蒸發(fā)系統的改造

第5期氯堿工業(yè)2007年5月Chlor -Alkali IndustryMay,2007【蒸發(fā)與固堿】荽發(fā)系統的改造張宏偉(湖北雙環(huán)科技股份有限公司,湖北應城432407)[關(guān)鍵詞]燒堿;蒸發(fā);真空度;大氣冷凝器[摘要]對原三效順流蒸發(fā)裝置的真空系統、離心機、大氣冷凝器等一些關(guān)鍵部位和相關(guān)的設備管道進(jìn)行了技術(shù)改造,極大地降低了生產(chǎn)能耗,增加了企業(yè)的經(jīng)濟效益。[中圖分類(lèi)號]TQ114.268[文獻標識碼]B[文章編號]1008-133X(2007)05-0024-Transformation of evaporation systemZHANG Hong-weiHubei Shuanghuan Science and Technology Co, Ltd., Yingcheng 432407, China)Key words: caustic soda; evaporation; vacuum; atmosphere condenserAbstract: Such key devices as vacuum system, centrifugal pumps, and atmosphere condenser and theelated devices and pipelines, of original three- effect downstream evaporation devices are transformedtechnologically. And the energy consumption is decreased in the production extremely. So the econebenefits of the enterprise are increased湖北雙環(huán)科技股份有限公司氯化工廠(chǎng)(以下簡(jiǎn)出料閥自流至出料槽。Ⅱ效、Ⅲ效采鹽泵所采鹽漿稱(chēng)“湖北雙環(huán)公司”)的燒堿裝置于1993年10月建至鹽泥高位槽,經(jīng)W-1200刮刀離心機甩干后到成投產(chǎn),最初生產(chǎn)能力為1.5萬(wàn)t/a。2003年12月化鹽桶,溶解為回收鹽水,母液回電解液貯槽。真空電解槽由42臺增加到60臺,燒堿生產(chǎn)能力達到系統由直徑1200mm的大氣冷凝器和水力噴射泵3.5萬(wàn)t/a,常因蒸發(fā)能力過(guò)小導致電解工段降負配套使用,循環(huán)水冷凝吸收Ⅲ效二次蒸汽形成真空荷。為了充分挖掘產(chǎn)能,降低單耗,有效平衡生產(chǎn)存在問(wèn)題有:①蒸發(fā)能力過(guò)小,不能滿(mǎn)足企業(yè)的湖北雙環(huán)公司于2004年7月成立蒸發(fā)技術(shù)改造小發(fā)展;②真空度過(guò)低,蒸汽消耗過(guò)高;③效間過(guò)料、進(jìn)組,組織技術(shù)人員到四川瀘州化工廠(chǎng)和葛化集團有料點(diǎn)不夠理想,過(guò)料時(shí)易造成物料在管道內發(fā)生劇限公司考查學(xué)習,結合自身條件,制定蒸發(fā)裝置改造烈閃蒸,管道易堵塞;④離心機操作不穩定,回收鹽方案,僅花費了少量資金,就使蒸發(fā)裝置能力得到了水過(guò)堿量達3g/L,堿收率低;⑤采鹽能力偏小,效體大幅度的提高,不僅保證了正常的生產(chǎn),而且動(dòng)力消易結鹽洗效頻繁;⑥自動(dòng)化程度低操作彈性小。耗、蒸汽消耗等指標均有大幅下降。