新型高效冷凝器在氯酸钠高真空结晶中的应用宋义

新型高效冷凝器在氯酸钠高真空结晶中的应用徐辑唐宋义摘要：本论文叙述了在无机盐行业氯酸钠高真空结晶中采用最新发明专利技术高效冷凝器，代替进口装置中的真空泵和冷凝器，即减化了工艺设备和投资，又达到了进一步节约用电的节能作用。大大的降低了氯酸钠生产中真空系统的运行费用和提高了设备的运行稳定性。主题词：高效、冷凝器、应用一、概述：在氯酸盐生产工艺中，近些年来在引进国外氯酸钠生产装置采用“一步法高真空浓缩结晶氯酸钠”所配套的真空系统是前置“大气腿式直接混合冷凝器”或“列管式间接冷凝器”后联接水环罗茨真空机组。冷凝器必须安装在11米以上高度，真空机组的检修量很大，而且一次性投资较大。大连氯酸钾厂2001年在消化吸收国外氯酸钠生产装置，建造一套年产7000T/年氯酸钠装置，其中高真空结晶工艺中的真空泵采用了辽阳宋氏真空设备有限公司发明创造的新型高效冷凝器，收到了很好的技术效果和经济效益。2002年在扩建二套氯酸钠装置再次采用了新型高效冷凝器，运行稳定，且节能效果非常显著。二、新型高效冷凝器：新型高效冷凝器是一项发明专利（专利号：ZL03110930。6）它的技术创新具有独特的不可比拟的优点，它是混合式直接冷凝器和真空泵一体化，即是冷凝器，又是一台真空泵。具有冷凝和抽真空的双重作用。它的特点是冷凝器是高效的，冷凝速度可达128米/秒，比以往的冷凝器冷凝速度提高6倍多。根据入口冷却水温不同，极限真空度不同，如果冷却水温为250C时，真空度可达-0.098Mpa（表压）。水温越低，极限真空也就越高。另一个技术创新点就是克服了冷凝器必须安装在11米高度以上，实现了地面或任意高度使用（不用其它附助设备），大大的简化了设备的配置和动力消耗。即节省了设备的投资、安装费用、基建投资，又达到了节约能源的目的。它完全可以保证氯酸钠高真空结晶的生产工艺。使用厂家可以根据生产规模、水温条件等来选用配置不同规格的新型高效冷凝器。三、新型高效冷凝器在氯酸钠低温浓缩系统的应用：氯酸钠低温浓缩结晶工艺技术，最基本的原理是在低温状态下浓缩，只有在这个温度下浓缩，才能使物料的系统点进入氯酸钠结晶区内（详见氯酸钠—氯化钠—水三元相图）使氯酸钠析出，而溶液中的氯化钠未饱和仍溶解在液相中，这就是该工艺技术的理论基础。因此，温度（沸点）的控制又是通过真空度来实现的，真空度就要靠真空设备来完成。真空设备有很多种类：往复式真空泵；回转式真空泵（包括水环式真空泵、罗茨真空泵、旋片真空泵等）；喷射式真空泵（包括水喷射真空泵、蒸汽喷射真空泵）；还有，通过冷凝器也可以产生一定的真空。究竟要选择那一种呢？选择真空泵的原则应考虑以下几点：１、真空度能否达到要求（这是最重要的）。２、运转的稳定性、可靠性。３、设备寿命和日常维修量。４、耗能情况。５、供货价格。６、占地面积及安装要求。对于氯酸钠低温浓缩真空结晶系统，由于绝大部分是可凝性汽体，只有少量不凝性气体。考虑上述６项选型原则，采用辽阳宋氏真空设备有限公司生产的新型高效冷凝器是合理的。经过在大连北方氯酸钾厂二套氯酸钠装置运行的实践证明，效果是很好的，即可以达到对真空度的要求，运行稳定、可靠、节约能源，并且日常维护简单，安装操作方便，占地面积小，价格便宜，是氯酸钠低温浓缩真空结晶系统理想的配套真空设备。氯酸钠结晶的温度为380C。相对应的真空度为710mmHg（表压）为了充分结晶，真空度要高于710mmHg（表压），因此确定结晶塔内的工作压强为≤45乇（残压）、真空度≥715mmHg（表压-0.095Mpa）。