CN1387931A - 氧化铝原液多效自降膜管式蒸发工艺 - Google Patents

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张培洲
张兵
马兆云
盖美萍
王勇
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Abstract

一种蒸发浓缩氧化铝生产原液的蒸发工艺,主要蒸发设备采用自降膜管式蒸发器,蒸发工艺采用多体多效布置,流程采用全逆流。该工艺蒸发效率高,蒸汽耗费低,不易结垢,设备清洗方便,运行费用低。氧化铝生产原液是热敏性强、粘度大,有固相析出的介质,利用该工艺蒸发浓缩后可完全满足氧化铝生产要求。

Description

氧化铝原液多效自降膜管式蒸发工艺
氧化铝原液多效自降膜管式蒸发工艺涉及氧化铝生产原液的蒸发浓缩，采用自降膜管式蒸发器组成多效蒸发工艺。即氧化铝原液多效自降膜管式蒸发工艺。
氧化铝生产中的蒸发作用是蒸发铝酸盐原液中的水份，同时浓缩分离出过程中积累的纯碱、硫酸盐及大部分有机物等物质。目前，在大多数氧化铝生产过程中，蒸发原液都是通过列管式升膜蒸发器来实现这一目的。但这种方式存在一些固有的缺陷，如蒸发效率低、易结垢，且结垢后不易清洗，蒸发管易被颗粒堵死，易产生大量泡沫，***蒸发效率低、停车维护、除垢频繁、运行费用高等缺点。本发明能有效克服以上缺陷，提供的一种多效自降膜管式蒸发工艺，蒸发浓缩氧化铝生产原液。
自降膜管式蒸发工艺先进，设备占地面积小，运行合理，由于自降膜管式蒸发器的加热元件及分配器具有独特的工艺结构性能，使其在运行中因污垢而损失的能量大大减少。每效分配器具有不同的结构，加热元件内外抛光处理，介质自上而下呈膜状稳定下降。由于介质流动状态特殊和自身的冲刷作用，使加热元件表面不易结垢。在自降膜管式蒸发器中，热交换过程实际上与介质的表面的密度无关，即不受介质粘度、比重、含晶粒程度的影响。由于在加热管内表面有稳定下降的液膜，这里的传热蒸发过程甚至在溶液加热和沸腾状态下也是强烈的。所以，自降膜管式蒸发器介质分配独特、科学，具有蒸发效率高，不易结垢，耐腐蚀，易清洗等优点，特别适合粘度大，易结垢，有固相析出等介质的蒸发浓缩过程。本蒸发工艺***由自降膜管式蒸发器(1)、(2)、(3)、(4)、(5)；闪蒸器(7)、(8)、(9)、(10)、(24)；直接加热器(11)、(12)、(13)。(14)；板式冷凝器(6)；循环泵(15)、(16)、(17)、(18)、(19)；自蒸发器(25)、(26)、(27)；出液泵(20)、(21)、(22)、(23)组成。下面结合附图对本发明的蒸发工艺作进一步说明：
附图：氧化铝生产原液多效自降膜管式蒸发工艺。
本蒸发工艺用于氧化铝生产原液的蒸发浓缩，浓缩后的介质称为母液。送来的原液为稀液，出蒸发站溶液为母液，蒸发设备采用自降膜管式蒸发器，蒸发工艺采用多体多效布置，流程采用全逆流。原液首先打入V效自降膜管式蒸发器(5)内，然后依次进入IV效(4)→III效(3)→II效(2)→I效(1)，然后从I效(1)出母液，再经过三台自蒸发器(27)、(26)、(25)进行三次闪蒸后出最终浓母液，浓母液由出液泵(21)送出蒸发站。各效自降膜管式蒸发器的蒸发介质循环由各效循环泵(19)、(18)、(17)、(16)、(15)完成。蒸发站中蒸汽流程为I效(1)→II效(2)→III效(3)→IV(4)→V效(5)，其中除I效(1)使用新鲜蒸汽作为热源外，其余各效均使用前一效的二次蒸汽作为热源。末效产生的二次蒸汽即尾汽由板式冷凝器(6)冷凝，未冷凝的不凝汽由喷水式真空泵排出，以便使IV(4)、V效(5)自降膜管式蒸发器产生真空，进行真空蒸发。I效蒸发器(1)的蒸汽冷凝水是清洁冷凝水，经闪蒸器(24)闪蒸后由泵(20)排出。其余各效蒸发器的蒸汽冷凝水分别经闪蒸器(10)、(9)、(8)、(7)闪蒸后汇集在一起排出。蒸发站总体蒸发效率为4.1kg水/kg蒸汽。
由于氧化铝母液的溶解度对温度变化的敏感性较强，故除V效自降膜管式蒸发器(5)外，在其余每效自降膜管式蒸发器的介质入效前各设一台直接加热器(11)、(12)、(13)、(14)来加热各效入效介质，一则可降低母液中的析出物，二则循环母液温度提高后，可减少各效蒸发器的预热区，以充分利用蒸发面积，发挥自降膜管式蒸发器的优点，尽最大可能扩大蒸发器沸腾区的比例，提高***蒸发效率。
对于生产过程中蒸发器加热面生成的垢层，可由各效自降膜管式蒸发器下部循环管出口处所设锥体固液分离器将其去除，以防止块状垢层对蒸发器的物料分配器产生堵塞。

Claims (4)

1、一种蒸发浓缩氧化铝生产原液的氧化铝原液多效自降膜管式蒸发工艺。
2、权利要求1所述本发明蒸发工艺选用的主要蒸发设备形式：自降膜管式蒸发器，自蒸发器，清冷凝水闪蒸罐，母液闪蒸罐，污冷凝水闪蒸罐，降膜板式冷凝器，直接加热器，循环泵，物料泵，清冷凝水泵，污冷凝水泵，二次蒸汽管路，循环管路，冷凝水管路，抽真空管路，被蒸发介质管路。
3、根据权利要求1所述本发明氧化铝原液多效自降膜管式蒸发工艺流程：蒸发工艺采用自降膜管式蒸发器多效布置，物料流程采用全逆流，如图所示原液首先进入V效(5)自降膜管式蒸发器，然后依次进入IV效(4)→III效(3)→II效(2)→I效(1)，I效出液经三台自蒸发器(25)、(26)、(27)多次自蒸发后出浓母液。蒸汽流程为I效(1)→II效(2)→III效(3)→IV效(4)→V效(5)，自降膜管式蒸发器，除I效(1)使用新鲜蒸汽外，其余各效均采用二次蒸汽作为热源，末效产生的二次蒸汽即尾气由板式冷凝器(6)冷凝，不凝气由喷水式真空泵排出。
4、根据权利要求1所述发明氧化铝生产原液自降膜管式发工艺操作参数：
1)新鲜蒸汽压力0.4-0.65Mpa
2)新鲜蒸汽种类饱各蒸汽
3)新鲜蒸汽温度150℃-165℃
4)各效蒸汽温度：I效、121℃±5℃
                II效、94℃±5℃
                III效、78℃±5℃
                IV效、66℃±5℃
                          V效、54℃±5℃
5)各效气室压力(绝压)：    I效、0.12Mpa左右
                          II效、0.101Mpa左右
                          III效、0.06Mpa左右
                          IV效、0.036Mpa左右
                          V效、0.023Mpa左右
6)降膜板式冷凝器出水温度：40-45℃
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