隔膜法烧碱蒸发系统的优化

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1、隔膜法烧碱蒸发系统的优化孙增理＊，王进军，苗国敏（河南永银化工有限公司，河南舞阳462400）［关键词］隔膜法烧碱；蒸发；工艺优化［摘〓要］分析了影响蒸发经济运行的因素，对蒸发洗效、积盐回收、冷凝水回收工艺以及WG离心机的运行参数进行了优化，降低了烧碱蒸发系统的蒸汽消耗及动力电消耗。河南永银化工实业有限公司烧碱分厂(以下简称“河南永银”)前身始建于1995年，于1997年投运生产，隔膜法烧碱生产能力为1.5万t/a，实际年产量达1.6万t，蒸发装置采用典型的三效顺流自然循环逆向采盐工艺。隔膜法烧碱蒸发系统能耗高，仅蒸汽消耗费用约占烧

2、碱成本的15%，过高的蒸汽消耗一直困扰着企业的发展。近年来河南永银对蒸发洗效、积盐回收、冷凝水的利用工艺、WG离心机的运行工艺参数进行了优化，蒸发系统的蒸汽消耗、动力电耗等指标大幅度降低。1〓工艺流程来自电解工段的电解液，用泵送入蒸发电解液循环贮槽。用加料泵经2台螺旋板换热器把入Ⅰ效电解液加热至115～120℃，Ⅰ效向Ⅱ效靠压差自动过料，Ⅱ效采用采盐泵向Ⅲ效过料，Ⅲ效质量分数达到30%时用采盐泵出料。Ⅲ效采出的盐结晶进入Ⅱ效蒸发器，使盐结晶颗粒在Ⅱ效进一步长大，然后由Ⅱ效采盐泵将其采入碱泥高位槽进入WG离心机进行盐碱分离。回收盐水进入化盐工段

3、、母液进入电解液贮槽，浓碱液经冷却、沉降、除盐后进入成品贮槽。蒸发过程中，产生的二次蒸汽供给下一效加热室，Ⅲ效二次蒸汽随真空下水带走，产生的冷凝水用于预热进Ⅰ效的淡碱液。2〓存在的问题电解液浓度、入效电解液预热温度、真空度及系统冲洗用电解液均达到工艺要求，但也存在几个比较突出的问题，严重制约蒸发的经济运行。(1)蒸发生产过程中，采用Ⅲ效抽真空的循环水作洗效水，每次洗效时间在8h左右，循环水的温度在30℃左右，洗效时耗汽量为15t/h，由于洗效水中NaOH浓度低，均采取外排措施，碱大量损失并污染环境。每月蒸发洗效5次，月耗汽量600t，外排

4、含NaOH40g/L的洗效水300m3/月，碱损失量为12t/月。(2)WG离心机的分离盐碱指标为80〖DK〗∶〖DK〗1，回收盐水过碱量严重超标，不仅增加了盐水工段盐酸的中和用量，也造成了大量的碱损失。(3)成品贮槽积盐情况比较严重。清洗后，把NaOH浓度较高的清罐水送入电解液贮槽回收蒸发，同时也给系统带进大量的NaCl，致使蒸发效果恶化；将含NaOH浓度较低的清罐水直接送入盐水工段，则过碱量严重超标，不仅增加了盐水工段盐酸的中和用量也造成了大量的碱损失。(4)蒸发过程中产生的大量冷凝水预热入效电解液后外排，热资源严重浪费。(5)母液

5、中大量的细小盐结晶、出料碱冷却沉降后清出的大量盐泥以及含大量盐结晶的成品贮槽积盐的清罐水，折合15m3/d的盐结晶进入电解液贮槽，虽然回收了大量的碱液，但由于淡碱液中NaCl含量高，使Ⅰ效极易结盐，导致蒸发效率下降，汽耗大幅度上升。(6)蒸发系统每次停机时把浓度合格的Ⅲ效碱液抽出，经冷却沉降后送入成品碱贮槽，Ⅰ效、Ⅱ效碱液抽入电解液贮槽，开机前Ⅰ效、Ⅱ效、Ⅲ效均注入电解液（NaOH含量120g/L），送汽正常后10h左右达到正常出料状态，造成汽耗、动力电消耗大幅度上升。(7)蒸发系统很多管道、阀门、设备裸露，造成大量热损失。(8)由于蒸发

6、的进出料均采用手动操作，蒸发器液面控制十分不稳定，成品碱液质量分数一直在30.6%以上，不仅蒸汽消耗增加而且加剧了设备的腐蚀。4〓改造措施及效果(1)蒸发洗效时Ⅰ效注入冷凝水，Ⅱ效、Ⅲ效注入用于抽Ⅲ效真空的循环水，送汽后用冷凝水补料操作，每次洗效时间3h就能达到要求，耗汽量为13t/h，与改造前相比节约蒸汽消耗405t/月，蒸发洗效耗电量为150kW·h/h，节约动力电消耗3750kW·h/月，按年运行时间11个月、蒸汽价格109元/t、电价格0.629元/(kW·h)计算，节约蒸汽费用：405×11×109=485595(元/a)，节约电费

7、3750×11×0.629≈25946(元/a)。(2)WG离心机的操作程序是进料→一次甩干→洗料→二次甩干→卸料，每20个操作周期左右大洗一次(即洗网)，盐碱比控制在80〖DK〗∶〖DK〗1左右，针对这一生产实际,对离心机的运行工艺参数进行了优化，严格控制每个操作单元的运行时间，洗料采用一次水，洗网采用冷凝水。优化后盐碱比达到160〖DK〗∶〖DK〗1，月降低碱损失10.5t，碱价格按2000元/t计，创效益10.5×2000×11=231000(元/a)；每月节约洗网一次水375t,保证了盐水工段的过碱量在控制范围，大幅降低了盐酸中和用量。

8、(3)针对制约蒸发生产的母液中的细小盐结晶、出料碱冷却沉降后析盐、成品贮槽积盐情况，进行了一系列的技术改造工作。用蒸发洗效水加充足空气