蒸发工段生产工艺规程

QB***企业标准S/LZDH—2005 氯碱分厂蒸发工段生产工艺规程2005－04－01发布2005－05－01实施*** 发布蒸发工段工艺规程1范围本标准介绍了30%烧碱的物理化学性质和生产原理，规定了30%烧碱生产过程的实际生产条件、操作方法和安全注意事项。

本标准适用于氯碱分厂蒸发工段生产岗位的操作。

2产品说明2.1产品名称本产品名称为氢氧化钠，俗名烧碱，分子式为NaOH，分子量为39.997。

2.2氢氧化钠的物理性质2.2.1比重2.13克/厘米32.2.2无水的纯氢氧化钠溶点为318℃。

2.2.5氢氧化钠是最强的碱类之一，用以中和酸时生成钠盐。

2.2.6氢氧化钠的化学性很强，能与许多有机，无机化合物起化学反应，在工业上用途很广泛。

如中和、水化、浓缩、皂化、置换原子团，醇化反应等。

2.2.7氢氧化钠有极强腐蚀性，处理时必须带好防护用品，以免灼伤身体。

2.3产品质量标准产品符合隔膜法国家二级标准NaOH≥30% Na2CO3≤0.8% NaCl≤5.0% Fe2O3≤0.01%2.4产品包装和贮运因为产品是液态，产品包装贮存均在浓碱槽，产品则用带槽罐的汽车或火车运输，小批量用户则用桶装汽车运输。

2.5产品用途烧碱在国民经济中占重要地位，是主要的化工原料，它广泛地应用在各个工业部门中，如造纸工业，纺织工业，轻工工业，冶金工业，化学医药工业，气象等部门。

3原材料的规格蒸发工段所需原材料和动力有电解液、生蒸汽、冷却水和动力电等。

原材料及动力要求规格如下表：4生产基本原理和化学反应过程液碱生产是在蒸发器中进行的，电解液在蒸发器中利用蒸汽间接加热，使电解液浓缩，逐步蒸发水分。

同时，不断分离析出结晶盐。

蒸发整个生产过程是一个物理过程，无化学反应。

蒸发生产的过程可分为三部分。

a) 电解液通过加热浓缩除去大部份水份并分离出大部份结晶盐。

b) 冷却澄清浓碱液并分离出来的结晶盐，才能达到产国家标准，供商品出售。

c) 将蒸发和浓碱冷却分离出来的结晶盐通过离心机分离后化成盐水送盐水工段使用。

母液送回蒸发器，进行再蒸发。

电解液蒸发生产所涉及的一些基本原理。

4.1电解液进蒸发器前需预热的原理。

增加预热段，以提高电解液的进料温度，这样可保证物料进入蒸发器有一个较高的温差，提高蒸发效率，在降低成本方面具体表现为：A能回收蒸汽冷凝水低品质热量。

B可减少传热面积，提高设备生产能力。

C节省加热生蒸汽热耗。

碱液的预热程度在特定的预热器中，决定于碱液物性及冷凝水温度。

电解液温度低时，预热后料液温度就低，所以输送碱液系统和贮存系统必须加强保温，预热温度的理想状态是沸点进料，一般预热温度在110～140℃之间。

4.2电解液在蒸发过程中结晶析出的原理。

溶液溶质结晶的手段有三种：一是冷却，二是蒸发浓缩，第三种是绝热蒸发，即在真空条件下使高温溶液闪蒸，溶剂蒸发时也同时带出潜热，因而蒸发器内的溶液温度下降，它兼有蒸发与冷却的双重效应。

液碱蒸发环境也是一个逐级减压降低的过程，所以在这个过程的结晶手段属后两者的组合。

液碱中NaCl在蒸发过程中结晶经过如图三个区域阶段：NaCl1曲线1：溶溶解度曲线曲线2：解过饱和度曲线度温度溶液的饱和与过饱和溶解曲线图稳定区：碱液NaCl没达到过饱和度，无结晶过程可能。

介稳区：NaCl晶核在杂质作用下能大量生成，但成长速度较慢，所以生成晶体较细小。

不稳区：NaCl晶核成长速度比生成速度快，结晶体较大。

电解液相对NaCl来说是接近饱和的水溶液，在Ⅰ效蒸发器，尽管经过一定的浓缩，但电解液温度升高，NaCl溶解度增大，故Ⅰ效NaCl仍处于接近饱和状态，处于稳定区内，无结晶析出。

