蒸发溶出一体化工艺设备及其工艺流程制造技术

本发明专利技术属于精细氧化铝生产技术领域，具体涉及一种蒸发溶出一体化工艺设备及其工艺流程。本发明专利技术在不改变氢氧化铝加料方式的情况下，将氢氧化铝生产中的蒸发和溶出两个工序统一为一个整体，简化了流程，减少了设备数量，提升了整个蒸发溶出系统的热效率，节约了设备投资费用和占地面积，提高系统总热效率，降低生产中蒸汽的耗量，利于全厂生产、控制系统的简化，比现有技术更加高效、节能。

【技术实现步骤摘要】
蒸发溶出一体化工艺设备及其工艺流程
本专利技术属于精细氧化铝生产
，具体涉及一种蒸发溶出一体化工艺设备及其工艺流程。
技术介绍
目前，国内外采用拜耳法生产和提纯氧化铝工艺普遍采用种分母液蒸发后，蒸发母液再去与铝土矿(氢氧化铝)溶出反应的方法。换热设备数量较多，设备投资费用高。现有技术的主要特征：一是溶出和蒸发是两个工艺单元，蒸发工序实现蒸发原液的浓缩，溶出工序采用蒸发母液配料，完成氢氧化铝(三水铝石矿)的溶出。二是溶出高温料浆采用闪蒸工艺，将闪蒸乏汽返回余热冷矿浆，闪蒸水分较少。目前，国内外生产线的主要流程是：①蒸发流程为6效逆流蒸发，蒸发原液和新蒸汽逆流接触。新蒸汽凝水及乏汽凝水闪蒸后的蒸汽回蒸发器再利用。物料流向如下，详细流程见附图2。蒸发原液→6效蒸发器及分离室→5效蒸发器及分离室→4效蒸发器及分离室→3效蒸发器及分离室→2效蒸发器及分离室→1效蒸发器及分离室→浓缩母液(高压，高温)→母液1级闪蒸罐→母液2级闪蒸罐→母液3级闪蒸罐→母液4级闪蒸罐→浓缩母液(常压，低温)。②溶出流程常压的浓缩母液和氢氧化铝打浆后送入三级预热器和新蒸汽加热器，经保温溶出后，再经三级闪蒸降温至107-110℃后，进入后续工序。新蒸汽凝水及乏汽凝水闪蒸后的蒸汽回预热器再利用。浓缩母液(常压，低温)+氢氧化铝→一级预热器→二级预热器→三级预热器→新蒸汽预热器→保温罐→溶出液一级闪蒸罐→溶出液二级闪蒸罐→溶出液三级闪蒸罐→溶出液(107-110℃)。以上流程存在的问题或缺点：(1)蒸发原液经加热后，先升温至143℃左右，然后再闪蒸降温至90℃左右，和氢氧化铝混合打浆后又需要升温至143℃左右。此过程需要用蒸发液闪蒸罐降低浓缩液温度，以便和氢氧化铝混合配浆。蒸发液闪蒸罐虽然可以降低浓缩液温度、回收二次蒸汽，但是由于换热效率、温度差损失、散热损失的影响，会降低系统的总热效率。(2)蒸发工序为逆流蒸发，每一效均有过料泵，动力消耗较高。(3)溶出工序没有水冷器系统，溶出液经闪蒸后，二次蒸汽压力最低只能降到常压(绝对压力)，由于沸点升高的原因，溶出液出料温度为107-110℃，很接近常压沸点，导致溶出液储槽有一些二次蒸汽损失到空气中。(4)换热设备数量较多，两个工序均有浓缩母液(或溶出液)闪蒸罐、新蒸汽凝水闪蒸罐、乏汽凝水闪蒸罐等，过多的换热设备降低了系统的总热效率，同时也增加设备投资。
技术实现思路
针对以上现有技术的不足，本专利技术提供一种蒸发溶出一体化工艺设备，将精细氧化铝行业的蒸发工序、溶出工序进行缩短、整合，在一个系统内完成水分的蒸发和氢氧化铝的加料及溶出；由此能够减少设备数量，降低设备投资费用和占地面积，提高系统总热效率，降低生产中蒸汽的耗量。本专利技术还提供采用该设备的蒸发溶出一体化工艺流程。