【文章內容簡介】 的提高，因此各效的粘度比較接近，各效的傳熱系數(shù)也大致相同。由于堿液與蒸汽為逆流流向，這樣可以使低粘度的堿液在低溫下沸騰，高濃度、高粘度的堿液在高溫下沸騰。從而提高了傳熱系數(shù)，減少了設備的加熱面積，減少了投資。 缺點是效間需用泵輸送，能耗較大。 并流流程的優(yōu)點是：后效蒸發(fā)室壓力較前效低，前效溶液可籍壓差流入后效，無需用泵輸送。此外，后效較前效低，溶液自前效流入后效時，由于過熱而發(fā)生 自蒸發(fā)，從而蒸發(fā)更多的溶液。這種流程的缺點是：后效溶液的濃度較前較大， 8 而沸點又較低，其粘度則相對較大，使后效蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)較前效較小 查閱 相關資料后對各種蒸發(fā)流程做對比分析后知，順流蒸發(fā)時濃效液溫較低，對材質要求較低，適合生產 3040%堿液的中小型企業(yè)。為滿足工藝要求，本 設計采用三效順流蒸發(fā)流程。 三效順流流程 流程介紹 電解液 經(jīng)預熱后進入一效蒸發(fā)器，自然循環(huán)加熱蒸發(fā)，濃縮后的堿液靠壓差順次過料到下一效，由三效出料至濃堿液貯槽 ，然后再 進行 冷 卻澄清。二、三效蒸發(fā)器的鹽漿，分別送旋風分離器增稠后，經(jīng)離心機分離氯化鈉結晶，再溶化 成回收鹽水送鹽水工序。母液送二效蒸發(fā)器。生蒸汽進入一效蒸發(fā)器，一效、二效產生的二次蒸汽分別供給二效及三效，三效產生的三次蒸汽在大氣冷凝器中，由生產上水直接冷凝，不凝氣經(jīng)真空泵徘入大氣。 影響因數(shù) （ 1） 生蒸汽壓力 [4] 生蒸汽是電解堿液蒸發(fā)的熱源，較高的生蒸汽壓力可以使蒸發(fā)系統(tǒng)獲得較大的溫差，使裝置具有較大的生產能力。 但對于內沸式蒸發(fā)器來說，當生蒸汽壓力升高到一定程度時，堿液由泡核沸騰變?yōu)槟罘序v，汽膜的存在降低了堿液的傳熱系數(shù)，使裝置能力受到影響。 生蒸汽壓力偏低，蒸發(fā) 器將不能維持良好的沸騰狀態(tài)，特別是對自然循環(huán)蒸發(fā)器，由于料液循環(huán)速度小，管內傳熱系數(shù)將按循環(huán)速度的 次方而降低。 同樣，加熱蒸汽壓力也受到蒸發(fā)發(fā)過程不穩(wěn)定因素的影響而波動，如進料濃度大、溫度高，使生蒸汽壓力將由于耗熱量少而升高。反之，則降低。所以將加熱蒸汽壓力作為控制值，然后調節(jié)蒸汽量是很必要的。 因此本設計選用加熱蒸汽壓力為 ，進料溫度為第一效沸點。 （ 2）蒸發(fā)器液位控制 保持蒸發(fā)器液面的正常和穩(wěn)定，對蒸發(fā)操作是十分重要的。對于自然循環(huán)蒸發(fā)器，如液位過高，經(jīng)加熱室后過熱料液的閃蒸過程，可能大 部分從沸騰室移至蒸發(fā)室，不能充分利用循環(huán)管中無汽泡料液與沸騰室中汽液混合物的重度差所提供的循環(huán)推動力，會降低循環(huán)速度。 根據(jù)不同型式的蒸發(fā)器。以及不同操作條件，制訂合理的液面高度，如對于標準式自然循環(huán)蒸發(fā)器，一般把適宜的液位高度定在加熱室上花板以上 50 cm處。 （ 3）真空度 真空度是一項重要控制指標。由于真空度的逐步提高，二次蒸汽飽和溫度的降低幅度變大，因此，提高真空度能增加總有效溫度差。 真空度由大氣冷凝器 下水排出溫度來調節(jié)， 下水溫度過高，真 空度難以保證．過低 時用水水量過多，則水耗上升。 9 物料衡算 計算依據(jù) [5] （ 1）產品 75kt/a （ 100%NaOH） （ 2）年作業(yè)時間 7100 小時 （ 3）原料堿：隔膜法電解工序來的原料液 NaOH NaCl H2O及其它 溫度 11% 17% 72% 第一效沸點 （ 4）三效順流蒸出來的堿液 NaOH NaCl H2O 及其它 32% 2% 67% （ 5）加熱蒸汽壓力： （絕） （ 6）末效二次蒸汽壓力： （絕） （ 7）產量 75kt/a（ 100%NaOH） F=100001000/7100= 1— 3 效流程示意簡圖如 下： 圖 31 三效順流流程簡 