浅论烧碱蒸发节能技术改造

浅论烧碱蒸发节能技术改造

郑军亮

新疆中泰化学阜康能源有限公司 新疆 阜康 831500

摘要：随着时代的进步和科技的不断发展，企业的生产设备不断更新，工艺也不断更新，成为了必然的发展趋势。国内目前主要采用隔膜法和离子膜法来制取烧碱。近几年，采用离子交换膜技术已获得很好的应用。现在我国的烧碱产能已经达到每年三千万吨以上，其中近半数采用了离子膜工艺。我国部分新建的离子膜烧碱厂，因引入设备时采用了环境保护措施，节能降耗，获得了较高的市场认同。但是，传统的金属阳极隔膜烧碱设备仍处于闲置状态，有待淘汰。由于生产力不能满足当今社会的发展，为了改善产品的品质和降低成本，必须进行节能改造和更新。

关键词：烧碱蒸发；节能技术；改造

1烧碱蒸发工艺现状分析

目前国内很多烧碱厂还在使用隔膜制碱。以此方法对烧碱进行蒸发的主要装置是采用强迫循环的三向下游蒸发器。在碱性溶液中，以30%的氢氧化钠为主导产品，其余的则很少。从能源的角度来看，一吨氢氧化钠的30%通常要消耗1吨以上的水蒸气，多用20%。由于对产物的纯度有一定的要求，因此能源消耗也有一定的差别。当生产出42%的氢氧化钠时，蒸气的用量超过4吨，工艺所需的蒸气量超过4.5吨。在强迫循环工艺中，三个方向的单向流动段的蒸气消耗比原来多10%左右。中国的循环技术与国外三段式逆流技术相比，其能耗提高了20%。这是一个巨大的鸿沟。当大量的产品被制造出来时，就会有更多的能量被浪费。蒸气压力是影响蒸发量的首要因素。国内隔膜烧碱设备的蒸汽供给管路在某种程度上增大了阻力，造成了末端压力下降。蒸气的压力会影响到烧碱的生产。在生产30%的纯氢氧化钠时，需要大约0.5MPa的蒸气压力，在42%的氢氧化钠中，大约需要0.2MPa。随着压力值的增大，工作环境也会变得更好。第二个数值为末端蒸发器的真空值。相对于I型蒸发器的蒸气压力，终端效应真空度对蒸发器的影响也很大。这不仅直接影响到换热的温度，而且也会对设备的维修造成困难。当真空度下降时，产量就会下降，汽耗也会随之增大。随着我国经济的发展，高浓度烧碱的应用越来越广泛，产品的品质也有了明显的改善。同时，运输费用也会减少。另外，还能减少大气污染，减少运输压力，节约燃油。

2蒸发工艺改造

2.1改造前的工艺

①利用二次逆流三板式换热器技术，对32%-50%的烧碱蒸发和浓缩设备进行了热能回收。经压力泵将32%的碱液送入一次降膜蒸发器，并在经过蒸发时在真空条件下运行。将32%的碱性溶液浓缩到38.8%.在经过换热器时，将38.8%的碱液加热至134.6℃的设置温度。采用50%碱法，将碱分离温度控制在145℃；采用45%碱法分离装置，将碱液温度控制在136℃.在经过二次降膜蒸发时，制碱液是在常压下进行的。将38.8%的碱液进行浓缩，使其达到45%~50%。在将38.8%碱液换热后，板式换热器的温度由145℃下降到100.8℃，再由换热器将其由100.8℃降低到45℃左右，再送入成品区出售。②蒸气和冷凝的中压蒸气是从蒸气合成炉中生成的，或者是从外网直接供给到蒸气分布表，经调节阀流入二元蒸发器，与二效蒸发器的温度构成一个控制回路，二元蒸发器的蒸汽进入一效蒸发器。为了提高效率，所产生的蒸气冷凝液和一效降膜蒸发器壳面上的一部分凝结物被集中到蒸气冷凝槽内，有些凝结液参加38.8%的烧碱热交换，以获得热量，另外一部分则被送入氯化氢合成过程，并将其作为蒸汽锅炉水的副产物加入纯水槽中，以提高效率。碱性蒸气经表面冷却器冷凝后，由升压泵将其送入一次盐处理。

