離子膜燒堿蒸發(fā)工藝綜述

1、<p>　　離子膜燒堿蒸發(fā)工藝綜述</p><p>　　摘 要：介紹了離子膜燒堿蒸發(fā)的特點(diǎn)，主要因素，及引進(jìn)SET蒸發(fā)工藝技術(shù)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：燒堿 離子膜法制堿 蒸發(fā) SET </p><p>　　傳統(tǒng)的隔膜法電解槽制得的燒堿NaOH含量只有10%～12%（wt），難以滿足工業(yè)上的需求。隨著離子膜電解槽技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)氯堿廠家陸續(xù)引進(jìn)該技

2、術(shù)，開始采用離子膜電解槽制堿法，制得的NaOH濃度已能達(dá)到30%～35%（wt），含鹽量極少，可以滿足紡織等工業(yè)的需要，直接作為成品堿出售。若進(jìn)一步濃縮到50%（wt），蒸汽消耗約為0.6～0.8t/NaOH，只有隔膜法的25%～30%。 </p><p>　　山西潞安樹脂公司在離子膜電解法的基礎(chǔ)上，引進(jìn)意大利SET公司的燒堿蒸發(fā)及濃縮工藝技術(shù)及配套設(shè)備，年產(chǎn)20萬(wàn)噸50%的液堿，從而提高市場(chǎng)抗風(fēng)險(xiǎn)的能力。 &l

3、t;/p><p>　　一、離子膜液堿蒸發(fā)的特點(diǎn) </p><p><b>　　1.流程簡(jiǎn)單 </b></p><p>　　由于離子膜堿液僅含極微量的鹽，所有在整個(gè)蒸發(fā)濃縮過程中，無(wú)須除鹽，這就極大的簡(jiǎn)化了流程設(shè)備，降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。 </p><p>　　2.濃度高，蒸汽消耗少 </p><p&g

4、t;　　離子膜堿液的濃度高，一般在30%～33%，比隔膜法堿液的10%～11%要高很多，因而大量地減少了濃縮用的蒸汽。若以32%堿液為例，如產(chǎn)品的濃度為50%，則每噸50%成品堿需蒸出水量為： </p><p>　　而隔膜法電解堿液若同樣濃縮至50%，則一般需要蒸出約6.5t的水量。由于蒸發(fā)水量大大減少，蒸汽消耗大幅下降。 </p><p>　　二、影響蒸發(fā)的主要因素 </p>

5、<p><b>　　1.生蒸汽壓力 </b></p><p>　　蒸汽是堿液蒸發(fā)的主要熱源，其壓力高低直接影響到蒸發(fā)操作的能力。在其他工況條件不變的情況下，往往較高的生蒸汽壓力會(huì)使系統(tǒng)獲得較大的溫差，單位時(shí)間內(nèi)所傳遞的熱量也相應(yīng)增加，裝置有較大的生產(chǎn)能力。 </p><p>　　正常生產(chǎn)中，需保持適宜的蒸汽壓力。壓力過高容易使加熱管內(nèi)堿液溫度上升過高，造

6、成汽膜，降低傳熱系數(shù)。壓力過低，堿液不能達(dá)到所需溫度，蒸發(fā)強(qiáng)度降低。保證蒸汽壓力的穩(wěn)定供應(yīng)，可以保證進(jìn)出口物料的濃度，溫度，保證產(chǎn)品質(zhì)量。 </p><p><b>　　2.真空度 </b></p><p>　　真空度是蒸發(fā)過程中提高蒸發(fā)能力的重要途徑，也是降低汽耗的重要途徑。適當(dāng)提高真空度，將使二次蒸汽的飽和溫度降低，從而提高了有效的溫度差，因而更充分的利用了熱源，

7、使蒸汽消耗降低。真空度的高低與大氣冷凝器的下水溫度有關(guān)（該溫度下的飽和蒸汽壓），也與二次蒸汽中的不凝氣含量有關(guān)。 </p><p>　　生產(chǎn)過程中，一般提高真空度的途徑為最大限度的排除不凝性氣體，常用方法如下： （1）采用真空泵；（2）采用蒸汽噴射泵。一般都使用真空泵機(jī)械抽真空，以達(dá)到較大的真空度，保證蒸發(fā)操作的高效運(yùn)行。 </p><p>　　3.氣液分離器的液位控制 </p>

8、;<p>　　在蒸發(fā)過程中，維持恒定的氣液分離器液位得以保證蒸發(fā)操作的穩(wěn)定運(yùn)行。液位高度的變化，會(huì)造成靜壓頭的變化，使蒸發(fā)過程變得不穩(wěn)定。液位過低，蒸發(fā)及閃蒸劇烈，夾帶嚴(yán)重，使得表面冷凝器出來(lái)的工藝?yán)淠簬A；液位過高，會(huì)使蒸發(fā)量減小，進(jìn)加熱室的料液溫度增高，降低了傳熱有效溫差。 </p><p>　　三、三效降膜逆流蒸發(fā)裝置 </p><p>　　本裝置是根據(jù)中國(guó)天辰化學(xué)工

9、程公司的總體設(shè)計(jì)要求，由意大利SET公司設(shè)計(jì)完成。采用三效降膜逆流蒸發(fā)工藝，年產(chǎn)10萬(wàn)噸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的NaOH液堿，操作時(shí)間8000h/a，裝置設(shè)計(jì)能力為額定的110%。引進(jìn)設(shè)備包括蒸發(fā)器、氣液分離器、板式換熱器及堿泵等。 </p><p>　　該蒸發(fā)裝置采用降膜蒸發(fā)器，各效的工作原理為：稀堿液由加熱室頂部加入，經(jīng)液體分布器分布后呈膜狀向下流動(dòng)。在管內(nèi)被加熱汽化，被汽化的蒸汽與液體一起由加熱管下端引出，經(jīng)氣液

