CN111195440A - 一种硫化钠蒸发生产的节能方法与设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硫化钠蒸发生产的节能方法与设备，针对现行末效蒸发的高能耗问题，改用逆流四效蒸发、出口浓度由原先的20％成倍地提高到40％，使得末效蒸发器的蒸发水量和加热蒸汽消耗量可以降低80～90％，而前四效蒸发系统的脱水量和加热蒸汽却只增加15～20％，从而实现大节能。末效蒸发器出口浓度调低为56～57％，到高位闪蒸罐利用降温到略高于结晶温度90℃的过程的真空蒸发，浓缩到产品要求的浓度60％，利用静压排放到后续工序，有利于进一步节能，又完全避免结晶快速磨损循环泵的问题。蒸发器全部采用高效节能降膜蒸发器、会结垢的蒸发器和预热器全部采用机械在线自动清洗技术。新系统可望实现长期连续生产、稳定高效节能的目标。

Description

一种硫化钠蒸发生产的节能方法与设备

技术领域

本发明涉及一种硫化钠蒸发生产的节能方法与设备。它适用于现行的顺流多效蒸发出口浓度比较低、再经过后续的末效蒸发浓缩到60％高浓度的生产工艺、能耗很高问题的节能技改，更适用新建的硫化钠生产线的大幅度节能降耗。

背景技术

国内生产硫化钠的著名老企业，其生产工艺是：5％的稀溶液，经过150℃饱和蒸汽的顺流四效强制循环蒸发，浓缩到20％。再用180°饱和蒸汽的末效强制循环蒸发器浓缩到60％，再降温结片。2018年10月的生产统计数据是：产品硫化碱(含硫化钠60％，水40％)产量1487.7吨，蒸汽总消耗量15728.20吨，每吨硫化碱产品的蒸汽消耗量为10.567吨。实属很高能耗的蒸发工艺。

五效蒸发全系统的总脱水量为16364.4吨，蒸发每吨水的蒸汽消耗量的总平均高达0.9611吨；

其中四效蒸发的蒸汽消耗量为7522.4吨。脱水量为13389.3吨，蒸发每吨水的蒸汽消耗量为0.5618吨；

但是，末效蒸发(第五效蒸发)的蒸汽消耗量为8127.7吨，脱水量只有2975.1吨，蒸发每吨水的蒸汽消耗量高达为2.732吨，几乎是四效蒸发汽水比的五倍。因此，成为整个硫化钠蒸发生产节能降耗的焦点。

为此，已经探索试验过将末效(第五效)蒸发工艺改为双效(第五效和第六效)蒸发的工艺，以求大幅度的降低蒸汽消耗。但是，蒸发器的循环泵运行不到一周就被循环母液中结晶的晶体磨损损坏了，无法继续试生产。

发明内容

本发明的目的在于提出的一种硫化钠蒸发生产的节能方法与设备，主要针对现行硫化钠生产的末效蒸发的蒸汽消耗很高问题，新工艺采用逆流四效蒸发、成倍提高四效蒸发浓缩的出口浓度、后续浓缩是末效蒸发器加高位闪蒸罐浓缩降温；设备方面，蒸发器全部采用高效节能降膜蒸发器、会结垢的蒸发器和预热器全部采用机械在线自动清洗技术，末效蒸发器后的高位闪蒸罐和料液管线，在进料前必须全部进行严格的预热操作，彻底避免蒸发器循环泵被结晶体快速磨损损坏和料液管线堵塞的可能性，确保高可靠性，达到长期连续生产、稳定高效节能的目的。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

现行顺四效蒸发器的料液特点是浓度愈高，温度反而愈低，出口浓度受结晶的限制，无法提高，不能充分发挥四效蒸发远比末效蒸发节能的优势。因此，本发明的新工艺改为逆流四效蒸发，料液特点是浓度愈高，温度也愈高，四效蒸发出口浓度可以成倍提高，也没有料液结晶快速磨损循环泵和料液管线堵塞的问题。

