CN111661859A - 蒸发溶出一体化工艺设备及其工艺流程 - Google Patents
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Abstract
本发明属于精细氧化铝生产技术领域，具体涉及一种蒸发溶出一体化工艺设备及其工艺流程。本发明在不改变氢氧化铝加料方式的情况下，将氢氧化铝生产中的蒸发和溶出两个工序统一为一个整体，简化了流程，减少了设备数量，提升了整个蒸发溶出***的热效率，节约了设备投资费用和占地面积，提高***总热效率，降低生产中蒸汽的耗量，利于全厂生产、控制***的简化，比现有技术更加高效、节能。
Description
技术领域
本发明属于精细氧化铝生产技术领域，具体涉及一种蒸发溶出一体化工艺设备及其工艺流程。
背景技术
目前，国内外采用拜耳法生产和提纯氧化铝工艺普遍采用种分母液蒸发后，蒸发母液再去与铝土矿(氢氧化铝)溶出反应的方法。换热设备数量较多，设备投资费用高。现有技术的主要特征：一是溶出和蒸发是两个工艺单元，蒸发工序实现蒸发原液的浓缩，溶出工序采用蒸发母液配料，完成氢氧化铝(三水铝石矿)的溶出。二是溶出高温料浆采用闪蒸工艺，将闪蒸乏汽返回余热冷矿浆，闪蒸水分较少。
目前，国内外生产线的主要流程是：
①蒸发流程
为6效逆流蒸发，蒸发原液和新蒸汽逆流接触。新蒸汽凝水及乏汽凝水闪蒸后的蒸汽回蒸发器再利用。
物料流向如下，详细流程见附图2。
蒸发原液→6效蒸发器及分离室→5效蒸发器及分离室→4效蒸发器及分离室→3效蒸发器及分离室→2效蒸发器及分离室→1效蒸发器及分离室→浓缩母液(高压，高温)→母液1级闪蒸罐→母液2级闪蒸罐→母液3级闪蒸罐→母液4级闪蒸罐→浓缩母液(常压，低温)。
②溶出流程
常压的浓缩母液和氢氧化铝打浆后送入三级预热器和新蒸汽加热器，经保温溶出后，再经三级闪蒸降温至107-110℃后，进入后续工序。新蒸汽凝水及乏汽凝水闪蒸后的蒸汽回预热器再利用。
浓缩母液(常压，低温)+氢氧化铝→一级预热器→二级预热器→三级预热器→新蒸汽预热器→保温罐→溶出液一级闪蒸罐→溶出液二级闪蒸罐→溶出液三级闪蒸罐→溶出液(107-110℃)。
以上流程存在的问题或缺点：
(1)蒸发原液经加热后，先升温至143℃左右，然后再闪蒸降温至90℃左右，和氢氧化铝混合打浆后又需要升温至143℃左右。此过程需要用蒸发液闪蒸罐降低浓缩液温度，以便和氢氧化铝混合配浆。蒸发液闪蒸罐虽然可以降低浓缩液温度、回收二次蒸汽，但是由于换热效率、温度差损失、散热损失的影响，会降低***的总热效率。
(2)蒸发工序为逆流蒸发，每一效均有过料泵，动力消耗较高。
(3)溶出工序没有水冷器***，溶出液经闪蒸后，二次蒸汽压力最低只能降到常压(绝对压力)，由于沸点升高的原因，溶出液出料温度为107-110℃，很接近常压沸点，导致溶出液储槽有一些二次蒸汽损失到空气中。
(4)换热设备数量较多，两个工序均有浓缩母液(或溶出液)闪蒸罐、新蒸汽凝水闪蒸罐、乏汽凝水闪蒸罐等，过多的换热设备降低了***的总热效率，同时也增加设备投资。
