烧碱蒸发新设计
离子膜法烧碱蒸发浓缩生产工艺分析
离子膜法烧碱蒸发浓缩生产工艺分析作者：张悦来源：《科学与财富》2017年第19期摘要：在生产烧碱的方法中，离子膜法电解制碱属于一种较为先进的工艺制造方法，生产的烧碱应用于石油精炼、医药以及印染和纺织等方面较多，副加产生的氢气和氯气能够混合形成盐酸，可进一步加工成甲烷氯化物等。
本文对离子膜法烧碱蒸发浓缩的生产工艺做相应的探究分析，望给相关研究者起一定的参考价值。
关键词：离子膜法；烧碱；蒸发；浓缩在工业化生产烧碱中，离子膜法电解制碱因其先进性拥有耗能低、成本低和三废污染低以及操作简便等优势被广泛性应用。
离子膜法烧碱电解制法所生产出来的烧碱质量分数通常是32%，但是大多数用户的需求是高浓度离子膜法烧碱，因此将对烧碱（32%）放置蒸发的装置里做浓缩深加工。
离子膜法烧碱其蒸发同全部蒸发的过程是一致的，均是通过蒸汽加热让烧碱溶液里的水分得到充分汽化，使烧碱其浓度得到提升。
一、离子膜法烧碱的原理运用离子膜法进行烧碱，主要是把食盐水通过电解制成氢氧化钠，此制法的关键性部件为离子交换膜。
通过运用阳离子交换膜其独特的特点：选择透过性，能够只让阳离子（Na+、H+等）通过，对阴离子（Cl-、OH-等）与两级产物（Cl2、H2）起到阻止通过的作用，这样能够使阴极产物（H2）与阳极产物（Cl2）不会发生混合，使各自收集更为简便，且使NaOH同Cl2不会发生反应而生成NaClO，使烧碱纯度不受影响。
氯碱工业生产中，饱和食盐水是主要的原料，但是，其含有杂质，无法电解，所以需要对其做以提纯精制。
二、离子膜法烧碱生产过程将精制饱和食盐水置入阳极室，而纯水置入阴极室，纯水中溶有适量的NaOH溶液，通电之后，H2O于阴极表面产生放电后形成H2，此时，Na+会直接透过离子膜从阳极室进阴极室内，这时阴极室内中的阴极液则会产生NaOH，而Cl-会于阳极表面产生放电后形成Cl2。
经过电解的淡盐水，由阳极室导出，要想循环利用可提升食盐量，使浓度增加即可。
离子交换膜法生产工艺技术—烧碱蒸发工艺技术
（3）逆流蒸发： 在换热器的传热量Q及总传热系数K值相同的条件下，采用 逆流操作，可以节省传热面积，而且可以节省加热介质或冷却 介质的用量。在生产中的换热器除了热敏性介质，多采用逆流 操作。
5
（4）膜式蒸发： 使物料液体沿加热管壁呈膜状流动而进行传热和蒸 发，膜式蒸发兼具沸腾蒸发的优势。离子膜烧碱的蒸发 多采用膜式蒸发。
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降膜式蒸发器的结构（如图）与 升膜式蒸发器基本一致，区别在于料 液是从蒸发器的顶部经液体分布装置 均匀分布后进入加热管中，在重力作 用下沿管壁成膜状下降。随着液膜的 下降，部分料液被汽化，蒸出的二次 蒸汽由于管顶有料液封住，所以只能 随着液膜往管底排出，然后在分离器 中分离。
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降膜式蒸发器
1.蒸发器 2.分离器 3.液体分离器 4.料液 5.加热蒸汽Hale Waihona Puke 6.二次蒸汽 7.成品液12
升膜式蒸发器 1-蒸发器；2-分离器；3-进料；4-加热蒸 汽；5-二次蒸汽； 6-冷凝器；7-完成液
ß优点：升膜式蒸发器具有传热效率高，物料受热时间短的特 点。 ß不适用：较浓溶液的蒸发；对粘度很大，易结晶或易结垢的 物料也不适用。 ß适用：易于发泡、黏度小的热敏性料液的蒸发。
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（二）降膜式蒸发器
子任务4：烧碱蒸发工艺技术
1、单元任务及原理
任务：将离子交换膜法电解阴极液（含NaOH 32%～ 35%）进一步蒸发浓缩，生产更高浓度烧碱，满足不同客 户需求。
1
原理：烧碱蒸发是借助蒸汽加热，提高碱液温度，使 碱液中的溶剂水分部分汽化蒸发，以提高溶液中溶质NaOH 浓度的物理过程。
蒸发操作的节能措施，有工艺上的、有设备上的、还 有流体流动方式选择等等，针对离子膜烧碱的蒸发工 艺，一般选用多效减压逆流膜式蒸发。工艺选择原因如
烧碱装置蒸发固碱单元工艺介绍及评价
被设 置为软管站 ， 作为吹扫气 ， 同样 以备停车检查 使用 ； 氮气作为保护气 ， 在生产过程 中保护镍设备 及防止熔盐变质避免传热源熔点上升 ； 干燥空气主 要是为了防止固碱在传输和包装过程中发生潮解。