影响结晶大小的主要因素：①NaOH浓度：浓度越大，结晶颗粒越小。

②结晶成长时间：时间越长，晶粒越大。

③冷却时温差：温差愈大，温度变化愈大，析出的晶核愈多，结晶颗粒愈小。

④搅拌强度：在一定范围内搅拌强度越大，结晶颗粒越大，但超过这范围，则因二次成核因素而反使颗粒细小。

4.3蒸发水分的原理碱液是由水、碱和盐组成的混合物。

根据低沸点物质先挥发的原理，对碱液进行加热蒸发，即可先赶除低沸点的水，因为在碱液中，水的沸点最低（常压下，水的沸点为100℃，碱的沸点为1390℃，盐的沸点1439℃）。

在蒸发的压力条件下，水的沸点会有所不同，压力越低，水的沸点就越低，蒸发去除水份就越容易。

所以碱液蒸发必须采用真空蒸发工艺。

4.4各效蒸发压力及液温调节原理各效蒸发压力及液温的调节，在设备装置运行过程中，能根据外界的影响而建立起自身的平衡，即随着操作条件的变化而自行调节。

如某效因为加热管结垢或加热室中不凝气排放不完全，而造成传热状况恶化，该效热阻增大，它给操作人员一个指示――排除某效故障，以恢复各效的正常运行状态。

该原理可用于洗效的有效指示：如果：①碱液经过加热管的温升从3℃升至6℃或更高。

②Ⅰ效生蒸汽压力升高（排除锅炉升压和真空下降因素）③前效压力升高④循环泵电机电流逐渐升高这四种现象的出现，都意味着蒸发系统正常工作状态的改变，有需要洗效的可能，需洗效，效体为故障出现效或压力升高的下一效。

4.5离心机分离原理任何物体作圆周运动时，都会产生离心力作用，盐泥是一种固液混合物。

盐泥中的碱液和结晶盐在离心机的转鼓内随转鼓作高速圆周运动，都会受离心力作用。

由于转鼓内筛网的作用，促使盐碱得到分离。

5生产工序和生产流程叙述5.1生产流程叙述5.1.1三效生产流程的叙述来自电解工段的电解液进入电解液贮槽，用加料泵送入螺旋预热器，预热至100℃以上，加入Ⅰ效蒸发器，浓缩后进入Ⅱ效蒸发器，再浓缩后进入Ⅲ效蒸发器，Ⅲ效蒸发器出来的30%的成品碱，送入浓碱接收槽，以经螺旋冷却器冷却沉清后，利用液位差将碱液送至液碱站贮槽，在配碱槽配至合格浓度，即可装车出售。

Ⅲ效蒸发器采出的盐浆经旋液分离器增稠后送入高位槽，清液器流到Ⅲ效蒸发器，或出料至浓碱接收槽（当浓度达到30%时）。

料液Ⅰ效过Ⅱ效，Ⅱ效过Ⅲ效均采用压差自动过料工艺。

浓碱接收槽内浓碱经冷却沉清后采出的盐泥与Ⅲ效蒸发器采出的盐泥通过盐泥高位槽一起输入离心机分离。

离心机分离所得碱液及洗涤液流入母液槽，用母液泵打到母液中间槽，然后送入Ⅲ效蒸发器再蒸发。

离心机分离出来的盐泥加水化成盐水用盐水泵送回盐水工段。

由锅炉房来的生蒸汽送入Ⅰ效蒸发器加热室间接加热碱液。

其冷凝水流经螺旋预热器后流到蒸汽冷凝液贮槽，锅炉来的蒸汽压力为0.6～0.8MPa。

Ⅰ效蒸发器的二次蒸汽通入Ⅱ效蒸发器加热室，加热碱液，同样，其冷凝水流送至蒸汽冷凝液贮槽，冷凝液贮槽的热水用热水泵打至盐水工段化盐，本工段洗效、或供离心机岗位使用。

Ⅱ效的二次蒸汽通入Ⅲ效加热室加热碱液。

其冷凝水排入地沟或供化盐使用。

Ⅲ效蒸发器的二次蒸汽经旋流板除沫器分离夹带碱后，由大气冷凝器用水冲洗后一并排入下水池，并借此地Ⅲ效蒸发器内形成真空。

5.1.2双效生产流程简述二效生产流程与三效生产流程主要差别在于减少一台蒸发器，工艺控制指标的改变，其它部份流程与三效一样。

具体流程的改变就是减少三效中一、二效的其中一效，将另一效与末效构成双效生产流程。

5.2带控制点工艺流程图见附录A 6主要工艺指标和生产控制一览表7原材料及动力消耗定额8副产品本工段副产品回收盐水，含盐240～280克/升，含氢氧化钠4克/升以下，送本分厂盐水工段回收使用。

