CN203852856U - 浓缩铝酸钠溶液用七效三段蒸发间接冷凝蒸发器组 - Google Patents

浓缩铝酸钠溶液用七效三段蒸发间接冷凝蒸发器组 Download PDF

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本实用新型公开了一种浓缩铝酸钠溶液用七效三段蒸发间接冷凝蒸发器组,包括由加热室和汽液分离室构成的蒸发器,依次联接在一起的七个蒸发器构成了七效蒸发器组,在Ⅱ效、Ⅲ效、Ⅳ效、Ⅴ效、Ⅵ效汽液分离室的中部分别连接有Ⅰ级闪蒸器、Ⅱ级闪蒸器、Ⅲ级闪蒸器、Ⅳ级闪蒸器和Ⅴ级闪蒸器,七效蒸发器组和Ⅰ~Ⅴ级闪蒸器相互连接构成了溶液浓缩回路和蒸汽循环回路;溶液浓缩回路包括并列设置的第一浓缩支路、第二浓缩支路和第三浓缩支路,在第一浓缩支路上设置有预热器。本实用新型与七效分段蒸发器组相比,汽耗可从0.2吨汽/吨水降至0.18吨汽/吨水,如果在全氧化铝行业推广此项技术,每年可产生巨大的经济效益和社会效益。

Description

浓缩铝酸钠溶液用七效三段蒸发间接冷凝蒸发器组
技术领域
[0001] 本实用新型涉及氧化铝生产循环母液铝酸钠溶液的浓缩蒸发设备,尤其是涉及一种浓缩铝酸钠溶液用七效三段蒸发间接冷凝蒸发器组。
背景技术
[0002] 当前在世界范围内氧化铝的生产过程中,其循环母液铝酸钠溶液的蒸发使用的蒸发器组大部分为六效的单段蒸发直接冷凝蒸发器组,六效单段蒸发器组的汽耗为0.3^0.35吨汽/吨水,少于六效的蒸发器组汽耗更高,末效二次蒸汽采用直接冷凝,造成末效含有少量碱的二次蒸汽冷凝水不能回收,使生产的碱耗、水耗增大。一次蒸汽冷凝水通过闪蒸降温自蒸发来利用余热,造成一次蒸汽冷凝水软水的回水减少。由于循环母液铝酸钠溶液的蒸发能耗占氧化铝的生产能耗的三分之一,所以降低循环母液的蒸发能耗,减少碱耗、水耗可大量降低氧化铝的生产成本。中国实用新型专利(专利号201220432718.4),发明名称《浓缩铝酸钠溶液用七效分段蒸发器组》可将汽耗降至0.2t汽/t水,申请人于2013年10月9日申请的实用新型专利(专利号201320620522.2),发明名称《浓缩铝酸钠溶液用八效二段错流蒸发器组》可将汽耗降至0.17t汽/t水,但在实际生产中,仍有许多六效的老蒸发器组仍在使用,如何对这些传统使用的六效蒸发器组进行改进,使其将汽耗、电耗降下来,是业界需要解决的技术问题。
发明内容
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种与传统六效蒸发器组相比,浓缩铝酸钠溶液时汽耗、电耗可大大降低的七效三段蒸发间接冷凝蒸发器组。
[0004] 为实现上述目的,本实用新型可采取下述技术方案:
[0005] 本实用新型所述的浓缩铝酸钠溶液用七效三段蒸发间接冷凝蒸发器组,包括由加热室和汽液分离室构成的蒸发器,依次联接在一起的七个蒸发器构成了七效蒸发器组,在所述II效、III效、IV效、V效、VI效汽液分离室的中部分别连接有I级闪蒸器、II级闪蒸器、III级闪蒸器、IV级闪蒸器和V级闪蒸器,所述七效蒸发器组和I~V级闪蒸器相互连接构成了溶液浓缩回路和蒸汽循环回路;所述溶液浓缩回路包括并列设置的第一浓缩支路、第二浓缩支路和第三浓缩支路,在所述第一浓缩支路上设置有预热器;其中
[0006] 第一浓缩支路由并联的I级预热器、II级预热器以及依次串联的IV效汽液分离室、III效汽液分离室、II效汽液分离室、I效汽液分离室、I级闪蒸器、II级闪蒸器、III级闪蒸器、IV级闪蒸器、V级闪蒸器构成,原液进料管路与1、II级预热器的顶部进料口相连通,成品回收管路与V级闪蒸器的底部出料口相连通;
