CN103933747A - 一种带有蒸发器的酸浴闪蒸装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有蒸发器的酸浴闪蒸装置及工艺。本发明在第一级闪蒸之前增设一级蒸发器蒸发和预热的流程，即增加一台蒸发器V₀和一台预热器A₀，蒸发器V₀蒸发的二次蒸汽供新增加的预热器A₀作热源，预热器A₀预热后的酸温加蒸发器排酸的酸温，等于或接近原流程加热器的出口酸温。关键是A₀预热器预热后的酸浴必须分两路排出，一路是经过流量计控制的约占四分之一循环量的酸浴进入蒸发器V₀，其余都进入闪蒸室V₁，进入蒸发器V₀的进酸量要依据蒸发器V₀蒸发液的比重进行微调，蒸发器V₀的蒸发液也排入闪蒸器V₁闪蒸。可以在现有20吨闪蒸的基础上，在基本不增加用汽量情况下，蒸发量提高18-25％，达到增加蒸发量，降低汽水比的目的。

Description

一种带有蒸发器的酸浴闪蒸装置及工艺

技术领域

本发明涉及一种黏胶纤维生产装置，特别是一种带有蒸发器的酸浴闪蒸装置。

背景技术

本专利技术是对2012年1月25日授权的实用新型【ZL201120042059.9】的补充和提升。如图1所示，原实用新型的流程是，经预热器A₀预热的酸浴全部送进V₀蒸发器蒸发后，再进入第一级闪蒸器V₁。本发明在此基础上进行了工艺流程的改进和技术水平提升，并公开了工艺控制条件及蒸发器V₀和预热器A₀的设计要点诀窍，本发明与上述实用新型虽然貌似类同，实则技术水平、经济效益有极大提升。相同条件下，前实用新型每公斤蒸汽，蒸发器V₀的蒸发水量约0.38公斤，本发明每公斤蒸汽的蒸发水量约0.8公斤，提升了一倍多。本发明的应用，将使所有酸浴闪蒸装置在基本不增加用汽量的情况下大幅提高蒸发量，获得显著节能效益。

发明内容

本发明的目的在于使所有闪蒸装置在基本不增加用汽量的情况下提高蒸发量，获得节能效益，本发明采用的技术手段如下：

一种带有蒸发器的酸浴闪蒸装置，包括预热器和闪蒸器，还包括蒸发器V₀和预热器A₀；所述蒸发器V₀上设有V₀进酸口、V₀出酸口f和V₀二次蒸汽出口，所述蒸发器V₀包括加热器H_V0和蒸发室V_V0，所述加热器H_V0和蒸发室V_V0通过循环管路相连接，所述加热器H_V0上设有H_V0进汽口和H_V0冷凝水出口；所述预热器A₀以所述蒸发器V₀的二次蒸汽为热源，且预热器A₀上设有A₀进酸口、A₀出酸口，A₀进汽口和A₀冷凝水出口，以第一级闪蒸器V₁的二次蒸汽为热源的预热器为预热器A₁，所述第一级闪蒸器V₁上设有V₁进酸口，所述预热器A₁上设有A₁出酸口和A₁冷凝水进口，所述A₁出酸口和所述A₀进酸口相连接，蒸汽从所述H_V0进汽口进入，所述V₀二次蒸汽出口与所述A₀进汽口连接，所述A₀冷凝水出口与所述A₁冷凝水进口通过U形管相连接；连接所述A₀出酸口的管路分为两个支路，其中一个支路通过蒸发器进酸量控制阀和所述V₀进酸口相连接，另一个支路和所述V₁进酸口通过U形管连接，所述V₀出酸口也和所述V₁进酸口通过U形管连接。

进一步地，还包括冷凝水闪发器NF，所述闪发器NF上设有NF进水口、NF出汽口和NF冷凝水出口，所述H_V0冷凝水出口与所述NF进水口连接，所述NF出汽口与所述A₀进汽口连接，所述A₀冷凝水出口和所述NF冷凝水出口汇合后与所述A₁冷凝水进口通过U形管相连接。

进一步地，所述V₀二次蒸汽出口处设有除雾器CW，所述预热器A₀为板式换热器、液膜换热器或石墨列管换热器。

进一步地，所述蒸发器V₀为强制循环蒸发器，所述强制循环蒸发器用循环泵XB作循环动力，以石墨块孔换热器或板式换热器为加热器的蒸发器，所述石墨块孔换热器的竖向块孔的孔径为14-20mm，所述蒸发室和所述加热器通过所述循环管道和所述循环泵XB连接，所述的板式换热器的板片材质为哈氏合金或锆金属。

