碱液的蒸发工序及操作(4)

蒸发室的高度=汽相空间高度+分离空间高度 2．加热室

在离子膜烧碱蒸发中，根据设计或厂家所选用的蒸发器型式、需要的传热面积，就可以初步选定加热室的管径、管长及根数。下表８-３列出几种常见的蒸发器加热管的规格。 蒸发器型式 标准式 列文式 强制外循环式． 升膜式 降膜式 管径mm 33～57 50～60 50～70 38～57 45～70 管长m 2～2．５ 3～6 4～7 5～6 6～7 管内流速m／s 材 质 ０．4～０．5 2～3 1．8～2．1 低碳不锈钢，镍 低碳不锈钢，镍低碳不锈铜(3l6L)，镍低碳不锈铜(316L)，镍低碳不锈钢，镍 3．传热面积与传热系数

无论是单效、双效或多效蒸发流程，蒸发器传热面积的计算，按公式F=Q／(K· △t)，必需在系统物料衡算和热量衡算的基础上进行的，下面简要分述其计算步骤。

(1)单效计算步骤：①计算有效温度差；②计算总热负荷；③选取传热系数K经验值；④按公式计算传热面积。

(2)双效或多效 计算步骤：①计算总蒸发水量；②计算有效温度差；③有效温度差的比例分配；④传热面积之比的分配；⑤选取各效传热系数的经验值；⑥计算各效热负荷；⑦计算各效温差及沸点；⑧计算各效的传热面积。

4．循环管 循环型蒸发器为获得一定的循环速度，需选用合适的循环管。对强制循环蒸发器的循环管，还要求有足够的高度，以满足真空操作泵入口对灌注高度的要求。各类蒸发器循环管截面与加热管截面的比值见下表 (经验值)。 类 型 标准型蒸发器 悬筐型蒸发器 比 值 0.35～0.5 l～1.0 类 型 列文型蒸发器 强制循环型蒸发器循环型蒸发器 比 值 2～3.5 1～2.2 5．循环泵的流量及扬程

在选定循环泵的流量及扬程时先决定循环量的过热度(一般为3℃左右)，求得碱液循环量，再将其换算成体积流量，即求得循环泵的流量。

确定扬程则需先求出溶液在循环系统中的流动阻力，可按下式计算：

式中 ∑h总阻力降，m；

h加——加热管内阻力降，m；

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?h?h

加?h循?h沸 h循——循环管内阻力降，m； h沸——沸腾管内阻力降，m。

由于总阻力降主要是由加热管内的阻力降所决定的，所以选定管内既有利于传热又不增加泵的功率的流速是很重要的，一般选用1.8～2.5m／s。由此计算各分阻力降得出总阻力降，最后选取循环泵的扬程。

六、工艺操作条件

一、主要工艺操作条件及消耗定额 1．主要工艺操作条件

离子膜碱液蒸发流程的主要工艺操作条件见下页的表５ 2．消耗定额

离子膜碱液蒸发的消耗定额主要与蒸发流程的效数有关，常见的蒸发消耗定额见页表６ 表５主要工艺操作条件

表６常见的离子腆碱液蒸发消耗定额(以50％碱为例)

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项 目 蒸汽，t 水，t 单 效 1.1～1.2 12～15 双 效 三 效 ０.7～0.8 ０.5～0.6 7～9 5～6 七、影响碱液蒸发的因素

生蒸汽压力选择适宜的蒸汽压力是保证蒸发强度的重要因素

蒸发器的液位控制稳定液位是提高循环蒸发器蒸发能力，降低碱损失，降低汽耗的重要环节。 真空度提高蒸发能力的重要途径，也是降低汽耗的重要途径

电解碱液浓度与温度进入蒸发器的碱液温度下降增加了能源消耗。

蒸发完成液浓度严格控制蒸发的完成液浓度，是在保证产品质量指标的前提 蒸发器的效数

汽液分离器汽液分离器性能的好坏，不仅影响蒸发器能力的发挥和正常使用，也直接与蒸汽消耗的高低有关。 热损失

正常操作及故障处理

八、蒸发与固碱设备防腐

（一）、蒸发设备

离子膜烧碱由30%浓缩至50％的蒸发工艺．一般有双效蒸发和升膜蒸发两种。蒸发设备的防腐关键在加热汽箱材料的选用。对双效逆流工艺而言，一效汽箱加热管，由于金属壁温均在150℃以上，管材采用工业镍N6；极少数厂家使用超低碳纯铁素体不锈钢。二效汽箱加热管的金属壁温较低，普遍使用OOCR17Nil7M02（316L），或OOCR19N个ill(304L）代用。一效蒸发罐体的液相部分用镍(N6)，汽相部分采用超低碳奥氏体不锈钢。一效罐体用OOCR- 18NI10（304L）。双效顺流工艺则一、二效均需镍材。 （二）、膜式法固碱设备

