堿液的蒸發(fā)操作崗位

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1、第八章堿液的蒸發(fā)操作崗位第一節(jié)蒸發(fā)的基本原理一、堿液蒸發(fā)工序的原理堿液蒸發(fā)與所有的蒸發(fā)過程一樣，是借加熱作用(一般用蒸汽)來提高堿液的溫度，使溶液中所含的溶劑(水)部分汽化，以提高溶液中溶質堿的濃度的物理過程。工業(yè)上的蒸發(fā)過程是典型的傳熱過程。這個過程可由傳熱方程式來表示：式中Q——傳熱速率，kJ／h；F——傳熱面積，m2；△t—傳熱溫差，℃；K——傳熱系數，kJ／(m2·h·℃)。(二)離子膜電解堿液蒸發(fā)過程的幾個特性溶液的沸點升高在一定壓力下，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。(請看下頁圖例分析8-28-3圖)電解堿液的粘度電

2、解堿液的濃度提高時，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，堿液的相對粘度見第四、五頁圖8-7、圖8-8和圖8-9。NaOH,%(質量)圖8—8NaOH溶液的粘度H2O/NaOH比值圖８-７　堿夜的相對粘度溫度，℃　圖8—9NaOH的動力粘度蒸發(fā)過程的溫差損失(1)溶液沸點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-t水(△t為溶液沸點升高而引起的溫差損失)。(2)由液體靜壓引起的沸點升高在蒸發(fā)器內進行的蒸發(fā)過程中，由于需要維持一定液位，堿液在蒸發(fā)器底部進入加熱室內所受到的壓力要比液面上的壓

3、力大，則就形成了由于靜壓引起的沸點升高值。(3)流體阻力所引起的溫差損失離子膜電解堿液蒸發(fā)的傳熱系數離子膜電解槽所生產的堿液，由于其純度高，雜質含量少，可近似視為燒堿水溶液的蒸發(fā),蒸發(fā)傳熱系數要比隔膜堿液蒸發(fā)的傳熱系數高。離子膜堿液的腐蝕性圖8-1NaOH溶液的熱導率二、離子膜堿液及其蒸發(fā)的特點(一)離子膜堿液的特點離子膜電解堿液具有隔膜電解堿液所無法比擬的優(yōu)點，這可以從其電解堿液的質量指標得知，見表8-2。表8-2各主要公司離子膜電解堿液質量一覽表指標旭硝子公司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．，NaC

4、l03，lng／lLFe203．mg／L33～35≤40≤1532≤50≤15——30～33≤3033～35﹤50≤20≤33330————3340～so5～15由表可以看出，總結(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。(二)離子膜法堿液蒸發(fā)的特點流程簡單，簡化設備，易于操作濃度高，蒸發(fā)水量少，蒸汽消耗低第二節(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　見圖8

5、-1１2．單效旋轉薄膜蒸發(fā)流程　見圖8-12流程敘述：離子膜法堿液由電解室內堿泵直接送至升膜蒸發(fā)器1入口，在升膜蒸發(fā)器中，堿液在管內受到管外蒸汽的加熱，溫度升高達到沸點，并沸騰，然后進入蒸發(fā)室蒸發(fā)，濃堿液依靠重力流入出料貯罐2。蒸發(fā)出來的水蒸汽，由噴射冷凝器6真空抽出。并經水冷凝進入冷卻水貯罐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，啟動泵將熱堿經熱交換器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，經汽液分離后蒸汽冷凝水送至凝水貯罐9。8-12單效旋轉薄膜蒸發(fā)流程示意圖)1-堿液送料泵；2一換熱器；3一旋轉薄膜蒸發(fā)器

6、；4一成品泵；5一噴射冷凝器；6一冷卻水貯槽流程敘述：加熱蒸汽由旋轉薄膜蒸發(fā)器3上部夾套進入并加熱堿液，冷凝液由蒸發(fā)器底部出口依靠自身壓力進入換熱器2，與堿液進行熱交換后的凝水去凝水貯罐。由電解來的32％堿液經熱交換器2預熱后，由旋轉薄膜蒸發(fā)器3上部加入；經分配成降膜下流，與蒸汽進行熱交換，堿液經加熱沸騰蒸發(fā)，蒸發(fā)出來的二次蒸汽進入噴射冷凝器5，被上部進入的冷卻水冷凝，冷卻下水送至循環(huán)水系統。濃縮后的堿液在蒸發(fā)器下部由泵4抽出去成品堿系統。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

7、：　　　　?。?、雙效順流流程其流程見圖8一13。２、雙效逆流程，見圖8—14。３、降膜雙效逆流流程。見圖8一15。(二)雙效蒸發(fā)流程圖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)的飽和蒸汽進行加熱，堿液達到沸騰后在蒸發(fā)室中蒸發(fā)，二次蒸汽進入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％～

8、39％，堿液依靠壓力差進入Ⅱ效蒸發(fā)器6中，在加熱室被二次蒸汽加熱沸騰，蒸發(fā)濃縮至產品濃度(42％、45％、50％)。Ⅱ效的