堿液的蒸發(fā)工序及操作

1、堿液的蒸發(fā)工序及操作摘 要：本文介紹堿液蒸發(fā)基本原理、蒸發(fā)流程、蒸發(fā)工序設備的結構、原理，操作及和運行過程中 的故障處理。關鍵詞：堿液蒸發(fā) 原理 設備 故障處理燒堿（又稱為氫氧化鈉）在國民經(jīng)濟中有著重要的作用。廣泛應用于造紙、纖維素的生產(chǎn)、洗滌 劑、合成脂用酸的生產(chǎn)以及動植物油的提煉。紡織印染工業(yè)用作棉布退漿、煮煉劑和絲光劑?；瘜W工 業(yè)用于生產(chǎn)硼砂、氤化鈉、甲酸、草酸、苯酚等。石油工業(yè)用于精煉石油制品，并用于油田鉆井泥漿 中。同時，還用于生產(chǎn)氧化鋁、金屬鋅和銅以及玻璃、搪瓷、制革、醫(yī)藥、染料和農(nóng)藥等方面。近年 來，隨著中國國民經(jīng)濟的發(fā)展，燒堿在各行各業(yè)中的應用也越來越重要。目前，氯堿生產(chǎn)有隔膜

2、法、 水銀法和離子膜法。無論在技術先進、工藝優(yōu)越性以及產(chǎn)品質量、節(jié)約能源等方面均為離子膜法占優(yōu)。 然而，無論用何種方法生產(chǎn)，在燒堿生產(chǎn)過程中都存在著多種危險危害因素，一旦發(fā)生事故可能造成 極為嚴重的后果，不僅影響到生產(chǎn)的正常進行，同時人們的生命和財產(chǎn)也將遭到損失。本文作者對國 內某離子膜燒堿現(xiàn)役裝置進行了調研，同時查閱了國內外氯堿生產(chǎn)的資料和國家安全生產(chǎn)規(guī)范與標準， 在經(jīng)有關專家進行論證后，對離子膜燒堿生產(chǎn)過程中可能遇到的危險有害因素進行了辨識與評價，同 時提出了相應的對策措施，以消除或降低這些危險有害因素，為安全生產(chǎn)提供保障。堿液蒸發(fā)是各類生產(chǎn)工藝中的一個重要工段，占生產(chǎn)成本高，優(yōu)化蒸發(fā)工藝

3、具有深遠的意義。 蒸發(fā)的基本原理、堿液蒸發(fā)工序的原理堿液蒸發(fā)與所有的蒸發(fā)過程一樣，是借加熱作用(一般用蒸汽)來提高堿液的溫度，使溶液中所 含的溶劑(水)部分汽化，以提高溶液中溶質堿的濃度的物理過程。工業(yè)上的蒸發(fā)過程是典型的傳熱過程。這個過程可由傳熱方程式來表示：Q=KXFXAt式中Q傳熱速率，kJ/h；F傳熱面積，m2；t一傳熱溫差，C；K傳熱系數(shù)，kJ離子膜電解堿液蒸發(fā)過程的幾個特性溶液的沸點升高在一定壓力下，溶液處于沸騰狀態(tài)下的溫度即為該溶液在此壓力下的沸點。電解堿液的粘度電解堿液的濃度提高時，它的粘度也隨著增加。一定濃度的堿液，它的粘度又隨著溫度的升高而降低，蒸發(fā)過程的溫差損失溶液沸點升

4、高而引起的溫差損失，即 t=t實-t水(At為溶液沸點升高而引起的溫差損失)。由液體靜壓引起的沸點升高 在蒸發(fā)器內進行的蒸發(fā)過程中，由于需要維持一定液位，堿液在蒸發(fā)器底部進入加熱室內所受到的壓力要比液面上的壓力大，則就形成了由于靜壓引起的沸點升高值。流體阻力所引起的溫差損失離子膜電解堿液蒸發(fā)的傳熱系數(shù)離子膜電解槽所生產(chǎn)的堿液，由于其純度高，雜質含量少，可近似視 為燒堿水溶液的蒸發(fā)，蒸發(fā)傳熱系數(shù)要比隔膜堿液蒸發(fā)的傳熱系數(shù)高。離子膜堿液的腐蝕性 二、離子膜堿液及其蒸發(fā)的特點離子膜堿液的特點離子膜電解堿液具有隔膜電解堿液所無法比擬的優(yōu)點，這可以從其電解堿液的質量指標得知，見表8-2。指標旭硝子公司I