器将浓度提高至 ９ ９ ． ３ ％，通过熔融碱泵送至造粒塔 顶部 ，经喷淋制成粒状烧碱送至粒碱冷却器冷却 ， 再由斗提机送至筛分装置 ， 筛分装置将产品区分为 合格产品与不合格产品， 其 中不合格的粒碱通过粒
碱 溜管 回收到 碱溶 解槽 重 新溶 解 回收 ， 合格 产 品送 至 料仓 后 ， 最 后通 过螺 旋 输送 器送 至全 自动包 装 机 或半 自动包 装 机包装 人库 。
４ ２ ％的碱液 ，再 经碱液 泵及板 式换 热器 流人 到 三效 降膜 蒸发 器 ， 三效 是 由 １ ． ０ ＭＰ ａ 的饱 和生蒸 汽 加 热 ，
将４ ２ ％的碱液浓缩至 ５ ０ ％， 再将 ５ ０ ％碱液送至预浓
缩器 中 ， 预浓 缩 器 以最 终浓 缩器 中产 生 的二 次蒸 汽 为热 源 ， 将 碱液 浓缩 至 ６ ２ ％， 最后 送 至最 终 浓缩 器 ， 最终 浓缩 器 由一 组单 管 降膜 管组 成 ， 每根 单 管依 靠 通过 熔 盐炉 加热 至 额定 温度 的熔 盐 为热 源 ， 将 碱液 浓缩至 ９ ７ ％， 通 过 闪蒸 罐 进 行第 一 次 闪蒸 ， 将 浓 度 提 高至 ９ ８ ． ３ ％后 送 至熔融 碱储罐 ，再 通过 闪蒸 蒸发
文章 编 号 ： １ ０ ０ ８ — １ ２ ６ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ ０ ３ ６ — ０ ２
１ 概 述
烧 碱作 为 重要 的基 本 无机 化 工原 料 ， 被 广泛 应 用 于轻 工 、 纺织 、 石油 化 工 、 有色 冶金 和公 用 事业 等 领 域 。２ ０ ０ １ 年， 我 国正式加 入世 界贸 易组织 （ ＷＴ Ｏ ） ， 中 国 经 济 开 始 迎 接 前 所 未 有 的发 展 机 遇 与 挑 战 。 ２ ０ ０ ３ 年受世界经济复苏拉动 ，中国经济逐步提速 ， Ｇ Ｄ Ｐ保持在 年均 １ ０ ％以上 的增长 速度 。 在需求 提升 的带 动 下 ， 各 相 关 产 品 产 量均 有 所 增 加 ， 中国迈 上 了飞 速发 展 的快 车道 。此外 ， 受 益 于 国家西 部 大 开 发 政 策 ，一批 具 有 资源 优势 的氯碱 企业 迅 速 崛起 ， 中 国氯碱行 业跃 居世 界氯碱 大 国行列 。 再 加上 ２ ０ ０ ７
烧碱蒸发系统的技术改造
的正常进 行 。为改 变 这 种 被 动 的生 产 局 面 ， 年 来 近
通 过完 善蒸 发 系统 ， 发装 置产 能达 到 了生产要 求 。 蒸
１ 蒸 发 工 艺 流 程
、
隔膜法 烧碱 蒸 发采用 双效顺 流 工艺 ， 中 Ｉ 、 其 效 Ⅱ效 加 热 室 面积 均 为 １２ｍ 。从 机 修 动 力 厂 动 力 ４
车 间来 的生蒸 汽 （ ． ０～０ ５ Ｐ ） 入 Ｉ效 蒸 发 ０４ ．５Ｍ ａ 进 器， Ｉ效蒸 发器产 生 的二 次蒸 汽 （ ． ８～ ．２ ＭＰ ） ０ ０ ０ １ ａ
阴极箱 、 槽盖 、 阳极片的更换 ， 隔膜吸附工艺的改进 ， 整流冷却水系统的改造 ， 整流脉冲板的更新 ， 氯气泵
电流提 高 为 ２ ． ２ ． Ａ， 产量 提 高 为 １７ ４０～ ４５ｋ 年 ．０万
～
１８ ．２万 ｔ 。随 着 电解 能 力 的 不 断提 高 ， 于生 和更 新采 用双 效顺 流强制 循环 工艺 的 蒸 发 装 置 ， 在较 多 问题 （ 发 出 效碱 存 蒸 冷 却 、 清不 好 ， 泥 分 离 加 入 水量 过 多 ， 液 含 盐 澄 盐 母
甘肃稀 土 集 团公 司烧 碱 厂采 用 Ｈ Ｋ一１ ６型金 属 阳极 电解 槽生 产 烧 碱 ， １８ 、９９年 分 期 投 入 运 于 ９ ８ １８ 行 。整 流装 置 由长 沙硅 整 流 电器 厂设 计 ， 线 运 行 单 设 计 电流 为 ３ Ａ， ２０ ２ｋ 至 ０ １年 ， 行 电 流 为 ２ Ａ， 运 ３ｋ
ＳＵ Ｆａ一如
（ ａ ｓｃＳｄ ｌｎ ， ａ ｓ ａ ａｔ Ｇ ｏｐ Ｂ ｉ ｎ７ ０ ２ ， ｈｎ ） Ｃ ｕｔ ｏ ａＰａｔＧ ｎｕＲ ｒ Ｅ ｒ ｒｕ ， ａ ｉ ３ ９ ２ Ｃ ｉ ｉ ｅ ｈ ｙ ａ
烧碱蒸发自动控制系统的设计
统扩展采用主站 、 从站扩展方式 ， 扩展模块选用 ３０ ６ ６／ １ ３ 系列模 块 ，中央处理器选用 Ｃ Ｕ １ ，上位机 与下位 Ｐ ３４
Ｐ Ｃ之 间通 过 通讯 处 理 器 Ｃ ３ ３以太 网方 式 通讯 。系 Ｌ Ｐ４