逆流四效蒸发的出口浓度控制，从现行顺流四效蒸发的20％，成倍地提高到40％后，按每吨产品计算，带入末效蒸发器的水量减少1.5吨。如此，末效蒸发器的蒸发水量，由现行顺流四效蒸发的1.73吨降低到新逆流四效的0.23吨，减少了85～90％，加热蒸汽消耗量随之可以减少80～90％。当然，新四效蒸发系统的总脱水量和加热蒸汽消耗量，也会因为出口浓度的成倍提高而相应地增大，但是只增加15～20％，所以可以达到新工艺大节能的目的。

末效蒸发器的出口浓度，由现行蒸发系统的60％，调低为56-57％，再到高位闪蒸罐，利用降温到略高于结晶温度90℃的过程中释放的显热，真空蒸发浓缩到产品要求的60％。在高位闪蒸罐内设计有中心循环管，利用高位闪蒸罐内真空降温产生的二次蒸汽泡，实现两相流自然搅拌。高位闪蒸罐浓缩合格的料液，利用自身的高位静压自流排放到后续工位。这样的新工艺新设备，有利于进一步降低末效蒸发器的加热蒸汽消耗，又能够完全避免料液结晶快速磨损蒸发器循环泵的问题。

自末效蒸发器出口以后的所有料液管线，全部采用保温套管，始终控制在浓度60％的料液开始结晶的90℃以上。保温热源利用高于100℃的二次蒸汽。

高位闪蒸罐和保温套管在进料前，都必须先用蒸汽进行严格的预热操作，直到所有接触料液的内壁表面，确保高于料液开始结晶的90℃以上，杜绝发生高浓度料液堵塞事故。

所有蒸发器全部采用高效节能降膜蒸发器。其中会结垢的蒸发器和预热器都采用机械自动清洗技术。

除了第一效蒸发器和末效蒸发器的冷凝水，闪蒸降温后回锅炉用水外，第二效蒸发器、第三效蒸发器的冷凝水，也先在热水槽内闪蒸降温，闪蒸蒸汽用于较低温度蒸发器的加热蒸汽，闪蒸降温后的冷凝水利用于新料液的预热。

现行的四效蒸发都是采用强制循环蒸发器，每台循环泵45KW，扬程3m，加热管内平均流速2.6m/s。全部采用高效节能降膜蒸发器，加热管截面名义平均流速只需要0.12m/s，扬程10米，因此蒸发器循环泵能够降低运行电耗80％以上。按年生产8000小时、电价0.75元计算，年节电效益86万元。

附图说明

图1是本发明的一种硫化钠蒸发生产的节能新工艺和新设备的原理图。

图2是多效蒸发浓缩到20％再末效蒸发浓缩到60％的现蒸发生产系统图。

图3是多效蒸发初浓缩到20％再双效蒸发浓缩到60％的节能试验系统图。

图中：1预热器，2第四效蒸发器，3循环泵，4第三效蒸发器，5热水槽，6第二效蒸发器，7第一效蒸发器，8沉降槽，9末效蒸发器，10蒸汽预热管线，11保温套管，12高位闪蒸罐，13中心循环管，14冷凝器，15水环式真空泵，16凉水塔，17水泵，18现行末效蒸发器，19节能试验双效蒸发器，20试验双效蒸发器循环泵。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，以下结合附图及实施例，对本发明的技术方案进行进一步详细说明，显而易见地，下面描述仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些实施例获得其他的实施例。

参照图1、图2，现行顺四效蒸发器的料液特点是浓度愈高，温度反而愈低，出口浓度受结晶的限制，无法提高，不能充分发挥四效蒸发远比末效蒸发节能的优势。因此，本发明的新工艺改为逆流四效蒸发，料液特点是浓度愈高，温度也愈高，四效蒸发出口浓度可以成倍提高，也没有料液结晶快速磨损循环泵和料液管线堵塞的问题。

逆流四效蒸发的出口浓度控制，从现行顺流四效蒸发的20％，成倍地提高到40％后，按每吨产品计算，带入末效蒸发器9的水量减少1.5吨。如此，末效蒸发器9的蒸发水量，由现行顺流四效蒸发的1.73吨降低到新逆流四效的0.23吨，减少了85～90％，加热蒸汽消耗量随之可以减少80～90％。当然，新四效蒸发系统的总脱水量和加热蒸汽消耗量，也会因为出口浓度的成倍提高而相应地增大，但是只增加15～20％，所以新工艺可以达到大节能的目的。