[0007] 第二浓缩支路由串联在一起的VI效汽液分离室、V效效汽液分离室、V级闪蒸器构成,原液进料管路与VI效汽液分离室下部的进料口相连通,成品回收管路与V级闪蒸器的底部出料口相连通;
[0008] 第三浓缩支路由νπ效汽液分离室构成,所述原液进料管路与νπ效汽液分离室的下部进料口相连通,成品回收管路与νπ效汽液分离室的底部出料口相连通;
[0009] 所述各效蒸发器的分离室下部出料口与加热室顶部进料口之间设置有循环上料管道,在所述循环上料管道上设置有循环泵;在11效汽液分离室底部出料口和I效汽液分离室底部进料口之间的过料管路上、III效汽液分离室底部出料口和II效汽液分离室底部进料口之间的过料管路上、IV效汽液分离室和III效汽液分离室底部出料口之间的过料管路上以及VI效汽液分离室底部出料口和V效汽液分离室底部进料口之间的过料管路上分别设置有过料泵,在νπ效汽液分离室的底部出料管路上设置有出料泵。
[0010] 所述蒸汽循环回路包括生蒸汽的冷凝及其冷凝水的回收,二次蒸汽的冷凝及其冷凝水的回收:
[0011] 外接生蒸汽进汽管道与I效加热室的进汽口相连通,I〜νπ效加热室的二次蒸汽出口与其对应的汽液分离室相连通,1-VI效汽液分离室的二次蒸汽出汽管路分别与其下一效加热室的进汽口相连通,同时IV效汽液分离室的二次蒸汽出汽管路旁路后与II级预热器的加热器进口相连通,V效汽液分离室的二次蒸汽出汽管路旁路后与I级预热器的加热汽进口相通,所述1、II级预热器的进口与原液进料管路相连通,1、II级预热器的出口与IV效汽液分离室的下部进料口相连通;所述I〜V级闪蒸器二次蒸汽出汽管路分别与II〜VI效汽液分离室相连通;所述νπ效汽液分离室的出汽管路上连接有冷凝器和真空泵;所述I效加热室的一次冷凝水通过一次冷凝水罐和换热器与部分二次冷凝水换热后自压排出被收集;所述II效加热室、III效加热室、IV效加热室、V效加热室、VI效加热室、νπ效加热室引出的二次冷凝水分别进入所对应的二次冷凝水罐,从各二次冷凝水罐流出的冷凝水被合并后经二次冷凝水泵收集;冷凝器引出的二次冷凝水经冷凝水罐和冷凝水泵被收集。
[0012] 所述蒸发器的加热室外置于汽液分离室的顶部。
[0013] 所述换热器为板式换热器。
[0014] 所述冷凝器为间接冷凝器。
[0015] 本实用新型的优点在于采用七效作业,二次蒸汽可以利用六次,汽耗更低;采用三段式浓缩蒸发技术(I〜IV效蒸发器组为一段,V〜VI效蒸发器组为二段,νπ效蒸发器组为三段),使进入I效蒸发器的物料减少,从而降低由于物料升温造成的生蒸汽的消耗,同时减少效间泵的过料流量,从而降低泵的电耗;采用高温的一次蒸汽冷凝水与低温的二次蒸汽冷凝水通过板式换热器换热技术,使一次蒸汽冷凝水的余热得到充分利用,且一次蒸汽冷凝水能全部回收,同时能利用蒸汽的自压力排出一次冷凝水,省去了排水泵,减少了电耗;末效二次蒸汽采用间接冷凝器冷凝技术,使末效含碱的二次蒸汽冷凝水能回收,减少了碱耗、水耗,降低了凉水塔能耗,循环冷却水不受污染,清洁干净,采用加热室全部外置于分离室顶部的蒸发器结构,使汽液分离室的分离空间加大,汽液分离更充分。
[0016] 本实用新型与七效分段蒸发器组相比,汽耗可从0.2吨汽/吨水降至0.18吨汽/吨水,本实用新型的220t/h蒸发器组与当前在用的220t/h六效蒸发器组比,可节汽30-35%,每年可多回收6万吨一次蒸汽软水和多回收约41万吨二次蒸汽软水,每年可回收碱约820吨。合计每组220t/h蒸发器组可降低生产成本约3000万元。如果在全氧化铝行业推广此项技术进行老蒸发器组技术改造或新建生产线,每年可产生巨大的经济效益和社会效益。