10 總物料衡算 （ 1）以 在蒸發(fā)過程中由于堿液中的雜質比較少可以忽略進行計算，洗水一般為 進入蒸發(fā)系統(tǒng)的堿液量： F0=F/X0= 其中： NaOH F= = NaCl Fs== kg/h H2O Fw=（ ） =（ 2）出蒸發(fā)系統(tǒng)的堿液量： F3=F/X3= 則其中的： NaOH F= = kg/h NaCl Fs3 = = kg/h H2O Fw3 = = kg/h （ 3）總蒸發(fā)水量： W=FwFw3+ =+ = （ 4）總的析鹽量為： Ws= Fs Fs3 = = kg/h （ 5）初步估計各效蒸發(fā)水量。三效順流蒸發(fā)水量一般可設 W1： W2： W3=1： ： 由 W1+W2+W3=W 得 W1=W/= W2= W3==WW1W2== kg/h （ 6)各效洗滌水量的比例為 1： ： W1＇ = W2＇ = W3＇ = 11 表 31總物料平衡 (單位： kg/h) 進入蒸發(fā)系統(tǒng) 出蒸發(fā)系統(tǒng) 電解堿液 蒸發(fā)堿液 NaOH NaOH NaCl NaCl H2O H2O 洗滌 水量 蒸發(fā) 水量 析鹽量 合計 合計 ． 3 第一效的物料衡算 估算堿液的濃度為： X1=F/（ F0W1+ W1＇） =（ +） = 則可由下列關聯(lián)式算出 NaOH 的濃度： 由于其溶液的沸點 75 ℃ ，則采用 Xs1= X12+ X13 則 Xs1= 由于在蒸發(fā)過程中 NaCl 在溶液中始終處于飽和狀態(tài)，所以析鹽量為： Ws1=F/X0 Xs0F/ X1 Xs1 = =核算堿液濃度： X1＇ =F/（ F0W1 Ws1 W1＇） =（ +） = 假設相對誤差 Z=，若︳ X1＇ X1 ︳ /X1〉 Z，則重新設 X1= X1＇，代入上式 復上述計算，直至誤差在允許范圍內為止，算得三效的濃度和析鹽量。 計算結果如表 表 32計算數(shù)據(jù) 參數(shù) 一次計算 一次迭代 二次迭代 三次迭代 X1 Xs1 Ws1 X1＇ Z 12 由于 〈 ，所以 X1= 則 F1=F/X1=其中： NaOH Fa1= = kg/h NaCl Fs1 = = kg/h H2O Fw1 = = kg/h 析鹽量 Ws1=Fs Fs1== kg/h 蒸發(fā)水量 W1= FwFw1+ W1＇ =+= kg/h 表 33第一效物料平衡 (單位： kg/h) 進入蒸發(fā)系統(tǒng) 出蒸發(fā)系統(tǒng) 電解堿液 蒸發(fā)堿液 NaOH NaOH NaCl NaCl H2O H2O 洗滌 水量 蒸發(fā) 水量 析鹽量 合計 合計 第二效進行物料衡算 估算第二效的堿液的濃度為 X2=F/（ F1W2+ W2＇） =（ +） = 則可由下列關聯(lián)式算出 NaOH 的濃度： 由于其溶液的沸點〉 75 ℃ ，則采用： Xs2=++ 則 X2= 由于在蒸發(fā)過程中 NaCl 在溶液中始終處于飽和狀態(tài)，所以析鹽量為： Ws2= Fs1F/X2Xs2 = = kg/h 核算堿液濃度： X2＇ =F/（ F1W2Ws2+W2＇） =（ +） = 假設相對誤差 Z=，若︳ X2＇ X2 ︳ /X2〉 Z，則重新設 X2= X2＇，代 入上式 13 重復上述計算，直至誤差在允許范圍內為止，算得二效的濃度和析鹽量。 表 34計算數(shù)據(jù) 參數(shù) 一次計算 一次迭代 二次迭代 三次迭代 四次迭代 由于 〈 ，則 X2= F2=F/X2=其中 NaOH Fa2 = = NaCl Fs2 = = kg/h H2O Fw2 = （ ） = kg/h 則蒸發(fā)水量為： W2=Fw1Fw2+ W2＇ =+ = kg/h 對第二效列物料平衡表 如表 35 表 35第二效物料平衡 (單位： kg/h) 進入蒸發(fā)系統(tǒng) 出蒸發(fā)系統(tǒng) 電解堿液 蒸發(fā)堿液 NaOH NaOH NaCl NaCl H2O H2O 洗滌 水量 蒸發(fā) 水量 析鹽量 合計 合計 第三效作物料衡算 進入蒸發(fā)器的物料： 其中： NaOH kg/h