浅析多效蒸发在烧碱浓缩中的应用
多效蒸发方案(以NaOH为例)
冬胞工夕丸卑化工原理课程设计NaOH蒸发系统设计目录章前言§ 1概述'第二章蒸发工艺设计计算§ 1蒸浓液浓度计算§ 2溶液沸点和有效温度差的确定S 2 • 1各效由于溶液的蒸汽压下降所引起的温度差损失§2 • 2各效由于溶液静压强所因引起的温度差损失§22 • 3由经验不计流体阻力产生压降所引起的温度差损失§2 3加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的计算§2 4蒸发器的传热面积和有效温度差在各效中的分布以及传热系数K的确定§ 5温差的重新分配与试差计算§5 • 1重新分配各效的有效温度差，§ 5• 2重复上述计算步骤§ 6计算结果列表第三章NaO H溶液的多效蒸发优化程序部分§3 1具体的拉格朗日乘子法求解过程§3 2程序内部变量说明§3 3程序内容：§3 4程序优化计算结果§3 5优化前后费用比较第四章蒸发器工艺尺寸计算§4 1加热管的选择和管数的初步估计§4 1 1加热管的选择和管数的初步估计§4 1 2循环管的选择§4 1 3加热室直径及加热管数目的确定§4 1 4分离室直径与高度的确定§4 2接管尺寸的确定§4 2 • 1溶液进出§4 2 • 2加热蒸气进口与二次蒸汽出口§4 2 • 3冷凝水出口第五章、蒸发装置的辅助设备§5 1气液分离器§5 2蒸汽冷凝器§5 2 1冷却水量§5 2 2计算冷凝器的直径§23淋水板的设计§5 3泵选型计算§5 4预热器的选型第六章主要设备强度计算及校核§ 6 • 1蒸发分离室厚度设计§ 6 • 2加热室厚度校核第七章小结与参考文献：符号说明希腊字母：c 比热容，KJ/(Kg.h> a -------- 对流传热系数，W /m2. °Cd --- 管径，mA ------ 温度差损失，CD——直径，mn——误差，D ――加热蒸汽消耗量，Kg/h n ――热损失系数，f --- 校正系数，n ----- 阻力系数，F――进料量，Kg/h入一一导热系数，W /m2. Cg --- 重力加速度，9.81m/s2卩---- 粘度，Pa.sh 咼度，m p 密度，Kg/m3H ――高度，mk――杜林线斜率K ――总传热系数，W/m2. CE――加和L——液面高度，m©——系数-加热管长度，m -淋水板间距，m 下标： -效数 1,2,3——效数的序 -第n 效 0——进料的 -压强，Pai ――内侧热通量，W/m2 m ----- 平均-传热速率，W o - 外侧汽化潜热，KJ/Kg p---- 压强-热阻，m2「C /Ws ――污垢的 -传热面积，m2 w 水的 管心距，m w 壁面的 -蒸汽温度，C 「流速，m/s-蒸发强度，Kg/m2.h 上标：-体积流量，m3/h'：二次蒸汽的 -蒸发量，Kg/h :因溶液蒸汽压而引起的 〃：因液柱静压强而引起的 :因流体阻力损失而引起的 第一章前言§ 1概述1蒸发及蒸发流程蒸发是采用加热的方法，使含有不挥发性杂质 <如盐类）的溶液沸腾，除去其中被汽化单位部分杂质, 使溶液得以浓缩的单元操作过程。
离子膜法烧碱的蒸发与浓缩
【蒸发与固碱】离子膜法烧碱的蒸发与浓缩王炼翃3(南宁化工股份有限公司,广西南宁530031) [关键词]离子膜法烧碱;升膜蒸发器;降膜蒸发器[摘 要]阐述了离子膜法烧碱蒸发的特性、方法、工艺流程,并对生产中常见的降膜浓缩和升膜浓缩两种工艺及其主要设备进行了分析、对比。
[中图分类号]T Q114.268 [文献标识码]B [文章编号]1008-133X(2006)10-0020-04 离子膜法烧碱电解工序生产出的烧碱质量分数一般为32%,为了满足用户对高浓度离子膜法烧碱的需求,须把32%的烧碱输送到蒸发装置进一步浓缩。
离子膜法烧碱的蒸发与所有的蒸发过程相同,借助蒸汽加热使烧碱溶液中的水分汽化,提高烧碱的浓度,该过程可由传热方程式表示为:Q=KSΔt,式中:Q为传热量,kJ/s;S为传热面积,m2;Δt为传热温差,K;K为传热系数,kJ/(m2・s・K)。
传热量分别与传热面积、传热温差、传热系数有关,三者是提高蒸发能力的基本要素。