进一步地，所述蒸发器V₀为自然循环蒸发器，所述自然循环蒸发器以蒸发器降液管和升液管的比重差为循环动力，以石墨块孔换热器或板式换热器为加热器的蒸发器，所述石墨块孔换热器的竖向块孔的孔径为20-24mm，所述自然循环蒸发器的下降循环管的流通截面积为加热器H_V0内酸浴流通截面积的1.8-2.4倍，所述的板式换热器的板片材质为哈氏合金或锆金属。

进一步地，所述蒸发器V₀为包括循环泵XB的旋流降膜蒸发器，所述旋流降膜蒸发器由所述循环泵XB提供循环动力，并以液膜流动的石墨列管换热器为加热器H_V0，所述液膜流动的石墨列管换热器置于蒸发室V_V0的上方，所述液膜流动的石墨列管换热器的石墨管上端设有液膜分布器，所述蒸发室和所述加热器通过所述循环管道和所述循环泵XB连接。

本发明还提供一种带有蒸发器的酸浴闪蒸工艺，其关键除了将A₀预热器的出酸设计以四分之一的量供给V₀蒸发器外，关键中的关键是设计V₀蒸发和A₀预热的工艺条件。本发明公开的工艺参数是：

所述蒸发器V₀内的酸浴，在酸浴温度为114-124℃的条件下进行蒸发，排出酸浴进入第一级闪蒸器V₁,蒸发的二次蒸汽饱和温度为108-118℃，所述预热器A₀预热后的酸浴温度为100-106℃,进入第一级闪蒸器V₁；

初定进入蒸发器V₀的酸浴流量为循环量(即预热器A₀排酸流量)的四分之一，然后根据所述蒸发器V₀中蒸发液的比重微调蒸发器V₀进酸量，所述蒸发器V₀中蒸发液比重的工艺标准为1.42-1.43kg/L，比重高于1.43kg/L要增加蒸发器V₀的进酸量，比重低于1.42kg/L要减少蒸发器V₀的进酸量。

与现有技术相比，在锅炉蒸汽用量基本不变情况下，本发明使闪蒸的总蒸发量提高18-25％，与2012年的实用新型【ZL201120042059.9】装置比较，原实用新型装置的V₀蒸发器单位蒸汽蒸发水量约0.38，本发明的V₀蒸发器的单位蒸汽蒸发水量约0.8，大幅节约了蒸汽消耗，其关键技术是上述工艺流程的改变和工艺条件、参数的设计诀窍。

附图说明

图1是实用新型【ZL201120042059.9】工艺流程示意图。

图2是本发明带有蒸发器的酸浴闪蒸装置工艺流程示意图。

图3是强制循环蒸发器结构示意图。

图4是自然循环蒸发器结构示意图。

图5为旋流降膜蒸发器结构示意图。

具体实施方式

如图2所示，一种带有蒸发器的酸浴闪蒸装置，包括预热器和闪蒸器，还包括蒸发器V₀和预热器A₀；所述蒸发器V₀上设有V₀进酸口d、V₀出酸口f和V₀二次蒸汽出口i，所述蒸发器V₀包括加热器H_V0和蒸发室V_V0，所述加热器H_V0和蒸发室V_V0通过循环管路相连接，所述加热器H_V0上设有H_V0进汽口h和H_V0冷凝水出口n；所述预热器A₀以所述蒸发器V₀的二次蒸汽为热源，且预热器A₀上设有A₀进酸口b、A₀出酸口c，A₀进汽口j和A₀冷凝水出口k，以第一级闪蒸器V₁的二次蒸汽为热源的预热器为预热器A₁，所述第一级闪蒸器V₁上设有V₁进酸口e，所述预热器A₁上设有A₁出酸口a和A₁冷凝水进口m，所述A₁出酸口a和所述A₀进酸口b相连接，蒸汽从所述H_V0进汽口h进入，所述V₀二次蒸汽出口i与所述A₀进汽口j连接，所述A₀冷凝水出口k与所述A₁冷凝水进口m通过U形管相连接；连接所述A₀出酸口c的管路分为两个支路，其中一个支路通过蒸发器进酸量控制阀l和所述V₀进酸口d相连接，另一个支路和所述V₁进酸口e通过U形管连接，所述V₀出酸口f也和所述V₁进酸口e通过U形管连接，以下V₂、V₃……逐级闪蒸。