本专利技术所述的蒸发溶出一体化工艺设备，将水分的蒸发和氢氧化铝的溶出结合为一个热平衡系统；此设备包括原液Ⅲ效蒸发器及分离室、原液Ⅱ效蒸发器及分离室、原液Ⅰ效蒸发器及分离室、打浆槽、新蒸汽加热器、保温罐、溶出液Ⅰ效蒸发器及分离室、溶出液Ⅱ效蒸发器及分离室、溶出液Ⅲ效蒸发器及分离室、溶出液闪蒸罐、新蒸汽水封槽、新蒸汽凝水Ⅰ级闪蒸罐、新蒸汽凝水Ⅱ级闪蒸罐、新蒸汽凝水Ⅲ级闪蒸罐、新蒸汽凝水Ⅳ级闪蒸罐、新蒸汽凝水Ⅴ级闪蒸罐、乏汽水封槽、乏汽凝水Ⅰ级闪蒸罐、乏汽凝水Ⅱ级闪蒸罐、乏汽凝水Ⅲ级闪蒸罐、乏汽凝水Ⅳ级闪蒸罐和水冷器。其中：所述的原液Ⅲ效蒸发器及分离室连接原液Ⅱ效蒸发器及分离室，原液Ⅱ效蒸发器及分离室连接原液Ⅰ效蒸发器及分离室，原液Ⅰ效蒸发器及分离室连接打浆槽，打浆槽连接新蒸汽加热器，新蒸汽加热器连接保温罐，保温罐连接溶出液Ⅰ效蒸发器及分离室，溶出液Ⅰ效蒸发器及分离室连接溶出液Ⅱ效蒸发器及分离室，溶出液Ⅱ效蒸发器及分离室连接溶出液Ⅲ效蒸发器及分离室，溶出液Ⅲ效蒸发器及分离室连接溶出液闪蒸罐；新蒸汽加热器和溶出液Ⅰ效蒸发器及分离室分别连接新蒸汽水封槽，新蒸汽水封槽连接新蒸汽凝水Ⅰ级闪蒸罐，新蒸汽凝水Ⅰ级闪蒸罐连接新蒸汽凝水Ⅱ级闪蒸罐，新蒸汽凝水Ⅱ级闪蒸罐连接新蒸汽凝水Ⅲ级闪蒸罐，新蒸汽凝水Ⅲ级闪蒸罐连接新蒸汽凝水Ⅳ级闪蒸罐，新蒸汽凝水Ⅳ级闪蒸罐连接新蒸汽凝水Ⅴ级闪蒸罐；溶出液Ⅱ效蒸发器及分离室连接乏汽水封槽，乏汽水封槽连接乏汽凝水Ⅰ级闪蒸罐，乏汽凝水Ⅰ级闪蒸罐连接乏汽凝水Ⅱ级闪蒸罐，乏汽凝水Ⅱ级闪蒸罐连接乏汽凝水Ⅲ级闪蒸罐，乏汽凝水Ⅲ级闪蒸罐连接乏汽凝水Ⅳ级闪蒸罐；原液Ⅲ效蒸发器及分离室连接水冷器。优选地，所述的原液多效蒸发器的数量，溶出液多效蒸发器的数量，新蒸汽凝水闪蒸罐的数量，以及乏汽凝水闪蒸罐的数量，均根据浓缩液的Nk浓度、溶出液的Nk浓度不同而增减。所述的浓缩液为原液Ⅰ效蒸发器及分离室出来的液体。优选地，所述设备还包括MVR蒸发系统，MVR蒸发系统连接原液Ⅲ效蒸发器及分离室。本专利技术所述的采用上述设备的蒸发溶出一体化工艺流程，该流程用于精细氧化铝行业中水分的蒸发和氢氧化铝的溶出；该流程将蒸水分为两个部分，一部分水分在溶出前蒸出，另一部分水分在溶出后蒸出，溶出设备置于两段蒸水中间，共同构成了蒸发溶出一体化工艺流程；主要包括如下步骤：蒸发原液流经MVR蒸发器，原液Ⅲ效蒸发器及分离室，原液Ⅱ效蒸发器及分离室，原液Ⅰ效蒸发器及分离室蒸发浓缩，浓缩后在打浆槽中与氢氧化铝混合配浆后进入新蒸汽加热器，在保温罐中停留溶出，溶出液流经溶出液Ⅰ效蒸发器及分离室，溶出液Ⅱ效蒸发器及分离室，溶出液Ⅲ效蒸发器及分离室，溶出液闪蒸罐后进入后续工序。优选地，所述的水分在溶出前蒸出采用逆流蒸发的方式；水分在溶出后蒸出，采用顺流蒸发的方式。优选地，所述的溶出液的出液温度为90-108℃，一般在98℃左右。这里的出液温度指的是溶出液闪蒸罐的出液温度，也就是进入后续工序的温度，后续工序可以是脱色工序、叶滤工序、分解工序等。优选地，所述的溶出液Ⅲ效蒸发器及分离室产生的乏汽作为原液Ⅰ效蒸发器及分离室的热源。上述流程中，水分的蒸发采用两段蒸水系统，一部分水分在溶出前蒸出，采用逆流的方式，利用顺流蒸发的乏汽作为热源，将蒸发原液加热、浓缩，控制浓缩液的温度在常压沸点以下，将其直接与氢氧化铝混合配浆；另一部分水分在溶出后蒸出，采用顺流的方式，利用溶出高温料浆的热能，外加部分新蒸汽补充热能，产生的乏汽作为逆流蒸发的热源。溶出设备镶嵌在两段蒸水系统中间，仅采用新蒸汽做热源加热料浆。两段蒸水系统和溶出设备融合为蒸发溶出一体化系统，在该系统内完成水分的蒸发和氢氧化铝的溶出。现有技术中，浓缩液的Nk浓度比较高(比如160-180g/L)，而本流程将浓缩液的Nk控制在较低的浓度(80-150g/L)，同时浓缩液的温度在常压沸点以下，此浓缩液可直接与氢氧化铝混合配浆并能保证氢氧化铝的完全溶出。