5、Cl公司旭化成公司迪諾拉公司伍德公司西方公司NaOH，%NaCI， mg / I.，NaCl03，lng / lLFe203. mg/L33 35401532501530 33 3033 35 5020333303340 so 515堿液濃度高，NaOH含量在29%35%。(2)堿液中Nacl含量少，NaCl含量一般在3050wng / L。（3）堿液中氯酸鹽含量低，NaCl03含量一般在1530mg / L。（二）離子膜法堿液蒸發(fā)的特點流程簡單，簡化設備，易于操作濃度高，蒸發(fā)水量少，蒸汽消耗低離子膜法堿液蒸發(fā)流程三、離子膜法堿液的蒸發(fā)流程（一）單效蒸發(fā)流程單效升膜蒸發(fā)流程其流程 見圖1單效旋

6、轉薄膜蒸發(fā)流程 見圖2流程敘述:離子膜法堿液由電解室內堿泵直接送至升膜蒸發(fā)器1入口，在升膜蒸發(fā)器中，堿液在管內受到管外蒸 汽的加熱，溫度升高達到沸點，并沸騰，然后進入蒸發(fā)室蒸發(fā)，濃堿液依靠重力流入出料貯罐2。蒸發(fā) 出來的水蒸汽，由噴射冷凝器6真空抽出。并經(jīng)水冷凝進入冷卻水貯罐7。出料貯罐交替使用，堿液裝 滿后切換至另一貯罐，然后解除真空，啟動泵將熱堿經(jīng)熱交換器4冷卻后送至貯罐5。蒸汽冷凝水依靠 壓力排入汽液分離器8,經(jīng)汽液分離后蒸汽冷凝水送至凝水貯罐9。流程敘述：加熱蒸汽由旋轉薄膜蒸發(fā)器3上部夾套進入并加熱堿液，冷凝液由蒸發(fā)器底部出口依靠自身壓力進入 換熱器2,與堿液進行熱交換后的凝水去凝水貯

7、罐。由電解來的32%堿液經(jīng)熱交換器2預熱后，由旋轉薄膜蒸發(fā)器3上部加入；經(jīng)分配成降膜下流， 與蒸汽進行熱交換，堿液經(jīng)加熱沸騰蒸發(fā)，蒸發(fā)出來的二次蒸汽進入噴射冷凝器5,被上部進入的冷卻 水冷凝，冷卻下水送至循環(huán)水系統(tǒng)。濃縮后的堿液在蒸發(fā)器下部由泵4抽出去成品堿系統(tǒng)。圖2單效旋轉薄膜蒸發(fā)流程示意圖）1-堿液送料泵；2 一換熱器；3 一旋轉薄膜蒸發(fā)器;4 一成品泵；5 一噴射冷凝器；6 一冷卻水貯槽（二）雙效蒸發(fā)流程為了更好地利用蒸汽，節(jié)約能源，在離子膜堿液蒸發(fā)中比較廣泛地采用了雙效蒸發(fā)流程，目前所被 采用的雙效流程又可分為：1、雙效順流流程 其流程見圖3。2、雙效逆流程，見圖4。3、降膜雙效逆流流

8、程。見圖5。講解流程從離子膜電解槽來的堿液被送入I效蒸發(fā)器4,在外加熱器中由大于O. 5MPa（表壓）的飽和蒸汽進行加 熱，堿液達到沸騰后在蒸發(fā)室中蒸發(fā)，二次蒸汽進入I效蒸發(fā)器6的加熱室，I效蒸發(fā)器中的堿液濃度 控制在37%39%，堿液依靠壓力差進入11效蒸發(fā)器6中，在加熱室被二次蒸汽加熱沸騰，蒸發(fā)濃縮 至產(chǎn)品濃度（42%、45%、50%）。II效的二次蒸汽進入噴射冷凝器后被冷卻水冷凝，然后冷卻水進入冷卻水貯罐12。達到產(chǎn)品濃度的 堿連續(xù)出料至熱堿貯罐7,然后由濃堿泵8經(jīng)熱交換器9冷卻后送入貯罐10，最后銷往用戶。圖3雙效順流蒸發(fā)流程示意圖1 一 I效冷凝水貯罐；2, 5 一氣液分離器；3 一