发明内容
针对以上现有技术的不足，本发明提供一种蒸发溶出一体化工艺设备，将精细氧化铝行业的蒸发工序、溶出工序进行缩短、整合，在一个***内完成水分的蒸发和氢氧化铝的加料及溶出；由此能够减少设备数量，降低设备投资费用和占地面积，提高***总热效率，降低生产中蒸汽的耗量。
本发明还提供采用该设备的蒸发溶出一体化工艺流程。
本发明所述的蒸发溶出一体化工艺设备，将水分的蒸发和氢氧化铝的溶出结合为一个热平衡***；此设备包括原液Ⅲ效蒸发器及分离室、原液Ⅱ效蒸发器及分离室、原液Ⅰ效蒸发器及分离室、打浆槽、新蒸汽加热器、保温罐、溶出液Ⅰ效蒸发器及分离室、溶出液Ⅱ效蒸发器及分离室、溶出液Ⅲ效蒸发器及分离室、溶出液闪蒸罐、新蒸汽水封槽、新蒸汽凝水Ⅰ级闪蒸罐、新蒸汽凝水Ⅱ级闪蒸罐、新蒸汽凝水Ⅲ级闪蒸罐、新蒸汽凝水Ⅳ级闪蒸罐、新蒸汽凝水Ⅴ级闪蒸罐、乏汽水封槽、乏汽凝水Ⅰ级闪蒸罐、乏汽凝水Ⅱ级闪蒸罐、乏汽凝水Ⅲ级闪蒸罐、乏汽凝水Ⅳ级闪蒸罐和水冷器。
其中：
所述的原液Ⅲ效蒸发器及分离室连接原液Ⅱ效蒸发器及分离室，原液Ⅱ效蒸发器及分离室连接原液Ⅰ效蒸发器及分离室，原液Ⅰ效蒸发器及分离室连接打浆槽，打浆槽连接新蒸汽加热器，新蒸汽加热器连接保温罐，保温罐连接溶出液Ⅰ效蒸发器及分离室，溶出液Ⅰ效蒸发器及分离室连接溶出液Ⅱ效蒸发器及分离室，溶出液Ⅱ效蒸发器及分离室连接溶出液Ⅲ效蒸发器及分离室，溶出液Ⅲ效蒸发器及分离室连接溶出液闪蒸罐；
新蒸汽加热器和溶出液Ⅰ效蒸发器及分离室分别连接新蒸汽水封槽，新蒸汽水封槽连接新蒸汽凝水Ⅰ级闪蒸罐，新蒸汽凝水Ⅰ级闪蒸罐连接新蒸汽凝水Ⅱ级闪蒸罐，新蒸汽凝水Ⅱ级闪蒸罐连接新蒸汽凝水Ⅲ级闪蒸罐，新蒸汽凝水Ⅲ级闪蒸罐连接新蒸汽凝水Ⅳ级闪蒸罐，新蒸汽凝水Ⅳ级闪蒸罐连接新蒸汽凝水Ⅴ级闪蒸罐；
溶出液Ⅱ效蒸发器及分离室连接乏汽水封槽，乏汽水封槽连接乏汽凝水Ⅰ级闪蒸罐，乏汽凝水Ⅰ级闪蒸罐连接乏汽凝水Ⅱ级闪蒸罐，乏汽凝水Ⅱ级闪蒸罐连接乏汽凝水Ⅲ级闪蒸罐，乏汽凝水Ⅲ级闪蒸罐连接乏汽凝水Ⅳ级闪蒸罐；原液Ⅲ效蒸发器及分离室连接水冷器。
优选地，所述的原液多效蒸发器的数量，溶出液多效蒸发器的数量，新蒸汽凝水闪蒸罐的数量，以及乏汽凝水闪蒸罐的数量，均根据浓缩液的Nk浓度、溶出液的Nk浓度不同而增减。所述的浓缩液为原液Ⅰ效蒸发器及分离室出来的液体。
优选地，所述设备还包括MVR蒸发***，MVR蒸发***连接原液Ⅲ效蒸发器及分离室。
本发明所述的采用上述设备的蒸发溶出一体化工艺流程，该流程用于精细氧化铝行业中水分的蒸发和氢氧化铝的溶出；该流程将蒸水分为两个部分，一部分水分在溶出前蒸出，另一部分水分在溶出后蒸出，溶出设备置于两段蒸水中间，共同构成了蒸发溶出一体化工艺流程；主要包括如下步骤：
蒸发原液流经MVR蒸发器，原液Ⅲ效蒸发器及分离室，原液Ⅱ效蒸发器及分离室，原液Ⅰ效蒸发器及分离室蒸发浓缩，浓缩后在打浆槽中与氢氧化铝混合配浆后进入新蒸汽加热器，在保温罐中停留溶出，溶出液流经溶出液Ⅰ效蒸发器及分离室，溶出液Ⅱ效蒸发器及分离室，溶出液Ⅲ效蒸发器及分离室，溶出液闪蒸罐后进入后续工序。
