浅论烧碱蒸发节能技术改造.pdf

2013 年 12 月 浅论烧碱蒸发节能技术改造 黄晓宾 浙江工程设计有限公司310002 徐辉 浙江省天正设计工程有限公司310002 陈斌 浙江工程设计有限公司310002 摘要 随着我国政府节能减排方针的制定 多个行业将发生 产业结构升级 淘汰产能不足 对环境造成污染的企业与生产模 式 采用先进的现代生产方式 提高生产效率 达到环境保护与社 会共同进步的目的 本文对烧碱蒸发工艺过程中的高能耗因素进 行初步分析 通过对蒸汽压力 末效蒸发真空度进行分析 提出一 定的节能技术改造建议 不能满足社会需求的碱液装置需要进行 改造升级 而且三效顺流部分工艺也将进行改造 以达到降低汽 耗的目的 同时本文对离子膜法烧碱蒸发工艺也进行了一定的描 述 关键词 烧碱蒸发 节能改造 隔膜法烧碱 引言 随着社会的发展 技术的进步 对生产设备的升级与工艺流 程的改造也成为了大势所趋 我国对于烧碱的生产方法主要集中 在隔膜法与离子膜法两种方式 近几年来 离子膜法取得了不错 的成绩 目前的烧碱年产量突破了三千万吨 离子膜法几乎占到 了一半 对于一些新建的离子膜法烧碱企业 由于在设备引进的 过程中开始加入环境保护的因素 所以对于能源的消耗非常低 得到了市场的高度认可 但传统的金属阳极隔膜法烧碱装置就存 在着一定的闲置与等待废弃 对于不满足当前社会发展的生产 力 需要进行节能改造升级 提高产品质量 降低成本 一 隔离法烧碱蒸发工艺现状分析 目前 我国仍有很多的烧碱企业采用着隔膜法来进行生产 该方式生产用于碱液蒸发的主要设备是三效顺流蒸发器 采用的 是强制循环工艺 在碱液产品中 多是以 30 氢氧化钠为主 其他 比例的产品相对会少一些 在能源消耗方面 每吨 30 氢氧化钠 的产品一般会消耗一吨蒸汽 更有甚者 会多出 20 由于对于产 品的纯度要求不同 对于能源的消耗也存在着一定的差异 对于 42 氢氧化钠的产品 每吨产品一般需要消耗超过 4 吨蒸汽 而 采用三效四体两段的工艺流程 则会需要消耗超过 4 5 吨蒸汽 这种三效顺流部分的强制循环工艺汽耗要高出约 10 同时我国 采用的循环工艺与国外的三效逆流工艺汽耗高出约 20 这种差 距是非常大的 在大批量的产品生产当中 自然会产生更多的能 源浪费 1 影响蒸汽消耗与产量的因素首先是蒸汽压力的影响 我国目 前在隔膜法烧碱装置中的供汽管存在一定的阻力增大的现象 这 就使得终端的压力偏低一些 蒸汽压力的大小将会决定着烧碱的 产量 生产 30 纯度的氢氧化钠产品时 需要的蒸汽压力为 0 5MPa 左右 而生产 42 的氢氧化钠产品时则需要增强约 0 2MPa 压力值增大时 操作的条件就会更佳一些 其次是末效蒸发器的真空度值 蒸发系统的末效真空度与 I 效蒸发器的蒸汽压力相比 也十分重要 它决定着传热的温度 会 给设备的保养带来一定的问题 真空度下降后 生产能力自然会 受到影响 设备的腐蚀度增加 蒸汽的消耗量也就会随之增加 所 以需要在三效顺流部分强制循环与逆流工艺中保持一定的真空 度 一般需要保持不低于 0 09MPa 2 第三是市场对 42 纯度的碱液需求相对增大 逐渐淘汰了 30 隔膜法烧碱 随着社会的发展 浓碱的使用范围在不断扩大 高浓度的碱液盐耗量低 质量有了明显的提升 运输成本也就会 随之降低 另外最重要的是浓碱可以有效避免空气污染 从而减 少运输压力 节省了燃料 二 隔离法烧碱蒸发节能改造措施 三效顺流部分强制循环工艺有着许多优点 但它的能耗高是 难以与社会需求相符的 在高浓度产品生产时难度非常大 如在 生产 45 碱液时 汽耗为 3 6t 而改造成三效逆流工艺流程之后 生产同浓度的碱液 则会降低 0 6t 效率非常高 3 1 三效逆流工艺节能机理 三效逆流工艺与三效顺流工艺相对比 它的能耗低的主要原 因有以下几点 首先三效顺流的蒸汽与物料的流向是一致的 三 效逆流 I 效到闪效 它的损失量非常小 其次因为逆流的工艺蒸 汽与物料的方向相反 由低温效走向高温效 从下一效走向上一 效体的物料越来越少 经过料液预热后容易达到下一步要求 从 而说明热量回收利用效果明显 有效温度差决定着生产能力 逆 流比顺流工艺可以高出 16 的有效温度 主要就是因为增加了闪 蒸罐 低浓度的碱液会由于温度降低而变得黏度更大 4 2 三效逆流蒸发装置改造 将目前我国最常使用的三效顺流部分强制循环中的外循环 蒸发器改造成三效逆流蒸发装置 继续采用原有厂房 I 效蒸发器 加热管采用镍 强制循环泵采用镍或镍基合金 I 效传热比高 面 积小 对设备的腐蚀并不严重 5 3 蒸发系统真空设备选择 随着工艺流程改造 在生产过程中蒸发工艺设计方案更加个 性化 需要根据用户的需求制定 重要部件一般均可以采用国内 供应商生产 对于水喷射冷凝器 采用直接接触式冷凝器 结构制 造相对简单一些 通过实际使用 可以看到 采用水力喷射泵 抽 出冷凝器顶部一些不凝气 没有采用机械真空泵效果好 所以需 要采用表面冷凝器与机械真空泵相结合的方式进行生产 成本虽 高 但使用水质要求低 减少水循环投资 另外冷凝液可以回收利 用 杂质较少 回水将会直接回到凉水塔 节省了大量的动力 6 结语 烧碱蒸发节能技术的改造非常有必要 随着我国氯碱业受到 了巨大冲击 经济市场整体不容乐观 所以对生产企业造成了巨 大的压力 企业不但要关注市场前景 更要对企业生产技术进行 改造升级 提高劳动效率 降低生产成本 确保装置能够长期平稳 运行 用高效的管理模式以及先进的工艺流程 创造更多的市场 价值 为我国氯碱行业的发展提供更多的模板 参考文献 1 王顺平 烧碱蒸发节能技术改造 D 贵州大学 2010 02 2 苏发东 烧碱蒸发