1. Szükségesség
A párolgási folyamat során az elektrolit előmelegítésének hőmérséklete a folyamat egyik fő működési feltétele, amely különösen fontos. Számítások révén minden alkalommal, amikor az elektrolit hőmérséklete 10 ℃ -kal növekszik, a fűtési gőzfogyasztás 170 kg / t takaríthat meg, ami a teljes fogyasztás kb. 5% -át teszi ki. Az általános eljárás során, amikor az elektrolit elpárolog, a hőmérséklet csak körülbelül 75 ℃. A háromhatású négytestes kétlépcsős párhuzamos párolgási műveletet alkalmazzák. Az Ⅰ hatású oldat forráspontja 145 ℃, azaz az elektrolitot forráspontra kell melegíteni. A hőmérséklet emelkedése eléri a 70 ° C-ot. Ha nyers gőzzel teljesen felmelegítik, akkor az elektrolit előmelegítéséhez felhasznált gőzfogyasztás 1190 kg / t · lúg. Ha az előmelegítési hőmérséklet közel áll az I betáplálás effektus forráspontjához, akkor nagy előnye lesz a párologtató készülék stabil működésének és csökkenti a melegítő gőz mennyiségét. Általában az elektrolitot előmelegítik a párologtatott kondenzvíz érzékeny hővel. A nem megfelelő előmelegítési folyamat és a berendezés miatt az elektrolit hőmérséklete az előmelegítés után gyakran sokkal alacsonyabb, mint a bepárlóban lévő betápláló folyadék forráspontja, amely elkerülhetetlenül tovább melegíti a párologtatót, és a melegítőgőz egy részét elfogyasztja. Az adatszolgáltatások szerint a legtöbb klór-lúgos növény elektrolit hőmérséklete az előmelegítés után 45-50 ° C-kal alacsonyabb, mint a betáplálási hatékonyság forráspontja, ezért a gőzfogyasztás 0,7-ről 0,9 t / t-ra növekszik. · 100% NaOH, számvitel 25–30% teljes elpárologtatott gőzzel szemben, ezért a gőz megtakarítása érdekében intézkedéseket kell hozni az elektrolit előmelegítési hőmérsékletének növelésére.
Common Közös elektrolit-előmelegítő bevezetése
2.1 Cső hőcserélő
A cső alakú elektrolit előmelegítőket általában használják, általában vízszintesen, az elektrolit csőben, a kondenzátum csövek között, ellenáramú üzemmódban, a két folyadék áramlási sebességének növelése érdekében, a cső oldalán és a héj oldal A cső áthaladása általában 4-6 áthaladás, és a hézag közötti távolságot 30-50 cm-es intervallumokkal állítják be. Az elektrolit-előmelegítő hőátadási tényezője sűrített vízzel nem magas, körülbelül 600 ～ 1000kJ / m2 · h · ℃. A cső hőcserélő előnyei: egyszerű felépítés, könnyű karbantartás és alacsony ár; a hátrányok szintén szembetűnőek: alacsony hőátadási együttható, nagy térfogatú és több fém anyag.
2.2 Spirállemez-hőcserélő
A spirállemezes előmelegítő két párhuzamos vékony acéllemezből készül. Két spirális csatorna van egymástól elválasztva. Az előmelegítő közepén van egy központi partíció. Az oldal fúvókákkal van ellátva, és az e két fúvókába belépő folyadék a spirálvonal mentén két különböző csatornán keresztül vezethető be a hűtő legkülső rétegének bal és jobb oldalán található fúvókákba. Az elektrolit spirállemezes előmelegítővel történő előmelegítésekor az elektrolit és a kondenzátum hőt továbbít a közös csatornák mindkét oldalán lévő közös falfelületeken. Mivel a spirállemezes előmelegítőben az elektrolit és a kondenzvíz áramlási sebessége sokkal nagyobb, mint a cső előmelegítőben, és a hőátadási együttható elérheti a 2400 ~ 3500kJ / m2 · h · ℃. A spirális lemezmelegítő előnyei: nagy hőátadási együttható, kis lábnyom és kiváló teljesítmény; hátránya, hogy az elektrolitikus lúgos oldat korróziója miatt a spirállemez előmelegítő hajlamos az alkálifolyadásra, és a szivárgás fenntartása nehéz.