10、分離后即得到濃縮液。 </p><p><b>　　1.工藝描述 </b></p><p><b>　　1.1堿液流程 </b></p><p>　　來(lái)自離子膜電解的32%燒堿經(jīng)緩沖罐T1001，通過流量控制器FIC-1302的控制，直接從頂部進(jìn)入三效蒸發(fā)器E-1303，與蒸發(fā)殼程中的二次蒸汽換熱來(lái)實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)。蒸汽在三效氣液

11、分離器D-1303中從溶液中分離出來(lái)，溶液因此濃縮為37.5%的NaOH溶液。 </p><p>　　泵P1303將濃縮后的堿液從D1303中抽出后送到預(yù)熱器E1308和E1307中，在此分別利用回收濃堿液和蒸汽冷凝水的熱量加熱后送入二效蒸發(fā)器E1302的上部。 </p><p>　　在二效蒸發(fā)器中堿液被進(jìn)一步濃縮至約42%，然后由泵P81302送到預(yù)熱器E81305和E81306中，以回

12、收利用濃堿液和蒸汽冷凝水中的熱量。然后送入一效蒸發(fā)器E1301的上部。 </p><p>　　用生蒸汽加熱使過量的水蒸發(fā)，蒸汽從I效氣液分離器D1301中排出，堿液則達(dá)到要求的50%（wt）。熱的濃縮堿液由泵P1301輸送，通過預(yù)熱器E1305和E1308將其熱量傳給稀堿液，然后通過最后的冷卻器E81309后達(dá)到期望的產(chǎn)品排放溫度45℃，濃縮堿液自E1309通過管道送入成品儲(chǔ)罐。 </p><

13、p>　　1.2 蒸汽和冷凝水流程 </p><p>　　界區(qū)來(lái)的生蒸汽進(jìn)入一效蒸發(fā)器E1301的殼程，冷凝水排到預(yù)熱器E1306中，在此被準(zhǔn)備進(jìn)入一效蒸發(fā)器的堿液回收其余熱，再通過預(yù)熱器E1307來(lái)預(yù)熱來(lái)自三效蒸發(fā)器的稀堿液，然后送至界區(qū)外。 </p><p>　　1.3工藝蒸汽及工藝?yán)淠鞒?</p><p>　　一效氣液分離器D1301中排出的堿蒸汽送到

14、二效蒸發(fā)器E81302的殼程中，在此冷凝后，冷凝水被送至三效蒸發(fā)器E1303中。二效氣液分離器D1302中排出的堿蒸汽，送到三效蒸發(fā)器E1303的殼程中，在這里的冷凝過程中將其潛熱傳給換熱管中流下的堿液。D1303中分離出來(lái)的蒸汽送至表面冷凝器E1304中，將水與真空系統(tǒng)泄漏進(jìn)來(lái)的不可凝性氣體以及液相進(jìn)料中所含的空氣等分離出來(lái)，成為液相工藝?yán)淠?。三效蒸發(fā)器器排出來(lái)的冷凝水被收集在D1304罐內(nèi)，然后由泵P1304送出界區(qū)。 </

15、p><p><b>　　1.4 真空系統(tǒng) </b></p><p>　　三效蒸發(fā)器在真空下操作以降低堿液的操作溫度，不可凝性氣體在冷凝器E1304中從水蒸汽中分離出來(lái)，液環(huán)真空泵K1301把這些氣體從冷凝器中抽出來(lái)排入大氣。 </p><p>　　1.5 冷卻水流程 </p><p>　　冷卻水的作用是使蒸汽冷凝、冷卻濃縮堿

16、液、也用作真空泵的補(bǔ)充水，冷凝器E1304及堿冷卻器E1309的回流冷卻水可循環(huán)回冷卻水系統(tǒng)回收，液環(huán)泵用水不能回收，在大氣壓下排出界區(qū)。 </p><p><b>　　2.控制系統(tǒng) </b></p><p>　　本裝置的生產(chǎn)由中控室DCS控制，關(guān)鍵儀表都為自控儀表，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵參數(shù)的監(jiān)控，如有異動(dòng)，可及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。 </p><p>　　2

17、.1 生蒸汽壓力 </p><p>　　進(jìn)入界區(qū)的生蒸汽（一次蒸汽）管道裝有帶自動(dòng)控制的壓力調(diào)節(jié)閥，與遠(yuǎn)傳壓力表進(jìn)行聯(lián)鎖控制，以保證蒸汽壓力的穩(wěn)定。 </p><p>　　2.2 氣液分離器的液位 </p><p>　　各效氣液分離器裝有液位控制器，與進(jìn)料自動(dòng)調(diào)節(jié)閥聯(lián)鎖；此外，一效、二效蒸發(fā)器都有回流管線，以防止上料過少的時(shí)候，系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。 </p>

18、<p><b>　　2.3 真空度 </b></p><p>　　系統(tǒng)的真空度通過真空泵得以保證。 </p><p>　　總之，采用三效降膜逆流蒸發(fā)流程，相比兩效蒸發(fā)流程，降低了蒸汽消耗量；由于裝置的自動(dòng)化程度高，極大簡(jiǎn)化了生產(chǎn)操作，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。穩(wěn)定的控制系統(tǒng)得以保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性。 </p><p><b>