9、 I效冷凝水貯罐;4-I效蒸發(fā)器；6 一 I效蒸發(fā)器；7 一熱堿貯罐；8 一堿泵；9 一熱交換器；10 一成品堿貯罐；11 一水噴射器12 一冷卻水貯罐流程特點：各效溫差較大，提高了傳熱速率，設備傳熱面積相比順流小，但末效對設備材質要求較高， 增加了設備投資。雙效逆流蒸發(fā)流程見圖4圖4雙效逆流蒸發(fā)流程示意圖l-I效冷凝水貯罐；2, 6 一氣液分離器，3 一 I效過料泵；4 一 I效冷凝水貯罐5 一 I效蒸發(fā)器；7 一 I效蒸發(fā)器；8 一熱堿貯罐；9 一濃堿泵；10 一熱交換器1 1 一成品堿貯罐；12 一水噴射器13 一冷卻水罐（三）三效蒸發(fā)流程分類三效順流強制循環(huán)流程三效順流強制循環(huán)（流程對

10、設備材質的要求相對來說不苛刻，投資費用較低 而又具有多利用蒸汽、汽耗較低的特點，所以也是生產(chǎn)企業(yè)容易接受的流程。其流程見圖6。）三效逆流強制循環(huán)流程（三效逆流強制循環(huán)蒸發(fā)流程具有傳熱溫差大、傳熱效率高、設備能力大的 特點，但由于末效高溫、高濃堿的需要，對設備材質要求也較高。其流程見圖7。）三效降膜逆流蒸發(fā)流程（是一種在國外能耗費用較高地區(qū)推薦使用的流程，在國內目前尚沒有引進 該流程道。見圖8）講解流程所謂三效順流部分強制循環(huán)工藝，即每套蒸發(fā)由三個蒸發(fā)器，分別叫一效、二效、三效蒸發(fā)器，順流 是指堿的流向與蒸汽的流向一致：從電解槽產(chǎn)出的淡堿先進一效蒸發(fā)器，蒸到濃度約15%時進二效蒸發(fā) 器，蒸發(fā)到濃

11、度約20%時再進三效蒸發(fā)器，蒸到30%時出料；從電廠來的蒸汽稱為生蒸汽，進一效蒸發(fā) 器加熱室，從一效堿液中蒸發(fā)出的水蒸氣稱為二次汽進二效加熱室，同理二效蒸發(fā)出的二次汽作為熱 源進三效加熱室。所以理論上講三效蒸發(fā)工藝1噸生蒸汽能從堿中蒸出3噸水來。部分強制循環(huán)是指 一效內的堿液靠蒸發(fā)前后自身的比重差形成循環(huán)流動，而二、三效則主要靠泵的動力來循環(huán)流動，所 以稱之為強制循環(huán)。在蒸發(fā)過程中，隨著堿液濃度的升高，原來溶解于堿液中的鹽不斷結晶析出，為 了得到較大顆粒的結晶，生產(chǎn)中把三效析出的鹽用旋液分離器采回二效，以使晶體進一步長大。把二 效的鹽用旋液分離器采到鹽堿高位槽，然后用離心機實現(xiàn)鹽堿的最后分離。

12、蒸汽電解液冷卻水圖5雙效逆流降膜慕發(fā)流程示意圖1-托穗分離器:2-茲陣膜蒸發(fā)器:3-出料泵:4, 5, 8-核式熱交換器6T茲陣膜蒸發(fā)器；送料泵：9-冷卻水泵；冷卻水箱；11-表而冷卻器；12-蒸花噴射泵；13-成品麟貯雄圖6三效順流蒸發(fā)流程示意圖1 一 l效凝水貯罐；2, 7, 9 一氣液分離器，31效循環(huán)泵；4 一 I效蒸發(fā)器；5 一 II效循環(huán)泵；6 一 I效蒸發(fā)器，8 I、III效凝水貯罐；10III效循環(huán)泵；11 一 I效蒸發(fā)器；12 一水噴射器13 一冷卻水貯罐；14 一濃堿貯罐；15 一濃堿泵；16 一熱交換 器圖7三效逆流蒸發(fā)流程示意圖111效蒸發(fā)器；2, 7, 12 一循環(huán)泵