Ａ ｓｒｃ：ｙｔ ｉｇ ｈ ｂ ｉ ｉｇ ｒｊｃ ｏ ｕｔ ｄ ａｏａ ｇｏ ａ ｇｕ ｂ ｎ ｅｔｃｃ ｅ ｓｙｌ ｔｄ ｂ ｔ ｔ ｋｎ ｅｒ ｕｌ ｎ ｏｅｔ ｆ ａ ｓｃ ｏ ａ ｖ ｐ ｒｔ ｆ ｉ ｓ ａ ｇｅ ｃ ｉ ｈ ｍｉｒ ｍｉ ａ Ｂ ａ ｔ ｅ ｄ ｐ ｃ ｉｓ ｅ ｎ ｉ Ｊ ｎ Ａｎ ｌ ｒ・ ｔ ｉ ｅ
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图 Ｉ烧碱蒸 发工艺流程图
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维普资讯
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烧 碱 蒸 发 自 动 控 制 系 统 的设 计
年产十万吨烧碱工艺设计
一、工艺概述
1.1工艺流程
本烧碱工艺设计采用乙二醇蒸发工艺，简称为EDEV工艺。
工艺流程如下：
操作步骤
1)烧碱磨粉：将原料烧碱分别磨碎，达到要求的粉末粒度；
2)烧碱融化：将磨好的烧碱粉料放入融化炉内，加热至熔融状态；
3)乙二醇蒸发：将融化的烧碱液经乙二醇蒸发蒸馏，得到烧碱晶体；
4)烧碱晶体粉碎：将得到的烧碱晶体粉碎，达到要求的粒度；
5)烧碱蒸煮：将烧碱粉料放入蒸煮炉内，加热蒸煮，蒸煮结束后到达成品。
1.2主要设备及负荷
1.2.1设备
（1）乙二醇蒸发装置
（2）烧碱融化炉
（3）烧碱磨粉机
（4）烧碱晶体粉碎机
（5）烧碱蒸煮炉
（6）其它附属设备
1.2.2负荷
本工艺设计日产十万吨。
二、乙二醇蒸发装置
2.1设备组成
乙二醇蒸发装置由蒸馏塔、汽提塔、汽提塔加热器、蒸汽冷凝器、油冷机、汽泵等组成。
2.2工艺特性
（1）蒸馏温度：150℃
（2）蒸馏压力：0.103MPa
（3）液比：0.86
2.3工艺流程。
碱液的蒸发工序及操作
碱液的蒸发工序及操作摘要：本文介绍碱液蒸发基本原理、蒸发流程、蒸发工序设备的结构、原理，操作及和运行过程中的故障处理。
关键词：碱液蒸发原理设备故障处理前言烧碱（又称为氢氧化钠）在国民经济中有着重要的作用。
广泛应用于造纸、纤维素的生产、洗涤剂、合成脂用酸的生产以及动植物油的提炼。
纺织印染工业用作棉布退浆、煮炼剂和丝光剂。
化学工业用于生产硼砂、氰化钠、甲酸、草酸、苯酚等。
石油工业用于精炼石油制品，并用于油田钻井泥浆中。
同时，还用于生产氧化铝、金属锌和铜以及玻璃、搪瓷、制革、医药、染料和农药等方面。
近年来，随着中国国民经济的发展，烧碱在各行各业中的应用也越来越重要。
目前，氯碱生产有隔膜法、水银法和离子膜法。
无论在技术先进、工艺优越性以及产品质量、节约能源等方面均为离子膜法占优。
然而，无论用何种方法生产，在烧碱生产过程中都存在着多种危险危害因素，一旦发生事故可能造成极为严重的后果，不仅影响到生产的正常进行，同时人们的生命和财产也将遭到损失。
本文作者对国内某离子膜烧碱现役装置进行了调研，同时查阅了国内外氯碱生产的资料和国家安全生产规范与标准，在经有关专家进行论证后，对离子膜烧碱生产过程中可能遇到的危险有害因素进行了辨识与评价，同时提出了相应的对策措施，以消除或降低这些危险有害因素，为安全生产提供保障。
碱液蒸发是各类生产工艺中的一个重要工段，占生产成本高，优化蒸发工艺具有深远的意义。
蒸发的基本原理一、碱液蒸发工序的原理碱液蒸发与所有的蒸发过程一样，是借加热作用(一般用蒸汽)来提高碱液的温度，使溶液中所含的溶剂(水)部分汽化，以提高溶液中溶质碱的浓度的物理过程。
工业上的蒸发过程是典型的传热过程。
这个过程可由传热方程式来表示：Q=K×F×△t式中Q——传热速率，kJ／h；F——传热面积，m2；△t—传热温差，℃；K——传热系数，kJ离子膜电解碱液蒸发过程的几个特性溶液的沸点升高在一定压力下，溶液处于沸腾状态下的温度即为该溶液在此压力下的沸点。
废水蒸发方案
随着环保要求的逐步提高， 同时含有氯化钠氯化钾的废水处理要 求也就越来越严格， 为了实现收益最大化， 能够将溶液中的两种盐分 离提纯无疑是极好的。
本文以处理量 5t/h,含氯化钠，含氯化钾的混 盐溶液为例，给出了其中一种蒸汽耗量较低的多效蒸发分离方案。
利用氯化钠和氯化钾在不同温度的溶解度不同原理，根据 NaCL-KCL-H20 四元体系相图的基本原理，在高温浓缩结晶析出 氯化钠，在低温浓缩结晶析出氯化钾，温度范围为 30~120℃。