本发明还包括冷凝水闪发器NF，所述闪发器NF上设有NF进水口o、NF出汽口p和NF冷凝水出口q，所述H_V0冷凝水出口n与所述NF进水口o连接，所述NF出汽口p与所述所述A₀进汽口j连接，所述A₀冷凝水出口k和所述NF冷凝水出口q汇合后与所述A₁冷凝水进口m通过U形管相连接。

所述V₀二次蒸汽出口i处设有除雾器CW，如凝水酸度合格也可不设除雾器，所述预热器A₀为板式换热器、液膜换热器或石墨列管换热器，板片材料为哈氏合金或锆。预热器A₀也可以设计为降膜预热器、石墨列管预热器。只有高效的预热器A₀，才能获得高端的经济效益。

本发明还提供一种带有蒸发器的酸浴闪蒸工艺，其关键除了将A₀预热器的出酸设计以四分之一的量供给V₀蒸发器外，关键中的关键是设计V₀蒸发和A₀预热的工艺条件。本发明公开的工艺参数是：

如图3所示，所述蒸发器V₀为强制循环蒸发器，所述蒸发器V₀在加热蒸汽饱和温度低于140度的情况下，可设计为强制循环蒸发器，所述强制循环蒸发器以循环泵XB为循环动力，以板式换热器或石墨块孔换热器作为加热器H_V0的蒸发器，在加热器H_V0、蒸发室V_V0、循环泵XB之间用循环管道连接。

对于强制循环石墨块孔蒸发器，要选用较小孔径的石墨块竖孔(φ14mm-20mm)，孔内流速设计为1.5-2.4m/s，对于强制循环板式换热蒸发器，设计板间流速不低于0.3m/s。

如图4所示，所述蒸发器V₀为自然循环蒸发器。在加热蒸汽饱和温度高于140度的情况下，可以考虑设计为以石墨块孔换热器或板式换热器为加热器H_V0的自然循环蒸发器。所述石墨块孔换热器的块孔竖向孔径应选φ20-24mm，以减少阻力，提高流速。所述板式换热器流动阻力不能超过2米液柱。板式换热器的板片材料应为哈氏合金或锆金属。

如图5所示，所述蒸发器V₀为旋流降膜蒸发器，所述旋流降膜蒸发器以液膜传热的石墨列管换热器为加热器，所述液膜传热的石墨列管换热器置于蒸发室的上方。所述旋流降膜蒸发器由所述循环泵XB提供循环动力，蒸发室V_V0和加热器H_VO之间设有循环泵XB，加热器H_V0的石墨列管上端设有液膜分布器分布液膜，适用于加热蒸汽温度低于130度的情况。

本发明成功的关键在于工艺条件的控制：

1、所述循环酸经预热器A₀预热后的温度控制为100-106℃，分流一部分(约四分之一)进入蒸发器V₀，其余进入一级闪蒸器V₁进行闪蒸。进入蒸发器V₀的酸浴流量由流量计控制，以蒸发器V₀内的蒸发酸浴接近硫酸钠饱和为准，是否接近饱和可用蒸发酸浴比重度量：比重1.42-1.43kg/l时酸浴中的硫酸钠接近饱和，为如果比重高于1.43kg/l，可增加蒸发器V₀的进酸量，如果比重低于1.42kg/l，则减少蒸发器V₀的进酸量。

2、蒸发器的蒸发液温控制在114-124℃，产生的二次蒸汽饱和温度为108-118℃，蒸发液温的高低取决于加热蒸汽压力、进酸量、预热器A₀的传热能力。

3、蒸发器排出酸浴与预热器A₀的预热酸浴一起进入第一级闪蒸器V₁闪蒸，闪蒸前的混合温度为102-108℃，闪蒸二次蒸汽进入预热器A₁作热源，以后逐级类推。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种带有蒸发器的酸浴闪蒸装置，包括预热器和闪蒸器，还包括蒸发器V₀和预热器A₀；