13、；3, 5, 10 一氣液分離器；4 一熱水貯罐，6, 11, 16 一板式換熱器；8 一 II效蒸發(fā)器；9 一 l效凝水貯罐；13 一 I效蒸發(fā)器；14 一熱堿貯罐；15 一濃堿泵；17 一水噴射器；18 一冷卻水貯罐效數(shù) 的選擇圖8三效降膜逆流蒸發(fā)流程示意圖1 一大氣冷凝器；2 一 l效降膜蒸發(fā)器3, 7, 11堿泵；4, 5, 8, 9 一換熱器；3，7，11堿泵；4, 5, 8, 9 一換熱器（四）蒸發(fā)流程選擇采用的依據(jù)和比較對于離子膜法堿液的蒸發(fā)流程的選擇可以大體上分為以下幾個方面：效數(shù)的選擇；蒸發(fā)器的效數(shù)愈多，蒸汽被利用的次數(shù)也就愈多，汽耗也就愈低，從而使生產(chǎn)運轉費 降低，產(chǎn)品成本

14、下降。蒸發(fā)器形式的選擇參考下頁蒸發(fā)器的主要性能情況見表1。順逆流工藝流程的選擇；a 分地利用加熱蒸汽的熱量 從而提高了蒸汽的熱利用率。b提高了傳熱系數(shù)循環(huán)方式的選擇。 表2。表1幾種常見的蒸發(fā)器的主要性能對照表型式項目標準蒸發(fā)器懸筐 蒸發(fā)器外熱蒸發(fā)器列文蒸發(fā)器強制循環(huán) 蒸發(fā)器升膜蒸發(fā)器降膜蒸發(fā)器旋轉刮板蒸發(fā)器循環(huán)速度O. 30. 5l 1. 21. 2 1. 51. 52. 01. 82. 5不循不循1800不循環(huán)環(huán)環(huán)傳熱系數(shù)2000（顧）1200150018002000300240020002000 1400 2300 I效140017002200（逆）1600250010001200120

15、0150018002300II效80090010002200（順）2400 12008009008001000900 2100（逆）-III效18002600-6008002000（順）-對蒸汽壓力400500800 2000（逆）要求較低高較低序號項目 名稱內容備注序號項目 名稱內容備注l流程：效數(shù)雙效或三效以三效為佳2蒸發(fā)器強制循環(huán)蒸發(fā)器，升膜蒸發(fā)器，降膜蒸發(fā)器，旋轉薄膜蒸發(fā)器循環(huán) 方式采用強制循環(huán)蒸發(fā)或不循環(huán)的膜式蒸發(fā)3真空 設備水噴射器，蒸 汽噴射泵順逆流方式盡可能采用逆流工藝4換熱器板式換熱器循環(huán)泵軸流式循環(huán) 泵蒸發(fā)工序設備的結構、原理，操作 四、主要設備及原理、操作(一)蒸發(fā)器蒸發(fā)

16、器的基本結構蒸發(fā)室：蒸發(fā)器的蒸發(fā)室一般都呈圓柱形筒 體，它的作用是提供蒸發(fā)空間、對蒸發(fā)出來 的二次進行汽液分離加熱室：加熱室通常是列管加熱器，其作用是把加熱蒸汽的潛熱冷凝熱傳有冷凝水出口， 上部有蒸汽進口管及不凝氣體出口管循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)系統(tǒng)：自然循環(huán)或者強制循環(huán)蒸發(fā)器中的循環(huán)管和循環(huán)泵。蒸發(fā)器的循環(huán)系統(tǒng)是使需要蒸發(fā)濃縮的料液達到要求的循環(huán)速度，改善傳熱狀況的重要部件。尤其是循泵，對 提高蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)具有重要作用。各種類型的蒸發(fā)器及其特性（1）自然循環(huán)型蒸發(fā)器標準式蒸發(fā)器；（見下頁圖9）。在通常情況下，中央循環(huán)管的截面積應不小于加熱管截面積的35%, 一般為40%50%。標準式蒸發(fā)器具有結構簡