1 离子膜法烧碱蒸发的特性离子膜法烧碱采用了比隔膜法烧碱更先进的生产工艺与设备,质量大大超过隔膜法烧碱,更有利于蒸发。
1.1 离子膜法烧碱纯度高离子膜法烧碱纯度高,杂质含量极少,一般烧碱中NaCl质量浓度≤30mg/L、NaCl O3质量浓度≤15 mg/L,因此,在工业生产上可以把离子膜法烧碱看作是纯净的烧碱溶液。
离子膜法烧碱纯净的特性为其蒸发创造了良好的条件。
1.2 沸点和黏度随温度的升高而增大离子膜法烧碱溶液的沸点随浓度的增加而升高,随压力的升高而升高。
在离子膜法烧碱浓度增大的同时,黏度也随着增大。
1.3 传热系数大离子膜法烧碱的纯度高,在蒸发过程中没有像隔膜法烧碱蒸发中那样有结晶盐析出,因此在相同状态下,离子膜法烧碱蒸发的传热系数比隔膜法烧碱蒸发的传热系数大。
由传热方程式可知,在传热温差和传热面积相同的情况下,提高传热系数就能提高传热量,提高设备的生产强度。
1.4 离子膜法烧碱腐蚀性强虽然离子膜法烧碱的杂质含量极少,但是离子膜法烧碱本身具有强腐蚀性,对设备和管道将产生强烈的腐蚀。
15烧碱生产与操作练习(5.7)
烧碱生产与操作综合练习（1）一、判断1.用隔膜法生产30％烧碱时，由于硫酸根可溶解于烧碱产品中，所以当精盐水SO42-含量＜5g/L时，可以不必除去原盐带入的硫酸根。
( )2.除去盐水中化学杂质，可加入纯碱或烧碱使之形成氢氧化镁、碳酸钙沉淀。
( )3.当氢气着火后应立即用水把它浇灭。
( )4、离心机的工作原理是依靠离心力的作用来达到碱、盐分离的目的。
( )5、蒸发生产的目的，一是浓缩碱液，二是除去结晶盐。
( )6.氢气处理系统要求所有的电器设备均应为防爆级的。
( )7.实际的盐酸合成生产过程中，入炉气体应控制氢气略微过量。
( )8.逃离氯气系统跑氯现场应逆风而跑。
( )9．湿氯气的化学性质更为强烈，几乎对钢铁及大多数金属有强烈腐蚀作用。
（）10、温度越低，碱液中氯化钠析出量越多。
11、在碱液蒸发过程中，当末效真空度控制的较高，可降低蒸发蒸汽消耗。
12、多效蒸发的目的是提高产量13．氯碱厂一般都是采用纳氏泵或透平压缩机来压缩输送氯气。
（14．氢气是一种无色、无味、易燃易爆的气体。
（）15．硫酸浓度一定时，温度赿低吸收效果越好。
（）16．从电解来的湿氯气首先进入缓冲罐的目的是为了得到平稳的气流。
（）17．氯气采用分段冷却主要是为了降低冷冻负荷。
（）18．硫酸温度过低会导致其吸水性变差。
( )19．从电解工段来的湿氯气经冷却后可除去其中80%以上的水份。
（）20．氯气冷却所用的填料塔材料为PVC时，其设计温度和操作温度都应注意不大于70℃。
21．从电解工段来的湿氯气，温度越高，含水量越大。
（）22．从电解工段出来的氯气常用钢管输送至氯氢处理工序。
（）23．经纳氏泵压缩后的氯气压力可达到1.6MPa。
（）24．一般从电解槽出来的湿氯气的温度在75~85℃。
（）二、选择1、在三效顺流蒸发生产中，二效压力升高，则意味着（）加热室结垢，需要进行清洗。
A 一效B 二效C 三效D 整个装置2、在电解液蒸发过程中，适当提高电解液中氢氧化钠的浓度可（）A 增加蒸汽消耗B 降低装置能力C 降低蒸汽消耗，提高装置生产能力3、目前，工业化生产烧碱的方法有（）A 隔膜法和水银法B 苛化法和离子膜法C 隔膜法和离子膜法D 以上全是4、氯气对人体的伤害主要集中在。
烧碱
所以设计选用合适的汽液分离器是不容忽视的问题，目前，常用的汽液分离器型式有：偏心热动式、浮子杆式、液面自控式三种，用于蒸发装置中一般用后两种。本设计选用液面自控式。
2.8热损失
蒸发过程是一个传热过程，因此，不可避免会有热的损失。这种热损失只要是通过系统内设备和管道的表面向外界散发热量以及蒸汽等物料能没有充分的被利用就排除而造成的热损失。通常，前者约占供入热量的2%～5%，后者则占10%～20%甚至更多。
张光新，周泽魁，烧碱蒸发过程的解耦控制，仪器仪表学报，2004
3廖巧丽，米镇涛，化学工艺学，北京：化学工业出版社，2001，，420～435