Nacl (%)21.5 20.7 21 19.6 19.1 18.6 18 17.75 17.55 17.15 16 16.3 16Kcl (%)8.9 10.4 11.85 13.25 14.7 16.15 17.6 18.35 19.05 20.4 21.7 24.9 27.7温度℃10 20 30 40 50 60 70 75 80 90 100 125 150序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13备注302520151050 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 125 150将几个蒸发器串联运行的蒸发操作，使蒸汽热能得到多次利用，从而提高热能的利用率，多用于水溶液的处理。
在多效蒸发操作的流程 (见图) 中，第一个蒸发器 (称为第一效) 以生蒸汽作为加热蒸汽，其余称为第二效、第三效，均以其前一效的二次蒸汽作为加热蒸汽，从而可大幅度减少生蒸汽的用量。
每一效的二次蒸汽温度总是低于其加热蒸汽，故多效蒸发时各效的操作压力及溶液沸腾温度沿蒸汽流动方向挨次降低。
依据二次蒸汽和溶液的流向，多效蒸发的流程可分为：①并流流程。
溶液和二次蒸汽同向挨次通过各效。
由于前效压力高于后效，料液可借压差流动。
但末效溶液浓度高而温度低,溶液粘度大,因此传热系数低。
②逆流流程。
溶液与二次蒸汽流动方向相反。
需用泵将溶液送至压力较高的前一效，各效溶液的浓度和温度对粘度的影响大致抵消，各效传热条件基本相同。
电解产品的后加工—碱液蒸发
三效逆流强制循环流程
1—Ⅲ效蒸发器；2，7，12—循环泵；3，5，10—气液分离器；4—热水贮罐；6，11，16—板式换热器；8— Ⅱ效蒸发器；9—I效凝水贮罐；13—I效蒸发器；14—热碱贮罐；15—浓碱泵；17—水喷射器；18—冷却水贮 罐
CONTENTS
01
02
我国的氯碱企业中，生产30％的液体烧碱大多采用自然循环 的蒸发器组成双效顺流或三效顺流流程。而对于生产42％的 液体烧喊的工厂则一般采用的是双效顺流、三效顺流强制 循环、三效逆流强制循环或三效四体的流程。在蒸发过程 中产生的副产品盐通过离心机或集盐箱进行分离。现主要 分别介绍三效顺流和三效逆流的工艺流程。
蒸发器
蒸发器是电解液蒸发过程中的主要设备，蒸 发器性能的好坏直接影响装置的生产能力、 产品质量和能源的消耗。蒸发器一般是由蒸 发室、加热室和循环系统三部分构成的。
蒸发器
常见的蒸发器主要有标准式蒸发器、悬框式 蒸发器、列文式蒸发器、结晶外加热式蒸发 器、强制外循环式蒸发器、强制内循环式蒸 发器、升膜蒸发器、降膜蒸发器和旋转薄膜 蒸发器等。
CONTENTS
01
02
离子膜电解碱液与隔膜电解液相比具有很大的优点，但 由于各公司采用的离子膜电解设备不同，使电解得到的 碱液的浓度及其他物质的含量也不同，目前由几种主要 的离子膜电解设备得到的碱液。
离子膜电解液的特点
指标
旭化成 伍德 公司 公司
旭硝子 迪诺拉 ICI 西方 公司 公司 公司 公司
优点：列文式蒸发器在加热室的上 方新增加了一段液柱，使碱液的沸 腾区移至加热室外面，减少加热室 的结盐机会；这种的循环管通道更 大，可以提高循环速度，也可以相 应的提高传热系数。 缺点：设备庞大、结构复杂、工艺 要求高等问题，一般在大、中型氯 碱企业中使用。
1-6#蒸发器施工方案
施 工 方 案项目名称： 烧碱1-6#蒸发器工程编号： 04-09-50A-159-160-161-162-163-164编 制：编制单位：（ ） 编制时间：****4年**月** 日施工单位： 批 准： 审 核:建设单位： 批 准： 审 核:目录1．编制说明2．编制依据3．工程概况4．施工准备5．施工组织措施计划6．施工方法（工艺）7．资源需求计划8．施工进度计划9. 质量检验计划----------------------------------------------------------------10.检维修施工作业风险评价报告书----------------------------------------编制说明填写内容：1-6#蒸发器是烧碱装置的核心设备之一，是公司控制的重点设备。
它是烧碱装置能否正常开车的关键。
本次施工主要内容是更换蒸发器中部短接上下法兰口垫片。
因此，建修公司电石厂分公司非常重视此检修项目的施工，由制造工程处负责此项目的检修工作。
我工程处将本着“安全第一，质量至上”的指导方针，严格遵守国家标准和规范，进行施工检修。
为了更好的完成本次检修施工任务，特编制此施工方案。
编制依据填写内容1、国家法规；本次施工将严格遵守国家有关法规，〈中华人民共和国合同法〉〈中华人民共和国招投标法〉〈中华人民共和国劳动法〉2国家现行规范和标准；本次施工将遵循以下国家现行规范和标准。
