蒸发装置工艺课件

蒸发装置工艺知识氯碱分厂王文利2012年6月1/22/20241蒸发工艺知识—王文利蒸发装置生产任务蒸发装置工艺流程蒸发装置生产原理蒸发装置产品介绍蒸发装置原辅材料工艺指标控制及设备结构异常现象原因及处理方法1/22/20242蒸发工艺知识—王文利1.蒸发装置生产任务：通过三效逆流降膜工艺把来自电解的32%碱蒸发生成48%的烧碱，送往罐区销售及送往固碱装置进行进一步蒸发浓缩。1/22/20243蒸发工艺知识—王文利2、蒸发工艺流程简图E-8301一效蒸发罐Ⅰ效蒸发器E-8305E-8308E-8307E-8309E-830648%碱泵真空泵32%碱泵36%碱泵42%碱泵32%碱罐电解32%碱界外工艺冷凝液罐蒸汽冷凝液罐放空表冷中压蒸汽冷凝液泵循环回水循环上水固碱罐区一盐Ⅲ效蒸发器Ⅱ效蒸发器三效蒸发罐二效蒸发罐1/22/20244蒸发工艺知识—王文利2.1.工艺流程模块1、碱系统

32%碱缓冲槽Ⅲ效降膜蒸发器48%碱储槽成品碱冷却器E-8305、E-8308碱预热器Ⅰ效降膜蒸发器E-8305、E-8306碱换热器Ⅱ效降膜蒸发器E-8307、E-8308碱换热器32%碱液中压蒸汽Ⅰ效蒸汽冷凝水48%热碱42%碱泵48%热碱液中压蒸汽冷凝水32%碱泵不合格45℃循环水48%碱泵36%碱泵1/22/20245蒸发工艺知识—王文利2、蒸汽系统工艺冷凝水表面冷凝器Ⅲ效降膜蒸发器Ⅱ效降膜蒸发器Ⅰ效降膜蒸发器冷凝水真空泵循环水蒸汽蒸汽蒸汽碱泵密封、洗筛网、二次汽增湿冷凝水冷凝水电解工序排空中压蒸汽一盐化盐E-83051/22/20246蒸发工艺知识—王文利3.生产基本原理

3.1概述3.1.1膜式法生产48%液碱是使碱液与加热源的传热蒸发过程在薄膜传热状态下进行。3.1.2碱液从32％浓缩至48％液碱。本工序采用SET三效逆流降膜蒸发工艺，Ⅰ效降膜换热器用中压蒸汽加热；Ⅱ效降膜换热器用Ⅰ效蒸发器产生的二次蒸汽为加热源;Ⅲ效降膜换热器用Ⅱ效蒸发器产生的二次蒸汽为加热源，并在真空下进行蒸发。1/22/20247蒸发工艺知识—王文利3.2降膜沸腾传热过程当液体进入降膜蒸发器中垂直的加热管内，液体被加热源（蒸汽）加热而达到沸腾。在降膜蒸发的过程中，当液体的加热面上有足够的热流强度或壁面温度超过液体温度一定值时，在液体和加热面之间会产生一层极薄的液层,从而形成温差。此极薄的液层（膜）受热发生相变，吸收潜热而蒸发，这样，管内液体不必全部达到饱和温度，就在加热面上产生气泡而沸腾。这时气泡的过热度超过从膜内传热的温差，所以蒸发完全是在膜表面进行的，这种沸腾叫表面沸腾。对于表面沸腾的蒸发，必须具备以下两个条件：1/22/20248蒸发工艺知识—王文利3.2.1液体必须过热在表面沸腾蒸发时，液体在壁面获得热量升高温度。而达到气泡形成的过热度时，紧贴在加热面上的薄膜层液体层内存在着很大的温度梯度，此时液体就汽化，蒸发形成气泡，所生成气泡内的液体，随壁面的过热度的增加而增大，而使气泡不断的从壁面上产生、长大和脱离，形成表面沸腾。1/22/20249蒸发工艺知识—王文利3.2.2有汽化核心汽化核心的产生是由于加热面上有细小凹坑所形成的空穴，及在空穴中所密封的气体或蒸汽，汽化核心在加热面上产生时总是很小的，开始成长时，受惯性效应和表面张力效应的支配，加剧了气液交界面上的蒸发和传热程度。这是因为生成的气泡的压力和温度始终是大于周围液体的压力和温度的缘故。如果周围液体达到了饱和温度，这时的沸腾就转为饱和泡核沸腾。1/22/202410蒸发工艺知识—王文利3.3影响成膜的因素：3.3.1碱液流量过小，在降膜蒸发过程中，出现壁面液膜的断裂变干现象。如果出现这种现象，将使给热系数大大下降；3.3.2碱液流量太大，而加热源的温度低，造成液体过热度不足，达不到沸腾，不能形成降膜蒸发的现象。因此，进入蒸发器碱液流量的大小和加热源的温度，直接影响成膜及膜的厚度，所以控制好进入蒸发器中液体的流量及加热源的温度，在膜式蒸发中是至关重要的。1/22/202411蒸发工艺知识—王文利3.4真空蒸发原理液体表面的压力越低，它的沸点也越低。所以，在无法增大供汽能力和设备生产能力的情况下，采用真空装置（在效体后设置真空泵）降低效体内碱液表面的压力，达到增加传热温差，加快蒸发速度的目的。因此。在生产过程中，为了降低液体的沸点、提高温差、加速二次蒸汽的逸出，降膜蒸发器常常在负压下工作。1/22/202412蒸发工艺知识—王文利4.原辅材料原料32%烧碱的规格及质量标准1、蒸发装置的原料为电解烧碱，其指标为：2、中压蒸汽：压力0.8MPa，温度180℃。NaOH≥32%（wt）NaCl＜40ppmNa2CO3＜350ppmFe2O3＜3ppmNaClO3＜20ppmNi＜1ppm1/22/202413蒸发工艺知识—王文利4.1.2性质：烧碱有强腐蚀性，有滑腻感。对皮肤、纸张、织物具有强腐蚀性。烧碱又名火碱、苛性钠，纯品是无色透明的晶体，密度2.130、熔点318.4℃，在空气中易吸收水分而潮解。1/22/202414蒸发工艺知识—王文利5.产品介绍：蒸发生产的产品是48%碱，其规格及质量标准NaOH≥48%（wt）

