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3

2.2.2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：

NaCl

1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