляете морскую воду испаряться (естественным путем или искусственно разогревая ее), в пар превращается одна лишь вода, а соль остается. Обладая этим знанием, довольно легко отделить соль от воды с помощью простых материалов, которые, возможно, уже есть у вас дома.

Шаги

Как провести базовый эксперимент по испарению воды

Нагрейте воду и добавьте в нее соли, чтобы получить соленую воду. С помощью этого простого эксперимента легко увидеть принципы испарения в действии. Для начала вам понадобится обычная мелкая столовая соль, вода из-под крана, сковорода, немного черного строительного картона и плита. Налейте несколько чашек воды в сковороду и поставьте ее на зажженную горелку. Подождите, пока вода нагреется: ей необязательно закипать, просто, чем она горячее, тем быстрее в ней будет растворяться соль.

Добавляйте соль, пока она не перестанет растворяться. Продолжайте сыпать ее по чайной ложке и размешивать. В конце концов, вы достигнете того состояния воды, когда она больше не сможет растворять соль, какой бы горячей она ни была. Это называется линией насыщения воды. Выключите горелку и дайте воде слегка остыть.

Налейте столовой ложкой воду на темный строительный картон. С помощью черпака или столовой ложки вылейте немного соленой воды на кусок темного строительного картона. Заранее положите этот кусок на тарелку, чтобы не намочить рабочую поверхность или стол. Все, что вам нужно теперь – это ждать, пока вода не испарится. Этот процесс будет происходить быстрее, если оставить картон на солнечном свету.

Подождите, пока сформируется соль. По мере выпаривания вода будет оставлять после себя миниатюрные кристаллы соли. Они должны выглядеть как маленькие блестящие белые или прозрачные хлопья на поверхности картона. Поздравляем! Вы только что отделили соль от воды.

Спокойно соскребите себе немного соли с бумаги, чтобы приправить еду: она должна быть совершенно безопасна и пригодна к употреблению в пищу. Но следите за тем, чтобы не соскрести вместе с ней и частички бумаги себе в еду!

Как сделать дистиллятор

Начните с кипячения ковшика соленой воды. Простой эксперимент, описанный выше, показывает, как добыть соль из воды, но что, если вы хотите получить еще и менее соленую воду? Дистилляция – вот ответ. Дистилляция – это процесс нагревания воды для ее отделения от других растворенных в ней химикатов, затем – сбор конденсата, который должен быть относительно "чист". В этом случае мы начнем с того, что сделаем несколько чашек соленой воды (читайте выше, как) и закипятим их на плите.
Прикройте ковшик крышкой, но не полностью. Далее, найдите крышку для своего ковшика (она необязательно должна идеально подходить). Положите крышку так, чтобы какая-то ее часть свисала с ковшика и находилась ниже всех остальных частей. Наблюдайте за тем, как на крышке начинает формироваться конденсат, а затем капать с нее.
- По мере кипения соленой воды сама вода (без соли) будет превращаться в пар и подниматься из ковшика. Сталкиваясь с крышкой, пар будет слегка остужаться и формировать жидкий конденсат (воду) на нижней части крышки. Эта вода не содержит соль, так что все, что нам остается – это собрать очищенную от соли воду.
Дайте воде накопиться в миске. Так как вода бежит вниз, конденсат с внутренней стороны крышки будет естественным образом собираться в ее нижней точке. Как только его соберется достаточно, он начнет формироваться в капли и падать вниз. Поставьте под эту точку миску, чтобы поймать капли дистиллированной воды.
- Если хотите, можете спустить от нижней точки крышки в миску длинный, узкий металлический или стеклянный объект (вроде стеклянной палочки для помешивания или термометра): тогда вода будет сбегать по нему прямо в емкость.
Если нужно, повторите предыдущий шаг. Чем дольше кипит вода в ковшике, тем больше дистиллированной воды должно собраться в миске. Эта вода будет лишена большей части соли. Тем не менее, в некоторых случаях небольшое количество соли все же останется. Тогда вам может понадобиться двойная дистилляция: кипячение уже собранной в миску воды для удаления остатков соли.
- Технически эта вода должна быть пригодна для питья. Тем не менее, если вы не уверены в том, что крышка от ковшика и миска для сбора воды (и металлическая или стеклянная палочка для ее стока, если вы ею пользовались) были чистыми, не стоит ее пить.

