堿液的蒸發(fā)操作崗位

堿液的蒸發(fā)操作崗位第1頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(二)離子膜電解堿液蒸發(fā)過(guò)程的幾個(gè)特性溶液的沸點(diǎn)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(diǎn)。(請(qǐng)看下頁(yè)圖例分析8-28-3圖)

電解堿液的粘度

電解堿液的濃度提高時(shí)，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，堿液的相對(duì)粘度見(jiàn)第四、五頁(yè)圖8-7、圖8-8和圖8-9。第2頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第3頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月NaOH,%(質(zhì)量)圖8—8NaOH溶液的粘度H2O/NaOH比值圖８-７堿夜的相對(duì)粘度第4頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月溫度，℃圖8—9NaOH的動(dòng)力粘度第5頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月蒸發(fā)過(guò)程的溫差損失

(1)溶液沸點(diǎn)升高而引起的溫差損失，其值可查圖8-2、圖8-3或表8-l，即△t=t實(shí)-t水(△t為溶液沸點(diǎn)升高而引起的溫差損失)。

(2)由液體靜壓引起的沸點(diǎn)升高在蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行的蒸發(fā)過(guò)程中，由于需要維持一定液位，堿液在蒸發(fā)器底部進(jìn)入加熱室內(nèi)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(diǎn)升高值。

(3)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(zhì)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第6頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖8-1NaOH溶液的熱導(dǎo)率第7頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第8頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、離子膜堿液及其蒸發(fā)的特點(diǎn)(一)離子膜堿液的特點(diǎn)

離子膜電解堿液具有隔膜電解堿液所無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，這可以從其電解堿液的質(zhì)量指標(biāo)得知，見(jiàn)表8-2。

表8-2各主要公司離子膜電解堿液質(zhì)量一覽表指標(biāo)旭硝子公司

ICl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／L

33～35≤40≤15

32≤50≤15——

30～33≤30

33～35﹤50≤20≤3

3330————

3340～so5～15由表可以看出，總結(jié)第9頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

(1)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30～50wng／L。

(3)堿液中氯酸鹽含量低，NaCl03含量一般在15～30mg／L。第10頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(二)離子膜法堿液蒸發(fā)的特點(diǎn)

流程簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)化設(shè)備，易于操作濃度高，蒸發(fā)水量少，蒸汽消耗低第11頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)離子膜法堿液蒸發(fā)流程一、離子膜法堿液的蒸發(fā)流程

(一)單效蒸發(fā)流程

1．單效升膜蒸發(fā)流程其流程見(jiàn)圖8-1１

2．單效旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)流程見(jiàn)圖8-12

第12頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月流程敘述：離子膜法堿液由電解室內(nèi)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(nèi)受到管外蒸汽的加熱，溫度升高達(dá)到沸點(diǎn)，并沸騰，然后進(jìn)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(lái)的水蒸汽，由噴射冷凝器6真空抽出。并經(jīng)水冷凝進(jìn)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(dòng)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。第13頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8-12單效旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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

流程敘述：加熱蒸汽由旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器3上部夾套進(jìn)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(jìn)入換熱器2，與堿液進(jìn)行熱交換后的凝水去凝水貯罐。由電解來(lái)的32％堿液經(jīng)熱交換器2預(yù)熱后，由旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器3上部加入；經(jīng)分配成降膜下流，與蒸汽進(jìn)行熱交換，堿液經(jīng)加熱沸騰蒸發(fā)，蒸發(fā)出來(lái)的二次蒸汽進(jìn)入噴射冷凝器5，被上部進(jìn)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)。第14頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

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(jiàn)圖8一13。

２、雙效逆流程，見(jiàn)圖8—14。

３、降膜雙效逆流流程。見(jiàn)圖8一15。(二)雙效蒸發(fā)流程

第15頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖8-13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}12一冷卻水貯罐講解流程從離子膜電解槽來(lái)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(jìn)行加熱，堿液達(dá)到沸騰后在蒸發(fā)室中蒸發(fā)，二次蒸汽進(jìn)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(jìn)入Ⅱ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(jìn)入噴射冷凝器后被冷卻水冷凝，然后冷卻水進(jìn)入冷卻水貯罐12。達(dá)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。第16頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖8—14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(guò)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}11一成品堿貯罐；12一水噴射器}13一冷卻水罐流程特點(diǎn)：各效溫差較大，提高了傳熱速率，設(shè)備傳熱面積相比順流小，但末效對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求較高，增加了設(shè)備投資。雙效逆流蒸發(fā)流程見(jiàn)圖8—14。第17頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第18頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(三)三效蒸發(fā)流程分類