17、單、制作方便、投資省等特點。缺點是循環(huán)速度低（約為 0. 4O. 5m/s），更換和檢修加熱室較不容易。）懸筐式蒸發(fā)器；（內熱式自然循環(huán)蒸發(fā)器見下頁圖10），外加熱式蒸發(fā)器。外加熱室蒸發(fā)器外加熱蒸發(fā)器是將加熱室移至蒸發(fā)器體外的一種外熱式自然循環(huán) 蒸發(fā)器（見圖11）。二次蒸汽加熱蒸汽完成液二次蒸汽圖9標準式蒸發(fā)器1 一外殼；2 一加熱室；3 一中央循環(huán)管;除沫器I4 一蒸發(fā)室；5 一除沫器圖10懸筐式蒸發(fā)器1 一外殼；2 一加熱蒸汽管；3 一4 一加熱室；5 一液沫回流管圖11外加熱室蒸發(fā)器損失較大。1-加熱室；2-蒸發(fā)室；3-循環(huán)室強制循環(huán)蒸發(fā)器a.強制外循環(huán)蒸發(fā)器強制外循環(huán)蒸發(fā)器如圖12,主

18、要由四部分組成：即蒸發(fā)分離室、加熱室、循環(huán) 管、循環(huán)泵。b.強制內循環(huán)蒸發(fā)器(見圖13)，它系由蒸發(fā)室、加熱室、液體箱三部分組成圖12強制外循環(huán)蒸發(fā)器1 一液沫捕集器；2 一分離器；3 一循環(huán)管;圖13強制內循環(huán)蒸發(fā)器1 一分布器；t2加熱室；3 一上升通道4 一循環(huán)泵；5 一加熱室；6 一旋流板4 一軸流泵；5 一下降通不循環(huán)蒸發(fā)器 不循環(huán)蒸發(fā)器常見的有升膜蒸發(fā)器：由加熱室和蒸發(fā)分離室兩部分組成(見圖14)蒸 發(fā)器下部為加熱室，上部為蒸發(fā)分離室。降膜蒸發(fā)器分為加熱室與蒸發(fā)室兩部分，加熱室在上部、 蒸發(fā)室在下部，如圖15所示。旋轉薄膜蒸發(fā)器:蒸發(fā)裝置主要由加熱圓拄型筒體分離器、轉子刮板三 部分

19、組成，如圖16。圖14升膜蒸發(fā)電解球遺入口圖15降膜莪發(fā)器圖弟淀轉膜蒸發(fā)器特點詳細敘述旋轉薄膜蒸發(fā)器是國內近年開發(fā)的一種高效蒸發(fā)裝置，與常規(guī)的蒸發(fā)器相比，它具有以2下特點：傳熱系數(shù)大（最大可達2500W / （m2 - K），蒸發(fā)強度高 （150200kg水/ （m2h）；物料在蒸發(fā)器內停留時間短，（數(shù)秒至十多秒）不結焦、無污垢；適用的粘度范圍廣（最高粘度可達10Pas左右）；可進行連續(xù)生產(chǎn)，操作彈性大，濃度調節(jié)范圍廣并且無須洗罐；可在較低溫度條件下蒸發(fā)（工作溫度為78C），解決或減緩了濃堿對設備的腐蝕問題，可選用普通的 奧氏體不銹鋼制作，降低了設備的投資費用；可使用二次蒸汽或余熱（使用蒸汽壓

20、力0.10.2MPa）從而降低了能耗。由于旋轉薄膜蒸發(fā)器具有上述的特點，該設備有可能成為蒸發(fā)設備新的替代產(chǎn)品。二、輔助設備結構、原理及操作.真空設備由于蒸發(fā)工藝要求真空系統(tǒng)不僅要排除系統(tǒng)的不凝氣體，而且更重要的是使二次蒸汽冷 凝，以便獲得較高的真空度。所以在生產(chǎn)實踐中，為了得到比較理想的真空度，往往在真空系統(tǒng)中 安裝兩種真空設備。如:大氣冷凝器、機械真空泵、水噴射冷凝器、蒸汽噴射圖例如下：具備冷凝和去 除不凝氣兩種功能 的真空設備，廣泛用 于燒堿蒸發(fā)的真空 系統(tǒng)。其結構是由水 室、噴嘴、汽室、喉 管和尾管組成，正常 操作時，水室壓力為 0.2 0.3MPa，其形 成的系統(tǒng)真空度，通 常在 80

