苛性碱溶液蒸发设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种苛性碱溶液蒸发设备，其包括三个串联布置的蒸发器，第一级蒸发器接收低浓度苛性碱溶液并在管侧在小于或等于0.15巴的减压下操作，第二级蒸发器接收来自第一蒸发器的富集的苛性碱溶液并在管侧在小于或等于0.5巴的减压下操作，第三级蒸发器接收来自第二级蒸发器的进一步富集的苛性碱溶液并在大于或等于1.5巴的压力下操作，第一级蒸发器和第二级蒸发器分别由来自第二级蒸发器和第三级蒸发器的所产生的蒸气加热，并且第三级蒸发器用中压蒸汽加热，蒸汽冷凝罐收集来自第三级蒸发器的蒸汽冷凝物，蒸气冷凝罐收集来自第一和第二级蒸发器的加热的蒸气冷凝物，表面冷凝器冷凝在第一级蒸发器中产生的蒸汽。面冷凝器冷凝在第一级蒸发器中产生的蒸汽。面冷凝器冷凝在第一级蒸发器中产生的蒸汽。

【技术实现步骤摘要】
苛性碱溶液蒸发设备


[0001]本技术涉及苛性钠或钾蒸发(下文称作苛性碱溶液蒸发)设备，其包括两个或三个串联布置的蒸发器，第一级蒸发器接收低浓度苛性碱溶液并在管侧在小于或等于0.15巴的减压下操作，第二级蒸发器接收来自第一蒸发器的富集的苛性碱溶液并在管侧在小于或等于0.5巴的减压下操作，第三级蒸发器接收来自第二级蒸发器的进一步富集的苛性碱溶液并在大于或等于1.5巴的压力下操作，第一级蒸发器由来自第二级蒸发器的所产生的蒸气加热，第二级蒸发器由来自第三级蒸发器的所产生的蒸气加热，并且第三级蒸发器用中压蒸汽加热，蒸汽冷凝罐收集来自第三级蒸发器的蒸汽冷凝物，蒸气冷凝罐收集来自第一和第二级蒸发器的加热的蒸气冷凝物，表面冷凝器冷凝在第一级蒸发器中产生的蒸汽，并且真空系统从在低于大气压的压力下运行的蒸发器中排出不可冷凝物。