2改造情況1原工藝流程及存在的主要問(wèn)題21有關(guān)計算湖北雙環(huán)公司采用懸筐式列文蒸發(fā)器、三效順根據蒸發(fā)廠(chǎng)房、孔洞大小以及電解生產(chǎn)能力,對流部分強制循環(huán)蒸發(fā)工藝,3個(gè)效體加熱面積均為燒堿蒸發(fā)裝置進(jìn)行有關(guān)計算。計算依據是:現運行130m2,電解液由加料泵經(jīng)兩個(gè)螺旋板換熱器預熱電解槽60臺,運行電流56kA,考慮到設備洗效、檢至120℃后,進(jìn)入I效,I效料液通過(guò)自壓過(guò)料到Ⅱ修等情況,按1h生產(chǎn)7t100%NaOH,1t堿耗汽3效,Ⅱ效、Ⅲ效料液通過(guò)采鹽泵過(guò)料并采鹽,料液在t、系統洗水量500kg/(t·100%NaOH)計。各效物Ⅲ效蒸發(fā)器內質(zhì)量濃度為450g/L左右時(shí),開(kāi)Ⅲ效料平中國煤化工CNMHG[作者簡(jiǎn)介]張宏偉(1974-),男,技術(shù)員,1993年開(kāi)始在湖北雙環(huán)科技股份有限公司氯堿廠(chǎng)從事設備、工藝安全等方面的技術(shù)改造工[收稿日期]2006-08-0924第5期張宏偉:蒸發(fā)系統的改造蒸發(fā)與固堿表1各效物料平衡結算情況kgh·℃),設G為總水量(kg/h),則Q熱=G·C(項目效Ⅲ效-t1),Q熱=(1.907×103÷3600)×4.182×(8:進(jìn)料量73500.059349.541970.5蒸發(fā)水量l1907.012964.014047,03(kJs),Q=Qg熱+Q潛熱=7591.7+析出鹽量22434415.04590.0553.3=8145(kJ/s)。出料量59349541970.523333.5原HBLD-500橫流涼水塔的技術(shù)參數為:風(fēng)葉蒸發(fā)系統的各級壓力(表壓)分配見(jiàn)表2。直徑4200mm,電機功率18kW(共2臺),額定冷表2各級壓力分配情況卻水量576m3/h,實(shí)際冷卻水量500m3/h,冷卻水效Ⅱ效Ⅲ效溫5~10℃,而實(shí)際降溫為7℃,在38~45℃時(shí)水加熱蒸汽0.600.2400.0250.240.0250.015(絕壓)的比熱容Cp=4.174kJ/(kg·℃),則處理能力I效、Ⅱ效、Ⅲ效的傳熱面積按11:1計算,經(jīng)Q=(500×103÷3600)×4.174×(45-38)核算I效加熱面積需2123m2,Ⅱ效、Ⅲ效加熱面4058(k/s)?？梢?jiàn)原橫流涼水塔不能滿(mǎn)足生產(chǎn)要積需236.1m2?？紤]到資金投入和改造周期重新求。設計I效加熱室(內徑為1140mm,加熱面積是215更新的涼水塔為型號 GFNDP-500的方形逆流m2,材質(zhì)是8NT);將原I效加熱室移到Ⅱ效式玻璃鋼涼水塔,共裝噴頭400多個(gè),技術(shù)參數為循環(huán)管形成雙加熱室,加熱面積達到260m2;另增風(fēng)葉直徑800mm,電機功率4kW(共8臺),額定加一材質(zhì)為0C18N8T、加熱面積為130m的加熱冷卻水量500m/h,實(shí)際冷卻水量452m/h,冷室到Ⅲ效循環(huán)管將Ⅲ效改為雙加熱室。各效加熱卻水溫20℃,而實(shí)際降溫為18℃,在38-45℃時(shí)面積分別為25m2、260m2、260m2?？紤]到Ⅱ效、水的比熱容Cp=4.174kJ/(kg·℃),則處理能力Ⅲ效循環(huán)管改為加熱室,料液循環(huán)阻力增大,將原Ⅱ2=(4552×10÷360×4.414×18=950效、Ⅲ效強制循環(huán)軸流泵出口φ450管道改為kg·℃)。φ900,通過(guò)大小頭與加熱室連接,減少軸流泵壓頭改造后, GFNDP-500方形逆流式玻璃鋼涼水損失,同時(shí)將軸流泵改為FX-500型軸流泵(Q塔運行效果達到了設計水平,完全能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。