《现场设备，工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236——98《化工建设起重工程施工及验收规范》HGJ201——83<<中低压化工设备施工及验收规范>>HGJ209-833工程项目质量计划；本着ISO9000系列标准的要求，做好本次施工质量计划，设备及材料标识准确，合格证书齐全，各工序之间需有工序交接卡，焊接作业需要有焊接工艺卡。
4用户要求；本次施工将本着用户至上的原则，满足用户提出的要求，为用户服好务。
烧碱装置工艺
在去下一个蒸发器之前，36%碱将经过两个板式换热器HE-1511、HE-1521，均为衬垫型。在HE-1511物料侧由逆向的最终产物48%NaOH加热，48%换热前温度约120°C。
HE-1521热源为来自EV-1301生蒸汽冷凝水（约129°C），经过这两个换热器加热后，36%碱温度升高至约111°C 。
经过第二个降膜蒸发器EV-1201运行碱浓度（CS36）提高至41%，物料侧在真空约0.497 bar (abs)下，碱液经泵P-1201（A/B）通过两个平行换热器HE-1515/HE-1541和HE-1551。HE-1515为板式换热器，换热器HE-1541为列管式。在HE-1515和HE-1541中是由48%碱加热CS41。换热器HE-1551为双管程，由蒸汽冷凝液加热41%NaOH。通过这些换热器，碱液温度预热至约163°C。
冷凝水处置，二次蒸汽冷凝水（VC）来自蒸发器EV-1201，来自蒸发器EV-1101的二次汽连同冷凝水闪蒸罐T-1201闪蒸汽，以及表面冷却器C-7101。
二次汽冷凝水均收集在连通大气的冷凝水槽T-7101。二次冷凝液（VC），温度约78°C，由泵P-7101A/B送出界区。
生蒸汽冷凝液（SCM）进入蒸汽冷凝液罐T-1301，温度约180°C。经过两台板式换热器HE-1551和HE-1521后出界区的温度约73°C。
加糖液，为了防止最终浓缩器EV-2001受到严重的腐蚀，在48%的碱液中加入蔗糖的水溶液。糖溶解槽T-8301A/B中备好的糖液浓度为5%，通过人工调节计量泵P-8301A/B进行加投。二次蒸汽冷凝水T-7301用于配制糖溶液。
烧碱蒸发工序技改方案
泸州科技信息汇萃学术交流科学普及促进发展-26-一、技改目的、缓解氯甲烷项目建设后出现的蒸汽供需矛盾。
1、提高隔膜碱蒸发生产水平，节能降耗。
2二、情况介绍近期考察了宜宾天元、四川鸿鹤、金路树脂和泸州北方等同行企业，发现近年来各厂在蒸发生5产工艺上均有较大的改进和提高，普遍采用了母液回流、多级采盐、推料离心机和高真空组合等技术，碱蒸汽单耗约在吨左右。
而相比之下，45%4本公司蒸发生产水平已被赶超许多，主要问题表现在以下几个方面：、Ⅲ效二次蒸汽带碱现象未能根治解决，蒸1发量较大时无法控制正常液位操作，从而影响到一段蒸发浓度和结晶的控制指标偏离。
、电解液平均浓度偏低，总蒸发水量和析出盐2量较高，影响蒸汽消耗偏高、Ⅰ洗效周期较短等。
、Ⅲ效碱液浓度偏低，导致浓效用汽量增3大，降低了综合蒸汽利用级数，从而汽耗偏高。
、采盐工艺落后，冷却系统析出盐量大，系4统循环盐量大，影响洗效周期缩短。
三、技改措施、总体思路1一是提高平均蒸汽利用级数，二是降低循环盐量和循环碱量。
提高平均蒸汽利用级数应以治理解决Ⅲ效二次蒸汽带碱现象为前提。
降低循环盐量和循环碱量则以母液、冷碱盐不回电解液贮槽入手。
、技改方案2⑴、增设Ⅲ效除沫器，增大Ⅲ效二次DN2000蒸汽管径，解决Ⅲ效二次蒸汽带碱问题，同时保持真空能力不降低。
⑵、改造Ⅲ效蒸发器：更新改造Ⅲ效副加热室为（加热管φ×），增大流通面积DN1100573，减小循环阻力，防止轴流泵汽蚀，使洗效周77%期延长。
⑶、安装二次分盐系统：改、冷碱桶为配5#6#料桶，增设二次采盐泵台，增稠泵台，盐泥受槽11台，旋液分离器台。
母液和冷碱盐泥收集于配料12桶内，用二次采盐泵打入二次旋液分离器，分离后清液回到配料桶或进入Ⅱ、Ⅲ效蒸发器，盐泥进入盐泥受槽，用增稠泵配套旋液分离器循环采盐，其旋液分离器出口清液回配料桶，底流盐泥进入盐泥高位槽。
从而实现循环碱量和循环盐量降低。
（附蒸发工艺流程图技改版）⑷、加大浓效采盐泵，采用（CP80-50-20018.）。
我国首套自主设计的24万t／a离子膜法烧碱蒸发装置在青海宜化试车成功
投资 ４ Ｏ亿元 ， 兴建 ２台 ３ ５万 ｋ 热电联供 机组项 目。 Ｗ