优选地，所述的水分在溶出前蒸出采用逆流蒸发的方式；水分在溶出后蒸出，采用顺流蒸发的方式。
优选地，所述的溶出液的出液温度为90-108℃，一般在98℃左右。这里的出液温度指的是溶出液闪蒸罐的出液温度，也就是进入后续工序的温度，后续工序可以是脱色工序、叶滤工序、分解工序等。
优选地，所述的溶出液Ⅲ效蒸发器及分离室产生的乏汽作为原液Ⅰ效蒸发器及分离室的热源。
上述流程中，水分的蒸发采用两段蒸水***，一部分水分在溶出前蒸出，采用逆流的方式，利用顺流蒸发的乏汽作为热源，将蒸发原液加热、浓缩，控制浓缩液的温度在常压沸点以下，将其直接与氢氧化铝混合配浆；另一部分水分在溶出后蒸出，采用顺流的方式，利用溶出高温料浆的热能，外加部分新蒸汽补充热能，产生的乏汽作为逆流蒸发的热源。溶出设备镶嵌在两段蒸水***中间，仅采用新蒸汽做热源加热料浆。两段蒸水***和溶出设备融合为蒸发溶出一体化***，在该***内完成水分的蒸发和氢氧化铝的溶出。
现有技术中，浓缩液的Nk浓度比较高(比如160-180g/L)，而本流程将浓缩液的Nk控制在较低的浓度(80-150g/L)，同时浓缩液的温度在常压沸点以下，此浓缩液可直接与氢氧化铝混合配浆并能保证氢氧化铝的完全溶出。保温后的溶出液流经多效顺流蒸发器，温度逐级降低，降温产生的热能，全部用于蒸发过程中加热，物料的降温和水分的蒸发同步进行。采用顺流蒸发一方面可以用多效蒸发器替代现有技术中的闪蒸罐，另一方面也提高了蒸水量。
将蒸发原液用溶出液Ⅲ效蒸发器及分离室的二次蒸汽加热蒸浓，此蒸发过程采用逆流多效蒸发器。浓缩液出液温度约97℃，温度较低，用此低温的浓缩液与氢氧化铝打浆混合。
浓缩液与氢氧化铝打浆后的料浆，经新蒸汽加热器加热至143℃左右，进入保温罐，停留一定时间后，溶出液流入一组顺流多效蒸发器以蒸掉剩余水分。仅在溶出液首效蒸发器通入新蒸汽。蒸水后的溶出液，再经一个闪蒸罐，降温至低于常压沸点后，用泵打入后续工序。
新蒸汽凝水和乏汽凝水通过逐级闪蒸以回收所产生的二次蒸汽。所产生的二次蒸汽作为原液多效蒸发器或溶出液多效蒸发器的补充热源。
本流程对蒸发原液Nk<80g/L的情况依然适用，只需在进入原液蒸发器前增设MVR蒸发器，蒸至Nk浓度约80g/L即可。
由于蒸发原液和溶出液的Nk浓度不同，或所需蒸水量不同，顺流多效蒸发器或逆流多效蒸发器可能采用效数更多或更少的流程，但与本工艺原理一样，应涵于本发明之内。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明可以在温度较低(约97℃)、Nk浓度较低(80-150g/L)的浓缩液中直接加入氢氧化铝混合配浆，而不必像原工艺中将143℃的浓缩液闪蒸降温至97℃后与氢氧化铝配浆。所以浓缩母液闪蒸罐可以取消，设备数量的减少有助于降低散热损失，提高总换热效率，同时降低设备数量。
2、溶出液蒸发器采用的是顺流多效蒸发器，不需要过料泵，减少了过料泵的台数，节约了动力消耗。采用顺流蒸发的方式还可以省去现有技术的溶出液闪蒸罐。