附图说明
[0017] 图1是本实用新型的结构示意图。
[0018] 图2是本实用新型的物料流程图。
[0019] 图3是本实用新型的蒸汽流程图。
具体实施方式
[0020] 如图1所示,本实用新型所述的浓缩铝酸钠溶液用七效三段蒸发间接冷凝蒸发器组,包括由加热室和汽液分离室构成的蒸发器,该蒸发器的加热室外置于汽液分离室的顶部;依次联接在一起的七个蒸发器构成了七效蒸发器组,在II效、III效、IV效、V效、VI效汽液分离室的中部分别连接有I级闪蒸器3&、11级闪蒸器313、111级闪蒸器3(3、1¥级闪蒸器3(1、V级闪蒸器3e,七效蒸发器组和I~V级闪蒸器相互连接构成了溶液浓缩回路和蒸汽循环回路;为降低蒸汽和电力消耗,溶液浓缩回路包括并列设置的第一浓缩支路、第二浓缩支路和第三浓缩支路,在第一浓缩支路上设置有预热器;其中
[0021] 第一浓缩支路由并联的I级预热器4a、II级预热器4b以及依次串联的IV效汽液分离室2d、III效汽液分离室2c、II效汽液分离室2b、I效汽液分离室2a、I级闪蒸器3a、II级闪蒸器3b、III级闪蒸器3c、IV级闪蒸器3d、V级闪蒸器3e构成,原液进料管路6与I级预热器4a、II级预热器4b的顶部进料口相连通,成品回收管路7与V级闪蒸器3e的底部出料口相连通;
[0022] 第二浓缩支路由串联在一起的VI效汽液分离室2f、V效效汽液分离室2e、V级闪蒸器3e构成,原液进料管路6与VI效汽液分离室2f下部的进料口相连通,成品回收管路7与V级闪蒸器3e的底部出料口相连通;
[0023] 第三浓缩支路由VII效汽液分离室2g构成,所述原液进料管路6与VII效汽液分离室2g的下部进料口相连通,成品回收管路7与VII效汽液分离室2g的底部出料口相连通;
[0024] 各效蒸发器的分离室下部出料口与加热室顶部进料口之间设置有循环上料管道8,在循环上料管道上设置有循环泵9 ;在II效汽液分离室2b底部出料口和I效汽液分离室2a底部进料口之间的过料管路上、III效汽液分离室2c底部出料口和II效汽液分离室2b底部进料口之间的过料管路上、IV效汽液分离室2d和III效汽液分离室2c底部出料口之间的过料管路上以及VI效汽液分离室2f底部出料口和V效汽液分离室2e底部进料口之间的过料管路上分别设置有过料泵10,在VII效汽液分离室2g的底部出料管路上设置有出料泵11。
[0025] 蒸汽循环回路包括生蒸汽的冷凝及其冷凝水的回收,二次蒸汽的冷凝及其冷凝水的回收:
[0026] 外接生蒸汽进汽管道12与I效加热室Ia的进汽口相连通,I~VII效加热室的二次蒸汽出口与其对应的汽液分离室相连通,即:1效加热室Ia的二次蒸汽出口与I效汽液分离室2a相连通,II效加热室Ib的二次蒸汽出口与II效汽液分离室2b相连通,依次类推,VII效加热室Ig的二次蒸汽出口与其对应的VII效汽液分离室2g相连通;
[0027] 1-VI效汽液分离室的二次蒸汽出汽管路分别与其下一效加热室的进汽口相连通,即:1效汽液分离室2a的二次蒸汽出汽管路与II效加热室Ib的进汽口相连通,II效汽液分离室2b的二次蒸汽出汽管路与III效加热室Ic的进汽口相连通,依次类推,VI效汽液分离室2f的二次蒸汽出汽管路与YD效加热室Ig的进汽口相连通;