3朱雁翎，电解碱液双效降膜顺流蒸发工艺计算，中国氯碱，2002，：7～10
导读：一方面选择优质价廉的保温材料减少碱液蒸发散热损失，另一方面，最充分有效的利用介入碱液蒸发系统的所有热物料的能量，最大限度的加以利用，减少流失，使排除系统的各种物料带走最小的热量，这些都是降低蒸汽消耗的重要途径。
摘要：本文着重介绍了离子膜法制烧碱的生产工艺过程中的离子膜法碱液蒸发的特点以及2影响碱液蒸发的因素。
因此，稳定液位是提高循环蒸发器蒸发能力，降低碱损失，降低汽耗的重要环节。
2.3真空度
真空度是蒸发过程中生产控制的一个重要的控制指标，它是在现有装置中挖掘，提高蒸发能力的重要途径，也是降低汽耗的重要途径。因为真空度的提高，将使二次蒸汽的饱和温度降低，从而提高了有效温度差，除外，也降低了蒸汽冷凝水的温度，因而也就更充分的利用了热源，使蒸汽消耗降低。
表1与下水温度平衡时的真空度
下水温度，℃
30
35
40
45
50
真空度，kPa
96
碱液的蒸发浓缩
碱液的蒸发浓缩电解槽出来的电解液不仅含有烧碱，而且含有盐。
由于电解方法的不同，其电解液组成也不同，如隔膜法电解液中氢氧化钠含量为11%-12%，氯化钠含量为16%-18%。
蒸发电解液的目的：一是将电解液中NaOH含量浓缩至产品浓度（30%、42%、45%、50%和73%）；二是将电解液中未分解的NaCl与NaOH 分离，并回收送至化盐工序再使用。
对于离子膜法，电解液中的NaCI含量低，一般为30-50mg/L，蒸发浓缩不需除盐，而且电解液中NaOH含量高，一般为32%-35%，蒸发水量少，蒸汽消耗低。
离子膜法的蒸发最被广泛采用的是双效蒸发流程，也有一部分单效蒸发流程。
三效蒸发流程将会越来越受到重视，国内鲜有使用三效蒸发流程的报道。
蒸发操作的基本要求：①保持蒸汽压力的稳定。
过高的蒸汽压力使加热管内碱液温度上升，造成管内液体剧烈沸腾，形成气膜，降低传热系数；而压力过低，达不到碱液所需温度，会使蒸发强度下降。
②维持恒定的蒸发器液位。
在循环蒸发器的蒸发过程中，液位高度的变化会造成静压头的变化，使蒸发过程不稳定。
液位过低，蒸发及闪蒸加剧，夹带严重；液位过高，则使蒸发量减小，进加热室的料液温度增高，降低了传热有效温差，也降低了循环速度，最终导致蒸发能力下降。
③保持足够的真空度。
真空度的提高，可降低二次蒸汽的饱和温度，提高有效温差，还可降低蒸汽冷凝水的温度，以充分利用热能，降低蒸汽消耗。
固体烧碱（简称固碱）便于运输，适用于特殊的用户。
固碱的生产是在高温下进一步浓缩液体烧碱，使其呈熔融状，再经冷却成型，即可得不同形状的固碱。
固碱生产方法有直接加热法和降膜法，其中应用最广的是降膜法。
多效蒸发器原理
三效浓缩蒸发器的工作原理多效蒸发器原理及优势2009-12-22 来源：石家庄博特环保科技有限公司多效蒸发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。
在三效蒸发操作的流程(见图)中，第一个蒸发器(称为第一效)以生蒸汽作为加热蒸汽，其余两个(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依次降低。
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依次通过各效。
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。
③错流流程。
二次蒸汽依次通过各效，但料液则每效单独进出，这种流程适用于有晶体析出的料液。
在生蒸汽温度与末效冷凝器温度相同(即总温度差相同)条件下，将单效蒸发改为多效蒸发时，蒸发器效数增加,生蒸汽用量减少，但总蒸发量不仅不增加,反而因温度差损失增加而有所下降。
多效蒸发节省能耗，但降低设备的生产强度，因而增加设备投资。
在实际生产中，应综合考虑能耗和设备投资，选定最佳的效数。
烧碱等电解质溶液的蒸发，因其温度差损失大，通常只采用2～3效；食糖等非电解质溶液,温度差损失小,可用到4～6效；海水淡化所蒸发的水量大，在采取了各种减少温度差损失的措施后，可采用20～30效。