3、由于是蒸发溶出一体化工艺设备，本工艺可以利用水冷器的真空度回收溶出液闪蒸罐的二次蒸汽，使溶出液出液温度低于常压下的沸点，从而减少溶出液流入后续常压储槽所产生的二次蒸汽损失。
4、本工艺仅设置1套新蒸汽凝水闪蒸***和1套乏汽凝水闪蒸***。各设备规格稍许增大，但总设备数量、设备投资都会降低。
5、总之，蒸发溶出一体化工艺将减少换热设备的数量，降低***总的热损失，降低设备投资费用，减少占地面积。
以蒸发原液Nk 90g/L，浓缩母液Nk 110g/L，溶出液Nk 130g/L为例。经热平衡计算，现有技术蒸汽(160℃饱和蒸汽)消耗为2.58t/t-AO，***热损失占比4.5％；本工艺蒸汽消耗为2.26t/t-AO，***热损失占比1.0％。本工艺蒸汽消耗较低的主要原因是降低了溶出液的出液温度，将现有技术的108℃降低为97℃，从而回收所产生的二次蒸汽的热量；***热损失的主要原因是减少了换热设备的数量。现有技术过料泵台数为6台，本工艺过料泵台数为3台，节省了3台；现有技术物料闪蒸罐为7台，本工艺仅需一台溶出液闪蒸罐；现有技术需要新蒸汽凝水闪蒸罐和乏汽凝水闪蒸罐共计14台，而本工艺仅需9台。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图；
图2是现有技术的蒸发和溶出流程图；
图中：1-MVR蒸发***，2-原液Ⅲ效蒸发器及分离室，3-原液Ⅱ效蒸发器及分离室，4-原液Ⅰ效蒸发器及分离室，5-打浆槽，6-新蒸汽加热器，7-保温罐，8-溶出液Ⅰ效蒸发器及分离室，9-溶出液Ⅱ效蒸发器及分离室，10-溶出液Ⅲ效蒸发器及分离室，11-溶出液闪蒸罐，12-新蒸汽水封槽，13-新蒸汽凝水Ⅰ级闪蒸罐，14-新蒸汽凝水Ⅱ级闪蒸罐，15-新蒸汽凝水Ⅲ级闪蒸罐，16-新蒸汽凝水Ⅳ级闪蒸罐，17-新蒸汽凝水Ⅴ级闪蒸罐，18-乏汽水封槽，19-乏汽凝水Ⅰ级闪蒸罐，20-乏汽凝水Ⅱ级闪蒸罐，21-乏汽凝水Ⅲ级闪蒸罐，22-乏汽凝水Ⅳ级闪蒸罐，23-水冷器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
如图1所示，所述的蒸发溶出一体化工艺设备，将水分的蒸发和氢氧化铝的溶出结合为一个热平衡***；此设备由MVR蒸发***1、原液Ⅲ效蒸发器及分离室2、原液Ⅱ效蒸发器及分离室3、原液Ⅰ效蒸发器及分离室4、打浆槽5、新蒸汽加热器6、保温罐7、溶出液Ⅰ效蒸发器及分离室8、溶出液Ⅱ效蒸发器及分离室9、溶出液Ⅲ效蒸发器及分离室10、溶出液闪蒸罐11、新蒸汽水封槽12、新蒸汽凝水Ⅰ级闪蒸罐13、新蒸汽凝水Ⅱ级闪蒸罐14、新蒸汽凝水Ⅲ级闪蒸罐15、新蒸汽凝水Ⅳ级闪蒸罐16、新蒸汽凝水Ⅴ级闪蒸罐17、乏汽水封槽18、乏汽凝水Ⅰ级闪蒸罐19、乏汽凝水Ⅱ级闪蒸罐20、乏汽凝水Ⅲ级闪蒸罐21、乏汽凝水Ⅳ级闪蒸罐22和水冷器23组成。