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２ １ 年 ３月 ８日， ０１ 云南盐化天勐公司投资的老挝乌多姆 赛盐业公 司曼宽盐矿 已完成联动试车 ， 进入试生产阶段 。整
控股有限公司收购济宁中银电化公 司并全 资投资建设 ， １ 第 期工程为离子膜法烧碱 ３ ０万 ｔａ 预计 ２ １ ／， ０ ２年建成投产。
量 。 矿盐 价 格 比原 盐 低 １０ｆ／ ， 标 盐 卤水 价格 比原 盐 低 ２ ｔ折 ｒ １０ｆ ｔ 目前 ， 公 司 已具 备 全 部 用 矿 盐 和 卤水 配 比替 代 ６ Ｗ＇ 。 该 原 盐 的 生 产 条 件 ， 节 约 成 本 ３０万 元 ／ 以 上 。 可 ０ ａ
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我国首套 自主设计的２ ４万 ｔａ离子膜 ／
法烧碱 蒸发装置在青海宜化试车成功
２ １ 年 １月 ４ 日 ， 国 首 套 自主 设 计 的 ２ ０１ 我 ４万 ｔａ离 子 ／ 膜 法 烧 碱 蒸 发 装 置 在 青 海 宜 化 化工 有 限 责任 公 司试 车 成 功 ，
② Ｉ ～Ⅲ效 降膜蒸发器均 自主创造 ， 效 有别 国内外 的烧碱蒸
发室和常规 的液位控 制， 蒸发 、 汽液分离效果好 ， 有效克服 常 规二次蒸汽 带碱严重 问题 ； 同时稳定液位 、 减小静 压差 ， 从而
减小静 压差 引起 的沸点升 高。③ Ｉ效 ～Ⅲ效 降膜蒸 发器 的
加热室分别 用不 同气体流动结构及不同进汽位置 ， 使不 同品 质的蒸汽得以充分利用。④ Ｉ 、 效 Ⅱ效降膜 蒸发器降膜管 采 用 国内研发生 产的符 合 国际标 准 的 Ｎ２ １ 壁 厚为 １ ８ｍ ｉ 、 ０ ． ｍ 管作降膜管 ， 既能保证蒸 发器传热 效率 和寿命 ， 又降低 了成
降膜蒸发技术在烧碱蒸发浓缩装置中的应用
降膜蒸发技术在烧碱蒸发浓缩装置中的应用摘要：关于降膜蒸发技术的应用实践方兴未艾，通过与一些同行交流发现，有的同行对降膜蒸发技术持怀疑态度，而有的同行则对降膜蒸发技术十分推崇。
该套装置稳定生产的关键在于工艺指标的控制，设备使用寿命的保证在于自动连锁控制的严格性。
为了保证装置的安全稳定运行，须强化每个环节的工艺控制，还要增强安全意识，提高工作人员的技术素质，保证运行设备及备用设备处于完好的状态。
关键词：降膜蒸发；蒸汽压力；熔盐炉膜法电解制碱是世界上工业化生产烧碱当中最先进的工艺方法，具有能耗低、三废污染少、成本低及操作管理方便等优点。
副产的氯气和氢气，可以合成盐酸，或深加工氯下游产品如PVC、有机硅及甲烷氯化物等。
烧碱广泛用于造纸、纺织、印染、搪瓷、医药、染料、农药、制革、石油精炼、动植物油脂加工、橡胶、轻工等工业部门，也用于氧化铝的提取和金属制品的加工。
一、原理当液体进入降膜蒸发器中垂直的加热管内时，液体被管外的加热源蒸汽或热载体加热而达到沸腾。
在沸腾的流体中，液体和蒸汽两相混合运动，故它是两相流动的沸腾给热过程。
在降膜蒸发过程中，当液体的加热面上有足够的热流强度或壁面温度超过液体温度一定值时，在液体和加热面之间产生一层极薄的液层，从而形成温差。
此极薄的液层受热发生相变，吸收潜热而蒸发，热量主要通过液膜的导热和液膜表面的蒸发进行传导，因此又称为薄膜蒸发。
二、蒸汽压力的选择降膜蒸发过程中蒸汽压力的选择尤为重要，一般选择中压饱和蒸汽作为碱液蒸发的热源，该公司选用的是双效逆流蒸发工艺，即利用饱和的中压蒸汽蒸发高浓度碱液，碱液中产生的二次蒸汽用来蒸发低浓度碱液，这样充分提高了蒸汽的使用效率。
蒸汽的有效利用应注意以下。
1、蒸汽压力的稳定性。
在生产过程中，要求蒸汽的压力稳定，如蒸汽压力波动太大，则效体的液面难以控制，进入Ⅱ效的碱流量不稳定，Ⅱ效中的碱浓度无法控制，浓缩过程中的天然气耗量提高；同时Ⅱ效中产生的二次蒸汽量不稳定，对于Ⅰ效的碱浓度也有很大的影响，故生产过程中蒸汽压力最大波动为0.1M Pa。
烧碱蒸发系统碱性蒸汽冷凝水的循环利用
２碱性蒸汽冷凝水循环利用的可行性
离子膜电解工艺中，对所有添加到电解槽中参 与电解反应的工艺介质中所含金属离子的要求较为 苛刻。二次蒸汽冷凝水能否替代电解槽离子膜电解 所需纯水，必须分析其中的金属离子、ｐＨ值等多项
＋
［作者简介】许琼武（１９８２一），女，２００５年毕业于昆明理工大学，现任云南能投化工有限责任公司昆明公司技术部副
ａｓ
ｔｈｅ
ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ
ｔｏ
ｐｕｒｅ
ｗａｔｅｒ
ｆｏｒ