1．三效順流強(qiáng)制循環(huán)流程三效順流強(qiáng)制循環(huán)（流程對(duì)設(shè)備材質(zhì)的要求相對(duì)來(lái)說(shuō)不苛刻，投資費(fèi)用較低而又具有多利用蒸汽、汽耗較低的特點(diǎn)，所以也是生產(chǎn)企業(yè)容易接受的流程。其流程見(jiàn)圖8-16。）2．三效逆流強(qiáng)制循環(huán)流程（三效逆流強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)流程具有傳熱溫差大、傳熱效率高、設(shè)備能力大的特點(diǎn)，但由于末效高溫、高濃堿的需要，對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求也較高。其流程見(jiàn)圖8—17。）3．三效降膜逆流蒸發(fā)流程（是一種在國(guó)外能耗費(fèi)用較高地區(qū)推薦使用的流程，在國(guó)內(nèi)目前尚沒(méi)有引進(jìn)該流程道。見(jiàn)圖8—18）

流程依次如下第19頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖8—16三效順流蒸發(fā)流程示意圖1一l效凝水貯罐；2，7，9一氣液分離器，3—1效循環(huán)泵；4一I效蒸發(fā)器；5一I效循環(huán)泵；6一I效蒸發(fā)器，8一I、Ⅲ效凝水貯罐；10—I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；16一熱交換器第20頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖8-17三效逆流蒸發(fā)流程示意圖Ⅰ～Ⅱ效蒸發(fā)器；2，7，12一循環(huán)泵；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)的選擇第21頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8—18三效降膜逆流蒸發(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；4，5，8，9一換熱器第22頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四)蒸發(fā)流程選擇采用的依據(jù)和比較

對(duì)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(gè)方面：

①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(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)降低，產(chǎn)品成本下降。

②蒸發(fā)器形式的選擇參考下頁(yè)蒸發(fā)器的主要性能情況見(jiàn)表8—１。

③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)

④循環(huán)方式的選擇。

表8—２。第23頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表8—１幾種常見(jiàn)的蒸發(fā)器的主要性能對(duì)照表型式項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)器懸筐蒸發(fā)器外熱蒸發(fā)器列文蒸發(fā)器強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器升膜蒸發(fā)器降膜蒸發(fā)器旋轉(zhuǎn)刮板蒸發(fā)器循環(huán)速度傳熱系數(shù)I效Ⅱ效Ⅲ效對(duì)蒸汽壓力要求耗材與投資蒸發(fā)能力O．3～0．51200～1400800～900400～500低少低

l～1．21500～17001000～1200600～800

低較少低1．2～1．51800～20001000～1200800～900

較低較多

較低1．5～2．0300～24001200～1500

800～1000

高多

較低

1．8～2．51800～2000(顧)2000～2200(逆)1800～2200(順)900～2100(逆)1800～2000(順)800～2000(逆)

較高多

較高

不循環(huán)2000～2300--較低少

高不循環(huán)1400～16002400～2600-較高少

高不循環(huán)2300～2500--較低較少

較高第24頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表8—２推薦采用的蒸發(fā)流程和設(shè)備序號(hào)項(xiàng)目名稱內(nèi)容備注序號(hào)項(xiàng)目名稱內(nèi)容備注流程：效數(shù)雙效或三效以三效為佳2蒸發(fā)器強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器，升膜蒸發(fā)器，降膜蒸發(fā)器，

l循環(huán)方式采用強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)或旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器不循環(huán)的膜式蒸發(fā)3真空設(shè)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)泵第25頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)蒸發(fā)工序設(shè)備的結(jié)構(gòu)、原理，操作一、主要設(shè)備及原理、操作

(一)蒸發(fā)器

1．蒸發(fā)器的基本結(jié)構(gòu)