所述的MVR蒸发***1连接原液Ⅲ效蒸发器及分离室2，原液Ⅲ效蒸发器及分离室2连接原液Ⅱ效蒸发器及分离室3，原液Ⅱ效蒸发器及分离室3连接原液Ⅰ效蒸发器及分离室4，原液Ⅰ效蒸发器及分离室4连接打浆槽5，打浆槽5连接新蒸汽加热器6，新蒸汽加热器6连接保温罐7，保温罐7连接溶出液Ⅰ效蒸发器及分离室8，溶出液Ⅰ效蒸发器及分离室8连接溶出液Ⅱ效蒸发器及分离室9，溶出液Ⅱ效蒸发器及分离室9连接溶出液Ⅲ效蒸发器及分离室10，溶出液Ⅲ效蒸发器及分离室10连接溶出液闪蒸罐11；
新蒸汽加热器6和溶出液Ⅰ效蒸发器及分离室8分别连接新蒸汽水封槽12，新蒸汽水封槽12连接新蒸汽凝水Ⅰ级闪蒸罐13，新蒸汽凝水Ⅰ级闪蒸罐13连接新蒸汽凝水Ⅱ级闪蒸罐14，新蒸汽凝水Ⅱ级闪蒸罐14连接新蒸汽凝水Ⅲ级闪蒸罐15，新蒸汽凝水Ⅲ级闪蒸罐15连接新蒸汽凝水Ⅳ级闪蒸罐16，新蒸汽凝水Ⅳ级闪蒸罐16连接新蒸汽凝水Ⅴ级闪蒸罐17；
溶出液Ⅱ效蒸发器及分离室9连接乏汽水封槽18，乏汽水封槽18连接乏汽凝水Ⅰ级闪蒸罐19，乏汽凝水Ⅰ级闪蒸罐19连接乏汽凝水Ⅱ级闪蒸罐20，乏汽凝水Ⅱ级闪蒸罐20连接乏汽凝水Ⅲ级闪蒸罐21，乏汽凝水Ⅲ级闪蒸罐21连接乏汽凝水Ⅳ级闪蒸罐22；原液Ⅲ效蒸发器及分离室2连接水冷器23。
以新蒸汽为160℃的饱和蒸汽，蒸发原液Nk 90g/L，浓缩母液Nk 110g/L，溶出液Nk130g/L为例。
如果蒸发原液Nk浓度低于80-90g/L，可利用MVR蒸发***1蒸浓至80-90g/L。
Nk 90g/L的蒸发原液进入逆流多效蒸发器，流经原液Ⅲ效蒸发器及分离室2、原液Ⅱ效蒸发器及分离室3、原液Ⅰ效蒸发器及分离室4，逐步蒸浓至Nk 110g/L，得到97℃的浓缩液。自溶出液Ⅲ效蒸发器分离室10的101℃的二次蒸汽进入原液Ⅰ效蒸发器与分离室4，与蒸发液逆流接触换热，换热后的乏汽流入水冷器23。低于常压沸点的浓缩母液流入打浆槽5与氢氧化铝混合配浆。料浆流入新蒸汽加热器6，加热至143℃后流入保温罐7，停留1-1.5h后流入顺流多效蒸发器，流经溶出液Ⅰ效蒸发器及分离室8、溶出液Ⅱ效蒸发器及分离室9、溶出液Ⅲ效蒸发器及分离室10，同时在溶出液Ⅰ效蒸发器8中通入新蒸汽，溶出液闪蒸的同时被蒸汽加热蒸掉水分，流出溶出液Ⅲ效蒸发器及分离室10的溶出液温度约109℃。该溶出液再流入溶出液闪蒸罐11，闪蒸降温至98℃，产生的二次蒸汽并入原液Ⅱ效蒸发器3的加热蒸汽。
新蒸汽凝水流入新蒸汽水封槽12后，逐级流入新蒸汽凝水Ⅰ级闪蒸罐13、新蒸汽凝水Ⅱ级闪蒸罐14、新蒸汽凝水Ⅲ级闪蒸罐15、新蒸汽凝水Ⅳ级闪蒸罐16、新蒸汽凝水Ⅴ级闪蒸罐17，降温80℃后作为洗液流入氢氧化铝洗涤工序。各级新蒸汽凝水闪蒸罐产生的二次蒸汽并入各蒸发器作加热蒸汽使用。
乏汽凝水流入乏汽水封槽18后，逐级流入乏汽凝水Ⅰ级闪蒸罐19、乏汽凝水Ⅱ级闪蒸罐20、乏汽凝水Ⅲ级闪蒸罐21、乏汽凝水Ⅳ级闪蒸罐22，降温80℃后作为洗液流入氢氧化铝洗涤工序。各级乏汽凝水闪蒸罐产生的二次蒸汽并入各蒸发器作加热蒸汽使用。