文章链接：中国环保设备展览网三效浓缩器在一、二效分离器内隔板隔出顶部与内腔相通的蒸汽腔，蒸汽腔底部接直管与下一级加热器连接，为二次或三次蒸汽管。
蒸汽从分离器顶部进入蒸汽腔，直接进入下一级加热器。
因蒸汽腔的横截面比一般蒸汽管大得多，直管通入下一级加热器无折转，距离近，大大降低蒸汽阻力，增加流量，提高分离效率。
多效蒸发技术在海水淡化中的应用
多效蒸发器的运行控制系统研究摘要：本文主要研究了多效蒸发器的运行控制系统，通过分析多效蒸发器的原理和特点，设计了相应的运行控制系统，并进行了相关实验。
实验结果表明，该运行控制系统能够有效地提高多效蒸发器的运行效率，降低能源消耗，达到了预期的控制效果。
关键词：多效蒸发器；运行控制系统；运行效率；能源消耗1. 引言多效蒸发器是一种重要的热能转换设备，广泛应用于化工、制药、冶金等行业。
它通过多级蒸发和再利用余热的方式实现了能源的高效利用，可将溶液的溶质浓缩至所需浓度，具有节能、环保等诸多优点。
然而，多效蒸发器的运行控制对于提高设备的运行效率、降低能源消耗至关重要。
因此，本文通过研究多效蒸发器的运行控制系统，旨在进一步优化多效蒸发器的运行性能，提高生产效率。
2. 多效蒸发器的原理与特点多效蒸发器是利用高温蒸汽在不同压力下的逐级蒸发，实现对溶液的浓缩。
它由多个蒸发器组成，每个蒸发器都有自己的加热器和冷凝器。
蒸汽在高温、高压的情况下从冷凝器流入下一个蒸发器的加热器中，使得该蒸发器内的溶液蒸发，随后的蒸汽又被冷凝器冷凝，并通过独立的冷凝器收集产出物。
多效蒸发器的主要特点包括以下几点：（1）能量利用率高：多效蒸发器通过逐级蒸发，充分利用了蒸汽的热量，减少了能量的浪费；（2）设备结构简单：多效蒸发器由一系列的传热管组成，结构相对简单，易于操作与维护；（3）占地面积小：由于多效蒸发器逐级蒸发，减少了传热器的体积，因此占地面积相对较小；（4）环境友好：多效蒸发器采用循环利用蒸汽的方式，减少了废气的排放，对环境更加友好。
3. 多效蒸发器的运行控制系统设计针对多效蒸发器的特点和运行要求，设计一套高效的运行控制系统是关键。
运行控制系统主要包括以下几个方面的内容：蒸汽供应控制、加热器控制、冷凝器控制、排放控制等。
3.1 蒸汽供应控制蒸汽供应控制是多效蒸发器运行控制系统的核心，其控制目标是保持多效蒸发器中蒸汽的稳定供应，以满足蒸发器的热量需求和产出物的质量要求。
火电厂高盐废水烟气浓缩与蒸发技术应用与分析
火电厂高盐废水烟气浓缩与蒸发技术应用与分析摘要:在目前火力发电厂进行循环水排污水、脱硫废水等高盐废水零排放的改造技术路线中,利用锅炉尾部烟气对高盐废水进行浓缩和蒸发处理的技术,因工艺流程简单、投资和运行费用较低等在火电厂废水零排放治理改造中逐渐得到应用。
同时,因为该技术目前已建成项目较少,且已有项目多数运行时间较短,造成该技术在实际应用中的可靠性还有待进一步的研究和改进。
关键词:高盐废水烟气浓缩与蒸发应用分析0引言近年来，随着国家污染防治攻坚战的不断深入推进，水污染防治工作也逐步受到各火电企业的重视，火电厂由于废水比较复杂，外排废水量较大,因此治理难度相对较大。
目前，火电厂废水零排放改造为降低成本,通常需要先实施全厂用水优化改造,根据各系统的水质不同分别回收利用,然后对循环水、化学再生水和脱硫废水等高盐水再进行浓缩和蒸发干燥处理,最终实现全厂废水零排放。
但由于受到目前火电厂废水零排放技术和设备可靠性的限制，虽有部分火电厂开展了废水深度治理和零排放的改造,但在实际运行中还是暴露出一些问题，影响了废水零排放设施的运行可靠性。
1高盐废水实施零排放的技术方案废水零排放由于治理成本较高，为了减少改造的资金投入,目前火电厂在实施废水零排放改造中一般采用分步实施:首先对全厂用水进行优化,根据水质不同分类回收利用，减少废水排放量，提高排水的回用率；其次对经综合利用后无法处置的高含盐水进行收集，通过浓缩处理生成高含盐废水，以减少末端蒸发或结晶的水量,降低工程建设投资;最后把浓缩后高盐水通过蒸发或结晶处理,让高盐水中的盐份结晶析出,实现电厂废水的零排放。