9主要设备一览表10蒸发岗位操作法10.1开车前准备工作10.1.1检查蒸发器内有无杂物和存水，检查压力表、真空表、温度计、油压系统、自动化仪表是否完好。

10.1.2检查加料管、蒸汽管、过料管、回流管、不凝性气体排出管、出料管、疏水管的所有阀门是否畅通好用，设备、管道、法兰、垫子等是否有泄漏现象。

10.1.3打开各蒸发器不凝性气体排气阀，关好Ⅲ效蒸发器取样阀门。

10.1.4打开各效疏水器进水、出水、平衡管阀门。

10.1.5合上自动控制系统电源。

起动油泵，检查各油压阀启闭是否灵活，并调整各油压阀处于关闭状态，然后将各蒸发器过料管、回流管的手动阀打开。

10.1.6检查加料泵、采盐泵、强制循环泵、输送冷凝水泵、管道泵是否完好。

10.1.7检查完毕，向调度汇报，由调度与动力分厂联系，通知其送水并准备送汽。

10.1.8开启水力喷射冷凝器真空上水管道泵，并检查真空度是否达到工艺指标。

10.2开车步骤10.2.1打开电解液贮槽出口阀，启动电解液加料泵，经进料油压阀向Ⅰ效蒸发器进料，达到规定液面。

10.2.2打开Ⅰ效蒸发器过料阀，过料给Ⅱ效蒸发器，达到规定液面。

10.2.3启动Ⅱ效采盐泵，关采盐器底阀和出料阀，开过料阀，过料给Ⅲ效蒸发器，达到规定液面后，停过料阀，开电解液回流阀。

10.2.4启动Ⅲ效采盐泵，关采盐器底阀和出料阀，开回流阀。

10.2.5启动Ⅱ效、Ⅲ效强制循环泵，观察运行是否正常。

10.2.6通知调度送汽，开启Ⅰ效主加热室加热蒸汽进汽阀，刚开汽时蒸汽进口压力不能超过0.1MPa，开汽后，待二楼蒸汽管排水阀排出的汽不带水后关闭排水阀，各效加热室不凝性气体不带水后关闭其排汽阀。

10.2.7待Ⅰ效蒸发器内物料沸腾后，可将蒸汽压力逐步提高到正常操作指标，进行正常操作。

在蒸汽压力逐步提高过程中要平稳地进行，严防振动。

10.2.8开启Ⅰ效副加热室加热蒸汽进汽阀，刚开汽时蒸汽进口压力不能超过0.1MPa，待关闭不凝汽排放阀后再调节开度，注意应保持副加热室温度始终低于主加热室温度。

10.3正常运行操作与控制10.3.1手动操作10.3.1.1保持各效蒸发器液面至规定指标。

10.3.1.2Ⅰ效沸腾后Ⅱ、Ⅲ效开始采盐，视碱液含盐多少（固液比约70～80%，呈乳白色）控制采盐器阀门开启度，清液送回Ⅱ效或Ⅲ效蒸发器。

10.3.1.3经常分析Ⅲ效碱液浓度，不断补充各效料液，保持液面稳定，当Ⅲ效碱液浓度达到415～420g/l时出料。

10.3.1.4出料时间以6分钟左右为佳，每次出料5m3，出料时不关采盐器底阀，打开Ⅲ效出料油压阀，关闭回流阀。

待出料完毕后，打开回流阀、关闭出料阀。

出料时要控制好各效的汽压。

若Ⅲ效蒸发器加热室压力过高，超过0.15Mpa时，暂时打开不凝性气体排汽阀，直到Ⅲ效蒸发器加料到规定位置，沸腾为止。

10.3.1.5Ⅱ、Ⅲ效采盐泵常开，旋液分离器出来的盐泥进盐泥高位槽，视碱液含盐多少控制旋液分离器出口阀开启度大小，清液分别送回Ⅱ、Ⅲ效蒸发器内。

10.3.1.6操作时要勤加料、过料，发现过料管、蒸发器锥底堵塞时，关闭需进料效加料阀，打开需压碱效阀门，然后关闭加料泵出口回流阀及进Ⅰ效加料阀。

发现需压碱效液面升高时，即证明已压通，打开加料泵出口回流阀，关闭压碱阀。

10.3.1.7操作中思想要高度集中，密切注意各工艺条件和控制点的变化，经常巡回检查各操作点和密封点，消除跑、冒、滴、漏。