工艺过程及装置选型:
设计能力按贵厂最近提供的5万吨/年烧碱,其中42%含量2.5万吨,46%含量2.5万吨.在与烧碱分厂交流沟通的基础上,从中小型企业的规模、投资、能耗及现状综合考虑。尽量利用现有设备,以最少的投资换取的收益。考虑到现有的产品规格及成熟的销售渠道,本方案按三效四体流程。在现有全套装置的基础上,对蒸发器部分进行优化设计。三效蒸发器将烧碱含量从11%浓缩到42%,冷却除盐利用现有装置,补齐能力不足的缺口部分,流程跟现有除盐流程配套,浓效升膜蒸发器将烧碱含量从42%浓缩到46%,浓效浓缩除盐后送至现有的溶碱锅系统. 由于总产量从现有3.5万吨提高到5万多吨,所以冷却除盐的能力不够,需增加一次冷却水量,增加高位槽、冷却槽、离心机及配套设备.
蒸发器选择:三效顺流,虽然一效的温度压力但浓度,所以对材质的要求相对降低,又由于一效不采盐,所以采用自然循环蒸发器。二、三效烧碱的浓度逐步提高,但温度压力逐步降低,所以对材质的要求也相对降低,二、三效有大量盐析出,所以采用强制循环蒸发器,设除盐装置。根据蒸煮固碱对原料液碱的要求,浓效设冷却除盐装置。
流程选择:三效四体蒸发器首尾相接,串联操作,后一效的操作压力和溶液沸点均较前一效低,仅在操作压力的效加入新鲜加热蒸汽;所产生的二次汽通入后一效的加热室,作为后一效的加热蒸汽(也就是说后一效的加热室成为前一效二次蒸汽的冷凝器)只有末效的二次蒸汽才用冷却介质循环水冷凝。其中一效蒸发器产生的二次汽大部分进入二效外,有一小部分进入浓效蒸发器。
原料电解液先进入一效冷凝液预热器,升温,进入一效蒸发器,然后顺流进入二效,二效由旋液器分盐稀相进入三效,浓相进入高位槽,之后离心分离并加水洗涤,固盐溶解后返回盐水系统,离心母液返回三效.三效进一步浓缩达到42%含量,三效浓缩液由旋液器分盐稀相分两路,一路进入浓效继续浓缩至46%,另一路进入冷却槽,降温析盐之后进入浓碱槽.浓相直接进入二效分离室.从浓效蒸发器出来46%的液碱,进入高位冷却槽。除盐后送到溶碱锅装置浓缩至98%成固碱。
优点:1、三效四体顺流流程,各效高温低浓度、低温高浓度的分配,提高了设备的耐腐蚀性,降低了对材质的要求。降低设备投资。2、二、三效分离室采用新型结构的具有蒸发结晶功能的分离室,使结晶盐的粒度更大,使分离效果更好,减少了洗盐水,降低了蒸发的蒸汽消耗。3、三效流程充分利用二次汽,比双效节约蒸汽1/3,生产42%(或46%)的碱,三效蒸发由双效单耗5吨汽/t碱,降为3.1~3.2吨汽/t碱,按年产5万吨烧碱,年节约蒸汽9万吨,年节约蒸汽费用900多万元.