废水浓缩处理技术主要有两种路线，既热浓缩技术和膜浓缩技术,热浓缩技术主要有机械蒸汽再压缩、低温多效蒸馏法、多级闪蒸、旁路烟气浓缩等技术；膜浓缩技术主要有有反渗透、电渗析等技术【1-2】。
高盐水的蒸发结晶技术主要有自然蒸发、机械雾化蒸发、主烟道雾化蒸发、旁路烟道雾化蒸发等技术。
多效蒸发器的工作原理
多效蒸发器的工作原理
多效蒸发器是一种常用于分离液体混合物的设备，其工作原理基于液体的不同挥发性和沸点。
多效蒸发器通常由多个效应器组成，每个效应器都是一个独立的蒸发器，且位于不同的压力下。
在多效蒸发器中，原料液体首先进入第一个效应器，通常为低压效应器。
在该效应器中，液体被加热至沸点并蒸发，其中的挥发物质会与蒸汽一起升入下个效应器，而未蒸发的残液则向下流动。
在下一个效应器中，沸点较高的液体组分在较高的压力下蒸发。
这样，整个多效蒸发器中的每个效应器都依次发生液体蒸发，分离液体混合物的不同组分。
通过采用多效蒸发器，可以充分利用热能，提高热利用效率。
因为每个效应器中的蒸汽可以被收集并再次利用，在下一个效应器中进一步加热液体，从而实现能量的逐级利用。
此外，多效蒸发器还可以通过在各效应器之间引入提取器来进一步提高分离效果。
提取器可以用于从蒸汽中提取挥发性物质，将其与液体混合物分离。
总而言之，多效蒸发器的工作原理是利用不同压力下的液体蒸发，通过逐级加热和分离的方式，分离出液体混合物中的不同组分。
同时，通过热能的逐级利用和提取操作的引入，可以达到更高的蒸发效率和分离效果。
多效蒸发结晶在硝酸钠废水处理中的应用研究
多效蒸发结晶在硝酸钠废水处理中的应用研究摘要：现阶段工业生产中，重视多效蒸发结晶在废水处理中的应用，从而实现硝酸钠回收的目的。
本文主要介绍了当前硝酸钠废水处理现状，并且对多效蒸发结晶技术进行分析，对该技术的应用中需要关注的技术要点进行分析，供石家庄鼎威化工设备工程有限公司工作人员借鉴分析。
关键词：多效蒸发结晶；硝酸钠；生产工艺；闪蒸结晶引言：当前我国工业生产效益不断提升，尤其是国内对于硝酸钠的需求逐年增多，在工业生产中，硝酸钠的用途广泛，可以应用于玻璃、化肥等生产中。
随着硝酸铵产量的增多，随之而来的工业废水现象较为严重，重视多效蒸发结晶在硝酸钠废水处理中的应用，从而提高经济效益，降低环境污染。
1当前硝酸钠废水处理现状当前硝酸钠废水处理技术的应用，主要是通过自然蒸发或排放技术与釜式蒸发技术。
其中自然蒸发或排放技术的使用，会造成废水产生大量积压，给整体处理系统造成较大的限制。
尤其是现阶段工业生产中，大量积压的废水会造成污水处理工作造成较大的负面影响。
并且，这些积压的废水最终排放到外界环境中，给周边气候造成较大的影响。
而釜式蒸发技术的使用，能够对废水进行处理，虽然在一定程度上，釜式蒸发能够对硝酸钠废水起到净化的作用，但是该施工工艺成本较高，在日常工业生产中，仅仅能够满足小型工厂生产所产生的废水。
釜式蒸发处理效率低下，不能够满足当前化工生产的需求，并且大量积压的硝酸钠废水，会对整体生产工作产生较大的负面影响。
如果硝酸钠废水没有经过处理，会造成严重的化工污染，对周边环境的污染较为严重，不符合环保节能的需求。
在工业生产中，需要环保部门重视对工业污染的整治工作，不断提高工厂废水处理能力。
2多效蒸发结晶概述硝酸钠废水处理中，使用多效蒸发结晶技术，能够改善当前工业生产效率，并且施工人员将硝酸钠废水通过三效逆流蒸发浓缩技术处理后，再利用真空结晶器来完成其余工作。
并且在多效蒸发结晶废水处理中，需要使用离心机对于产生的固液混合物进行分离，从而完成硝酸钠处理工作。
蒸发及片碱生产中余热的回收利用
蒸发及片碱生产中余热的回收利用发布时间：2021-04-15T01:25:58.710Z 来源：《中国科技人才》2021年第6期作者：黄永姣[导读] 在蒸发制片生产中，大量的蒸汽被用作蒸发器的热源，使氢氧化钠液碱中的水分不断蒸发，以提高氢氧化钾液碱的浓度。
这些加热蒸汽在经过蒸发器后会产生大量冷凝水，蒸汽凝结水由公用循环水经换热器冷却后进入原水池，补充各工序生产工艺用水，但这种方法也有一的不足。
基于此，本文详细的探讨了蒸发及片碱生产中余热的回收利用。