经热平衡计算，现有技术蒸汽(160℃饱和蒸汽)消耗为2.58t/t-AO，***热损失占比4.5％；本工艺蒸汽消耗为2.26t/t-AO，***热损失占比1.0％。本工艺蒸汽消耗较低的主要原因是降低了溶出液的出液温度，将现有技术的108℃降低为97℃，从而回收所产生的二次蒸汽的热量；***热损失的主要原因是减少了换热设备的数量。现有技术过料泵台数为6台，本工艺过料泵台数为3台，节省了3台；现有技术物料闪蒸罐为7台，本工艺仅需一台溶出液闪蒸罐；现有技术需要新蒸汽凝水闪蒸罐和乏汽凝水闪蒸罐共计14台，而本工艺仅需9台。
Claims (8)
1.一种蒸发溶出一体化工艺设备，其特征在于：将水分的蒸发和氢氧化铝的溶出结合为一个热平衡***；此设备包括原液Ⅲ效蒸发器及分离室(2)、原液Ⅱ效蒸发器及分离室(3)、原液Ⅰ效蒸发器及分离室(4)、打浆槽(5)、新蒸汽加热器(6)、保温罐(7)、溶出液Ⅰ效蒸发器及分离室(8)、溶出液Ⅱ效蒸发器及分离室(9)、溶出液Ⅲ效蒸发器及分离室(10)、溶出液闪蒸罐(11)、新蒸汽水封槽(12)、新蒸汽凝水Ⅰ级闪蒸罐(13)、新蒸汽凝水Ⅱ级闪蒸罐(14)、新蒸汽凝水Ⅲ级闪蒸罐(15)、新蒸汽凝水Ⅳ级闪蒸罐(16)、新蒸汽凝水Ⅴ级闪蒸罐(17)、乏汽水封槽(18)、乏汽凝水Ⅰ级闪蒸罐(19)、乏汽凝水Ⅱ级闪蒸罐(20)、乏汽凝水Ⅲ级闪蒸罐(21)、乏汽凝水Ⅳ级闪蒸罐(22)和水冷器(23)。
2.根据权利要求1所述的蒸发溶出一体化工艺设备，其特征在于：所述的原液Ⅲ效蒸发器及分离室(2)连接原液Ⅱ效蒸发器及分离室(3)，原液Ⅱ效蒸发器及分离室(3)连接原液Ⅰ效蒸发器及分离室(4)，原液Ⅰ效蒸发器及分离室(4)连接打浆槽(5)，打浆槽(5)连接新蒸汽加热器(6)，新蒸汽加热器(6)连接保温罐(7)，保温罐(7)连接溶出液Ⅰ效蒸发器及分离室(8)，溶出液Ⅰ效蒸发器及分离室(8)连接溶出液Ⅱ效蒸发器及分离室(9)，溶出液Ⅱ效蒸发器及分离室(9)连接溶出液Ⅲ效蒸发器及分离室(10)，溶出液Ⅲ效蒸发器及分离室(10)连接溶出液闪蒸罐(11)；
新蒸汽加热器(6)和溶出液Ⅰ效蒸发器及分离室(8)分别连接新蒸汽水封槽(12)，新蒸汽水封槽(12)连接新蒸汽凝水Ⅰ级闪蒸罐(13)，新蒸汽凝水Ⅰ级闪蒸罐(13)连接新蒸汽凝水Ⅱ级闪蒸罐(14)，新蒸汽凝水Ⅱ级闪蒸罐(14)连接新蒸汽凝水Ⅲ级闪蒸罐(15)，新蒸汽凝水Ⅲ级闪蒸罐(15)连接新蒸汽凝水Ⅳ级闪蒸罐(16)，新蒸汽凝水Ⅳ级闪蒸罐(16)连接新蒸汽凝水Ⅴ级闪蒸罐(17)；
溶出液Ⅱ效蒸发器及分离室(9)连接乏汽水封槽(18)，乏汽水封槽(18)连接乏汽凝水Ⅰ级闪蒸罐(19)，乏汽凝水Ⅰ级闪蒸罐(19)连接乏汽凝水Ⅱ级闪蒸罐(20)，乏汽凝水Ⅱ级闪蒸罐(20)连接乏汽凝水Ⅲ级闪蒸罐(21)，乏汽凝水Ⅲ级闪蒸罐(21)连接乏汽凝水Ⅳ级闪蒸罐(22)；原液Ⅲ效蒸发器及分离室(2)连接水冷器(23)。
3.根据权利要求1所述的蒸发溶出一体化工艺设备，其特征在于：所述的原液多效蒸发器的数量，溶出液多效蒸发器的数量，新蒸汽凝水闪蒸罐的数量，以及乏汽凝水闪蒸罐的数量，均根据浓缩液的Nk浓度、溶出液的Nk浓度不同而增减。