Изобретение относится к области производства глинозема, соды, поташа и других солей, конкретно к процессу выпаривания растворов в трубчатых выпарных аппаратах. Способ включает нагрев раствора паром с удалением конденсата и выводом выпаренного раствора с кристаллами солей и вторичного пара из сепаратора трубчатого выпарного аппарата, при этом часть конденсата в виде мелких брызг вводят в паровое пространство сепаратора. Конденсат вводят в паровое пространство сепаратора в объеме 0,3-2% от получаемого конденсата. В результате увеличилось время между остановками на размывку трубок до 40 суток с сокращением числа закупоренных трубок до 10%; получен чистый конденсат с возвратом на ТЭЦ после сепаратора без каплеуловителя; увеличилась кратность использования пара на одну ступень за счет увеличения теплопередачи и исключения сопротивления зарастаемых каплеуловителей; снизился удельный расход пара на тонну упаренной воды с 0,62 до 0,33 т/т. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области производства глинозема, соды, поташа и других солей, конкретно к процессу выпаривания растворов в трубчатых выпарных аппаратах. Известен способ выпаривания растворов в трубчатых выпарных аппаратах с кристаллизацией солей (Перцев Л.П., "Трубчатые выпарные аппараты для кристаллизующихся растворов". М. , Машиностроение, 1982 г., с. 29, рис. 15; с. 66, рис. 42). Этот способ включает нагрев раствора паром с удалением конденсата и выводом выпаренного раствора с кристаллами солей и вторичного пара из сепаратора трубчатого выпарного аппарата. Недостатками способа являются:

Закупоривание греющих трубок отвалившимися от стенок сепароторов солевыми корками до 20-30% и частые остановки аппарата через 3-4 суток для промывки водой каждой отдельной трубки;

Снижение производительности аппарата и кратности использования пара из-за зарастания наиболее эффективных сетчатых или жалюзийных каплеотделителей, а также из-за закупоривания греющих трубок;

Увеличение стоимости сепаратора из-за усложнения установки дорогостоящих каплеуловителей и увеличения объема;

Увеличение расхода пара на выпаривание промывных вод. Причиной зарастания стенок сепараторов и каплеуловителей является осаждение капель пульпы с пересыщением по солям раствором и их высушивание перегретым на величину депрессии паром упариваемого раствора на 12-20 o С. Технической задачей изобретения является исключение зарастания солями стенок сепараторов, каплеуловителей и закупоривание греющих трубок отвалившимися от стенок сепараторов корками. Решение технической задачи достигается тем, что 0,3-2% конденсата в виде мелких брызг вводят в паровое пространство сепаратора. На чертеже представлен выпарной аппарат, использующий предлагаемый способ. Выпарной аппарат состоит из греющей камеры 1, сепаратора 2, трубы подачи части конденсата в сепаратор 3, форсунки 4. Пар поступает в межтрубное пространство греющей камеры 1, а раствор в сепаратор 2, где он смешивается с циркулирующим кристаллизующимся выпаренным раствором. Конденсат удаляется из греющей камеры 1 и часть его по трубопроводу 3 через форсунку 4 вводится в паровое пространство сепаратора 2. Ввод мелких капель в объем пара, загрязненого каплями пульпы, исключает перегрев вторичного пара, перенасыщение раствора капель по солям за счет их слияния с каплями конденсата, что предотвращает образование корок солей и осуществляет промывку вторичного пара от капель пульпы. Для промышленного испытания способа на одной четырехкорпусной выпарной установке 0,4-0,6% конденсата первого корпуса была введена в пустотелые сепараторы (без каплеуловителей) через форсунки. В результате по сравнению с наиболее мощными выпарными аппаратами 800 м 2 , работающими без ввода конденсата, с кристаллизацией безводной соды при содопоташном производстве:

Увеличилось время между остановками на размывку трубок до 40 суток с сокращением числа закупоренных трубок до 10%;

Получен чистый конденсат с возвратом на ТЭЦ после сепаратора без каплеуловителя;

Увеличина кратность использования пара на одну ступень за счет увеличения теплопередачи и исключения сопротивления зарастаемых каплеуловителей;

Снижен удельный расход пара на тонну упаренной воды с 0,62 до 0,33 т/т.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ выпаривания растворов с кристаллизацией солей, включающий нагрев паром в трубчатых выпарных аппаратах с удалением конденсата пара и выводом выпаренного раствора и вторичного пара из сепаратора и подачу конденсата в паровое пространство сепаратора выпарного аппарата над раствором, отличающийся тем, что конденсат, подаваемый в паровое пространство сепаратора, отбирают из межтрубного пространства и полученную пароконденсатную смесь вводят через форсунку в виде мелких брызг. 2. Способ по п. 1 отличающийся тем, что конденсат вводят в паровое пространство сепаратора в объеме 0,3-2% от получаемого конденсата.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: