第5期氯堿工業(yè)2007年5月Chlor -Alkali IndustryMay,2007【蒸發(fā)與固堿】荽發(fā)系統(tǒng)的改造張宏偉(湖北雙環(huán)科技股份有限公司,湖北應城432407)[關(guān)鍵詞]燒堿;蒸發(fā);真空度;大氣冷凝器[摘要]對原三效順流蒸發(fā)裝置的真空系統(tǒng)、離心機、大氣冷凝器等一些關(guān)鍵部位和相關(guān)的設備管道進行了技術(shù)改造,極大地降低了生產(chǎn)能耗,增加了企業(yè)的經(jīng)濟效益。[中圖分類號]TQ114.268[文獻標識碼]B[文章編號]1008-133X(2007)05-0024-Transformation of evaporation systemZHANG Hong-weiHubei Shuanghuan Science and Technology Co, Ltd., Yingcheng 432407, China)Key words: caustic soda; evaporation; vacuum; atmosphere condenserAbstract: Such key devices as vacuum system, centrifugal pumps, and atmosphere condenser and theelated devices and pipelines, of original three- effect downstream evaporation devices are transformedtechnologically. And the energy consumption is decreased in the production extremely. So the econebenefits of the enterprise are increased湖北雙環(huán)科技股份有限公司氯化工廠(以下簡出料閥自流至出料槽。Ⅱ效、Ⅲ效采鹽泵所采鹽漿稱“湖北雙環(huán)公司”)的燒堿裝置于1993年10月建至鹽泥高位槽,經(jīng)W-1200刮刀離心機甩干后到成投產(chǎn),最初生產(chǎn)能力為1.5萬t/a。2003年12月化鹽桶,溶解為回收鹽水,母液回電解液貯槽。真空電解槽由42臺增加到60臺,燒堿生產(chǎn)能力達到系統(tǒng)由直徑1200mm的大氣冷凝器和水力噴射泵3.5萬t/a,常因蒸發(fā)能力過小導致電解工段降負配套使用,循環(huán)水冷凝吸收Ⅲ效二次蒸汽形成真空荷。為了充分挖掘產(chǎn)能,降低單耗,有效平衡生產(chǎn)存在問題有:①蒸發(fā)能力過小,不能滿足企業(yè)的湖北雙環(huán)公司于2004年7月成立蒸發(fā)技術(shù)改造小發(fā)展;②真空度過低,蒸汽消耗過高;③效間過料、進組,組織技術(shù)人員到四川瀘州化工廠和葛化集團有料點不夠理想,過料時易造成物料在管道內(nèi)發(fā)生劇限公司考查學習,結(jié)合自身條件,制定蒸發(fā)裝置改造烈閃蒸,管道易堵塞;④離心機操作不穩(wěn)定,回收鹽方案,僅花費了少量資金,就使蒸發(fā)裝置能力得到了水過堿量達3g/L,堿收率低;⑤采鹽能力偏小,效體大幅度的提高,不僅保證了正常的生產(chǎn),而且動力消易結(jié)鹽洗效頻繁;⑥自動化程度低操作彈性小。耗、蒸汽消耗等指標均有大幅下降。2改造情況1原工藝流程及存在的主要問題21有關(guān)計算湖北雙環(huán)公司采用懸筐式列文蒸發(fā)器、三效順根據(jù)蒸發(fā)廠房、孔洞大小以及電解生產(chǎn)能力,對流部分強制循環(huán)蒸發(fā)工藝,3個效體加熱面積均為燒堿蒸發(fā)裝置進行有關(guān)計算。計算依據(jù)是:現(xiàn)運行130m2,電解液由加料泵經(jīng)兩個螺旋板換熱器預熱電解槽60臺,運行電流56kA,考慮到設備洗效、檢至120℃后,進入I效,I效料液通過自壓過料到Ⅱ修等情況,按1h生產(chǎn)7t100%NaOH,1t堿耗汽3效,Ⅱ效、Ⅲ效料液通過采鹽泵過料并采鹽,料液在t、系統(tǒng)洗水量500kg/(t·100%NaOH)計。各效物Ⅲ效蒸發(fā)器內(nèi)質(zhì)量濃度為450g/L左右時,開Ⅲ效料平中國煤化工CNMHG[作者簡介]張宏偉(1974-),男,技術(shù)員,1993年開始在湖北雙環(huán)科技股份有限公司氯堿廠從事設備、工藝安全等方面的技術(shù)改造工[收稿日期]2006-08-0924第5期張宏偉:蒸發(fā)系統(tǒng)的改造蒸發(fā)與固堿表1各效物料平衡結(jié)算情況kgh·℃),設G為總水量(kg/h),則Q熱=G·C(項目效Ⅲ效-t1),Q熱=(1.907×103÷3600)×4.182×(8:進料量73500.059349.541970.5蒸發(fā)水量l1907.012964.014047,03(kJs),Q=Qg熱+Q潛熱=7591.7+析出鹽量22434415.04590.0553.3=8145(kJ/s)。出料量59349541970.523333.5原HBLD-500橫流涼水塔的技術(shù)參數(shù)為:風葉蒸發(fā)系統(tǒng)的各級壓力(表壓)分配見表2。直徑4200mm,電機功率18kW(共2臺),額定冷表2各級壓力分配情況卻水量576m3/h,實際冷卻水量500m3/h,冷卻水效Ⅱ效Ⅲ效溫5~10℃,而實際降溫為7℃,在38~45℃時水加熱蒸汽0.600.2400.0250.240.0250.015(絕壓)的比熱容Cp=4.174kJ/(kg·℃),則處理能力I效、Ⅱ效、Ⅲ效的傳熱面積按11:1計算,經(jīng)Q=(500×103÷3600)×4.174×(45-38)核算I效加熱面積需2123m2,Ⅱ效、Ⅲ效加熱面4058(k/s)?？梢娫瓩M流涼水塔不能滿足生產(chǎn)要積需236.1m2?？紤]到資金投入和改造周期重新求。設計I效加熱室(內(nèi)徑為1140mm,加熱面積是215更新的涼水塔為型號 GFNDP-500的方形逆流m2,材質(zhì)是8NT);將原I效加熱室移到Ⅱ效式玻璃鋼涼水塔,共裝噴頭400多個,技術(shù)參數(shù)為循環(huán)管形成雙加熱室,加熱面積達到260m2;另增風葉直徑800mm,電機功率4kW(共8臺),額定加一材質(zhì)為0C18N8T、加熱面積為130m的加熱冷卻水量500m/h,實際冷卻水量452m/h,冷室到Ⅲ效循環(huán)管將Ⅲ效改為雙加熱室。各效加熱卻水溫20℃,而實際降溫為18℃,在38-45℃時面積分別為25m2、260m2、260m2?？紤]到Ⅱ效、水的比熱容Cp=4.174kJ/(kg·℃),則處理能力Ⅲ效循環(huán)管改為加熱室,料液循環(huán)阻力增大,將原Ⅱ2=(4552×10÷360×4.414×18=950效、Ⅲ效強制循環(huán)軸流泵出口φ450管道改為kg·℃)。φ900,通過大小頭與加熱室連接,減少軸流泵壓頭改造后, GFNDP-500方形逆流式玻璃鋼涼水損失,同時將軸流泵改為FX-500型軸流泵(Q塔運行效果達到了設計水平,完全能滿足生產(chǎn)要求。2200~3500m3/h,H=55m,工作溫度≤170℃)。 GFNDP-500方形逆流式玻璃鋼涼水塔采用全2.2真空系統(tǒng)改造PVC斜波填料,噴淋式布水,布水合理,在使用過程夏天真空系統(tǒng)真空度不到0.070Ma,上水溫中冬天開4臺風機夏天開8臺風機,合理調(diào)整工度達到50℃,Ⅲ效出堿溫度高蒸發(fā)強度下降,汽耗況減小涼水塔的能耗電機輕檢修方便。增加,嚴重時電解只能降負荷生產(chǎn),嚴重影響了經(jīng)濟22.2大氣冷凝器的改造效益。原因是涼水塔處理水量偏小,水溫高;大氣冷大氣冷凝器直徑可用下式計算:d=0.023凝器偏小。(D·V/W)03,式中:d為大氣冷凝器直徑,m;D為2.2.1涼水塔的改造蒸汽量,14047kg/h;V為蒸汽比容,m3/kg,壓力在涼水塔主要負責蒸發(fā)系統(tǒng)循環(huán)用水,原涼水塔0.02Ma時為10.2m/kg;W為蒸汽流速取40設計能力是為2.5萬va燒堿蒸發(fā)配備的,現(xiàn)蒸發(fā)myso能力是3.5萬ta計算得,d=0.023×(14047×10.2÷40)03=(1)Ⅲ效蒸發(fā)水量為11907Uh,而大氣冷凝器1.37(m),取1.4m。將原大氣冷凝器直徑1.2m的冷卻水量為蒸汽量的30~40倍,即冷卻水量為改為14m,并將原φ32噴嘴改為φ42噴嘴,由原357.21-476.28m3h來的4排增加為6排(每排8根),共計56根噴嘴,(2)根據(jù)蒸發(fā)實際情況,Ⅲ效溫度是85℃,回運行效果很好水溫度是45℃。Ⅲ效85℃的水蒸氣降至45℃的經(jīng)過對與蒸發(fā)配套的涼水塔和大氣冷凝器的改熱水所放出的熱量是:Q=Qg然+Q。85℃的水·造中國煤化工后對比見表3蒸氣的汽化熱為22953kJ/kg,Q諧=(1.907CNMHG數(shù)對比103÷3600)×22953=7591.7k/s;:5℃的熱水「八醞度八v汽耗/(t:12)降至45℃時的平均溫度是:均福度=(85+45)÷2改造前0.07改造后0.080-0.090=65(℃);65℃時水的比熱容Cn=4.182kJ/(kg蒸發(fā)與固堿2007年23過料方式的改變泥化水后直接排入電解液貯槽,進入效體蒸發(fā),有利(1)原設計進料方式:I效出料點在蒸發(fā)室錐于I效結(jié)晶鹽晶核的形成,離心液過堿量也能嚴格底,靠壓差進入Ⅱ效沸騰室。Ⅱ效出料點為循環(huán)管控制在1gL以下,使蒸發(fā)過程進入了良性循環(huán)汽錐形積鹽槽,經(jīng)采鹽進入Ⅲ效。耗和動力電耗顯著下降(2)不足:①該過料方式中進入下一效體的物2.5采鹽系統(tǒng)的改造料層為過熱狀態(tài),在管道內(nèi)發(fā)生劇烈閃蒸,隨著水分隨著生產(chǎn)能力的增加,原采鹽泵已不能和蒸發(fā)的迅速蒸發(fā)有鹽結(jié)晶析出,造成過料管道阻塞。沖能力相匹配,根據(jù)3.5萬ta的蒸發(fā)能力,將Ⅱ效、堵時加大效體水量,影響蒸發(fā)能力;②沸騰室內(nèi)劇Ⅲ效采鹽泵改型為Q=80m3/h,H=45m,同時將Ⅱ烈的閃蒸易造成二次蒸汽帶堿和爆炸閃蒸,導致蒸效、Ⅲ效采鹽泵管道改為φ108×4.5不銹鋼管。發(fā)器劇烈震動(特別是Ⅲ效蒸發(fā)器)。2.6自動化控制系統(tǒng)的投入(3)改變過料方式。改I效出料點在蒸發(fā)器底采用DCS自動控制液位和過料,極大地提高了部,靠壓差進入Ⅱ效加熱室下彎頭(軸流泵的出生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性,提高了蒸發(fā)的生產(chǎn)能力?？?,Ⅲ效進料點也在加熱室下彎頭,盡量利用液位剛投用時液位檢測鋼球不耐壓,后改變進貨廠家得自身壓力克服部分閃蒸,并在Ⅱ效、Ⅲ效進料管口加以解決。擴散裝置,從而有效防止進料時因溫差導致的閃蒸,2.7其他改造避免進料管堵塞和蒸發(fā)器劇烈震動。將Ⅱ效、Ⅲ效旋液分離器改型為φ18002.4離心機的更換12517;②濃冷崗位料液入槽采取沿槽壁切線進入蒸發(fā)改造時將原W-1200刮刀離心機改為方式使入槽成品堿起到混合攪拌作用;③Ⅱ效、ⅢHRN-500雙級活塞推料離心機。它具有處理能力效回流液改至沸騰室上部沿切線進入蒸發(fā)室;④I大、操作簡便等特點,但對處理鹽泥的要求比較高。效二次蒸汽管改為φ325×12(原為φ250×12),要求含固量高,固液比均勻,否則會嚴重影響操作效Ⅱ效二次蒸汽管改為中426×12(原為φ325×12)果。在正常開車加料情況下,采鹽平穩(wěn),離心機工作碳鋼管。正常。當冷卻崗位、配堿崗位排鹽到高位槽時,離心3結(jié)語機出現(xiàn)異常,表現(xiàn)為機口震動劇烈,母液含固量升高三效順流雙加熱室強制循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)已運行1(20%~25%),離心機處理能力下降,回收鹽水過年多,在生產(chǎn)中顯示出較高的生產(chǎn)能力和節(jié)能作用堿量高達3g/L。后考慮二次采鹽工藝,即用泵將所提高了蒸發(fā)能力,減少了堿損失,降低了汽耗,極大排鹽泥經(jīng)過旋液分離器進一步增稠含固量達到要地提高了企業(yè)的效益。求,但因所排鹽泥顆粒細,堿液黏度高,雖然離心機[編輯:董紅果]處理能力有所提高,但過堿量偏高,后改為將清槽鹽···?！すぁぁぁぁ！ぁ?···命·····%∽%···°%%%··(上接第19頁)同時由于蒸汽耗用量大,因此面考慮,氯氣壓縮機以采用進口透平機較為合適。適用于蒸汽成本低、供汽富裕的企業(yè)。但隔膜堿產(chǎn)總之,對采用何種制堿技術(shù),必須綜合考慮,既要考品質(zhì)量低于離子膜堿,能耗高(主要是蒸汽耗)也是慮技術(shù)是否先進,又要考慮投資費用及設備的維修不爭的事實,這需要比較投資費用和今后的運行費管理。用。對于新建10萬ta以上規(guī)模的燒堿裝置,建議經(jīng)考察比較,杭電化公司決定新建10萬ta燒采用離子膜法制堿技術(shù);而現(xiàn)有隔膜堿的企業(yè)擴產(chǎn),堿項目的最終生產(chǎn)方案為①一次鹽水工序采用不宜擴幾萬∽a的離子膜堿裝置,還是擴隔膜堿裝HVM膜過濾鹽水技術(shù),其中化鹽采用地下化鹽池置為宜②電解工序引進日本氯工程公司離子膜電解槽電解如采用隔膜法制堿,對鹽水質(zhì)量要求較離子膜技術(shù),取消碳素管過濾器;③氯氫處理工序中氯氣干法低,一次鹽水工藝宜用傳統(tǒng)工藝;若用離子膜法制燥采中國煤化工德國某公司生產(chǎn)的堿建議釆用HWM膜法工藝它的鹽水質(zhì)量較好。透平CNMH(工藝。氯氣干燥采用三塔流程較為合理,因為氯中含水對注:由于裝置性能、管理程度不一,文中有關(guān)數(shù)透平機的使用壽命至關(guān)重要,采用此項工藝流程可據(jù)僅供參考。以較好地控制氯中含水指標。從節(jié)能角度及維修方[編輯:蔡春艷]26