4.根据权利要求1所述的蒸发溶出一体化工艺设备，其特征在于：所述设备还包括MVR蒸发***(1)，MVR蒸发***(1)连接原液Ⅲ效蒸发器及分离室(2)。
5.一种采用权利要求1-4任一所述的设备的蒸发溶出一体化工艺流程，其特征在于：该流程用于精细氧化铝行业中水分的蒸发和氢氧化铝的溶出；该流程将蒸水分为两个部分，一部分水分在溶出前蒸出，另一部分水分在溶出后蒸出，溶出设备置于两段蒸水中间，共同构成了蒸发溶出一体化工艺流程；主要包括如下步骤：
蒸发原液流经MVR蒸发器(1)，原液Ⅲ效蒸发器及分离室(2)，原液Ⅱ效蒸发器及分离室(3)，原液Ⅰ效蒸发器及分离室(4)蒸发浓缩，浓缩后在打浆槽(5)中与氢氧化铝混合配浆后进入新蒸汽加热器(6)，在保温罐(7)中停留溶出，溶出液流经溶出液Ⅰ效蒸发器及分离室(8)，溶出液Ⅱ效蒸发器及分离室(9)，溶出液Ⅲ效蒸发器及分离室(10)，溶出液闪蒸罐(11)后进入后续工序。
6.根据权利要求5所述的蒸发溶出一体化工艺流程，其特征在于：所述的水分在溶出前蒸出采用逆流蒸发的方式；水分在溶出后蒸出，采用顺流蒸发的方式。
7.根据权利要求5所述的蒸发溶出一体化工艺流程，其特征在于：所述的溶出液的出液温度为90-108℃。
8.根据权利要求5所述的蒸发溶出一体化工艺流程，其特征在于：所述的溶出液Ⅲ效蒸发器及分离室(10)产生的乏汽作为原液Ⅰ效蒸发器及分离室(4)的热源。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117069130A (zh) * | 2023-07-12 | 2023-11-17 | 沈阳铝镁设计研究院有限公司 | 一种降低氧化铝生产新蒸汽消耗的方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6555076B1 (en) * | 1998-10-01 | 2003-04-29 | Gea Kestner | Bauxite ore digestion in the bayer process |
| CN101811709A (zh) * | 2009-02-24 | 2010-08-25 | 河南未来铝业（集团）有限公司 | 一种大颗粒氢氧化铝或氧化铝的生产工艺 |
| CN205973832U (zh) * | 2016-08-09 | 2017-02-22 | 中国铝业股份有限公司 | 一种氧化铝生产中溶出乏汽的利用*** |
| CN207142844U (zh) * | 2017-07-06 | 2018-03-27 | 中国神华能源股份有限公司 | 一种盐酸法处理粉煤灰生产氧化铝的*** |
| CN107915243A (zh) * | 2017-12-30 | 2018-04-17 | 贵阳铝镁设计研究院有限公司 | 蒸发和双流法溶出组成的混合工艺设备及其工艺流程 |