21、.088.0kPa。 這種設備結構比較 簡單，但在實際生產(chǎn) 中噴嘴往往容易堵 塞，冷凝器需經(jīng)常 處理1進水匚2進氣口是一種高效的真空 設備，它由吸入室、噴嘴、 混合段、喉管、擴壓段等 部分組成。蒸汽噴射泵結 構簡單，易于操作控制， 維修方便， 并能獲得較高的真空度。 是值得推廣使用的真空 設備。其缺點是如制造或 選用不當，.使蒸汽消耗 增加。正常操作的蒸汽壓 力為0.250.35MPa，真 空度一般單級可達 90.7 93.3kPa。水噴射冷凝器1-水室；2-噴嘴；3-汽室室4-候管；5-尾管吼管蒸汽噴射泵1-噴嘴；2-吸入3-混合段；4-5-擴壓段循環(huán)泵循環(huán)泵大都采用臥式軸流泵或臥式混流泵。

22、因為在蒸發(fā)工藝中，設計要求要選用大流量、低揚程的 循環(huán)泵。這種泵的典型結構見下圖。強制循環(huán)泵的揚程一般為35M液柱，其揚量是保持液體的循環(huán)速度在1.82.5M/s，一般是選用料液經(jīng)過加熱器溫升為3C時的流量。循環(huán)泵可懸臂支承也可兩端支承，循環(huán)泵的軸封常采用雙端面機械密封，其材質一般為鎳材或鋼襯鎳。1-聯(lián)軸器；2-軸承支架；3-進口段；4-葉輪；5-中間段；6-出口段；7-軸封；8-軸3.換熱器換熱器是蒸發(fā)工藝過程的一種重要 的輔助設備，它是降低能耗，充分利 用余熱的主要設備之一。常用的換熱 器主要有三種型式：列管式換熱器、 螺旋板式換熱器及板式換熱器。列管式換熱器傳熱系數(shù)比較低，體積也比較 龐

23、大，但加工、維修尚不復雜。螺旋板式換熱器傳熱系數(shù)高，但加工制造復雜，維修極為困難。而板式換熱器傳熱系數(shù)高，制造、 安裝、維修都較容易。由于板式換熱器的這些特點，因此在離子膜燒堿蒸發(fā)中得到了廣泛的應用，是值得推薦l IiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiIE的熱交換設備。見右圖五、蒸發(fā)器的計算蒸發(fā)室內徑與汽相空間高度(1)蒸發(fā)室內徑計算式中D蒸發(fā)室內徑，m； W蒸發(fā)水量，kg/hA蒸發(fā)室的允許表面汽化強度，kg / (m2 - h)，此值可取12001600(2)汽相空間高度計算式中V一蒸發(fā)器中汽化蒸汽的體積流量，m3/sB一蒸發(fā)室的體積汽化強度，m3 / (m3 s)，此值可取1 D一蒸發(fā)

24、室內徑，m。(3 )蒸發(fā)室分離空間的設計主要選用經(jīng)驗數(shù)據(jù)，參考所選用的除霧器型式，特性要求，決定分離空間的高度1.6，常取HW：蒸發(fā)室的高度二汽相空間高度+分離空間高度2.加熱室在離子膜燒堿蒸發(fā)中，根據(jù)設計或廠家所選用的蒸發(fā)器型式、需要的傳熱面積，就可以初步選定加熱 室的管徑、管長及根數(shù)。下表8-3列出幾種常見的蒸發(fā)器加熱管的規(guī)格。蒸發(fā)器型式管徑mm管長m管內流速m / s材質標準式 列文式33 572 2.50. 40. 5低碳不銹鋼，鎳強制外循環(huán)50 6036低碳不銹鋼，鎳低碳不銹銅式.50 704723(316L)，鎳低碳不銹銅升膜式降膜式38 5745 7056 671. 82. 1(

25、316L)，鎳低碳不銹鋼，鎳傳熱面積與傳熱系數(shù)無論是單效、雙效或多效蒸發(fā)流程，蒸發(fā)器傳熱面積的計算，按公式F=Q / (K - At),必需在系統(tǒng) 物料衡算和熱量衡算的基礎上進行的，下面簡要分述其計算步驟。單效計算步驟：計算有效溫度差；計算總熱負荷；選取傳熱系數(shù)K經(jīng)驗值；按公式 計算傳熱面積。雙效或多效 計算步驟：計算總蒸發(fā)水量；計算有效溫度差；有效溫度差的比例分配; 傳熱面積之比的分配；選取各效傳熱系數(shù)的經(jīng)驗值；計算各效熱負荷；計算各效溫差及沸 點；計算各效的傳熱面積。4.循環(huán)管 循環(huán)型蒸發(fā)器為獲得一定的循環(huán)速度，需選用合適的循環(huán)管。對強制循環(huán)蒸發(fā)器的循環(huán) 管，還要求有足夠的高度，以滿足真空