所述蒸发器V₀上设有V₀进酸口、V₀出酸口和V₀二次蒸汽出口，所述蒸发器V₀包括加热器H_V0和蒸发室V_V0，所述加热器H_V0和蒸发室V_V0通过循环管路相连接，所述加热器H_V0上设有H_V0进汽口和H_V0冷凝水出口；

所述预热器A₀以所述蒸发器V₀的二次蒸汽为热源，且预热器A₀上设有A₀进酸口、A₀出酸口，A₀进汽口和A₀冷凝水出口，以第一级闪蒸器V₁的二次蒸汽为热源的预热器为预热器A₁，所述第一级闪蒸器V₁上设有V₁进酸口，所述预热器A₁上设有A₁出酸口和A₁冷凝水进口，所述A₁出酸口和所述A₀进酸口相连接，蒸汽从所述H_V0进汽口进入，所述V₀二次蒸汽出口与所述A₀进汽口连接，所述A₀冷凝水出口与所述A₁冷凝水进口通过U形管相连接，其特征在于：

连接所述A₀出酸口的管路分为两个支路，其中一个支路通过蒸发器进酸量控制阀和所述V₀进酸口相连接，另一个支路和所述V₁进酸口通过U形管连接，所述V₀出酸口也和所述V₁进酸口通过U形管连接。

2.根据权利要求1所述带有蒸发器的酸浴闪蒸装置，其特征在于：还包括冷凝水闪发器NF，所述闪发器NF上设有NF进水口、NF出汽口和NF冷凝水出口，所述H_V0冷凝水出口与所述NF进水口连接，所述NF出汽口与所述A₀进汽口连接，所述A₀冷凝水出口和所述NF冷凝水出口汇合后与所述A₁冷凝水进口通过U形管相连接。

3.根据权利要求1所述带有蒸发器的酸浴闪蒸装置，其特征在于：所述V₀二次蒸汽出口处设有除雾器CW，所述预热器A₀为板式换热器、液膜换热器或石墨列管换热器。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的带有蒸发器的酸浴闪蒸装置，其特征在于：所述蒸发器V₀为强制循环蒸发器，所述强制循环蒸发器用循环泵XB作循环动力，以石墨块孔换热器或板式换热器为加热器的蒸发器，所述石墨块孔换热器的竖向块孔的孔径为14-20mm，所述蒸发室和所述加热器通过所述循环管道和所述循环泵XB连接，所述的板式换热器的板片材质为哈氏合金或锆金属。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的带有蒸发器的酸浴闪蒸装置，其特征在于：所述蒸发器V₀为自然循环蒸发器，所述自然循环蒸发器以蒸发器降液管和升液管的比重差为循环动力，以石墨块孔换热器或板式换热器为加热器的蒸发器，所述石墨块孔换热器的竖向块孔的孔径为20-24mm，所述自然循环蒸发器的下降循环管的流通截面积为加热器H_V0内酸浴流通截面积的1.8-2.4倍，所述的板式换热器的板片材质为哈氏合金或锆金属。

6.根据权利要求1至3中任意一项所述的带有蒸发器的酸浴闪蒸装置，其特征在于：所述蒸发器V₀为包括循环泵XB的旋流降膜蒸发器，所述旋流降膜蒸发器由所述循环泵XB提供循环动力，并以液膜流动的石墨列管换热器为加热器H_V0，所述液膜流动的石墨列管换热器置于蒸发室V_V0的上方，所述液膜流动的石墨列管换热器的石墨管上端设有液膜分布器，所述蒸发室和所述加热器通过所述循环管道和所述循环泵XB连接。

7.一种带有蒸发器的酸浴闪蒸工艺，使用权利要求1至6中任意一项所述的带有蒸发器的酸浴闪蒸装置，其特征在于：

所述蒸发器V₀内的酸浴，在酸浴温度为114-124℃的条件下进行蒸发，排出酸浴进入第一级闪蒸器V₁,蒸发的二次蒸汽饱和温度为108-118℃，所述预热器A₀预热后的酸浴温度为100-106℃,进入第一级闪蒸器V₁；

初定进入蒸发器V₀的酸浴流量为循环量(即预热器A₀排酸流量)的四分之一，然后根据所述蒸发器V₀中蒸发液的比重微调蒸发器V₀进酸量，所述蒸发器V₀中蒸发液比重的工艺标准为1.42-1.43kg/L，比重高于1.43kg/L要增加蒸发器V₀的进酸量，比重低于1.42kg/L要减少蒸发器V₀的进酸量。