2200~3500m3/h,H=55m,工作溫度≤170℃)。 GFNDP-500方形逆流式玻璃鋼涼水塔采用全2.2真空系統改造PVC斜波填料,噴淋式布水,布水合理,在使用過(guò)程夏天真空系統真空度不到0.070Ma,上水溫中冬天開(kāi)4臺風(fēng)機夏天開(kāi)8臺風(fēng)機,合理調整工度達到50℃,Ⅲ效出堿溫度高蒸發(fā)強度下降,汽耗況減小涼水塔的能耗電機輕檢修方便。增加,嚴重時(shí)電解只能降負荷生產(chǎn),嚴重影響了經(jīng)濟22.2大氣冷凝器的改造效益。原因是涼水塔處理水量偏小,水溫高;大氣冷大氣冷凝器直徑可用下式計算:d=0.023凝器偏小。(D·V/W)03,式中:d為大氣冷凝器直徑,m;D為2.2.1涼水塔的改造蒸汽量,14047kg/h;V為蒸汽比容,m3/kg,壓力在涼水塔主要負責蒸發(fā)系統循環(huán)用水,原涼水塔0.02Ma時(shí)為10.2m/kg;W為蒸汽流速取40設計能力是為2.5萬(wàn)va燒堿蒸發(fā)配備的,現蒸發(fā)myso能力是3.5萬(wàn)ta計算得,d=0.023×(14047×10.2÷40)03=(1)Ⅲ效蒸發(fā)水量為11907Uh,而大氣冷凝器1.37(m),取1.4m。將原大氣冷凝器直徑1.2m的冷卻水量為蒸汽量的30~40倍,即冷卻水量為改為14m,并將原φ32噴嘴改為φ42噴嘴,由原357.21-476.28m3h來(lái)的4排增加為6排(每排8根),共計56根噴嘴,(2)根據蒸發(fā)實(shí)際情況,Ⅲ效溫度是85℃,回運行效果很好水溫度是45℃。Ⅲ效85℃的水蒸氣降至45℃的經(jīng)過(guò)對與蒸發(fā)配套的涼水塔和大氣冷凝器的改熱水所放出的熱量是:Q=Qg然+Q。85℃的水·造中國煤化工后對比見(jiàn)表3蒸氣的汽化熱為22953kJ/kg,Q諧=(1.907CNMHG數對比103÷3600)×22953=7591.7k/s;:5℃的熱水「八醞度八v汽耗/(t:12)降至45℃時(shí)的平均溫度是:均福度=(85+45)÷2改造前0.07改造后0.080-0.090=65(℃);65℃時(shí)水的比熱容Cn=4.182kJ/(kg蒸發(fā)與固堿2007年23過(guò)料方式的改變泥化水后直接排入電解液貯槽,進(jìn)入效體蒸發(fā),有利(1)原設計進(jìn)料方式:I效出料點(diǎn)在蒸發(fā)室錐于I效結晶鹽晶核的形成,離心液過(guò)堿量也能?chē)栏竦?靠壓差進(jìn)入Ⅱ效沸騰室。Ⅱ效出料點(diǎn)為循環(huán)管控制在1gL以下,使蒸發(fā)過(guò)程進(jìn)入了良性循環(huán)汽錐形積鹽槽,經(jīng)采鹽進(jìn)入Ⅲ效。耗和動(dòng)力電耗顯著(zhù)下降(2)不足:①該過(guò)料方式中進(jìn)入下一效體的物2.5采鹽系統的改造料層為過(guò)熱狀態(tài),在管道內發(fā)生劇烈閃蒸,隨著(zhù)水分隨著(zhù)生產(chǎn)能力的增加,原采鹽泵已不能和蒸發(fā)的迅速蒸發(fā)有鹽結晶析出,造成過(guò)料管道阻塞。沖能力相匹配,根據3.5萬(wàn)ta的蒸發(fā)能力,將Ⅱ效、堵時(shí)加大效體水量,影響蒸發(fā)能力;②沸騰室內?、笮Р甥}泵改型為Q=80m3/h,H=45m,同時(shí)將Ⅱ烈的閃蒸易造成二次蒸汽帶堿和爆炸閃蒸,導致蒸效、Ⅲ效采鹽泵管道改為φ108×4.5不銹鋼管。發(fā)器劇烈震動(dòng)(特別是Ⅲ效蒸發(fā)器)。2.6自動(dòng)化控制系統的投入(3)改變過(guò)料方式。