保温后的溶出液流经多效顺流蒸发器，温度逐级降低，降温产生的热能，全部用于蒸发过程中加热，物料的降温和水分的蒸发同步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蒸发溶出一体化工艺设备，其特征在于：将水分的蒸发和氢氧化铝的溶出结合为一个热平衡系统；此设备包括原液Ⅲ效蒸发器及分离室(2)、原液Ⅱ效蒸发器及分离室(3)、原液Ⅰ效蒸发器及分离室(4)、打浆槽(5)、新蒸汽加热器(6)、保温罐(7)、溶出液Ⅰ效蒸发器及分离室(8)、溶出液Ⅱ效蒸发器及分离室(9)、溶出液Ⅲ效蒸发器及分离室(10)、溶出液闪蒸罐(11)、新蒸汽水封槽(12)、新蒸汽凝水Ⅰ级闪蒸罐(13)、新蒸汽凝水Ⅱ级闪蒸罐(14)、新蒸汽凝水Ⅲ级闪蒸罐(15)、新蒸汽凝水Ⅳ级闪蒸罐(16)、新蒸汽凝水Ⅴ级闪蒸罐(17)、乏汽水封槽(18)、乏汽凝水Ⅰ级闪蒸罐(19)、乏汽凝水Ⅱ级闪蒸罐(20)、乏汽凝水Ⅲ级闪蒸罐(21)、乏汽凝水Ⅳ级闪蒸罐(22)和水冷器(23)。/n

【技术特征摘要】
1.一种蒸发溶出一体化工艺设备，其特征在于：将水分的蒸发和氢氧化铝的溶出结合为一个热平衡系统；此设备包括原液Ⅲ效蒸发器及分离室(2)、原液Ⅱ效蒸发器及分离室(3)、原液Ⅰ效蒸发器及分离室(4)、打浆槽(5)、新蒸汽加热器(6)、保温罐(7)、溶出液Ⅰ效蒸发器及分离室(8)、溶出液Ⅱ效蒸发器及分离室(9)、溶出液Ⅲ效蒸发器及分离室(10)、溶出液闪蒸罐(11)、新蒸汽水封槽(12)、新蒸汽凝水Ⅰ级闪蒸罐(13)、新蒸汽凝水Ⅱ级闪蒸罐(14)、新蒸汽凝水Ⅲ级闪蒸罐(15)、新蒸汽凝水Ⅳ级闪蒸罐(16)、新蒸汽凝水Ⅴ级闪蒸罐(17)、乏汽水封槽(18)、乏汽凝水Ⅰ级闪蒸罐(19)、乏汽凝水Ⅱ级闪蒸罐(20)、乏汽凝水Ⅲ级闪蒸罐(21)、乏汽凝水Ⅳ级闪蒸罐(22)和水冷器(23)。


2.根据权利要求1所述的蒸发溶出一体化工艺设备，其特征在于：所述的原液Ⅲ效蒸发器及分离室(2)连接原液Ⅱ效蒸发器及分离室(3)，原液Ⅱ效蒸发器及分离室(3)连接原液Ⅰ效蒸发器及分离室(4)，原液Ⅰ效蒸发器及分离室(4)连接打浆槽(5)，打浆槽(5)连接新蒸汽加热器(6)，新蒸汽加热器(6)连接保温罐(7)，保温罐(7)连接溶出液Ⅰ效蒸发器及分离室(8)，溶出液Ⅰ效蒸发器及分离室(8)连接溶出液Ⅱ效蒸发器及分离室(9)，溶出液Ⅱ效蒸发器及分离室(9)连接溶出液Ⅲ效蒸发器及分离室(10)，溶出液Ⅲ效蒸发器及分离室(10)连接溶出液闪蒸罐(11)；
新蒸汽加热器(6)和溶出液Ⅰ效蒸发器及分离室(8)分别连接新蒸汽水封槽(12)，新蒸汽水封槽(12)连接新蒸汽凝水Ⅰ级闪蒸罐(13)，新蒸汽凝水Ⅰ级闪蒸罐(13)连接新蒸汽凝水Ⅱ级闪蒸罐(14)，新蒸汽凝水Ⅱ级闪蒸罐(14)连接新蒸汽凝水Ⅲ级闪蒸罐(15)，新蒸汽凝水Ⅲ级闪蒸罐(15)连接新蒸汽凝水Ⅳ级闪蒸罐(16)，新蒸汽凝水Ⅳ级闪蒸罐(16)连接新蒸汽凝水Ⅴ级闪蒸罐(17)；
溶出液Ⅱ效蒸发器及分离室(9)连接乏汽水封槽(18)，乏汽水封槽(18)连接乏汽凝水Ⅰ级闪蒸罐(19)，乏汽凝水Ⅰ...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志，赵旺，张放，曾建武，
申请(专利权)人：中铝山东工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37