ｉｏｎ—ｅｘｃｈａｎｇｅ
ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ａｎｄ
ｔｈｅｎ ｗａｓ ｐｕｔ ｉｎｔｏ ｐｒａｃｔｉｃｅ．Ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ
１碱性蒸汽冷凝水循环利用的设想
来自电解工段的３２％碱液经过三效逆流降膜 蒸发浓缩成５０％后，一部分作为５０％碱成品直接销 售，另一部分继续在预浓缩器和终浓缩器中蒸发制 成片碱。 烧碱蒸发生产工艺中的二次蒸汽冷凝水的流程 是：降膜浓缩器＿降膜预浓缩器一表面冷凝器＿冷 凝水贮槽；１１Ｉ效降膜蒸发器＿Ⅱ效降膜蒸发器＿÷Ｉ 效降膜蒸发器＿÷表面冷凝器＿冷凝水贮槽。 原设计中，蒸发装置所产生的二次蒸汽冷凝水 全部收集至冷凝水贮槽，作为盐水工段化盐的补充 水或用于本工段清洗蒸发器等设备。如果仅仅用于 上述用途，则多余的二次蒸汽冷凝水不得不从冷凝 水贮槽的溢流口流人雨水沟排放。 蒸发装置二次蒸汽冷凝水的收集管道、设备所
２．３．４
电解用纯水分析数据
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｄａｔａ ｏｆ
ｐｕｒｅ啪ｔｅｒｆｏｒ ｅｌｅｃｔ来自ｏｌｙｓｉｓ电导率的比较
由表２可以看出：电导率在纯水指标控制范围 内，对电解槽内离子膜不会产生危害。
２．４结论
注：分析样品来自电解工序Ｄ一３６０纯水贮槽。
《烧碱蒸发》课件
新型蒸发技术
随着科技的不断进步，新型蒸发技术 如机械压缩蒸发、热力蒸汽压缩蒸发 等正在被研发和应用，以提高烧碱蒸 发的效率和降低能耗。
应用领域
新型蒸发技术不仅在烧碱蒸发领域有 广泛应用，还可应用于化工、制药、 食品等多个行业，推动相关产业的可 持续发展。
环保要求对烧碱蒸发的影响
要点一
环保标准的提高
为提高产品质量，分离后的晶体需 进行洗涤以去除母液中的杂质。
干燥与包装
干燥方式
根据产品特性和气候条件，可选 择自然晾干、热风干燥或真空干 燥等方式。
包装要求
干燥后的烧碱需进行包装，以方 便储存和运输。包装材料应具备 防潮、防震等特性。
03
烧碱蒸发设备与操作
烧碱蒸发设备的选择与配置
烧碱蒸发设备的选择
结垢问题
总结词
结垢问题也是烧碱蒸发中常见的问题之一，它会导致传热效率下降，影响生产效率。
详细描述
结垢是由于烧碱溶液中的杂质在加热表面沉积形成的。为了解决这个问题，可以采取定期清洗蒸发器 、加强原料预处理、降低溶液中的杂质含量等措施。同时，采用防垢剂也可以有效防止结垢的形成。
能耗高问题
总，它不仅增加了生产成本，还会对环境造成负面影响。
烧碱具有强烈的碱性，能与酸 发生中和反应，生成盐和水。
烧碱蒸发的原理和重要性
烧碱蒸发是将液态的烧碱转变为气态的氢氧化钠的过程，是烧碱工业中重要的生产 环节。
通过蒸发操作，可以去除烧碱溶液中的水分，提高其浓度，便于后续加工和运输。
烧碱蒸发过程中，还可以去除溶液中的杂质和盐分，提高产品的纯度和质量。
烧碱蒸发工艺流程简介
烧碱蒸发的主要原料是盐 ，通常来自盐井、盐湖或 海水。
原料质量要求
氢氧化钠蒸发实训报告
一、实训背景氢氧化钠（NaOH），又称烧碱、火碱，是一种重要的无机化工原料，广泛应用于肥皂、造纸、纺织、石油、食品等行业。
氢氧化钠溶液在工业生产中经过蒸发浓缩后，可以制成固体氢氧化钠，便于储存和运输。
为了加深对氢氧化钠蒸发工艺的理解，提高实际操作能力，本次实训选取了氢氧化钠溶液蒸发过程作为研究对象。
二、实训目的1. 理解氢氧化钠蒸发的基本原理和工艺流程。
2. 掌握蒸发设备的基本构造和操作方法。
3. 学习蒸发过程中溶液浓度、温度、压力等参数的调控。
4. 培养团队合作精神，提高实际操作技能。
三、实训内容1. 氢氧化钠溶液蒸发原理氢氧化钠溶液蒸发是利用加热使溶液中的水分逐渐蒸发，从而达到浓缩溶液的目的。
蒸发过程中，溶液中的水分逐渐减少，而氢氧化钠的浓度逐渐提高。
当溶液浓度达到一定值时，可停止蒸发，得到固体氢氧化钠。
2. 蒸发设备蒸发设备主要有以下几种：升膜式蒸发器、降膜式蒸发器、刮膜式蒸发器等。
本次实训选用升膜式蒸发器进行操作。
3. 蒸发工艺流程（1）将氢氧化钠溶液加入蒸发器中，调整溶液浓度。
（2）开启加热装置，加热溶液。
（3）观察蒸发过程中溶液浓度、温度、压力等参数的变化，及时调整。
（4）当溶液浓度达到预定值时，停止加热。
（5）冷却、结晶、过滤、干燥，得到固体氢氧化钠。
4. 实训操作（1）打开蒸发器，将氢氧化钠溶液加入其中。
（2）调整溶液浓度至预定值。