改I效出料點(diǎn)在蒸發(fā)器底采用DCS自動(dòng)控制液位和過(guò)料,極大地提高了部,靠壓差進(jìn)入Ⅱ效加熱室下彎頭(軸流泵的出生產(chǎn)的連續性和穩定性,提高了蒸發(fā)的生產(chǎn)能力?？?,Ⅲ效進(jìn)料點(diǎn)也在加熱室下彎頭,盡量利用液位剛投用時(shí)液位檢測鋼球不耐壓,后改變進(jìn)貨廠(chǎng)家得自身壓力克服部分閃蒸,并在Ⅱ效、Ⅲ效進(jìn)料管口加以解決。擴散裝置,從而有效防止進(jìn)料時(shí)因溫差導致的閃蒸,2.7其他改造避免進(jìn)料管堵塞和蒸發(fā)器劇烈震動(dòng)。將Ⅱ效、Ⅲ效旋液分離器改型為φ18002.4離心機的更換12517;②濃冷崗位料液入槽采取沿槽壁切線(xiàn)進(jìn)入蒸發(fā)改造時(shí)將原W-1200刮刀離心機改為方式使入槽成品堿起到混合攪拌作用;③Ⅱ效、ⅢHRN-500雙級活塞推料離心機。它具有處理能力效回流液改至沸騰室上部沿切線(xiàn)進(jìn)入蒸發(fā)室;④I大、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn),但對處理鹽泥的要求比較高。效二次蒸汽管改為φ325×12(原為φ250×12),要求含固量高,固液比均勻,否則會(huì )嚴重影響操作效Ⅱ效二次蒸汽管改為中426×12(原為φ325×12)果。在正常開(kāi)車(chē)加料情況下,采鹽平穩,離心機工作碳鋼管。正常。當冷卻崗位、配堿崗位排鹽到高位槽時(shí),離心3結語(yǔ)機出現異常,表現為機口震動(dòng)劇烈,母液含固量升高三效順流雙加熱室強制循環(huán)蒸發(fā)系統已運行1(20%~25%),離心機處理能力下降,回收鹽水過(guò)年多,在生產(chǎn)中顯示出較高的生產(chǎn)能力和節能作用堿量高達3g/L。后考慮二次采鹽工藝,即用泵將所提高了蒸發(fā)能力,減少了堿損失,降低了汽耗,極大排鹽泥經(jīng)過(guò)旋液分離器進(jìn)一步增稠含固量達到要地提高了企業(yè)的效益。求,但因所排鹽泥顆粒細,堿液黏度高,雖然離心機[編輯:董紅果]處理能力有所提高,但過(guò)堿量偏高,后改為將清槽鹽···?！すぁぁぁ??！ぁ?···命·····%∽%···°%%%··(上接第19頁(yè))同時(shí)由于蒸汽耗用量大,因此面考慮,氯氣壓縮機以采用進(jìn)口透平機較為合適。適用于蒸汽成本低、供汽富裕的企業(yè)。但隔膜堿產(chǎn)總之,對采用何種制堿技術(shù),必須綜合考慮,既要考品質(zhì)量低于離子膜堿,能耗高(主要是蒸汽耗)也是慮技術(shù)是否先進(jìn),又要考慮投資費用及設備的維修不爭的事實(shí),這需要比較投資費用和今后的運行費管理。用。對于新建10萬(wàn)ta以上規模的燒堿裝置,建議經(jīng)考察比較,杭電化公司決定新建10萬(wàn)ta燒采用離子膜法制堿技術(shù);而現有隔膜堿的企業(yè)擴產(chǎn),堿項目的最終生產(chǎn)方案為①一次鹽水工序采用不宜擴幾萬(wàn)∽a的離子膜堿裝置,還是擴隔膜堿裝HVM膜過(guò)濾鹽水技術(shù),其中化鹽采用地下化鹽池置為宜②電解工序引進(jìn)日本氯工程公司離子膜電解槽電解如采用隔膜法制堿,對鹽水質(zhì)量要求較離子膜技術(shù),取消碳素管過(guò)濾器;③氯氫處理工序中氯氣干法低,一次鹽水工藝宜用傳統工藝;若用離子膜法制燥采中國煤化工德國某公司生產(chǎn)的堿建議釆用HWM膜法工藝它的鹽水質(zhì)量較好。透平CNMH(工藝。氯氣干燥采用三塔流程較為合理,因為氯中含水對注:由于裝置性能、管理程度不一,文中有關(guān)數透平機的使用壽命至關(guān)重要,采用此項工藝流程可據僅供參考。以較好地控制氯中含水指標。從節能角度及維修方[編輯:蔡春艷]26