末效蒸发器9的出口浓度，由现行蒸发系统的60％，调低为56-57％，再到高位闪蒸罐12，利用降温到略高于结晶温度90℃的过程中释放的显热，真空蒸发浓缩到产品要求的60％。在高位闪蒸罐12内设计有中心循环管13，利用高位闪蒸罐12内真空降温产生的二次蒸汽泡，实现两相流自然搅拌。高位闪蒸罐12浓缩合格的料液，利用自身的高位静压自流排放到后续工位。这样的新工艺新设备，有利于进一步降低末效蒸发器9的加热蒸汽消耗，又能够完全避免料液结晶快速磨损蒸发器循环泵的问题。

自末效蒸发器9出口以后的所有料液管线，全部采用保温套管11，始终控制在浓度60％的料液开始结晶的90℃以上。保温热源利用高于100℃的二次蒸汽。

高位闪蒸罐9和保温套管11在进料前，都必须先用蒸汽进行严格的预热操作，直到所有接触料液的内壁表面，确保高于料液开始结晶的90℃以上，杜绝发生高浓度料液堵塞事故。

所有蒸发器全部采用高效节能降膜蒸发器。其中会结垢的蒸发器和预热器都采用机械自动清洗技术。

除了第一效蒸发器7和末效蒸发器9的冷凝水，在闪蒸降温后回锅炉用水外，第二效蒸发器6和第三效蒸发器4的冷凝水，也先在热水槽5内闪蒸降温，闪蒸蒸汽用于较低温度蒸发器的加热蒸汽，闪蒸降温后的冷凝水利用于新料液的预热。

现行的四效蒸发都是采用强制循环蒸发器，每台循环泵45KW，扬程3m，加热管内平均流速2.6m/s。全部采用高效节能降膜蒸发器，循环泵扬程10米，加热管截面名义平均流速只需要0.12m/s，因此能够降低运行电耗80％以上。按年生产8000小时、电价0.75元计算，年节电效益86万元。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种硫化钠蒸发生产的节能方法与设备，其特征是：针对现行硫化钠生产的末效蒸发的蒸汽消耗很高问题，新工艺采用逆流四效蒸发初浓缩，并且将四效蒸发初浓缩的出口浓度，由现行顺流四效蒸发的20％，成倍地提高到40％，大幅度减少带入末效蒸发器(9)的水量，使末效蒸发器(9)的蒸发水量和加热蒸汽消耗量降低80～90％，而新逆流四效蒸发系统的总脱水量和加热蒸汽消耗量，只增加15～20％，达到大节能的目的；末效蒸发器(9)出口浓度调低为56～57％，到高位闪蒸罐(12)后，利用降温到略高于结晶温度90℃的过程中释放的显热，真空蒸发浓缩达到产品要求的浓度60％，可进一步降低末效蒸发器的蒸汽消耗，又能够利用高位静压排放到后续高位。彻底避免技改试验中新双效蒸发器中循环泵(20)被结晶体快速磨损的问题。

2.如权利要求1所述的一种硫化钠蒸发生产的节能方法与设备，其特征是：蒸发器全部采用高效节能的降膜式蒸发器；会发生结垢的蒸发器和预热器均采用机械自动清洗技术。

3.如权利要求1所述的一种硫化钠蒸发生产的节能方法与设备，其特征是：高位闪蒸罐内(12)设计有中心循环管(13)，利用高位闪蒸罐(12)内真空降温产生的二次蒸汽泡，实现两相流自然搅拌。

4.如权利要求1所述的一种硫化钠蒸发生产的节能方法与设备，其特征是自末效蒸发器(9)后的所有料液管线，全部都采用二次蒸汽加热的保温套管(11)。

5.如权利要求1所述的一种硫化钠蒸发生产的节能方法与设备，其特征是：末效蒸发器(9)后的高位闪蒸罐(12)和保温套管(11)，在进料前，都必须先采用二次蒸汽进行严格的预热作业。

Images