膜式蒸发制固碱操作温度在450左右，NaoH中的NaCl03(离子法中含NaCl0。≤0.005）分解，

生成[O]并有CI-出现。这是氧化性强的腐蚀性介质。镍在苛性碱中是耐蚀的，但对氧化性的[O]、CI-不稳定。尽管在工艺操作上采用加蔗糖的措，除掉[O]，这对减轻设备的腐蚀有效果的，但是氧化性介质总要存在，腐蚀是不可避免的，寻求性能优良的耐蚀材料非常必要。

国外以盐浴法加热的降膜蒸发器加热管材料，采用Incol，牌号N0660(InConel 600)（美国）、NCF600（日本），相当于我国GB271-88标准NS312。该种合金是早期研制的在高温下耐蚀性能良好的镍基合金。因含有14％～17％的铬，抗氧化性能强，这一点优于镍。机械性能、工艺性能好，可进行各种加工与焊接。在650℃的高温下仍具有很高的强度。对苛性碱及大多数有机酸是耐腐蚀的，在CL-存在下不易腐蚀裂纹。但在高温、高浓度的岢性碱或高温水银存在下，易产生应力腐蚀。因此消除应力热处理是必要的。美国BTC公司烧碱降膜蒸发器上的加热管，其材料即为InconeL 600，

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使用效果较好。

用工业纯镍（N6）做膜式蒸发器加热管，由于高温下镍的抗氧化性能不佳，使用结果不够理想，因而膜式蒸发在我国内没有形成规模。工业纯镍N6（C≤0.10%）不属于超低碳镍，在高温（450℃）下晶间有石墨析出，导致镍的性能变脆，影响使用。限于目前条件，即使采用镍亦应为超低碳含量的镍。按现行标准N4(C≤0.01％)属于超低碳镍，但商品应有一定困难。

膜式蒸发器的罐体，应为超低碳镍，保证在高温下不脆化，国外公司对此十分重视。膜式蒸发的配套碱泵，材质为工业纯镍，可满足耐蚀要求。为防止碱液凝固或外-而选用液下泵。 二、正常操作

严格控制进入各蒸发器加热室的蒸汽压力，平稳而少波动，使蒸发器在规定的压力下运行。 保持各蒸发器的液面在设计规定值内，做到稳定，不过高、过低、或频繁大幅度的波动．

严格控制真空效蒸发器的真空度，控制水压(或汽压)及下水温度符合设计要求，注意真空波动，及时查找原因并进行处理。 ．

严格控制进出蒸发器的碱液流量，注意观察并记录各蒸发器中碱液的浓度、温度。 定时进行巡回检查：

①检查泵(电机)的温升，轴承的润滑状况； ②检查大气冷凝器下水是否有碱；

⑧检查并不定期排放加热室中的不凝气； ④检查各指示仪表的指示数据是否正常

按时填写岗位生产记录。 三、故障处理

蒸发操作中的不正常现象的原因及处理方法见下表７。

不正常现象 突然停电 原 因 处理方法 ①迅速拉下各电门②迅速关闭各蒸汽闸门及各有①外线电气设备故障②关阀门③向值班长、调度及领导汇报④找电工检本装置电气设备故障 查修复 ①供汽单位发生故障②①关闭蒸汽阀门②关停各泵及关闭各有关阀门停蒸汽管、阀堵塞、破裂止蒸发操作③向值班长、调度及领导汇报 严重泄漏 突然停汽

突然停水 电解液停供 ①供水单位因故障停止①关闭蒸汽阀门②关闭各泵有关阀门及停泵 供水 ①电解装置突然停车②①关闭各蒸汽阀门②关闭各泵有关阀门及停泵③电解液泵故障 关闭大气冷凝器 ①降液面．②冲洗或停车检修 大气冷凝器下水①二效罐液面高②蒸含碱 发室内分离器堵 19

真空度低 ①二次蒸汽管道漏②蒸发器液面高③大气冷凝器堵④大气冷凝器下水温度高⑤水压低⑥蒸汽喷射泵的汽压低 蒸发器响声及振①加热器漏②满罐③动大 凝水排不出去 一效二效蒸汽压①一效加热蒸汽压力力高 大②一效汽液分离器 失效

①检查漏处及时处理 ②降低液面．减少进科，加大出料 ③检查。停车检修 ④加大水量 ⑤提高水压 ⑥提高蒸汽压力 ①停车检修②降液面③检查管道及气液 ①降低加热蒸压力②更换汽液分离器 20

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