[0028] 同时IV效汽液分离室2d的二次蒸汽出汽管路旁路后与II级预热器4a的加热器进口相连通,V效汽液分离室2e的二次蒸汽出汽管路旁路后与I级预热器4b的加热汽进口相通,I级预热器4b、II级预热器4a的进口与原液进料管路6相连通,I级预热器4b、II级预热器4a的出口与IV效汽液分离室2d的下部进料口相连通;
[0029] I~V级闪蒸器二次蒸汽出汽管路分别与II~VI效汽液分离室相连通,即:1级闪蒸器3a的二次蒸汽出汽管路与II效汽液分离室2b相连通,II级闪蒸器3b的二次蒸汽出汽管路与III效汽液分离室2c相连通,III级闪蒸器3c的二次蒸汽出汽管路与IV效汽液分离室2d相连通,IV级闪蒸器3d的二次蒸汽出汽管路与V效汽液分离室2e相连通,V级闪蒸器二次蒸汽出汽管路与VI效汽液分离室相连通;VII效汽液分离室2g的出汽管路上连接有冷凝器13和真空泵14 ;
[0030] I效加热室的一次冷凝水通过一次冷凝水罐5a和板式换热器18与部分二次冷凝水换热降温后自压排出被收集;II效加热室lb、III效加热室lc、IV效加热室Id、V效加热室le、VI效加热室lf、vn效加热室Ig引出的二次冷凝水分别进入所对应的二次冷凝水罐5b、5(:、5(1、56、5€、58,从各二次冷凝水罐流出的冷凝水被合并后经二次冷凝水泵15收集;部分二次冷凝水作为一次冷凝水余热利用的循环载体经冷凝水泵17送入换热器18与一次冷凝水换热升温后进入冷凝水罐5b循环使用;间接冷凝器13引出的二次冷凝水经二次冷凝水罐5h和冷凝水泵16被收集。
[0031 ] 工作时,浓度约160g/L的循环母液经原液进料管路6按照三个浓缩支路的流程同时进入预热器4a、4b、VI效汽液分离室2f和YD效汽液分离室2g:进入YD效汽液分离室2g的原液在VII效汽液分离室2g内加热蒸发浓缩后得到浓度约220g/L的成品溶液经出料泵11收集起来;进入VI效汽液分离室2f的原液依次经VI效加热室If、V效加热室Ie加热蒸发浓缩后自压进入V级闪蒸器3e降温自蒸发浓缩,得到浓度约250g/L的成品溶液;进入预热器4a、4b的原液依次经IV效加热室IcUIII效加热室lc、II效加热室Ib和I效加热室Ia加热蒸发浓缩后自压依次进入I级闪蒸器3&、11级闪蒸器313、111级闪蒸器3(3、1¥级闪蒸器3(1、V级闪蒸器3e降温自蒸发浓缩,得到浓度约250g/L的成品溶液。第一浓缩支路和第二浓缩支路得到的成品合并后通过出料泵19收集起来,如图1、2所示。
[0032] 与此同时,由高温汽源引入的158°C的热蒸汽首先进入I效加热室Ia中,对I效加热室Ia内的溶液进行加热浓缩,从I效加热室Ia蒸发出来的二次汽经I效汽液分离室2a进入II效加热室lb,从II效加热室Ib蒸发出来的二次汽经II效汽液分离室2b进入III效加热室lc,从III效加热室Ic蒸发出来的二次汽经III效汽液分离室2c进入IV效加热室ld,从IV效加热室Id蒸发出来的二次汽经IV效汽液分离室2d进入V效加热室Ie和II级预热器4a,从V效加热室Ie蒸发出来的二次汽经V效汽液分离室2e进入VI效加热室If和I级预热器4b,从VI效加热室If蒸发出来的二次汽经VI效汽液分离室2f进入VII效加热室Ig中,从VII效加热室Ig蒸发出来的二次汽(温度可降至50°C )经YD效汽液分离室2g进入间接冷凝器13进行冷却冷凝。
[0033] 从I级闪蒸器3a出来的二次汽进入II效汽液分离室2b、从II级闪蒸器3b出来的二次汽进入III效汽液分离室2c、从III级闪蒸器3c出来的二次汽进入IV效汽液分离室2d、从IV级闪蒸器3d出来的二次汽进入V效汽液分离室2e、从V级闪蒸器3e出来的二次汽进入VI效汽液分离室2f中,如图1、3所示。

Claims (5)