技术介绍

[0002]苛性钠溶液(NaOH溶液)主要通过在膜法中电解而获得，为30％至33％的水溶液。已知在蒸发设备中将这种溶液浓缩至为50重量％的NaOH浓度。通常的做法是在浓缩设备中用降膜式浓缩器将这种溶液进一步浓缩成实际上无水的熔体，以进一步加工成薄片、粒料或球粒。同样适用于苛性钾溶液(KOH溶液)。
[0003]苛性碱溶液的苛性碱蒸发设备通常以“单程通过”模式用三个降膜蒸发器和集成的蒸气分离器操作。三个降膜蒸发器中的前两个通常在真空下工作，第三个在升高压力下工作。这种设备的空间要求很高，并且同样适用于高度。高度由蒸发器、支撑集合体(例如泵、冷凝器和蒸发器下方的罐)以及蒸发器顶部的维护平台的高度确定。设备通常具有20m或更高的高度，空间需求和高度导致相当大的投资。特别地，这种设备包括多达5层以便安置单独的装备。
[0004]为了从设备中得到冷凝的蒸气，必须考虑相关的压力。为了避免由于压力差而积聚在蒸气冷凝罐中的冷凝物的蒸发器和冷凝器的溢流，通常在相应的冷凝罐和蒸发器/冷凝器之间需要9至10m的最小静态高度，以防止从底部蒸气冷凝罐到蒸发器或冷凝器的回流。这对设备的高度有贡献。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是开发一种设计，其允许降低苏打蒸发设备的高度，以便降低在建筑和装备上的投资。
[0006]这通过如说明书的引言部分中所述的设备来实现，其中蒸气冷凝罐在减压下操作。具体地，蒸气冷凝罐在0.3巴和0.5巴之间的真空下操作。
[0007]应当注意，在本说明书和权利要求书中给出的压力以巴(绝对值)给出。术语“蒸汽”是指由外部蒸汽发生器产生的蒸汽，而“蒸气”是指来自苛性碱溶液浓缩过程的蒸气。应当理解，“蒸气”一方面是指在浓缩过程中通过蒸发产生的蒸气，另一方面是指从蒸发器的加热中离开的废蒸气。
[0008]下面，参考苛性钠蒸发装置更详细地描述本技术。
[0009]本技术的苏打蒸发设备包括或多或少的常规组件，其允许苏打溶液的浓度从32重量百分比或更少到50重量百分比或更多。优选使用降膜蒸发器。它包括三个串联排列的蒸发器，第一级蒸发器以最低浓度开始并在管侧在小于或等于0.15巴的压力下工作，第二级蒸发器接收来自第一级蒸发器的富集的苛性钠溶液并在管侧在小于或等于0.5巴的压力下工作。第三级蒸发器接收来自第二级蒸发器的富集的苛性钠溶液，并在管侧在至少1.5巴的压力下操作。第三级蒸发器通过5至15巴例如12巴的中压蒸汽加热。从第三级蒸发器出来的蒸汽冷凝物可以用来在被供给到下一级蒸发器之前，预热从第一或第二级蒸发器出来的富集的苛性钠溶液。来自EV
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1301的热苛性钠溶液也将用于预热供给到第二和第三级的苛性碱进料。
[0010]第二和第一级蒸发器分别由第三级和第二级蒸发器中产生的蒸气加热。在第三级蒸发器的壳侧冷凝的蒸汽被收集在蒸汽冷凝罐中。在第二级蒸发器中产生的冷凝蒸气被收集在蒸气冷凝罐中。由于离开第二级蒸发器的冷凝物与蒸气冷凝罐中的压力之间的压力差，发生闪蒸效应，而由该闪蒸效应产生的蒸气用于加热第一级蒸发器。在第一级蒸发器中产生的蒸气在冷却表面冷凝器中冷凝，该冷却表面冷凝器通常为管壳式或板式热交换器；也可使用混合冷凝器。可用的冷却水的温度限定了第一级蒸发器的管侧上的压力。约30℃的入口温度导致约80毫巴的真空。
[0011]需要真空泵从冷凝器底部吸出不可冷凝物。离开表面冷凝器的蒸气冷凝物被收集在同一蒸气冷凝罐中，在该蒸气冷凝罐中收集来自第二和第一级蒸发器的加热的冷凝物。该设备包括必要的供应、连接和处理线、热交换器、泵和罐，通常位于蒸发器水平(第一层)下方的地面水平上。在蒸发器的顶部，需要维护层。该设备仅需要3层，包括维护层。由于紧凑的三层设计，大多数敏感部件可以放置在第一层上，使得大部分维护工作在那里进行。
[0012]根据本技术，为第一级蒸发器中产生的蒸气和离开第二级蒸发器的蒸气提供了特定的布置和压力方案。冷凝后的蒸汽和蒸气在离开设备之前需要收集在罐中。特别地，存在表面冷凝器和蒸汽冷凝罐。
[0013]由于离开第一级蒸发器的所产生的蒸气具有小于或等于0.15巴的减压，因此接收蒸气冷凝罐的1巴的操作压力将需要蒸汽冷凝罐和表面冷凝器中的液位之间的高度差大于8.5m，以避免反向溢流。由于表面冷凝器与第一级蒸发器的蒸气出口处于大约相同的高度，这将需要蒸气冷凝罐位于表面冷凝器的排放点下方至少8.5m处。这需要在工厂建造、供应、连接和处理线路方面的大量投资。
[0014]考虑到这个问题，蒸气冷凝罐中的压力降低(这是管侧上的第二级蒸发器中的压力所必需的)。冷凝器在与第一级蒸发器相同的压力下在其管侧上操作，即0.15巴或更低，并且蒸气冷凝罐在与第二级蒸发器相同的压力下在其管侧上操作，即在0.35至0.5巴的范围内。这将两个部件之间的必要高度降低到3.5m或更小，包括安全裕度。通常，表面冷凝器中的压力低于蒸气冷凝罐中的压力。
[0015]液面之间的高度可以根据公式计算
[0016]H(C)＝NPSHr(Pc)+((p(C)
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p(Tc))*10exp5)/(rho(f)*g)+H(Pc)+H(Tcw)
[0017]其中
[0018]H(C)min是表面冷凝器出口高于地面层水平面的最小高度(m)，
[0019]H(Pc)是泵将蒸气冷凝罐排出到地面层水平面之上的高度，
[0020]p(C)是表面冷凝器中的压力，
[0021]p(Tc)是蒸气冷凝罐中的压力，
[0022]H(Tcw)是冷凝罐内的最小和最大液位之差，
[0023]NPSHr(Pc)是冷凝泵的标称所需管道抽吸压头，
[0024]ρ(f)是冷凝物在操作温度下的密度(kg/m3)，和
[0025]g为重力加速度(9.81kg/ms2)。
[0026]优选地，表面冷凝器中的压力范围在0.05巴和0.15巴之间，并且蒸气冷凝罐中的压力范围在0.35巴和0.5巴之间。这导致冷凝器和蒸气冷凝罐之间的压力差在0.2和0.45巴之间。
[0027]冷凝器优选位于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种苛性碱溶液蒸发设备，包括两个或三个串联排列的蒸发器，
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第一级蒸发器(EV
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1101)，其接收低浓度苛性碱溶液并且在管侧上在小于或等于0.15巴的减压下操作，
‑
第二级蒸发器(EV
‑
1201)，其接收来自第一级蒸发器(EV
‑
1101)的富集的苛性碱溶液并且在管侧上在小于或等于0.5巴的减压下操作，
‑
第三级蒸发器(EV
‑
1301)，其接收来自所述第二级蒸发器(EV
‑
1201)的进一步富集的苛性碱溶液并且在管侧上在大于或等于1.5巴的压力下操作，所述第一级蒸发器(EV
‑
1101)由来自所述第二级蒸发器(EV
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1201)的所产生的蒸气加热，所述第二级蒸发器(EV
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1201)由来自所述第三级蒸发器(EV
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1301)的所产生的蒸气加热，并且所述第三级蒸发器(EV
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1301)用中压蒸汽加热，
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蒸汽冷凝罐(T
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1301)，其收集来自所述第三级蒸发器(EV
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1301)的蒸汽冷凝物，
‑
蒸气冷凝罐(T
‑
7101)，其收集来自所述第一级蒸发器(EV
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1101)和所述第二级蒸发器(EV
‑
1201)的蒸气冷凝物，
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水冷式表面冷凝器(C
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7101)，其冷凝在所述第一级蒸发器(EV
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1101)中产生的蒸气，
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泵(P7101A/B)，其排放所述蒸气冷凝罐(T
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7101)，所述蒸气冷凝罐(T
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7101)连接到所述表面冷凝器(C
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克斯，
申请(专利权)人：博特化工装置股份公司，
类型：新型
国别省市：