碱液蒸发技术工业是基础化学工业之一,是古老、传统的能源与资金密集型基本原料工业。氯碱工业的产品是烧碱和氯气,它们广泛的应用于轻工业、纺织工业、冶金和有色金属工业、化学工业和石油化学工业等部门,在国民经济中占有重要地位。
隔膜法目前是国内氯碱生产的主要方法,工艺主要包括化盐、电解、蒸发、盐酸、液化等工段,其主要反应为:
2NaCl + 2H2O→2NaOH + Cl2↑+ H2↑
本文主要介绍隔膜法氯碱生产几各常见的蒸发方法。
碱液蒸发技术生产工艺研究
双效顺流流程是一种生产30%液体烧碱的流程。在此流程中,锅炉送来的蒸汽进入Ⅰ效蒸发器加热室,再进入Ⅱ效蒸发器的加热室,Ⅱ效的二次蒸汽经捕沫器除去夹带的碱沫后,再经冷却器后进入下水道,碱沫收集至碱罐返回Ⅱ效。Ⅰ、Ⅱ效的加热蒸汽冷凝水经加热器.预热电解液后。加热贮罐用作洗涤或化盐。
双效顺流流程工艺设备简单,对生蒸汽压力要求不高,但是热量利用率低,蒸汽消耗高,在生产30%碱时热量消耗太高。
三效顺流流程多数用于生产30%液体碱液。电解液贮槽内的电解液,用加料泵送入预热器至100℃以上。输入Ⅰ效蒸发器内进行蒸发。原料液再用泵输入Ⅱ效蒸发器,Ⅱ效蒸发器的料液输入到Ⅲ效蒸发器。Ⅲ效蒸发器出来的30%成品碱送入浓碱冷却槽,冷却到30℃以下。澄清后的碱液送浓碱贮槽,由成品碱泵输入成品碱。由过滤器采出的盐浆经旋液分离器增稠后集中排入盐碱高位槽中,汇同成品碱沉清冷却。采出的盐泥一起输入离心机分离。第一次所得的碱液经过化盐池化盐后,再经碱液贮槽送入Ⅰ效蒸发器蒸发、洗涤后碱盐化成回收盐水。
三效顺流工艺不但适用于生产30%的碱,也适用于42%的碱。但是在生产42%的碱时,由于各效的浓度均相应增加,沸点上升造成有效温度减小,推动力不足。因此要改善蒸发器的传热状况就必须采用强制循环蒸发,此外成品碱澄清槽中采用的盐泥分开处理,应用氯化银法或冷冻法除去硫酸钠后才能送回化盐段工序使用。
三效顺流工艺对蒸汽作了三次利用,仅有Ⅲ效的二次蒸汽被冷凝排放,它仅占总蒸发量的1/3左右,故该工艺的热量浪费少,蒸汽消耗低。三效顺流工艺与双效顺流工艺十分相似,操作容易控制。在生产42%碱液时对设备的材质也无特殊要求,只是对生蒸汽压力的要求高一点。