新疆圣雄氯碱有限公司烧碱车间摘要：利用蒸汽冷凝水的余热使溴化锂制冷机产生低温水，以改善片碱机的操作，制冷机利用后的蒸汽冷凝水代替纯水使用，以达到回收低温余热、减少热污染、改善生产操作、节约纯水的效果。
关键词：蒸汽冷凝水；片碱生产；余热在蒸发制片生产中，大量的蒸汽被用作蒸发器的热源，使氢氧化钠液碱中的水分不断蒸发，以提高氢氧化钾液碱的浓度。
这些加热蒸汽在经过蒸发器后会产生大量冷凝水，蒸汽凝结水由公用循环水经换热器冷却后进入原水池，补充各工序生产工艺用水，但这种方法也有一的不足。
基于此，本文详细的探讨了蒸发及片碱生产中余热的回收利用。
一、片碱概述片碱又称氢氧化钠、烧碱、火碱、苛性钠等。
其在常温下是一种白色晶体，水溶液呈强碱性。
它是将液碱打入液碱高位槽（罐），利用高位槽（罐）的液位差放入第一蒸发锅预热，预热后用移动碱泵打入第二预热锅进一步预热，最后打入第三蒸煮，除去水分，然后加入少量硫磺调色，合格后用移动碱泵抽热碱送入片碱机制成片碱。
片碱的生产工艺主要有间歇法锅式蒸煮和连续法膜式（升膜、降膜）蒸发。
锅式蒸煮法已应用多年，工艺简单可靠，设备维修方便，热利用效率较高，产品质量稳定，不存在产量调整问题，但由于是间歇操作，所以生产能力低，而且设备笨重，不便于实现自动化。
随着含盐量很低的离子膜法烧碱产量的增加，连续生产将更加方便，很多企业正在考虑改造原有工艺。
另外，膜式蒸发器有可连续运行、自动化程度高等较明显的优势，但温度高达450℃的熔盐系统的安全、高温条件下转动设备的维修、次氯酸盐对设备的腐蚀等问题较为突出。
项目三：氯碱工业中碱液的蒸发浓缩资料
减压蒸发： 沸点低 优点： (1) Δtm ↑, (2) 可利用废汽作为加热蒸汽 (3)可防止热敏性物料变质或分解 (4)沸点温度低，减少热损失 缺点：(1)真空装置，需消耗动力和增加设备 (2)沸点↓，μ↑，α↓，K↓ (3)二次蒸汽t↓, 冷凝器温差↓
一、 蒸发器的型式与结构
1.循环型(非膜式)蒸发器
（2）悬筐式蒸发器
❖加热室像个筐，悬挂在蒸发器壳体的下部，可 由顶部取出。加热蒸汽由壳体上部进入加热室， 在管间放热加热管内溶液使其上升，而沿悬筐外 壁与蒸发器内壁间环隙通道向下循环流动。 ❖优点：
▪溶液循环速度高，改善了管内结垢情况 ▪传热速率较高 ❖缺点： ▪设备费高 ▪占地面积大 ▪加热管内溶液滞留量大 ❖适于处理易结垢，有晶体析出的溶液
③传热温度差降低：含有不挥发溶质的溶液，高温下溶剂的蒸汽压低，即溶液沸点较纯 溶剂沸点高，故传热温度差降低。
④泡沫夹带：二次蒸汽中夹带大量液沫，冷凝前必须设法除去，否则不但损失物料， 而且要污染冷凝设备。 ⑤能源利用：产生大量二次蒸汽，如何利用它的潜热时蒸发操作中要考虑的关键问题。
任务１：蒸发操作的基本概念及认识
在化工、轻工、食品、医药等工业中，通过 化学反应或物理性操作过程经常得到一些含溶质 的稀溶液，为了得到符合标准的产品。常将含有 不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽，从而使
溶液中溶质浓度提高的单元操作称为蒸发。
加热
加热、沸腾
挥发性溶剂，不挥发溶质 溶液浓缩
溶剂部分汽化；
任务１：蒸发操作的基本概念及认识
2. 单程型(膜式)蒸发器
（1） 升膜式蒸发器 结构：加热室由单根或多根垂直管组成，
多效蒸发设计(以NaOH为例)
NaOH蒸发系统设计目录第一章前言§1·1 概述`第二章蒸发工艺设计计算§2·1蒸浓液浓度计算§2·2溶液沸点和有效温度差的确定§2·2·1 各效由于溶液的蒸汽压下降所引起的温度差损失 /§2·2·2 各效由于溶液静压强所因引起的温度差损失§2·2·3 由经验不计流体阻力产生压降所引起的温度差损失§2·3 加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的计算§2·4 蒸发器的传热面积和有效温度差在各效中的分布以及传热系数K的确定§2·5 温差的重新分配与试差计算§2·5·1重新分配各效的有效温度差，§2·5·2重复上述计算步骤§2·6计算结果列表第三章 NaOH溶液的多效蒸发优化程序部分§3·1 