3 A spirál elektrolit előmelegítő használata
3.1 Bevezetés a párolgási folyamatba
Egy bizonyos üzemben a maró-nátrium előállítási skálája évi 100 000 t, a termék tervezési specifikációja 30% -os folyékony maró-szóda, és a háromhatású négytestes kétlépcsős áramlási folyamatot alkalmazzák. Az elektrolízisből származó híg lúgot két szakaszban előmelegítik a párologtatóhoz. Miután az elektrolit a víz egy részét elpárologtatja az effektív párologtatóban, belép az effektív párologtatóba, tovább párolog, és kicsapódik egy kis só, majd belép az effektív párologtatóba. Amikor az lúgkoncentráció 19% -ra növekszik, a só nagy része kristályosodik és kicsapódik. Az lúgot és a kicsapódott NaCl-kristályokat összekeverjük, és a hidrociklonba pumpáljuk só és lúg elválasztására. A túlfolyó cső tiszta folyadéka belép a köztes lúgos tartályba és a só-szuszpenzió alsó folyamába. Miután a magas szintű tartályba öntötték, a sót és az lúgot centrifugával tovább elválasztják. Az elválasztott lúgos folyadékot szivattyúzzák a közbenső lúgos tartályba. A lúgos folyadék a közbenső lúgos tartályban belép a koncentrált erővel kényszerített cirkulációs párologtatóba, hogy folytatja a párolgást. Amikor a lúgos NaOH koncentráció eléri a 30% -ot, a szivattyút használjuk. A tisztítást követően az átlátszó folyadékot a hűtőn keresztül szivattyúzzák és hideg vízzel folyamatosan lehűtik. Miután a hőmérséklet (40 ± 5) ° C-ra csökken, belép a tisztítótartályba. A tiszta folyadékot a koncentrált alkáli-tároló tartályba juttatják és minősített lúgként elkészítik eladásra.
Az effektív párologtatót kb. 14 MPa gőzzel melegítik, az effektív párologtatóból származó másodlagos gőzt hőforrásként használják az effektív párologtató és a koncentrált hatású párologtató számára, és az effektív párologtatóból származó másodlagos gőzt használják a hőforrás, Ⅲ hatás, koncentrált hatás a vákuum párologtatás. Az évek során végzett termelés azt mutatta, hogy az I. hatású oldat forráspontja 145 ° C, a II. Hatás 125 ° C, a III. Hatás 75 ° C, és a koncentráló hatás 85 ° C.
3.2. Elektrolit-előmelegítő folyamatvezérlés és berendezések
(1) Ipari ellenőrzési helyzet
Az elektrolit előmelegítés kétfokozatú előmelegítést alkalmaz, az első szakaszban II. Hatású kondenzátumot, a második szakaszban I hatású kondenzátumot használunk. Előmelegítés után a kondenzátum beáramlik a melegvíz tartályba, majd a sós iszap mosására a sóoldatba továbbítja.
(2) A berendezés üzemeltetése
Jelenleg 4 szénacél spirállemezes előmelegítő van F=45m2-rel, 2 készlet az A és B csoportban. Mivel az alkáli alkálifélesedésnek köszönhetően a szénacél berendezésekre hatással van, a hegesztési zóna korróziója és repedése hajlamos ennek a berendezésnek a működése során. A szénacél spirállemez elektrolit előmelegítő élettartama alapvetően egy év, és a legrövidebb idő csupán 8 hónap, a berendezést évente legalább egyszer frissíteni kell. Speciális karbantartó berendezések nélkül a régi spirállemez-melegítőt nem lehet megjavítani, ezért azt le kell selejtezni, és a veszteség nagy.
3.3 Az elektrolit melegítésének alacsony hőmérséklete
Az elektrolit előmelegítési hőmérséklet ipari szabályozási indexe 115 ℃. Kétlépcsős melegítés után a tényleges hőmérséklet csak 100 ℃, ami 45 ℃ van az I. tényleges forráspontjától. Az alacsony melegítési hőmérséklet oka: ① az előmelegítő területe nem elegendő. A tervezési skála 100 000 t / év (100% NaOH), a tényleges üzemidő csak kb. 300 nap évente a tartály mosási és karbantartási idejének levonása után, a párolgási folyamatnak nátrium-karbonátot kell előállítani 14,3 t / h, az elektrolitot 118m3 / h, az anyag szerint 1. A hőmérleg kiszámítása az Ⅰ effektus, Ⅱ effektus és koncentrált hatás kondenzátum felhasználásával az elektrolit melegítéséhez 75 ℃ - 115 ℃ az előmelegítés két szakaszán keresztül, a spirális előmelegítő területe 360m2, amelyből a az első szint 240m2, a második szint 120m2 (a spirállemezes előmelegítő hőátadási együtthatója 3344kJ / m2 · h · ℃). ② A kondenzátum mennyisége nem elegendő. Üzemünk párolgási folyamatában a effect hatásból származó másodlagos gőzt fűtő hatás Ⅱ és koncentrált hatás céljára használják. Az effect és a koncentrált hatás kondenzvízének hőmérséklete körülbelül 140 ℃. Mindkettő felhasználható az elektrolit előmelegítésére. Az Ⅱ effektív kondenzátumot az első szintű előmelegítőben használják, és a koncentrált hatású kondenzátumot közvetlenül a melegvíz tartályba engedik, ami az első szintű előmelegítőben elégtelen forró vizet eredményez. Összefoglalva: az előmelegítőt módosítani kell, és a folyamat irányítását meg kell erősíteni, hogy az elektrolit hőmérséklete az előmelegítés után 115 ° C-ra emelkedjen.
