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。