具体的拉格朗日乘子法求解过程§3·2 程序内部变量说明§3·3 程序内容：§3·4 程序优化计算结果§3·5 优化前后费用比较第四章蒸发器工艺尺寸计算§4·1 加热管的选择和管数的初步估计§4·1·1 加热管的选择和管数的初步估计§4·1·2 循环管的选择§4·1·3 加热室直径及加热管数目的确定§4·1·4 分离室直径与高度的确定§4·2 接管尺寸的确定§4·2·1 溶液进出§4·2·2 加热蒸气进口与二次蒸汽出口§4·2·3 冷凝水出口第五章、蒸发装置的辅助设备§5·1 气液分离器§5·2 蒸汽冷凝器§5·2·1 冷却水量§5·2·2 计算冷凝器的直径§5·2·3 淋水板的设计§5·3泵选型计算§5·4预热器的选型第六章主要设备强度计算及校核§6·1蒸发分离室厚度设计§6·2加热室厚度校核第七章小结与参考文献：符号说明希腊字母：c——比热容，KJ/(Kg.h)α――对流传热系数，Ｗ/m2.℃d——管径，mΔ――温度差损失，℃D——直径，mη――误差，D——加热蒸汽消耗量，Kg/hη――热损失系数，f——校正系数，η――阻力系数，F——进料量，Kg/hλ――导热系数，Ｗ/m2.℃g——重力加速度，9.81m/s2μ――粘度，Pa.sh——高度，mρ――密度，Kg/m3H——高度，mk——杜林线斜率K——总传热系数，W/m2.℃∑――加和L——液面高度，mφ――系数L——加热管长度，mL——淋水板间距，m 下标：n——效数1,2,3――效数的序号n——第n效0――进料的p——压强，Pa i――内侧q——热通量，W/m2m――平均Q——传热速率，W o――外侧r——汽化潜热，KJ/Kg p――压强R——热阻，m2.℃/W s――污垢的S——传热面积，m2w――水的t——管心距，m w――壁面的T——蒸汽温度，℃u——流速，m/sU——蒸发强度，Kg/m2.h上标：V——体积流量，m3/h′：二次蒸汽的W——蒸发量，Kg/h′：因溶液蒸汽压而引起的W——质量流量，Kg/h 〞：因液柱静压强而引起的x——溶剂的百分质量,％：因流体阻力损失而引起的第一章前言§1·1概述1蒸发及蒸发流程蒸发是采用加热的方法，使含有不挥发性杂质（如盐类）的溶液沸腾，除去其中被汽化单位部分杂质，使溶液得以浓缩的单元操作过程。
多效蒸发技术在高浓高盐废水处理中的应用
随着化工、制药、造纸等行业的发展，高浓度难降解废水一直是废水处理的难点。
近年来，零排放及污水回用等生产理念的推广，对污水处理及深度提出进一步要求。
传统的物化、生物处理方法处理高浓度难降解废水时，处理工艺冗长且复杂。
另外，对于高盐度废水，因微生物而不能生存而使生物处理法收到限制，或者需要引进大量淡水进行吸收达到微生物可以耐受的限制后，采用生物处理。
近几年来，在高浓度及/或高盐度废水处理领域，蒸发技术开始逐渐受到关注，为长久以来困扰着环保工作者的难题找到了一个可探索、证实的答案，并已有一定应用。
本文结合笔者工作经验及相关文献报道，对蒸发在工业废水处理的发展及应用做简要介绍。
采用蒸发技术处理高浓度废水主要利用水（溶剂）与污染物（溶质）之间的沸点差异，通过控制废水在一定温度、气压下发生表面或内部的气化，将溶剂与溶质分离的过程。
经过蒸发，沸点高的污染物被留在蒸发残液中，而低沸点的水将以冷凝液形式排出。
根据蒸发的原理，只有当污染物与水沸点差异比较大时，才会有较好的分离效果。
否则，污染物会直接蒸发成为冷凝液的一部分，或者与水产生共沸而进入冷凝液，而导致出水COD升高。
因此，对于特定废水需采用合适的冷凝水处理工艺，使污水处理系统出水达到要求。
目前废水处理中已有应用的蒸发设备有多效蒸发器及机械压缩蒸发器。
结合笔者的工作，本文就多效蒸发加以叙述。
2定废水蒸发设备甚至需要用到钛材。
因此，在采用考虑设计多效蒸发时，需考虑设备投资的经济性对蒸发级数的影响。
另外，由于装置总温差是一定的，各单效的有效温差比总温差小很多，从而导致相同总温差下，多效蒸发的生产力要低于单效蒸发器。
相关文献表明，在目前废水处理领域中，三效蒸发应用较多。