| CN110937617A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-03-31 | 贵阳铝镁设计研究院有限公司 | 一种拜耳法氧化铝厂溶出蒸发联合工艺的方法 |
| CN212954328U (zh) * | 2020-07-10 | 2021-04-13 | 中铝山东工程技术有限公司 | 蒸发溶出一体化工艺设备 |
-
2020
- 2020-07-10 CN CN202010663769.7A patent/CN111661859A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6555076B1 (en) * | 1998-10-01 | 2003-04-29 | Gea Kestner | Bauxite ore digestion in the bayer process |
| CN101811709A (zh) * | 2009-02-24 | 2010-08-25 | 河南未来铝业（集团）有限公司 | 一种大颗粒氢氧化铝或氧化铝的生产工艺 |
| CN205973832U (zh) * | 2016-08-09 | 2017-02-22 | 中国铝业股份有限公司 | 一种氧化铝生产中溶出乏汽的利用*** |
| CN207142844U (zh) * | 2017-07-06 | 2018-03-27 | 中国神华能源股份有限公司 | 一种盐酸法处理粉煤灰生产氧化铝的*** |
| CN107915243A (zh) * | 2017-12-30 | 2018-04-17 | 贵阳铝镁设计研究院有限公司 | 蒸发和双流法溶出组成的混合工艺设备及其工艺流程 |
| CN110937617A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-03-31 | 贵阳铝镁设计研究院有限公司 | 一种拜耳法氧化铝厂溶出蒸发联合工艺的方法 |
| CN212954328U (zh) * | 2020-07-10 | 2021-04-13 | 中铝山东工程技术有限公司 | 蒸发溶出一体化工艺设备 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 汪忠: "利用中间液与进料液的热交换降低顺流蒸发工艺能耗的探讨", 《氯碱工业》, no. 4, pages 30 - 34 * |
| 王志: "预脱硅溶出工艺的研究与设计", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117069130A (zh) * | 2023-07-12 | 2023-11-17 | 沈阳铝镁设计研究院有限公司 | 一种降低氧化铝生产新蒸汽消耗的方法 |
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