在氯酸钠高真空结晶中采用新型高效冷凝器要根据当地的冷却水温条件进行配置，对于南方夏季水温高的地区可以采用补充地下水或凉水塔冷却来解决。对于采用海水、江河水、冰山水、或地下水的可不用凉水塔。根据生产规模（蒸发量）和水温条件选择和配置新型高效冷凝器的规格型号及数量。为了进一步节约能源（用电）最好按照蒸发量配置二台新型高效冷凝器（等于一台大的新型高效冷凝器的抽气量）夏季水温高时开两台，冬季水温低时只开一台就够用，抽气量还能达到要求。冷任意高度新型高效冷凝器的工艺流程图循环水泵器过滤循环水池上水管线器滤过器任意高度排水管线排水管线效凝冷高器凝上水管线效高结晶塔氯酸钠高真空结晶采用新型高效冷凝器配置表GLQ-2型（二台）GLQ-3型（二台）GLQ-4型（二台）GLQ-4型（三台）GLQ-4型（四台）蒸发量（kg/h）10002000400060008000工作压强≤45乇（残压）≥715mmHg(-0.095Mpa)（表压）抽气量（kg/h）夏季入口水温≤310C出口水温≤360C时500kg/h单台ⅹ21000kg/h单台ⅹ22000kg/h单台ⅹ22000kg/h单台ⅹ32000kg/h单台ⅹ4冬季入口水温≤260C出口水温≤360C时1000kg/h单台2000kg/h单台4000kg/h单台4000kg/h单台ⅹ1.54000kg/h单台ⅹ2运转台数夏季2台冬季一台夏季2台冬季一台夏季2台冬季一台夏季3台冬季一台夏季4台冬季二台冷却水循环量（T/h）60T/h（单台）120T/h（单台）240T/h（单台）240T/h（单台）240T/h（单台）循环水泵电机功率11kw/单台22kw/单台37kw/单台37kw/单台37kw/单台配置冷却塔FBL-150FBL-300FBL-500FBL-750FBL-500ⅹ2台注：1、如果用海水、江河水、冰山水、地下水，无需配置冷却水塔。2、新型高效冷凝器的配置根据水温和蒸发量的具体情况可以变动。3、表中是通常情况下的配置。可根据每个用户的水温条件而不一样。4、如果常年循环用水温度能够低于２５ＯＣ就可以按单台来配置。新型高效冷凝器在氯酸钠真空结晶使用工艺流程图：循环水泵冷循环水泵原来使用冷却水塔流程图冷井排水管线循环水池器凝器滤过凉水塔真空吸口上水管线高效配置高效冷凝器的冷却水塔流程图循环水泵循环水池滤器过器过滤凉水塔上水管线上水管线任意高度冷排水管线任意高度凝器排水管线效高冷凝器高效热井冷却水循环系统冷却塔的使用：在有条件的生产厂家使用海水、江河水、冰山水、地下水，作冷却水一次使用，也可修一个大水池，根据水温情况向水池中补水。在没有上述条件的厂家可以修一个大水池用冷却水塔凉水的方法，使冷却水循环使用。采用我公司的新型高效冷凝器在冷却水循环系统可以减少一台水泵，使高效冷凝器出水口直接排入冷却塔上方，凉水后用一台循环水泵将冷却水打入高效冷凝器，可以取消水池热井部份和一台循环水泵。达到了进一步节约用电目的。我公司有专门制造配套的冷却水塔供给用户。请见流程图：四、结束语：高效真空冷凝器在氯酸钠高真空结晶中经过三年多的使用情况证明，运转稳定，性能优越，有其不可比拟的优点：简化设备配置、安装简单、技术可靠、维修费用低、投资少、相对大气腿式冷凝器和水环真空泵或真空机组节约能源效果显著。参考文献：1、杨乃恒等：真空获得设备，第一版；北京冶金工业出版社，19982、机械工程手册。第一版；机械工业出版社，19823、宋义等。低位整机汽水组合喷射真空泵开发研究与应用。真空科学技术，1999第19卷：12~13作者简介：徐辑唐：教授级高级工程师、国家级氯酸盐专家。宋义：教授级高工、国家级喷射真空技术专家、国务院特贴享受者。