2.2改造后的工艺

①三效逆流式烧碱蒸发和浓缩设备的32%-50%。经高压泵将32%的碱液送入降膜蒸发器，使32%的碱液浓缩到37%。经过效应I的碱泵增压，将其分为两个部分。一种是将热量与凝结水的热量交换。另外一种方法是将50%氢氧化钠加热，再加入第二种降膜法，使其浓度达到42%。然后用Ⅱ型的碱泵将浓缩的碱溶液压缩，并将其分为两个通道。一种是与蒸气冷凝液体交换热量，一种是三效降膜蒸发器，它具有50%的氢氧化钠换热器。浓度提高到百分之五十。在50%浓度下，用三效碱泵加压，将其与42%氢氧化钠、37%氢氧化钠进行热交换冷却，然后送入50%氢氧化钠冷却器冷却到45℃，贮存在罐区内。②三效蒸发器的二次蒸气作为二次蒸发器的加温介质，二次蒸发器的二次蒸气进入凝结槽。二效蒸馏所生成的二次蒸气作为一次蒸发器的加热介质，一次凝结水则被送入凝结槽。三次蒸发后的二次蒸气在表面冷凝器内凝结，由真空泵将负压抽入，再由冷凝液槽进行回收。将蒸气冷凝液经过低温碱溶液进行冷却，再由42%氢氧化钠中压冷凝液换热器和37%氢氧化钠原料冷凝液换热器进行再输送到界区。多层换热技术可以使热能得到更高效的再生。经过三效蒸发，使50%的烧碱生产单位蒸气消耗由0.78吨降低到0.53吨。热能消耗大幅度减少，生产稳定，年经济效益达2百万元。

3工艺节能改造的措施

3.1对传统工艺的改造

目前，中国已经具备了对烧碱蒸发过程进行一定程度的改造和改善的条件。本文所说的“改造”，就是把传统的“强迫循环”技术改造成目前最先进的“三段式”逆向加工技术，使得国内的机械装备得到了进一步的完善，生产也变得更快捷、更便捷。虽然传统的生产模式有着自己的优点和特色，但是在节能降耗上却不能达到明显的效果。相反，一些环节的能源消耗比较大，难以进行。中国采用三段逆流技术代替了传统的强迫循环，使产品的品质和产量得到了极大的改善。该工艺既节约了大量的电解质、水蒸气，又能大量产出，充分说明了中国近代科技的发展。由此可以看出，这种新型的工艺方法不但可以在一定程度上节省生产费用，还可以大幅度地减少资源和能耗。这些技术在中国的烧碱蒸发方面取得了长足的发展。

3.2采用高效的离子膜法

要达到节能降耗的目的，就必须对现代化的机器进行改造。中国是一个科技强国，是世界上最先进的国家。近几年，中国已经开始采用这种技术，发展出了许多新的技术和新技术，其中离子膜烧碱法是目前应用最广、发展最快的一种方法。碱液浓度比常规的烧碱蒸发法要低得多，而且它的水分含量也很高。中国在此之前并未改善这个过程。所以，这种公共服务的运送费用是很高的。但是，由于科技水平的提高，国内提出了采用离子膜法制备烧碱的建议。将此技术用于烧碱制品的生产，将极大地降低机械设备能源消耗的问题，从而对企业的发展起到一定的推动作用。

3.3采用直接接触的冷凝设备

在凝结装置中采用多个筛板作为直接接触式制冷装置。通过这种方式，可以将直接接触式冷凝设备与高压蒸汽喷射泵配合使用，从而实现了对冷凝器的直接接触。这种方法消耗的电能会大幅度减少，而且不需要太高的水压，因此可以很好地达到节能的目的。

4结语

由于中国的氯碱工业遭受了严重的打击，总体的经济形势不容乐观，这给制药厂的经营带来了很大的压力，有必要对烧碱蒸发进行节能技术改造，中国的氯碱工业，除了要注重市场的发展外，更要注重技术的更新、劳动生产率的提升、成本的降低、设备的长期稳定运转。

参考文献：

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