2．2多效蒸发在废水处理中的应用在废水处理中，多效蒸发被用来浓缩工业废水回收有价值的成分，或者得到洁净的冷凝水用以回用。
然而在实际应用中，冷凝水中常带有低沸点组分的有机污染物，为达标排放通常在多效蒸发后设计生化工艺来进一步去除水中的有机物。
二烧碱的蒸发生产基本原理
2 烧碱的蒸发生产基本原理表烧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达：Ｑ=ｋFΔｔ式中Ｑ－传热速率，F－传热面积Δｔ－传热温差ｋ－传热系数，有传热基本方式可知，提高传热速率分别与传热面积、传热温差及传热系数有关。
也就是说上述三要素是提高传热速率，提高蒸发能力的基本条件。
下面我们分别进行讨论。
2.1传热面积F提高传热面积是提高蒸发能力的重要途径，但也意味着同时要增加设备的投资费用。
因此，传热面积的增加受到投资费用的约束，在实践中，在投资确定时（材质不变）设计者就要考虑如何寻找最大的传热面积，即在传热管径、薄厚的选择上做文章2.2传热系数K传热系数K是影响传热的重要因素。
（1）提高传热壁面两侧流体的传热系数（αi和α0）一般的方法是提高流速，采取强制循环的方式。
（2）减少传热壁面的厚度b，目前国外在蒸发器中大量选用薄壁管，其厚度仅为国内的1/2~3/5。
（3）增大传热壁面的导热系数，这就是说选择既有较大的导热系数，又有较好的耐腐蚀性材质，如镍合金钢等。
（4）减少传热壁面两侧的热阻（Ri和R0）即要清除壁面两侧上的污垢。
工业上一般采用定期清洗的办法。
2.3传热温度差Δt蒸发过程的传热温度差Δt是第一效加热室蒸汽的饱和温度to与末效冷凝器的蒸汽饱和温度tn之差。
既：Δt=to-tn，所以，提高传热温差的途径有以下两点。
（1）提高加热蒸汽的温度，即使用较高压力的饱和蒸汽。
但是，它受到企业公用工程条件的限制，一般企业使用的蒸汽压力大都不超过0.8Mpa（压）。
降低末效冷凝器的蒸汽饱和温度，一般采用提高真空度的方式来实现。
3烧碱的蒸发生产工艺流程双效顺流流程这是双效顺流中目前国内较常使用的流程，其特点是设备要求材质不高，造价投资相对较低，工艺易于操作控制等。
蒸发过程安全操作——蒸发过程及危险性分析
蒸发过程安全操作——蒸发过程及风险分析在化工、医药和食品加工等工业生产中，通常需要用固体溶质浓缩稀溶液，以得到高浓度溶液或析出固体产品，此时应采用蒸发操作。
蒸发是通过加热蒸发并去除稀释溶液中的部分溶剂，从而使溶液浓度提高的一种单元操作，其目的是为了得到高浓度的溶液。
例如：在化工生产中，用电解法制得的烧碱(NaOH溶液)的质量浓度一般只在10％左右，要得到42％满足工艺要求的左右浓缩碱液需要蒸发。
由于稀碱液中的溶质NaOH不具有挥发性，而溶剂水具有挥发性，因此生产上可将稀碱液加热至沸腾状态，使其中大量的水分发生汽化并除去，这样原碱液中的溶质Na0H的浓度就得到了提高。
又如：食品工业中利用蒸发操作将一些果汁加热，使一部分水分汽化并除去，以得到浓缩的果汁产品。
除此之外，蒸发通常也用于先蒸发原液中的溶剂，然后加以冷却以得到固体产品，如食糖的生产、医药工业中固体药物的生产等都属此类。
在工业生产中应用蒸发操作时，需认识蒸发如下几方面的特点。
①蒸发的目的是为了使溶剂汽化，因此，蒸发溶液应由挥发性溶剂和非挥发性溶质组成，这一点与蒸馏操作中的溶液是不同的。
整个蒸发过程中溶质数量不变，这是本章物料衡算的基本依据。
②溶剂的汽化可分别在沸点以下和沸点处进行。
在低于沸点时进行，称为自然蒸发。
如海水制盐用太阳晒，此时溶剂的汽化只能在溶液的表面进行，蒸发速率缓慢，生产效率较低，故该法在其他工业生产中较少采用。
若溶剂的汽化在沸点温度下进行，则称为沸腾蒸发，溶剂不仅在溶液的表面汽化，而且在溶液内部的各个部分同时汽化，蒸发速率大大提高。
本章只讨论工业生产中普遍采用的沸点汽化。
③蒸发操作是一个传热和传质同时进行的过程，蒸发速率取决于过程中较慢步骤的速率，即热量传递速率，因此工程上通常把它归类为传热过程。
④由于溶液中溶质的存在，在溶剂蒸发过程中，溶质容易在受热面上沉淀并形成污垢，影响传热效果。
当该溶质为热敏性物质时，还有可能因此而分解变质。