（3）开启加热装置，加热溶液。
（4）观察蒸发过程中溶液浓度、温度、压力等参数的变化，及时调整。
（5）当溶液浓度达到预定值时，停止加热。
（6）关闭加热装置，冷却蒸发器。
（7）进行结晶、过滤、干燥等操作，得到固体氢氧化钠。
四、实训结果与分析1. 实验结果本次实训，通过调整加热装置，成功将氢氧化钠溶液蒸发浓缩，得到固体氢氧化钠。
蒸发过程中，溶液浓度、温度、压力等参数均符合预定要求。
2. 结果分析（1）蒸发过程中，溶液浓度逐渐提高，符合蒸发原理。
（2）加热装置运行稳定，蒸发过程顺利进行。
离子膜烧碱蒸发工艺综述
离子膜烧碱蒸发工艺综述摘要：介绍了离子膜烧碱蒸发的特点，主要因素，及引进SET蒸发工艺技术。
关键词：烧碱离子膜法制碱蒸发SET传统的隔膜法电解槽制得的烧碱NaOH含量只有10%～12%（wt），难以满足工业上的需求。
随着离子膜电解槽技术的发展，国内氯碱厂家陆续引进该技术，开始采用离子膜电解槽制碱法，制得的NaOH浓度已能达到30%～35%（wt），含盐量极少，可以满足纺织等工业的需要，直接作为成品碱出售。
若进一步浓缩到50%（wt），蒸汽消耗约为0.6～0.8t/NaOH，只有隔膜法的25%～30%。
山西潞安树脂公司在离子膜电解法的基础上，引进意大利SET公司的烧碱蒸发及浓缩工艺技术及配套设备，年产20万吨50%的液碱，从而提高市场抗风险的能力。
一、离子膜液碱蒸发的特点1.流程简单由于离子膜碱液仅含极微量的盐，所有在整个蒸发浓缩过程中，无须除盐，这就极大的简化了流程设备，降低了操作人员的劳动强度。
2.浓度高，蒸汽消耗少离子膜碱液的浓度高，一般在30%～33%，比隔膜法碱液的10%～11%要高很多，因而大量地减少了浓缩用的蒸汽。
若以32%碱液为例，如产品的浓度为50%，则每吨50%成品碱需蒸出水量为：而隔膜法电解碱液若同样浓缩至50%，则一般需要蒸出约6.5t的水量。
由于蒸发水量大大减少，蒸汽消耗大幅下降。
二、影响蒸发的主要因素1.生蒸汽压力蒸汽是碱液蒸发的主要热源，其压力高低直接影响到蒸发操作的能力。
在其他工况条件不变的情况下，往往较高的生蒸汽压力会使系统获得较大的温差，单位时间内所传递的热量也相应增加，装置有较大的生产能力。
正常生产中，需保持适宜的蒸汽压力。
压力过高容易使加热管内碱液温度上升过高，造成汽膜，降低传热系数。
压力过低，碱液不能达到所需温度，蒸发强度降低。
保证蒸汽压力的稳定供应，可以保证进出口物料的浓度，温度，保证产品质量。
2.真空度真空度是蒸发过程中提高蒸发能力的重要途径，也是降低汽耗的重要途径。
离子膜烧碱蒸发装置的自动控制
离子膜烧碱蒸发装置的自动控制摘要:本文介绍了利用三效降膜蒸发器进行离子膜烧碱蒸发工艺中进料蒸汽流量的测量和成品碱液浓度的计算，以及浓度的自动控制关键词:三效蒸发；DCS功能计算；温压补偿；串级控制；主环；副环；干扰１、概述在离子膜法电解工艺中，所生产的烧碱（NaOH）浓度一般为32%（w/w）,要得到浓度更高的碱液，就必须进一步浓缩。
在实际生产中，多采用三效蒸发工艺将32%w/w碱液浓缩至50% w/w。
为保证碱液浓度满足要求，通过调节进蒸汽的流量对碱液浓度进行自动控制，而浓度值的获取，是通过碱液温度和分离器蒸汽压力与浓度之间的关系计算得出的。
本文主要介绍烧碱蒸发工艺过程的自动控制。
2、工艺简述来自离子膜电解槽阴极的32% w/w碱液被送入三效蒸发器E-8303 管程，壳程蒸汽释放的热量使碱液蒸发，并在三效分离器D-8303中分离，使碱液浓度达到36% w/w；36%的碱液经P-8303泵送至预热器E-8308和E-8307，送至二效蒸发器E-8302管程继续蒸发，使浓度提高到42% w/w；42%碱液在D-8302中分离，再由泵P-8302送至一效蒸发器E-8301进一步蒸发，使碱液的浓度最终达到50% w/w，并从一效分离器D-8301中分离出来。
最后，50% w/w碱液经换热器冷却并通过温度调节回路调节至需要的温度送出界区。
工艺控制流程图见附图1。
3、主要控制回路在生产过程中，为保证出装置的碱液浓度保持在50% w/w，装置设置了如下回路：碱液进料流量调节回路；各级分离器液位调节回路；成品碱温度调节回路；蒸汽温压补偿回路；碱液浓度的自动调节回路等。
3.1蒸汽流量的测量本装置中，蒸汽流量能否准确测量是影响产品质量的重要因素。
因为蒸汽是处于气体状态，在其温度、压力变化时，其密度有很大变化，当蒸汽的温度、压力波动不大，即工况参数偏离设计参数不太多，对测量影响较小时,采用温压补偿措施能达到理想的测量精度。