4 Javító intézkedések
4.1 Az előmelegítő kiválasztása és kiszámítása
4.1.1 Kiválasztás
Ha a spirállemezes előmelegítőt továbbra is használják, teljes területének el kell érnie a 300 m2-t. A telephely szűk párolgási folyamatához nem szabad azt használni, és másik típust kell választani.
A releváns információk szerint az új lemezes hőcserélő magas hőenergia-felhasználási aránnyal rendelkezik, és a hőátadási együttható 3–5-szerese a spirális lemezes hőcserélőnek. A lemezes hőcserélő kiválasztásának a következő előnyei vannak: ① megtakarítja a hőátadási területet, a kis berendezéseket, a kis beépítési területet, és a tömeg kisebb, mint ugyanazon a hőterhelésen alapuló hőcserélőn, ami csökkenti az alapvető beruházásokat; ② könnyű szétszerelés és kényelmes karbantartás. A lemezes hőcserélő lemezeit a helyszínen össze lehet szerelni, a lemezeket szükség szerint növelhetjük vagy csökkenthetjük, a hőcserélőben lévő bármilyen sérült darabot bármikor eltávolíthatjuk, és a karbantartási idő rövid. ③Magas hőhatás. Az ellenáramú, teljesen turbulens hőátadást elfogadva a hővisszanyerési arány akár 94–98% lehet. Csak a szélek vannak kitéve a légkörnek, és a hőveszteség elhanyagolható.
4.1.2 Terület kiszámítása
Teljesítmény 100 000 t / év (100% NaOH)
② Az éves gyártási idő 300 nap (7200h)
③ Nyersanyag-elektrolit ρ=1,193 g / L, 10,47% NaOH-t tartalmaz
LAlkali veszteség A párolgási folyamat maga 2% -ot veszít. A koncentrált párolgási veszteség alapján az 1t100% -os nátrium-hidroxid előállítása 20 kg-ot veszít, a visszanyert sóoldat elveszíti 14 kg lúgot, és az összes lúg elveszíti 34 kg;
1 1t100% NaOH előállítása elektrolitot igényel (1000 + 34) / 10147% = 9877 kg;
⑥ lúgtermelés 1034 × 106/6200=14,3 t / h;
K K lemezes hőcserélő 1000 kJ / m2 · h · ℃ (anyag: az összes titán) elektrolit C fogyasztása 3185kJ / kg · ℃
⑧ A számítás az előmelegítési folyamatot használja
Ugyanaz, mint az eredeti folyamat. Az első szakaszban Ⅱ effektív és koncentrált hatású kondenzátumot, a második szakaszban Ⅰ effektív kondenzátumot használunk. A hőmérleg számítása szerint az Ⅰ hatásos kondenzátum mennyisége 4000 kg / t, az Ⅱ hatás és a koncentrált hatású kondenzátum teljes mennyisége 2800 kg / t;
Two A kétfokozatú előmelegítő kiszámítása
Endotermikus elektrolit 14,3 × 9877 × 3,85 × (115-t1) kJ / h
Kondenzátum hőkibocsátás 4000 × 14,3 × (65541-46016)=11107079kJ / h
t1=94.5℃
Δ T = 2312K
F2 = Q/K · Δ T = 48m2
⑩ Az első fokozatú előmelegítő kiszámítása
Kondenzátum 140 ℃ t2
Q put=2800 × 14,3 × 4,18 × (140-t2)
Az elektrolit hőt vesz fel 14,3 × 9877 × 3,85 × (94,5–75) t2=76,6 ° C
Találjuk Δ T=13,1K
F1 = Q/K · Δ T = 80m 2
4.2.2 Előmelegítő anyag kiválasztása
Az előmelegítő külön-külön folyik lúgos folyadékon és kondenzvízen, amely bizonyos korrózióval rendelkezik. Az anyagok megválasztásakor korróziógátlót kell igénybe venni. A növény sajátos körülményei szerint titánból készült lemezes hőcserélőt választunk.
4.3 Javító intézkedések és hatások
(1) Javító intézkedések
A gyár eredeti egy üresjárati F=240m2 titánlemez-hőcserélőjét négy F=40m2-es hőcserélővé alakítottuk át néhány kiegészítő megmunkálásával és megvásárlásával, helyettesítve az eredeti kétlépcsős és egyfokozatú spirálmelegítőket, vagy a fűtőberendezést. A folyamat változatlan , Szakaszonként 2 egység (a párolgást két A és B csoportra osztják). A folyamat javul, és az eredeti egyenes vonalú koncentrált gőzkondenzátumot csatlakoztatják az első szintű előmelegítőhöz, hogy növeljék az első szintű előmelegítő víz mennyiségét.
(2) Hatás
A javítás utáni művelet azt mutatja, hogy az elektrolit előmelegítési hőmérséklete 112 ° C-ra emelkedik, amely 12 ° C-kal magasabb, mint a javítás előtt, és a gőzmegtakarító hatás nyilvánvaló.