氧化鋁原液多效自降膜管式蒸發工藝的製作方法

2023-05-30 11:47:36

專利名稱：氧化鋁原液多效自降膜管式蒸發工藝的製作方法
氧化鋁原液多效自降膜管式蒸發工藝涉及氧化鋁生產原液的蒸發濃縮，採用自降膜管式蒸發器組成多效蒸發工藝。即氧化鋁原液多效自降膜管式蒸發工藝。
氧化鋁生產中的蒸發作用是蒸發鋁酸鹽原液中的水份，同時濃縮分離出過程中積累的純鹼、硫酸鹽及大部分有機物等物質。目前，在大多數氧化鋁生產過程中，蒸發原液都是通過列管式升膜蒸發器來實現這一目的。但這種方式存在一些固有的缺陷，如蒸發效率低、易結垢，且結垢後不易清洗，蒸發管易被顆粒堵死，易產生大量泡沫，系統蒸發效率低、停車維護、除垢頻繁、運行費用高等缺點。本發明能有效克服以上缺陷，提供的一種多效自降膜管式蒸發工藝，蒸發濃縮氧化鋁生產原液。
自降膜管式蒸發工藝先進，設備佔地面積小，運行合理，由於自降膜管式蒸發器的加熱元件及分配器具有獨特的工藝結構性能，使其在運行中因汙垢而損失的能量大大減少。每效分配器具有不同的結構，加熱元件內外拋光處理，介質自上而下呈膜狀穩定下降。由於介質流動狀態特殊和自身的衝刷作用，使加熱元件表面不易結垢。在自降膜管式蒸發器中，熱交換過程實際上與介質的表面的密度無關，即不受介質粘度、比重、含晶粒程度的影響。由於在加熱管內表面有穩定下降的液膜，這裡的傳熱蒸發過程甚至在溶液加熱和沸騰狀態下也是強烈的。所以，自降膜管式蒸發器介質分配獨特、科學，具有蒸發效率高，不易結垢，耐腐蝕，易清洗等優點，特別適合粘度大，易結垢，有固相析出等介質的蒸發濃縮過程。本蒸發工藝系統由自降膜管式蒸發器(1)、(2)、(3)、(4)、(5)；閃蒸器(7)、(8)、(9)、(10)、(24)；直接加熱器(11)、(12)、(13)。(14)；板式冷凝器(6)；循環泵(15)、(16)、(17)、(18)、(19)；自蒸發器(25)、(26)、(27)；出液泵(20)、(21)、(22)、(23)組成。下面結合附圖
對本發明的蒸發工藝作進一步說明附圖氧化鋁生產原液多效自降膜管式蒸發工藝。
本蒸發工藝用於氧化鋁生產原液的蒸發濃縮，濃縮後的介質稱為母液。送來的原液為稀液，出蒸發站溶液為母液，蒸發設備採用自降膜管式蒸發器，蒸發工藝採用多體多效布置，流程採用全逆流。原液首先打入V效自降膜管式蒸發器(5)內，然後依次進入IV效(4)→III效(3)→II效(2)→I效(1)，然後從I效(1)出母液，再經過三臺自蒸發器(27)、(26)、(25)進行三次閃蒸後出最終濃母液，濃母液由出液泵(21)送出蒸發站。各效自降膜管式蒸發器的蒸發介質循環由各效循環泵(19)、(18)、(17)、(16)、(15)完成。蒸發站中蒸汽流程為I效(1)→II效(2)→III效(3)→IV(4)→V效(5)，其中除I效(1)使用新鮮蒸汽作為熱源外，其餘各效均使用前一效的二次蒸汽作為熱源。末效產生的二次蒸汽即尾汽由板式冷凝器(6)冷凝，未冷凝的不凝汽由噴水式真空泵排出，以便使IV(4)、V效(5)自降膜管式蒸發器產生真空，進行真空蒸發。I效蒸發器(1)的蒸汽冷凝水是清潔冷凝水，經閃蒸器(24)閃蒸後由泵(20)排出。其餘各效蒸發器的蒸汽冷凝水分別經閃蒸器(10)、(9)、(8)、(7)閃蒸後匯集在一起排出。蒸發站總體蒸發效率為4.1kg水/kg蒸汽。