26、操作泵入口對灌注高度的要求。各類蒸發(fā)器循環(huán)管截面與加熱 管截面的比值見下表(經(jīng)驗值)。類型比值類型比值標準型蒸發(fā)器懸筐型蒸發(fā)器0.35 0.5l 1.0列文型蒸發(fā)器 強制循環(huán)型蒸發(fā)器循環(huán)型蒸 發(fā)器2 3.51 2.25.循環(huán)泵的流量及揚程在選定循環(huán)泵的流量及揚程時先決定循環(huán)量的過熱度(一般為3C左右)，求得堿液循環(huán)量，再將其換 算成體積流量，即求得循環(huán)泵的流量。確定揚程則需先求出溶液在循環(huán)系統(tǒng)中的流動阻力，可按下式計算：式中 Eh總阻力降，m；h加加熱管內阻力降，m；加 循 沸h循一一循環(huán)管內阻力降，m；h沸沸騰管內阻力降，m。由于總阻力降主要是由加熱管內的阻力降所決定的，所以選定管內既有利于

27、傳熱又不增加泵的功率 的流速是很重要的，一般選用1.82.5m/s。由此計算各分阻力降得出總阻力降，最后選取循環(huán)泵的 揚程。六、工藝操作條件一、主要工藝操作條件及消耗定額主要工藝操作條件離子膜堿液蒸發(fā)流程的主要工藝操作條件見下頁的表5消耗定額離子膜堿液蒸發(fā)的消耗定額主要與蒸發(fā)流程的效數(shù)有關，常見的蒸發(fā)消耗定額見頁表6 表5主要工藝操作條件橙命點椰點商干劇tlaDI電解醵祖未敢成窒鼠至度沏.OiRi未敢如哀Nadt (5Qrif 1度IsCIOS30rar/I大電擇廄說度1盤6M-625ff/ I.劇T術含他T術皆15%的5-55NL牌出口各黃短器崔諼計旻T60-TT0r/ I位植位鬲度備!ft

28、質汽就困虱職也業(yè)成品成表6常見的離子腆堿液蒸發(fā)消耗定額（以50%堿為例）項 目單效雙效三效蒸汽，t1.1 1.20 .70.80.5 0.6水，t12 157956七、影響堿液蒸發(fā)的因素生蒸汽壓力選擇適宜的蒸汽壓力是保證蒸發(fā)強度的重要因素蒸發(fā)器的液位控制穩(wěn)定液位是提高循環(huán)蒸發(fā)器蒸發(fā)能力，降低堿損失，降低汽耗的重要環(huán)節(jié)。真空度提高蒸發(fā)能力的重要途徑，也是降低汽耗的重要途徑電解堿液濃度與溫度進入蒸發(fā)器的堿液溫度下降增加了能源消耗。蒸發(fā)完成液濃度嚴格控制蒸發(fā)的完成液濃度，是在保證產(chǎn)品質量指標的前提蒸發(fā)器的效數(shù)汽液分離器汽液分離器性能的好壞，不僅影響蒸發(fā)器能力的發(fā)揮和正常使用，也直接與蒸汽消耗的高低有

29、關。熱損失正常操作及故障處理 八、蒸發(fā)與固堿設備防腐(一)、蒸發(fā)設備離子膜燒堿由30%濃縮至50%的蒸發(fā)工藝.一般有雙效蒸發(fā)和升膜蒸發(fā)兩種。蒸發(fā)設備的防腐關鍵 在加熱汽箱材料的選用。對雙效逆流工藝而言，一效汽箱加熱管，由于金屬壁溫均在150C以上，管材 采用工業(yè)鎳N6；極少數(shù)廠家使用超低碳純鐵素體不銹鋼。二效汽箱加熱管的金屬壁溫較低，普遍使用 OOCR17Nil7M02 (316L)，或OOCR19N個ill(304L)代用。一效蒸發(fā)罐體的液相部分用鎳(N6)，汽相部 分采用超低碳奧氏體不銹鋼。一效罐體用OOCR- 18NI10 (304L)。雙效順流工藝則一、二效均需鎳材。(二)、膜式法固堿