1.一种浓缩铝酸钠溶液用七效三段蒸发间接冷凝蒸发器组,包括由加热室和汽液分离室构成的蒸发器,依次联接在一起的七个蒸发器构成了七效蒸发器组,在所述II效、III效、IV效、V效、VI效汽液分离室的中部分别连接有I级闪蒸器、II级闪蒸器、III级闪蒸器、IV级闪蒸器和V级闪蒸器,所述七效蒸发器组和I~V级闪蒸器相互连接构成了溶液浓缩回路和蒸汽循环回路;其特征在于:所述溶液浓缩回路包括并列设置的第一浓缩支路、第二浓缩支路和第三浓缩支路,在所述第一浓缩支路上设置有预热器;其中 第一浓缩支路由并联的I级预热器、II级预热器以及依次串联的IV效汽液分离室、III效汽液分离室、II效汽液分离室、I效汽液分离室、I级闪蒸器、II级闪蒸器、III级闪蒸器、IV级闪蒸器、V级闪蒸器构成,原液进料管路与1、II级预热器的顶部进料口相连通,成品回收管路与V级闪蒸器的底部出料口相连通; 第二浓缩支路由串联在一起的VI效汽液分离室、V效效汽液分离室、V级闪蒸器构成,原液进料管路与VI效汽液分离室下部的进料口相连通,成品回收管路与V级闪蒸器的底部出料口相连通; 第三浓缩支路由νπ效汽液分离室构成,所述原液进料管路与νπ效汽液分离室的下部进料口相连通,成品回收管路与νπ效汽液分离室的底部出料口相连通; 所述各效蒸发 器的分离室下部出料口与加热室顶部进料口之间设置有循环上料管道,在所述循环上料管道上设置有循环泵;在II效汽液分离室底部出料口和I效汽液分离室底部进料口之间的过料管路上、III效汽液分离室底部出料口和II效汽液分离室底部进料口之间的过料管路上、IV效汽液分离室和III效汽液分离室底部出料口之间的过料管路上以及VI效汽液分离室底部出料口和V效汽液分离室底部进料口之间的过料管路上分别设置有过料泵,在νπ效汽液分离室的底部出料管路上设置有出料泵。
2.根据权利要求1所述的浓缩铝酸钠溶液用七效三段蒸发间接冷凝蒸发器组,其特征在于:所述蒸汽循环回路包括生蒸汽的冷凝及其冷凝水的回收,二次蒸汽的冷凝及其冷凝水的回收: 外接生蒸汽进汽管道与I效加热室的进汽口相连通,I~νπ效加热室的二次蒸汽出口与其对应的汽液分离室相连通,1-VI效汽液分离室的二次蒸汽出汽管路分别与其下一效加热室的进汽口相连通,同时IV效汽液分离室的二次蒸汽出汽管路旁路后与II级预热器的加热器进口相连通,V效汽液分离室的二次蒸汽出汽管路旁路后与I级预热器的加热汽进口相通,所述1、II级预热器的进口与原液进料管路相连通,1、II级预热器的出口与IV效汽液分离室的下部进料口相连通;所述I~V级闪蒸器二次蒸汽出汽管路分别与II~VI效汽液分离室相连通;所述νπ效汽液分离室的出汽管路上连接有冷凝器和真空泵;所述I效加热室的一次冷凝水通过一次冷凝水罐和换热器与部分二次冷凝水换热后自压排出被收集;所述II效加热室、III效加热室、IV效加热室、V效加热室、VI效加热室、νπ效加热室引出的二次冷凝水分别进入所对应的二次冷凝水罐,从各二次冷凝水罐流出的冷凝水被合并后经二次冷凝水泵收集;冷凝器引出的二次冷凝水经冷凝水罐和冷凝水泵被收集。
3.根据权利要求1或2所述的浓缩铝酸钠溶液用七效三段蒸发间接冷凝蒸发器组,其特征在于:所述蒸发器的加热室外置于汽液分离室的顶部。
4.根据权利要求2所述的浓缩铝酸钠溶液用七效三段蒸发间接冷凝蒸发器组,其特征在于:所述换热器为板式换热器。
5.根据权利要求2所述的浓缩铝酸钠溶液用七效三段蒸发间接冷凝蒸发器组,其特征在于:所述冷凝器为间接冷 凝器。
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