(1)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(duì)蒸發(fā)出來(lái)的二次進(jìn)行汽液分離

(2)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(jìn)口管及不凝氣體出口管

(3)循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)系統(tǒng)：自然循環(huán)或者強(qiáng)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(dá)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(duì)提高蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)具有重要作用。第26頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2．各種類型的蒸發(fā)器及其特性(1)自然循環(huán)型蒸發(fā)器

a．標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)器；(見(jiàn)下頁(yè)圖8—21)。在通常情況下，中央循環(huán)管的截面積應(yīng)不小于加熱管截面積的35％，一般為40％～50％。標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作方便、投資省等特點(diǎn)。缺點(diǎn)是循環(huán)速度低(約為0．4～O．5m／s)，更換和檢修加熱室較不容易。）b．懸筐式蒸發(fā)器；(內(nèi)熱式自然循環(huán)蒸發(fā)器見(jiàn)下頁(yè)圖8—22)，c．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(jiàn)29頁(yè)圖8—24)。第27頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖8—21標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)器圖8—22懸筐式蒸發(fā)器1一外殼；2一加熱室；3一中央循環(huán)管；1一外殼；2一加熱蒸汽管；

3一除沫器I4一蒸發(fā)室；5一除沫器4一加熱室；5一液沫回流管第28頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月特點(diǎn)“循環(huán)速度比標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)器大。結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。圖8-24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)室第29頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(2)強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器

a．強(qiáng)制外循環(huán)蒸發(fā)器

強(qiáng)制外循環(huán)蒸發(fā)器如31頁(yè)圖8—25，主要由四部分組成：即蒸發(fā)分離室、加熱室、循環(huán)管、循環(huán)泵。

b．強(qiáng)制內(nèi)循環(huán)蒸發(fā)器

(見(jiàn)31頁(yè)圖8—26)，它系由蒸發(fā)室、加熱室、液體箱三部分組成。第30頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖8—25強(qiáng)制外循環(huán)蒸發(fā)器圖8—26強(qiáng)制內(nèi)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；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；5一下降通第31頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(3)不循環(huán)蒸發(fā)器不循環(huán)蒸發(fā)器常見(jiàn)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(jiàn)下頁(yè)圖8—27)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8—28所示。

旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子刮板三部分組成，如頁(yè)圖8-29。

第32頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖8-27升膜蒸發(fā)

特點(diǎn):

傳熱系數(shù)高、結(jié)構(gòu)緊湊第33頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月傳熱系數(shù)高、蒸發(fā)強(qiáng)度大、設(shè)備緊湊、容易操作控制特點(diǎn)詳細(xì)敘述第34頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器是國(guó)內(nèi)近年開(kāi)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(diǎn)：

①傳熱系數(shù)大(最大可達(dá)2500W／(m2·K)，蒸發(fā)強(qiáng)度高〔(150～200kg水／(m2·h)〕；

②物料在蒸發(fā)器內(nèi)停留時(shí)間短，(數(shù)秒至十多秒)不結(jié)焦、無(wú)污垢；

③適用的粘度范圍廣(最高粘度可達(dá)10Pa·s左右)；

④可進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)，操作彈性大，濃度調(diào)節(jié)范圍廣并且無(wú)須洗罐；

⑤可在較低溫度條件下蒸發(fā)(工作溫度為78℃)，解決或減緩了濃堿對(duì)設(shè)備的腐蝕問(wèn)題，可選用普通的奧氏體不銹鋼制作，降低了設(shè)備的投資費(fèi)用；

⑥可使用二次蒸汽或余熱(使用蒸汽壓力0.1～0.2MPa)從而降低了能耗。

由于旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器具有上述的特點(diǎn)，該設(shè)備有可能成為蒸發(fā)設(shè)備新的替代產(chǎn)品。第35頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、輔助設(shè)備結(jié)構(gòu)、原理及操作．真空設(shè)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(shí)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(shè)備。如:大氣冷凝器、機(jī)械真空泵、水噴射冷凝器、蒸汽噴射圖例如下:go第36頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月水噴射冷凝器1-水室；2-噴嘴；3-汽室4-候管；5-尾管蒸汽噴射泵1-噴嘴；2-吸入室3-混合段；4-吼管5-擴(kuò)壓段