30、設備膜式蒸發(fā)制固堿操作溫度在450左右，NaoH中的NaCl03(離子法中含NaCl0W0.005)分解， 生成O并有CI-出現(xiàn)。這是氧化性強的腐蝕性介質。鎳在苛性堿中是耐蝕的，但對氧化性的O、 CI-不穩(wěn)定。盡管在工藝操作上采用加蔗糖的措，除掉O，這對減輕設備的腐蝕有效果的，但是氧 化性介質總要存在，腐蝕是不可避免的，尋求性能優(yōu)良的耐蝕材料非常必要。國外以鹽浴法加熱的降膜蒸發(fā)器加熱管材料，采用Incol，牌號N0660(InConel 600)(美國)、 NCF600 (日本)，相當于我國GB271-88標準NS312。該種合金是早期研制的在高溫下耐蝕性能良好 的鎳基合金。因含有14%17%

31、的銘，抗氧化性能強，這一點優(yōu)于鎳。機械性能、工藝性能好，可 進行各種加工與焊接。在650C的高溫下仍具有很高的強度。對苛性堿及大多數(shù)有機酸是耐腐蝕的， 在CL-存在下不易腐蝕裂紋。但在高溫、高濃度的岢性堿或高溫水銀存在下，易產(chǎn)生應力腐蝕。因 此消除應力熱處理是必要的。美國BTC公司燒堿降膜蒸發(fā)器上的加熱管，其材料即為InconeL 600，使用效果較好。用工業(yè)純鎳(N6)做膜式蒸發(fā)器加熱管，由于高溫下鎳的抗氧化性能不佳，使用結果不夠理想， 因而膜式蒸發(fā)在我國內沒有形成規(guī)模。工業(yè)純鎳N6 (CW0.10%)不屬于超低碳鎳，在高溫(450C) 下晶間有石墨析出，導致鎳的性能變脆，影響使用。限于目前

32、條件，即使采用鎳亦應為超低碳含量 的鎳。按現(xiàn)行標準N4(CW0.01%)屬于超低碳鎳，但商品應有一定困難。膜式蒸發(fā)器的罐體，應為超低碳鎳，保證在高溫下不脆化，國外公司對此十分重視。膜式蒸發(fā) 的配套堿泵，材質為工業(yè)純鎳，可滿足耐蝕要求。為防止堿液凝固或外-而選用液下泵。二、正常操作嚴格控制進入各蒸發(fā)器加熱室的蒸汽壓力，平穩(wěn)而少波動，使蒸發(fā)器在規(guī)定的壓力下運行。保持各蒸發(fā)器的液面在設計規(guī)定值內，做到穩(wěn)定，不過高、過低、或頻繁大幅度的波動.嚴格控制真空效蒸發(fā)器的真空度，控制水壓(或汽壓)及下水溫度符合設計要求，注意真空波動，及 時查找原因并進行處理。嚴格控制進出蒸發(fā)器的堿液流量，注意觀察并記錄各蒸發(fā)

33、器中堿液的濃度、溫度。定時進行巡回檢查：檢查泵(電機)的溫升，軸承的潤滑狀況；檢查大氣冷凝器下水是否有堿；檢查并不定期排放加熱室中的不凝氣；檢查各指示儀表的指示數(shù)據(jù)是否正常按時填寫崗位生產(chǎn)記錄。三、故障處理蒸發(fā)操作中的不正?，F(xiàn)象的原因及處理方法見下表7。不正?，F(xiàn)象突然停電原因外線電氣設備故障 本裝置電氣設備故障供汽單位發(fā)生故障 蒸汽管、閥堵塞、破裂 嚴重泄漏處理方法迅速拉下各電門迅速關閉各蒸汽閘門及各有 關閥門向值班長、調度及領導匯報找電工檢 查修復關閉蒸汽閥門關停各泵及關閉各有關閥門停 止蒸發(fā)操作向值班長、調度及領導匯報突然停汽突然停水供水單位因故障停止 供水關閉蒸汽閥門關閉各泵有關閥門及停泵電解液停供電解裝置突然停車 電解液泵故障關閉各蒸汽閥門關閉各泵有關閥