碱液蒸发工艺

第四节电解液蒸发的生产工艺电解液蒸发的工艺流程和操作控制指标，在很大程度上取决于产品的规格。当蒸汽压力比较低，烧碱产量比较低，产品浓度要求低，蒸汽价格比较便宜时，可以采用单效蒸发流程。我国生产30％、42％液体烧碱的工厂，大多采用自然循环蒸发组成的双效顺流和三效顺流的工艺流程，１单效升膜蒸发流程２单效旋转薄膜蒸发工艺３双效顺流流程4双效逆流流程5三效顺流蒸发工艺流程一、碱系统如图，加料泵将电解液贮槽内的电解液送入预热器，预热至100℃以上后进入1效蒸发器。I效蒸发器的出料液利用压力差(或用过料泵)自动进入2效蒸发器。2效蒸发器的出料液，利用过料泵并经旋液分离器分离析出固体盐后，送入3效蒸发器。从3效蒸发器出来的30％成品碱，经旋液分离器分离析出固体盐后，送入浓碱高位槽。再经过冷却器冷却至45℃以下，再经过澄清桶澄清后，送至配碱工序配制出厂。二、蒸汽系统从蒸汽总管送来的压力为0.6-0.8MPa(表)的加热蒸汽，进入1效蒸发器的加热室。冷凝水经汽水分离器进行减压闪蒸后，蒸汽与1效二次蒸汽合并，进入2效蒸发器的加热室，作为2效的加热蒸汽。冷凝水则流经二段电解液预热器，预热电解液后送往冷凝水贮槽。2效蒸发器的冷凝水，经汽水分离器及减压闪蒸后，蒸汽部分与2效的二次蒸汽合并后为3效蒸发器的加热蒸汽。未汽化的冷凝水流经一段电解液预热器后，送往冷凝水贮槽。3效蒸发器内的冷凝水直接流至冷凝水贮槽。3效的二次蒸汽经过捕沫器分离出夹带的碱沫后，由大气冷凝器冷凝后排入下水池。并借此使3效蒸发室获得负压。三、盐泥系统从2效、3效旋液分离器分离出来的盐泥，送至碱泥高位槽。在浓碱高位槽内经沉清、冷却后的盐泥也放至碱泥高位槽。经离心机分离后，母液送回电解液贮槽；固体盐经洗涤后用蒸汽冷凝水溶解成接近饱和的含碱盐水，送化盐工段。三效顺流工艺不但适用于生产浓度为30％的烧碱，也适用于生产42％的烧碱。为改变蒸发器的传热状况，大部分工厂在2、3效安装了强制循环泵，这样蒸发器的生产能力就有较大的提高。在三效顺流蒸发工艺中，两次利用了二次蒸汽．只有3效的二次蒸汽被冷凝排放(它仅占总蒸发水量的1／3左右)。故该工艺的热量利用率高，蒸汽消耗低。在生产30％碱时，每吨100％烧碱的蒸发汽耗仅2．8—3．0吨左右，在生产42％碱时的汽耗也只有3．5—3．7吨。三效顺流工艺操作易控制．在生产30％碱时对设备、材料也无特殊要求，只是对生蒸汽压力的要求稍高些。三效逆流流程电解液从进料泵打入3效蒸发器，然后料液分别由采盐泵经旋液体分离器一次送到2效、１效蒸发器。１效出来的浓度为37%左右的碱液，再由泵经旋液分离器送到闪蒸罐进行减压闪蒸。经闪蒸后的碱液浓度可以达到42%或４５％，然后再经澄清桶和螺旋冷却器沉降冷却后，制成符合质量要求的碱液送到配碱工序。从１效采出的盐泥经旋液分离器增稠后，送到盐泥高位槽。生产较高浓度液碱(42％以上的液体烧碱)时，在盐泥中含有硫酸钠晶体(俗称芒硝)。如果将此盐泥化成盐水送往盐水工序，则会造成精制盐水中硫酸根离子积聚而影响电解槽的正常运转。因此，必须对盐泥进行脱芒处理。其方法是在盐泥南位槽内加入部分电解液．并维持盐泥中的氢氧化钠含量在200克／升左右，使硫酸钠晶体溶解解。然后将高芒盐水送到冷冻工序．使硫酸钠再解晶析出。脱芒后的盐水则送盐水工序。在三效逆流工艺巾，一次蒸汽进入1效蒸发器的加热室，用以加热浓碱。1效、2效蒸发器所产生的二次蒸汽。相应送入下一效的加热室。３效和闪蒸罐所产生的二次蒸汽进入水喷射泵，冷凝成水后排入下水池。各效加热室排出的冷凝水，则分别进入各自的冷凝水耀１、２效冷疑水在罐内发生闪蒸，闪蒸产生的二次蒸汽供下一效使用，闪蒸后的冷凝水再汇入３效冷品水罐作为蒸发器洗涤用水和洗盐用水。三效逆流流程是一种比较先进的工艺，其优点如下所述。1．蒸汽与碱液逆流而行，从电解来的电解液，先进入在真空下操作的第３效，电解液的温度与该效的沸点接近，因而无需预热。2．浓度较高的碱液在温度较高的１效蒸发器中蒸发，有利于降低碱液的粘度，增加传热系数，提高设备的生产强度。由于三效逆流蒸发工艺具有上述优点，因此蒸汽消耗低，在生产42％或45％碱时，每吨碱的汽耗仅为3．2吨左右；传热效果好，在采用强制循环时，各效蒸发器的传热系数可达7524KＪ／（m2·h·℃)以上。但是在该工艺中，１效蒸发器的碱液浓度和温度都很高，因此对于这一部分设备．管道、阀门要选用耐碱材料，循环泵和采盐泵的密封要求较高，操作和维修不如顺流工艺容易。