由於氧化鋁母液的溶解度對溫度變化的敏感性較強，故除V效自降膜管式蒸發器(5)外，在其餘每效自降膜管式蒸發器的介質入效前各設一臺直接加熱器(11)、(12)、(13)、(14)來加熱各效入效介質，一則可降低母液中的析出物，二則循環母液溫度提高後，可減少各效蒸發器的預熱區，以充分利用蒸發麵積，發揮自降膜管式蒸發器的優點，盡最大可能擴大蒸發器沸騰區的比例，提高系統蒸發效率。
對於生產過程中蒸發器加熱面生成的垢層，可由各效自降膜管式蒸發器下部循環管出口處所設錐體固液分離器將其去除，以防止塊狀垢層對蒸發器的物料分配器產生堵塞。
權利要求
1.一種蒸發濃縮氧化鋁生產原液的氧化鋁原液多效自降膜管式蒸發工藝。
2.權利要求1所述本發明蒸發工藝選用的主要蒸發設備形式自降膜管式蒸發器，自蒸發器，清冷凝水閃蒸罐，母液閃蒸罐，汙冷凝水閃蒸罐，降膜板式冷凝器，直接加熱器，循環泵，物料泵，清冷凝水泵，汙冷凝水泵，二次蒸汽管路，循環管路，冷凝水管路，抽真空管路，被蒸發介質管路。
3.根據權利要求1所述本發明氧化鋁原液多效自降膜管式蒸發工藝流程蒸發工藝採用自降膜管式蒸發器多效布置，物料流程採用全逆流，如圖所示原液首先進入V效(5)自降膜管式蒸發器，然後依次進入IV效(4)→III效(3)→II效(2)→I效(1)，I效出液經三臺自蒸發器(25)、(26)、(27)多次自蒸發後出濃母液。蒸汽流程為I效(1)→II效(2)→III效(3)→IV效(4)→V效(5)，自降膜管式蒸發器，除I效(1)使用新鮮蒸汽外，其餘各效均採用二次蒸汽作為熱源，末效產生的二次蒸汽即尾氣由板式冷凝器(6)冷凝，不凝氣由噴水式真空泵排出。
4.根據權利要求1所述發明氧化鋁生產原液自降膜管式發工藝操作參數1)新鮮蒸汽壓力0.4-0.65Mpa2)新鮮蒸汽種類飽各蒸汽3)新鮮蒸汽溫度150℃-165℃4)各效蒸汽溫度I效、121℃±5℃II效、94℃±5℃III效、78℃±5℃IV效、66℃±5℃V效、54℃±5℃5)各效氣室壓力(絕壓)I效、0.12Mpa左右II效、0.101Mpa左右III效、0.06Mpa左右IV效、0.036Mpa左右V效、0.023Mpa左右6)降膜板式冷凝器出水溫度40-45℃
全文摘要
一種蒸發濃縮氧化鋁生產原液的蒸發工藝,主要蒸發設備採用自降膜管式蒸發器,蒸發工藝採用多體多效布置,流程採用全逆流。該工藝蒸發效率高,蒸汽耗費低,不易結垢,設備清洗方便,運行費用低。氧化鋁生產原液是熱敏性強、粘度大,有固相析出的介質,利用該工藝蒸發濃縮後可完全滿足氧化鋁生產要求。
文檔編號B01D1/26GK1387931SQ0210009
公開日2003年1月1日 申請日期2002年1月22日 優先權日2002年1月22日
發明者張培洲, 張兵, 馬兆雲, 蓋美萍, 王勇 申請人:