NaCl＜67ppmNa2CO3＜560ppm

Fe2O3＜5ppmNaClO3＜32ppm

Ni＜1ppm1/22/202415蒸发工艺知识—王文利6.工艺控制指标及设备构造表6.1生产48%液碱工艺控制条件序号控制项目控制指标1原料碱液NaOH≥32%（wt）NaCl

＜40PPmFe2O3＜3PPmNa2CO3＜350PPmmNaClO3＜20PPm

1/22/202416蒸发工艺知识—王文利2表面冷凝器表压≤-0.08MPa3Ⅰ效蒸发器碱温度164℃4Ⅱ效蒸发器碱温度106℃5Ⅲ效蒸发器碱温度64℃648%碱进贮槽温度≤45℃1/22/202417蒸发工艺知识—王文利6、设备结构蒸发器采用列管式换热器，碱液走管程，蒸汽走壳程，在管程中实现液体的传热蒸发6.1蒸发器1/22/202418蒸发工艺知识—王文利6.2丝网捕沫器丝网捕沫器主要是由丝网、丝网格栅组成丝网块和固定丝网块的支承装置构成，丝网为各种材质的气液过滤网，气液过滤网是由金属丝或非金属丝组成。该丝网除沫器不但能滤除悬浮于气流中的较大液沫，而且能滤除较小和微小液沫，我装置捕沫器采用的材质为镍材和316L。

1/22/202419蒸发工艺知识—王文利7.异常现象原因及处理方法序号异常现象原因处理方法1Ⅲ效降膜蒸发器真空低1.管路法兰或设备漏气2.水环真空泵有故障3.Ⅲ效降膜换热器加热管有泄漏4.表面冷凝器冷却水温度高或结垢1.紧法兰、检查垫片及设备2.检修真空泵3.停车检修蒸发器4.检查循环水系统是否正常2工艺冷凝液罐水中带碱1.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ效液位控制失灵，料过满2.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ效加热管有泄漏1.检修Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ效液位控制器2.停车检修Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ效蒸发器1/22/202420蒸发工艺知识—王文利3效体液位不正常1.过料泵出现故障2.自控仪表有故障1.倒泵，检修过料泵2.通知仪表工检修4产量达不到要求1.真空度低2.冷凝水排出不畅，蒸发器内积冷凝水3.蒸发器加热管有泄漏4.蒸汽压力低5.效体液位不正常6.原料液浓度