具備冷凝和去除不凝氣兩種功能的真空設(shè)備，廣泛用于燒堿蒸發(fā)的真空系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)是由水室、噴嘴、汽室、喉管和尾管組成，正常操作時(shí)，水室壓力為0.2～0.3MPa，其形成的系統(tǒng)真空度，通常在80.0～88.0kPa。這種設(shè)備結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但在實(shí)際生產(chǎn)中噴嘴往往容易堵塞，冷凝器需經(jīng)常處理。是一種高效的真空設(shè)備，它由吸入室、噴嘴、混合段、喉管、擴(kuò)壓段等部分組成。蒸汽噴射泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(shè)備。其缺點(diǎn)是如制造或選用不當(dāng)，．使蒸汽消耗增加。正常操作的蒸汽壓力為0.25～0.35MPa，真空度一般單級(jí)可達(dá)90.7～93.3kPa。第37頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

循環(huán)泵大都采用臥式軸流泵或臥式混流泵。因?yàn)樵谡舭l(fā)工藝中，設(shè)計(jì)要求要選用大流量、低揚(yáng)程的循環(huán)泵。這種泵的典型結(jié)構(gòu)見(jiàn)右圖。

強(qiáng)制循環(huán)泵的揚(yáng)程一般為3～5M液柱，其揚(yáng)量是保持液體的循環(huán)速度在1.8～2.5M／s，一般是選用料液經(jīng)過(guò)加熱器溫升為3℃時(shí)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(jī)械密封，其材質(zhì)一般為鎳材或鋼襯鎳。２．循環(huán)泵

1-聯(lián)軸器；2-軸承支架；3-進(jìn)口段；4-葉輪；5-中間段；6-出口段；

7-軸封；8-軸第38頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

3．換熱器換熱器是蒸發(fā)工藝過(guò)程的一種重要的輔助設(shè)備，它是降低能耗，充分利用余熱的主要設(shè)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，體積也比較龐大,但加工、維修尚不復(fù)雜。螺旋板式換熱器傳熱系數(shù)高，但加工制造復(fù)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(diǎn)，因此在離子膜燒堿蒸發(fā)中得到了廣泛的應(yīng)用，是值得推薦的熱交換設(shè)備見(jiàn)右圖第39頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、蒸發(fā)器的計(jì)算蒸發(fā)室內(nèi)徑與汽相空間高度(1)蒸發(fā)室內(nèi)徑計(jì)算式中D——蒸發(fā)室內(nèi)徑，m；W——蒸發(fā)水量，kg／hA——蒸發(fā)室的允許表面汽化強(qiáng)度，kg／(m2·h)，此值可取1200～1600第40頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(2)汽相空間高度計(jì)算式中V—蒸發(fā)器中汽化蒸汽的體積流量，m3／sB—蒸發(fā)室的體積汽化強(qiáng)度，m3／(m3·s)，此值可取1～1.6，常取1.2；D—蒸發(fā)室內(nèi)徑，m。(3)蒸發(fā)室分離空間的設(shè)計(jì)主要選用經(jīng)驗(yàn)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

蒸發(fā)室的高度=汽相空間高度+分離空間高度第41頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2．加熱室在離子膜燒堿蒸發(fā)中，根據(jù)設(shè)計(jì)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(zhǎng)及根數(shù)。下表８-３列出幾種常見(jiàn)的蒸發(fā)器加熱管的規(guī)格。蒸發(fā)器型式管徑mm管長(zhǎng)m管內(nèi)流速m／s材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)式列文式強(qiáng)制外循環(huán)式．升膜式降膜式

33～5750～6050～7038～5745～70

2～2．５

3～64～75～66～7０．4～０．52～31．8～2．1低碳不銹鋼，鎳低碳不銹鋼，鎳低碳不銹銅(3l6L)，鎳低碳不銹銅(316L)，鎳低碳不銹鋼，鎳第42頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3．傳熱面積與傳熱系數(shù)無(wú)論是單效、雙效或多效蒸發(fā)流程，蒸發(fā)器傳熱面積的計(jì)算，按公式F=Q／(K·△t)，必需在系統(tǒng)物料衡算和熱量衡算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，下面簡(jiǎn)要分述其計(jì)算步驟。

