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簡要分析片堿蒸發(fā)工藝存在的不足主要有哪些?
發(fā)布時間:2024-10-25 發(fā)布人:片堿
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片堿廣泛應用于國民經(jīng)濟的各個領域,如輕紡、印染、醫(yī)藥、造紙、化工及橡膠等,是工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的重要原料之一,在工業(yè)發(fā)展中占有重要地位。隔膜法制堿工藝是化工工業(yè)常用的制堿方法,在此制堿過程中蒸發(fā)操作工序是必不可少的環(huán)節(jié)。但是,片堿蒸發(fā)工藝還存在很多不足之處。今天小編帶大家了解一下主要涉及哪幾方面,來看看吧
1、采鹽過程能耗過高
隔膜法片堿生產(chǎn)方式的電解槽中NaOH質(zhì)量濃度一般控制在(130±5)g/L、NaCl質(zhì)量濃度為(190±10)g/L,通過電解,陰極產(chǎn)生高濃度氫氧化鈉溶液、陽極產(chǎn)生氯化鈉,因此,進行鹽堿分離、使產(chǎn)品含鹽量達到指標要求也是蒸發(fā)的目的之一,而采鹽的方式直接影響生產(chǎn)效率和生產(chǎn)能耗。采用順流工藝生產(chǎn)高濃度堿時,是由Ⅰ效至Ⅱ效、Ⅱ效至Ⅲ效都是高溫效向低溫效進料,熱量散失比較嚴重,并且如果在堿溶液的濃縮過程中鹽(氯化鈉)的結晶達不到要求,會加大生產(chǎn)能耗,對片堿的純度也會產(chǎn)生影響。而且如果順流蒸發(fā)中過料位置選擇不當,會出現(xiàn)急驟閃蒸現(xiàn)象,造成設備震動,析出的結晶體積也比要求的小得多,不易過濾,嚴重的還有可能堵塞過料管。如果將過料管改在循環(huán)泵進料側(cè)或加熱管的入口端,由于過料溫度高,由熱力學第零定律可知,原料通過加熱管后產(chǎn)生的混合物溫度會增高,影響傳熱有效溫差,不利于傳熱,增加了能耗。
2、設備腐蝕嚴重、使用周期短
氫氧化鈉是一種具有強腐蝕性的強堿,在無水高溫條件下還會與鐵反應,因此片堿生產(chǎn)工業(yè)中設備的腐蝕是提高片堿生產(chǎn)成本的一大原因。據(jù)統(tǒng)計,Ⅰ效加熱室運行周期最短為1個月,Ⅰ效蒸發(fā)器各部位出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象比比皆是,蒸發(fā)預熱器每年最多更換了5臺,由此可見,片堿蒸發(fā)工業(yè)設備的使用周期與其他化工產(chǎn)業(yè)相比非常短。究其原因,是設備的生產(chǎn)工藝落后和設備規(guī)格不規(guī)范。以旋液分離器和電解液預熱器為例分析,由于旋液分離器直徑僅180mm,比最適直徑偏小,導致離心機分鹽效率降低,低于分離母液工藝指標,并且分鹽負荷的增加會大幅度縮短分離器的使用壽命。而預熱裝置采用過的列管換熱器和螺旋板式換熱器換熱面積都小于最優(yōu)面積,導致進料中有相當部分的蒸汽用于料液預熱,增加了不必要的能耗。
3、蒸汽利用率低、末效蒸發(fā)器真空度不足
由于隔膜法生產(chǎn)片堿所用蒸汽由供熱廠統(tǒng)一供給,與生活用蒸汽和其他產(chǎn)業(yè)用蒸汽同一來源,蒸汽壓力經(jīng)常波動,常常達不到0.6 MPa,這就導致三效順流不能正常進行,傳熱過程遭到破壞,蒸汽被利用又不能完全沒被利用,導致浪費。同樣的,壓力過高也是蒸汽利用率低的一大問題,它會導致蒸發(fā)過程中的不可逆反映所占比例增加,加大對設備的腐蝕作用,嚴重損害正常生產(chǎn)。蒸汽利用率低產(chǎn)生的最直接后果就是大幅度增加的生產(chǎn)能耗。另外蒸發(fā)系統(tǒng)末效真空度不足也是當前燒堿蒸發(fā)工藝中的一大嚴重問題,蒸發(fā)系統(tǒng)末效真空度在一定程度上決定著效體的傳熱有效溫度,在三效順流部分強制循環(huán)和逆流工藝片堿蒸發(fā)過程中要保持的最低真空度是0.07 MPa,如果達不到此值會導致生產(chǎn)能力迅速下降,增加溫差損失,進而增大能耗。
