氯碱生产操作3分解.docx
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氯碱生产操作3分解.docx
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氯碱生产操作3分解
第九章合成盐酸
第一节盐酸的性质和用途
盐酸,又称氢氯酸,是氯化氢气体的水溶液。
常见的工业用合成盐酸含量在31%左右(其含量以含HCl的质量百分比计)。
化学结构式为H—Cl,分子量36.461。
外观是无色透明液体,工业盐酸含有铁氯及有机杂质,所以呈黄色。
酸中的氯化氢气体极易挥发,形成酸雾,所以有刺激性臭味。
15℃时31%盐酸的比重为1.158。
操作工常打比重粗略判断和控制盐酸的含量,盐酸是最主要的无机盐酸之一,具有酸的一切通性。
用途:
盐酸广泛用于生产无机氯化物,如ZnCl2,有机氯化物如染料,冶金工业用于湿法冶金和酸洗钢板食品工业中用于制味精酱油等。
其它还用于纺织工业、造纸工业、医药工业。
第二节合成盐酸的生产
一、合成盐酸
燃烧合成生产的盐酸叫合成盐酸,通称工业盐酸,相对于化工生产过程中产生的氯化氢用水吸收后的盐酸称为副产盐酸。
合成盐酸的原料气体是氯气和氢气。
二、生产原理
工业上合成盐酸是通过氢气在氯气中燃烧生成氯化氢气体,经过冷却至常温用水吸收而制成的。
生产中分两步进行。
1、氯化氢的合成
实际生产中保持H2过量,一般控制在Cl2∶H2=1∶1.05~1.1生产中要严格控制H2和Cl2的纯度。
合成反应在合成炉内进行,为保证反应正常进行,必须及时移走大量的反应热,生产中有冷却装置。
2、氯化氢的吸收
合成炉出来的氯化氢气体经过冷却。
进入吸收塔用水吸收,氯化氢在水中的溶解度很大,其溶解度与压力有关,并随其温度的升高而减小。
吸收时,会放出大量的热使得酸温上升,氯化氢气体分压增大,不利于氯化氢气体的吸收,得不到较高浓度的盐酸,所以吸收系统中必须及时移去溶解热。
三、工艺流程选择
氯化氢合成以及氯化氢的水吸收都要放出大量的热量,为了满足正常生产,必须移走这部分热量,常用方式有:
1、空气对流,辐射放热;2、水冷却。
合成系统是通过合成炉型散热(辐射、水冷却),空气冷却管散热,石墨冷却器逐级冷却至40℃以下进入吸收系统。
吸收系统根据移走热量的方式不同分为绝热吸收和降膜吸收。
1、绝热吸收
绝热吸收是指在吸收过程中所产生的热量不与外界进行热交换,而是通过自身水分的蒸发带走热量,以制得盐酸。
2、降膜吸收
降膜吸收是指吸收水或稀酸在石墨列管上沿切线方向移动,形成液膜,氯化氢气体一接触液膜就被它吸收,当吸收达到一定浓度后,这种液膜就不再吸收HCl气体而被新的液膜代替,从而生产出合格的盐酸。
在吸收过程中放出的热量是通过石墨管壁被壳程内的冷却水移走的。
目前生产厂家的吸收工艺大都采用二台降膜吸收塔和一台尾气填料塔组成,这套工艺多层次冷却,生产强度大、吸收效果好,可以得到较浓的产品。
四、工艺流程
合成盐酸工艺流程如图9—1
来自电解车间氢处理工段的原料氢气经分离器进入氢气柜,氢气柜内氢气经氢气分离器、氢气阻火器后进入合成炉。
原料氯气经氯气缓冲罐、孔板流量计、调节阀后进入合成炉。
原料氢气和氯气在石英套筒式燃烧器内混合燃烧化合生成氯化氢气体。
火焰颜色为青白色,火焰温度达到2400℃左右。
氯化氢气体由合成炉壁散热逐步冷却至750℃左右,从炉顶出来,经空气冷却器(有的工厂没有)冷却后进入石墨冷却器,冷却至40℃以下,然后进入降膜吸收塔被来自上级吸收塔的稀酸所吸收,制成成品盐酸。
成品盐酸经U型液封管进入盐酸成品贮槽,即可包装出售。
没有被吸收的贫气流入上级吸收塔,最终由填料吸收塔顶出来,吸收水经转子流量计计量后从填料塔的塔顶加入。
经过三级吸收后,尾气中极少量的HCl被水流泵带入水贮槽被水吸收,再经泵送至水高位槽作吸收用水,这样就杜绝了废水的产生,整个生产工艺过程无环境污染(有的厂家直接排入下水)。
第三节主要生产设备及作用
一、氢气柜
氢气柜是利用氢气的比重最轻这一原理制成的,主要用途是用来贮存H2,保存H2的压力稳定。
二、氢气阻火器
是用碳钢制成的小型设备,内有隔板,充填25×25的瓷环或乱堆一些鹅卵石,用它来降温至氢气的燃点以下,以防回火,保证H2系统的安全。
三、合成炉
目前合成炉在国内外按其材质分为二类;铁制合成炉和石墨合成炉。
若按其功能分可分为三类:
铁制空冷合成炉、铁制水冷合成炉(包括废热蒸汽炉)以及石墨制三合一合成炉。
下面简单介绍这三类合成炉:
1、铁制空冷合成炉
铁制空冷合成炉的形状是圆筒形、橄榄形,这是因为中间大,可以降低气流速度,增加气体在炉中的停留时间,使其反应更完全。
炉内温度最高地段往往在中上部,所以这一部分装有散热翅片,用空气的对流和自身炉体的热辐射及时把反应热移走。
炉体有点火孔和视镜,炉顶有防爆膜,底部有多层套管灯头,H2和Cl2在此混合燃烧(见图9—2)。
铁制空冷合成炉的使用寿命与其生产运行状况有关。
由于炉中火焰最高温度可达2400℃左右,因此首先必须由炉壁散热冷却,以保证炉出口温度不过高或过低。
如果炉温过高,则炉体呈红热状态,其外部剧烈氧化,内部的氯化铁、氯化亚铁大量脱落,游离氯与炉壁继续反应生成氯化铁而严重腐蚀炉壁;如果炉温过低,在氯化氢的雾点之下,则炉中析出凝酸,酸雾也将严重腐蚀炉壁。
此外,应该正确安装炉头,合理调整氯氢配比,减少过氯。
停车时要及时将炉中的HCl气体迅速吹除。
这样可以延长合成炉的寿命。
2、铁制水冷合成炉
此类合成炉是以水夹套来代替空气冷却。
这种冷却比空气冷却更为有效,可以综合利用热水,回收热量。
3、吸收塔
合成盐酸的吸收塔有两种。
其一是填料绝热吸收塔;其二是列管式石墨降膜吸收塔。
前一种是用水喷淋吸收逆流而上的HCl气体,生成盐酸。
该塔由于热量未能较好地移走而成为绝热吸收,使吸收的温度偏高,从而降低了HCl气体在水中的溶解度,使产品盐酸的浓度无法提高,设备生产强度也低,从图9—4可以看出,该设备的吸收效果取决于吸收液的喷淋均匀程度,喷淋愈均匀,吸收液的接触面积愈大,吸收效果愈好。
其填料一般采用乱堆瓷拉西不,塔的材质一般采用陶瓷、法奥利特等,在负荷不大的情况下可采用硬质PVC。
降膜吸收塔是带有冷却的热交换的吸收设备,在每个石墨列管的顶端装有分液管,在分液管上有若干V型开口,吸收水从开口中沿切线方向进入列管,沿管壁逐渐下降形成一层液膜,HCl气体一接触这层液膜即被吸收成盐酸。
由于石墨管本身是优良的热导体,在降膜管间可以用水很好地移去反应热,这样该设备的生产强度大大地超过了填料吸收塔。
降膜吸收塔的缺点是生产能力弹性小,超过一定范围,其吸收效率明显下降。
由于经过两台降膜吸收塔的串联吸收后其尾气中尚含有少量的氯化氢气体,因此一般厂家都采用三级吸收生产,即采用两级降膜吸收塔和一级填料绝热吸收塔,以彻底杜绝氯化氢尾气对环境的污染。
常用的列管式石墨降膜吸收塔(HG—1323—80)的技术特性如下:
使用温度:
气体入口温度不得超过250℃。
使用压力:
壳程为0.3MPa,管程为0.1MPa。
结构形式:
筒体与浮动管板之间的密封结构分两种型式,一种为石棉填料函密封结构,另一种为O型橡胶圈密封结构。
下封头也可以分为浸渍石墨下封头和钢衬胶下封头两种。
管子与管板的连接采用酚醛石墨胶合剂连接。
溢流管的分液头与石墨管间采用螺纹连接。
常见的设备型号为:
GX—X—Ⅰ/Ⅱ—T/O—X
从左至右各符号表示:
GX—列管式石墨降膜吸收塔
X—石墨管根数
Ⅰ—浸渍石墨下封头
Ⅱ—钢衬胶下封头
T—填料函密封结构
O—O型橡胶密封
X—公称换热面积
降膜吸收塔的结构图如图9—5所示
4、石墨冷却器
石墨冷却器在本生产中用来冷却合成的氯化氢气体。
常见的石墨冷却器(又称换热器)有列管式石墨换热器(标准HG5—1320—80)、圆块孔式石墨换热器(标准HG5—1321—80),矩形块孔式石墨换热器(标准HG5—1322—80)三种。
选用石墨冷却器通常根据需冷却的气流温度、流量、冷却液的进出口温度计算出换热面积的大小,从而来选择相应型式的冷却器。
结构如图9—6、图9—7。
5、盐酸贮槽
传统盐酸贮槽多用钢衬胶贮罐,现在多用玻璃钢制造。
它具有耐腐蚀、重量轻、易搬运、检修方便简单的特点。
第四节高纯盐酸
一、高纯盐酸的性质及用途
1、高纯盐酸
高纯盐酸的质量规格
项目
含量
HCl,%(wt)
Ca2+,mg/L
Mg2+,mg/L
Fe3+,mg/L
游离氯,mg/L
硫酸盐(以SO42-计),mg/L
灼烧残渣,mg/L
≥31
≤0.3
≤0.07
≤0.1
≤60
≤70
≤25
高纯盐酸是离子膜制碱工艺不可缺少的化学品之一。
它主要用于调整进入离子膜电解槽的二次盐水的pH值。
螯合树脂塔中树脂的再生和脱氯淡盐水的酸化。
高纯盐酸顾名思义,就是高纯度的盐酸,它所含的杂质要比普通的工业盐酸少得多,其物理性质化学性质与普通工业盐酸基本相同。
2、规格
3、用途
高纯盐酸除了上述用于离子膜制碱工艺外,还可以稍加处理制成试剂级盐酸。
由于它的纯度高,在制造高品位的调味粉、酱油等食品工业及电子工业中有着广泛的应用。
此外,它可以和普通盐酸一样应用在化学工业中,如生产无机氯化物、有机氯化物等。
在冶金工业中,如湿法冶金,用于钻采和提取稀有金属;在纺织工业中,作织物漂白液的分解促进剂;在造纸工业、医药工业中应用也很广泛。
二、生产工艺流程
高纯盐酸的生产原理与普通工业盐酸生产原理一样,按其生产工艺,有三种流程:
1、三合一石墨炉法;
2、钢制或石墨合成炉合成氯化氢,经洗涤再用高纯水吸收;
3、普通盐酸脱出氯化氢,再用高纯水吸收。
下面简单介绍三合一炉法
三合一石墨炉将合成、冷却、吸收三个单元操作集为一体,因而结构较之二合一石墨炉更为紧凑,占地面积小,工艺流程短,加上石墨具有优良的耐盐酸腐蚀性,生产出的盐酸质量高而日益受到广大用户的青睐。
根据三合一炉灯头设置位置的不同,其可分A型和B型二大类。
(1)A型三合一石墨炉A型炉灯头安装在炉的顶部,喷出的火焰方向朝下。
合成段为一圆筒状,由酚醛浸渍的不透性石墨制成,外面有夹套,用冷却水冷却。
炉顶有一环形稀酸分配槽,其内径与合成段筒体内径相同。
稀酸从分配槽溢流出,沿内壁往下流,一方面起到冷却炉壁的作用,另一方面与氯化氢接触形成稍浓一点的稀酸作为吸收段的吸收剂。
与合成段相连的是吸收段,它一般由六块相同的圆块孔式石墨元件组成。
轴向孔为吸收通道,径向孔为冷却水通道。
为了强化吸收效果,增加流体扰动程度,每个块体的轴向孔首末端均被加工成喇叭口状,而且在每个块体上表面加工有径向和环形沟槽,经过上面一段吸收的物料在此重新分配进入下一块体,直至最下面一块块体。
最后,未被吸收的氯化氢经下封头进行气液分离后去尾气塔,成品酸经液封流入成品酸贮槽。
防爆膜在下部。
见图9—8。
(2)B型三合一石墨炉B型炉的特点是灯头在炉体的下部,火焰向上。
其合成段也是不透性石墨圆筒体,其吸收段由在合成段外面呈同心圆布置的若干不透性石墨管所组成,冷却水在石墨合成段筒体与外壁之间的石墨管间流动,与氯化氢和盐酸进行热交换。
这种炉型要比A型炉粗大得多。
防爆膜在炉体上部。
见图9—9。
流程简述
如图9—10,由氯氢处理来的氯气和氢气分别经过氯气缓冲缸、氢气缓冲缸、阻火器和各自的流量调节阀,以一定比例(氯气与氢气之比为1∶1.05~1∶1.10)进入石墨合成炉顶部的石英灯头。
氯气走石英灯头的内层,氢气走石英灯头的外层,二者在石英灯头前混合燃烧,化合成氯化氢。
生成的氯化氢向下进入冷却吸收段,从尾气塔来的稀酸也从合成炉顶部进入,经分布环成膜状沿合成段炉壁下流至吸收段,经再分配流入块孔式石墨吸收段的轴向孔,与氯化氢一起顺流而下。
与此同时,氯化氢不断地被稀酸吸收,浓度变得越来越低,而酸浓度越来越高,最后未被吸收的氯化氢经三合一石墨炉底部的封头,进行气液分离,浓盐酸流入盐酸贮槽,未被吸收的氯化氢进入尾气塔底部。
高纯水经转子流量计从尾气塔顶部喷淋而下,吸收逆流而上的氯化氢而成稀盐酸,并经过液封进入三合一石墨炉。
从尾气塔顶出来的尾气用水力喷射器抽走,经液封罐分离后,不凝废气排入大气。
下水经水泵再打往水力喷射器,往复循环一段时间后可作为稀盐酸出售,或经碱性物质中和后排入下水道,或作为工业盐酸的吸收液。
三合一石墨炉内生成氯化氢的燃烧热和氯化氢溶于水的溶解热被冷却水带走。
思考题:
1、盐酸的性质与用途是什么?
2、合成盐酸的生产过程及主要设备是哪些?
3、什么是高纯盐酸?
如何生产?
4、什么是三合一石墨炉?
它有哪几种形式?
第十章蒸发
第一节基本知识
一、蒸发工段的任务
电解溶液蒸发是氯碱生产系统的重要环节,它的任务是将电解工段送来的电解溶液浓缩成为商品碱,同时把蒸发过程中析出的氯化钠制成回收盐水,送到盐水工段化盐。
二、蒸发工段的地位
蒸发工段是烧碱生产中的一个重要组成部分。
电解溶液蒸发是一个耗能较多的工序,蒸发所需的加热蒸气折成等价热值,其数值约占烧碱综合能耗的25%~35%,仅次于电解工序。
同时,蒸发工段的产品直接作为商品液碱出售和提供固碱生产的下锅碱,有严格的质量要求。
因此,蒸发工段的运行状况,直接影响企业的用能水平和经济效益。
三、基本概念
1、淡碱:
电解碱液又称淡碱,是一种含有多种溶质的水溶液。
隔膜电解槽产生的电解液含有10~12%的氢氯化钠,16~18%的氯化钠,还有少量的硫酸钠、碳酸钠、次氯酸钠、氯酸钠等等。
电解碱液中的氢氧化钠、氯化钠及氯酸钠都没有饱和,但是在蒸发浓缩过程中,随着氢氧化钠浓度的提高,氯化钠迅速饱和并析出。
2、浓碱
浓碱是氢氯化钠含量超过30%以上的碱液,国内一般生产30%和42%两种浓度的液体烧碱,俗称30碱和42碱,浓碱中除氢氯化钠外,还含有氯化钠等杂质。
3、蒸发装置
电解碱液的蒸发浓缩是在蒸发装置内通入蒸气,蒸发掉水分,分离氯化钠来完成的。
4、蒸气
来自锅炉的蒸气热源称为生蒸汽,随着蒸发过程的进行,电解液蒸发时产生的蒸汽称为二次蒸气。
利用水蒸气作为加热剂,是因为水的汽化潜热大,用少量的蒸汽就可以携带较多的热量。
同时用蒸汽加热,物料受热均匀,不会产生局部过热,可以改变压力来调节加热温度,输送控制也比较方便。
5、流程
顺流工艺:
蒸发过程中碱液和蒸汽的流向相同的流程。
逆流工艺:
碱流和蒸汽流向相反的流程。
6、循环
自然循环,在蒸发器内电解液的密度差引起碱液产生的循环叫自然循环。
强制循环:
由外加动力推进碱液进行循环叫强制循环,目的是强化传热效果,由强制循环泵完成。
7、采盐
蒸发过程中,随着氢氧化钠浓度提高,氯化钠溶解度降低,达到饱和而结晶析出,氯化钠结晶不仅会降低传热系数,影响蒸发器的生产能力,而且还会使蒸发器受到腐蚀和磨损,缩短使用寿命,因此必须将这部分盐及时取出,从蒸发器内取出氯化钠的操作过程称为采盐,这种操作是通过采盐泵来完成。
8、离心机
采盐泵采出的盐将经过旋液分离增稠后,用离心机处理达到盐碱分离的目的。
9、效、体
蒸发的效数是指蒸汽被利用的次数,如利用二次称双效,利用三次称为三效。
体是指蒸发装置中蒸发器的个数。
10、真空度
提调真空度,使末效内物料沸点下降,可以减少碱液离开蒸发系统带走的热量,同时产生的温差还会分配到各段从而降低蒸发系统的蒸汽消耗。
11、蒸发的基本条件
蒸发的基本条件是不断增加热量和不断引出蒸发时产生的二次蒸汽。
12、传热三种方式
热量传递有:
1、传导;2、对流;3、辐射
蒸发过程中,主要传热方式为热传导和热对流。
影响蒸发器生产强度的因素是:
1、传热温度;2、传热系数
13、传热设备传热三要素
(1)传热面积;
(2)传热系数;(3)传热有效温差。
14、蒸发生产原理
利用蒸汽间接加热电解液,使电解液在有压力或真空度情况下沸腾,将水分汽化,以提高溶液中NaOH的浓度,由于在溶液浓缩过程中,NAOH浓度不断增高,NaCl在NaOH溶液中的溶解度逐渐降低,使NaCl结晶析出,经过分离,将NaCl与NaOH溶液分开。
要维持蒸发过程必须具备二个条件:
1、热量不断加入;2、汽化蒸汽不断移出。
第二节蒸发流程
我国的氯碱企业主要采用双效顺流、三效顺流、三效逆流、三效四体四种类型的蒸发流程。
根据具体条件和生产的液碱规格,各企业的蒸发流程不尽相同,图10—1是三效四体顺流工艺流程。
一、三效四体顺流两段蒸发工艺流程
该流程适用于生产42%液碱,如图所示,第一段是标准的三效顺流工艺,将碱液浓缩到30%左右,第二段是在
效后面增加一只浓效,利用
效的二次蒸汽或
蒸汽冷却液的闪蒸汽作热源,将30%的碱液进一步浓缩到42%。
浓碱析出的盐泥经旋液分离器增稠后,经盐泥贮槽,放入离心机进行处理。
一段的
效蒸发器和二段浓效蒸发器均为负压操作,其二次蒸汽冷却后全部排入下水道,该工艺生产强度大,是制备42%液碱比较成熟的流程。
电解液用泵送入预热器至100℃进入
效、
效出料进入二效,
效出料经分盐后进入三效,三效出料30%碱液经冷却澄清后作商品出售,或者
效出料后进入浓效继续生产42%碱。
各厂工艺上略有差异,如我厂一效就有两个蒸发器
第三节主要设备
一、蒸发器的构造及主要零部件
1、蒸发器的构造
用于电解碱液蒸发的蒸发器一般可以分为两大类,一类是自然循环蒸发器,另一类是强制循环蒸发器。
这两类蒸发器还可以进一步分成:
2、主要零部件的作用
尽管蒸发器的种类繁多,但绝大多数蒸发器均由蒸发室、加热室、沉降室和循环系统四个部分组成。
现分别介绍如下:
(1)加热室
加热室为一列管式加热器,它的作用是把加热蒸汔的冷凝热传递给料液。
一般蒸发器料液在加热室列管中流动,管间通入加热蒸汽,它的下部开有冷凝水排出口,上、下部有不凝气排出口。
电解碱液蒸发器加热室的列管内径一般为φ40~φ60,制30%碱时管径可稍小些;加热列管长度与蒸发器型式有关,标准悬筐式蒸发器列管长度为2—3m,列文式蒸发器的列管长度约为5—6m。
加热室管板与列管的连接方式目前有二种:
一种是胀接,胀接对管孔加工精度要求高,工作量也大,但管子坏了便于更换。
另一种是焊接,焊接对管孔的加工要求低,施工方便,但管子不易更换。
(2)蒸发室
蒸发器的蒸发室一般都是圆柱形筒体,它的作用是提供蒸发空间,并进行汽液分离,因此蒸发室比较高大。
在筒体上开有二次蒸汽出口、进料口、视镜及仪表检测口,在筒体的上部设有汽液分离装置。
蒸发室的直径一般根据表面汽化强度来确定。
蒸发室一般可分为上下二个部分,上部为汽相空间,绝大多数蒸发室汽相有效都在2.5m左右或更高些,以保证二次蒸汽有足够的停留时间;下部为液相空间,与蒸发器的型式和操作条件有关。
汽液分离装置是蒸发室的重要组成部分,通过它可以对二次蒸汽进行比较彻底的净化,减少飞碱损失。
汽液分离装置的形式很多,目前主要采用。
惯性式分离器、丝网除沫器和旋流板分离器几种。
旋流板分离器属离心分离器,结构较简单,分离效果好,操作弹性大,适应性强,且不易结垢,也不需经常冲洗,其阻力降小等特点,在中小型氯碱企业用得较多。
(3)沉降室
沉降室一般位于蒸发器的最下部,通常带有锥形底,它的作用是为析出的结晶提供沉降空间。
在电解碱液蒸发器的沉降室,都开有采盐口,以便从这里抽出经过初步沉降分离的盐浆。
但是也有的蒸发器设有沉降室,它的采盐口一般设在不易受循环流波及的区域,或用采盐泵抽出后,经旋液分离器去盐浆槽沉降。
(4)循环系统
循环系统主要是指循环管和循环泵,对于自然循环蒸发器,仅有循环管,对于强制循环蒸发器,既有循环管又有循环泵。
蒸发器的循环系统是进行料液循环,改善传热工况的重要装置,循环管的流通截面积与加热列管的总截面应有一定的比例。
图10—2是一种内循环式的强制循环蒸发器,这种强制循环蒸发器的循环管安装在蒸发器的内部,所以被称为内循环式。
它的优点是结构紧凑,下部设有沉降室便于析盐、采盐,蒸发室上方设有旋流板,除沫效果好。
这种蒸发器在电解碱液蒸发中,传热系数可达9211kJ/m2·h·℃。
强制循环配用的循环泵,大都采用卧式泵,叶轮为轴流式或混流式,泵轴可悬臂支承也可两端支承。
强制循环泵的流量和扬程的确定十分重要,因为循环泵既要保证料液有一定的循环速度,以维持良好的传热工况,又要克服循环通道的阻力损失。
强制循环蒸发器中的循环速度一般常取1.8~2.5m/s,加热管中料液一次循环的过热度在3℃左右,循环泵流量应在此基础上加以确定。
循环泵扬程大多为3—4米液柱。
由于电解碱液蒸发器使用的循环泵运行条件比较苛刻,既有高温碱的腐蚀,又有食盐结晶的磨损,所以对循环泵材质和轴封结构的选用必须十分注意。
循环泵的轴封常采用双端面机械密封,其结构和要求与某些采盐泵相同。
二、离心机
在电解液蒸发系统中,盐处理设备兼有二种功能:
一是洗盐,即以少量的水洗去析出盐中残留的碱液;二是化盐,即把洗净的盐化成回收盐水送到盐水工序,目前主要采用离心机。
离心机(图10—3)是利用转鼓的高速旋转所产生的离心力来进行固液分离的设备。
烧碱蒸发所使用的是一种带有油压刮刀的WG型卧式离心机。
该机主要规格有WG—1200、WG—1600、WG—1800三种,这种离心机主要由主轴、机壳、转鼓、刮刀等部件组成。
它的机壳和转鼓均由不锈钢制成,转鼓壁上开有φ8—10mm的小孔,开孔率为5%左右,转鼓内壁衬有镍丝编织的滤网,以便把甩干碱液和洗水的固体盐粒截留在转鼓,这种离心机的转速一般为450—600r/min,分离因数180—300。
一台WG—1600型离心机的盐处理能力可适应2.5~3万吨烧碱的规模,一台WG—1800型离心机的盐处理能力可适应年产4—5万吨烧碱的规模。
离心机的操作一般都采用程序控制,其主要操作步骤有加料、甩干、洗涤、二次甩干和刮料。
经旋液分离器增稠后的盐泥(含固量60-80%)由盐泥高位槽加入离心机转鼓内,然后进行甩干,甩出的碱液回蒸发系统,接着喷入洗水洗涤,再进行二次甩干,最后再启动油压刮刀卸料盐,并用水将盐化成回收盐水。
这各回收盐水的含碱量一般不超过2-3g/l,含盐量在280g/l左右,一个操作周期约4分钟。
三、真空设备
多效蒸发装置中的真空设备,必须把真空效蒸发出来的二次蒸汽全部冷凝,并把其中夹带的不凝性气体彻底排除。
目前我国常用的真空装置有以下两种形式:
一种由空气冷凝器和真空泵组成的真空系统,空气冷凝器主要起冷凝蒸汽的作用,真空泵主要起抽吸不凝气的作用。
另一种是水喷射冷凝器,这种设备兼有冷凝和抽吸两种作用。
第四节操作要点
一、控制适当的生蒸汽压力
压力过高的生蒸汽,会使装置生产能力和设备本身受到影响;过低时电解液不会在蒸发器内维持良好的沸腾状态,传热温差不够,影响蒸发产量。
蒸汽压力一般控制在0.6-0.8Mpa。
二、控制好真空度
真空度低会影响蒸发产量,同时也会增加蒸汽消耗。
要保持良好的真空度,冷却水量要大,进口温度要低,同时要保证设备管道不漏入不凝性气体。
三、淡碱预热
淡碱预热温度尽可能接近进料效的沸点,预热温度>100℃。
四、控制好蒸发的液面
观察液面时与视斜保持45°,液面过低会造成加热室结盐严重,出料量少,液面过高,降低传热效率碱损失大。
思考题:
1、蒸发的原理是什么?
2、蒸发的基本条件是什么?
3、蒸发操作的主要条件有哪些?
4、蒸发工段有哪些主要设备?
各有什么作用?
第十一章固碱
液体烧碱在高温下进一步浓缩呈熔融状,再经过冷却成型,制得不同形状的固体烧碱,简称固碱,固碱和液碱一样都是途极广的化工原料,各氯碱企业根据客户要求和运输距离和贮存而选择不同的生产比例。
固碱的生产方法目前主要是间歇式大锅熬制,随着防腐耐高温材料的解决和设备结构不断完善,新的连续生产固碱工艺——膜式法(升、降膜蒸发)逐渐在推广。
固碱产品的类型有桶装固碱,片状固碱和粒状固碱。
第一节蒸煮
锅式熬碱生产固碱的过程有三个阶段,即蒸发、熔
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