(1)單效計(jì)算步驟：①計(jì)算有效溫度差；②計(jì)算總熱負(fù)荷；③選取傳熱系數(shù)K經(jīng)驗(yàn)值；④按公式計(jì)算傳熱面積。

(2)雙效或多效計(jì)算步驟：①計(jì)算總蒸發(fā)水量；②計(jì)算有效溫度差；③有效溫度差的比例分配；④傳熱面積之比的分配；⑤選取各效傳熱系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)值；⑥計(jì)算各效熱負(fù)荷；⑦計(jì)算各效溫差及沸點(diǎn)；⑧計(jì)算各效的傳熱面積。第43頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月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(duì)強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的循環(huán)管，還要求有足夠的高度，以滿足真空操作泵入口對(duì)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(jiàn)下表８-４(經(jīng)驗(yàn)值)。類型比值類型比值標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)制循環(huán)型蒸發(fā)器循環(huán)型蒸發(fā)器

2～3.51～2.2第44頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5．循環(huán)泵的流量及揚(yáng)程

在選定循環(huán)泵的流量及揚(yáng)程時(shí)先決定循環(huán)量的過(guò)熱度(一般為3℃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(yáng)程則需先求出溶液在循環(huán)系統(tǒng)中的流動(dòng)阻力，可按下式計(jì)算：

式中∑h總阻力降，m；

h加——加熱管內(nèi)阻力降，m；

h循——循環(huán)管內(nèi)阻力降，m；

h沸——沸騰管內(nèi)阻力降，m。

由于總阻力降主要是由加熱管內(nèi)的阻力降所決定的，所以選定管內(nèi)既有利于傳熱又不增加泵的功率的流速是很重要的，一般選用1.8～2.5m／s。由此計(jì)算各分阻力降得出總阻力降，最后選取循環(huán)泵的揚(yáng)程。第45頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、工藝操作條件

一、主要工藝操作條件及消耗定額

1．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(jiàn)下頁(yè)的表８-５

2．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(guān)，常見(jiàn)的蒸發(fā)消耗定額見(jiàn)頁(yè)表8-６第46頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表８-５主要工藝操作條件

第47頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表8—６常見(jiàn)的離子腆堿液蒸發(fā)消耗定額(以50％堿為例)項(xiàng)目單效雙效三效蒸汽，t水，t1.1～1.212～15０.7～0.87～9０.5～0.65～6第48頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五、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(qiáng)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(jìn)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(yán)格控制蒸發(fā)的完成液濃度，是在保證產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)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關(guān)。熱損失第49頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)正常操作及故障處理一、蒸發(fā)與固堿設(shè)備防腐（一）、蒸發(fā)設(shè)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(shè)備的防腐關(guān)鍵在加熱汽箱材料的選用。對(duì)雙效逆流工藝而言，一效汽箱加熱管，由于金屬壁溫均在150℃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(gè)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。第50頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）、膜式法固堿設(shè)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NaCl0?！?.005）分解，生成[O]并有CI-出現(xiàn)。這是氧化性強(qiáng)的腐蝕性介質(zhì)。鎳在苛性堿中是耐蝕的，但對(duì)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(duì)減輕設(shè)備的腐蝕有效果的，但是氧化性介質(zhì)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(guó)外以鹽浴法加熱的降膜蒸發(fā)器加熱管材料，采用Incol，牌號(hào)N0660(InConel600)（美國(guó)）、NCF600（日本），相當(dāng)于我國(guó)GB271-88標(biāo)準(zhǔn)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％的鉻，抗氧化性能強(qiáng)，這一點(diǎn)優(yōu)于鎳。機(jī)械性能、工藝性能好，可進(jìn)行各種加工與焊接。在650℃的高溫下仍具有很高的強(qiáng)度。對(duì)苛性堿及大多數(shù)有機(jī)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(yīng)力腐蝕。因此消除應(yīng)力熱處理是必要的。美國(guó)BTC公司燒堿降膜蒸發(fā)器上的加熱管，其材料即為InconeL600，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(jié)果不夠