1、采鹽過程能耗過高
隔膜法片堿生產(chǎn)方式的電解槽中NaOH質(zhì)量濃度一般控制在(130±5)g/L、NaCl質(zhì)量濃度為(190±10)g/L,通過電解,陰極產(chǎn)生高濃度氫氧化鈉溶液、陽極產(chǎn)生氯化鈉,因此,進行鹽堿分離、使產(chǎn)品含鹽量達到指標要求也是蒸發(fā)的目的之一,而采鹽的方式直接影響生產(chǎn)效率和生產(chǎn)能耗。采用順流工藝生產(chǎn)高濃度堿時,是由Ⅰ效至Ⅱ效、Ⅱ效至Ⅲ效都是高溫效向低溫效進料,熱量散失比較嚴重,并且如果在堿溶液的濃縮過程中鹽(氯化鈉)的結晶達不到要求,會加大生產(chǎn)能耗,對片堿的純度也會產(chǎn)生影響。而且如果順流蒸發(fā)中過料位置選擇不當,會出現(xiàn)急驟閃蒸現(xiàn)象,造成設備震動,析出的結晶體積也比要求的小得多,不易過濾,嚴重的還有可能堵塞過料管。如果將過料管改在循環(huán)泵進料側(cè)或加熱管的入口端,由于過料溫度高,由熱力學第零定律可知,原料通過加熱管后產(chǎn)生的混合物溫度會增高,影響傳熱有效溫差,不利于傳熱,增加了能耗。
2、設備腐蝕嚴重、使用周期短
氫氧化鈉是一種具有強腐蝕性的強堿,在無水高溫條件下還會與鐵反應,因此片堿生產(chǎn)工業(yè)中設備的腐蝕是提高片堿生產(chǎn)成本的一大原因。據(jù)統(tǒng)計,Ⅰ效加熱室運行周期最短為1個月,Ⅰ效蒸發(fā)器各部位出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象比比皆是,蒸發(fā)預熱器每年最多更換了5臺,由此可見,片堿蒸發(fā)工業(yè)設備的使用周期與其他化工產(chǎn)業(yè)相比非常短。究其原因,是設備的生產(chǎn)工藝落后和設備規(guī)格不規(guī)范。以旋液分離器和電解液預熱器為例分析,由于旋液分離器直徑僅180mm,比最適直徑偏小,導致離心機分鹽效率降低,低于分離母液工藝指標,并且分鹽負荷的增加會大幅度縮短分離器的使用壽命。而預熱裝置采用過的列管換熱器和螺旋板式換熱器換熱面積都小于最優(yōu)面積,導致進料中有相當部分的蒸汽用于料液預熱,增加了不必要的能耗。
3、蒸汽利用率低、末效蒸發(fā)器真空度不足
由于隔膜法生產(chǎn)片堿所用蒸汽由供熱廠統(tǒng)一供給,與生活用蒸汽和其他產(chǎn)業(yè)用蒸汽同一來源,蒸汽壓力經(jīng)常波動,常常達不到0.6 MPa,這就導致三效順流不能正常進行,傳熱過程遭到破壞,蒸汽被利用又不能完全沒被利用,導致浪費。同樣的,壓力過高也是蒸汽利用率低的一大問題,它會導致蒸發(fā)過程中的不可逆反映所占比例增加,加大對設備的腐蝕作用,嚴重損害正常生產(chǎn)。蒸汽利用率低產(chǎn)生的最直接后果就是大幅度增加的生產(chǎn)能耗。另外蒸發(fā)系統(tǒng)末效真空度不足也是當前燒堿蒸發(fā)工藝中的一大嚴重問題,蒸發(fā)系統(tǒng)末效真空度在一定程度上決定著效體的傳熱有效溫度,在三效順流部分強制循環(huán)和逆流工藝片堿蒸發(fā)過程中要保持的最低真空度是0.07 MPa,如果達不到此值會導致生產(chǎn)能力迅速下降,增加溫差損失,進而增大能耗。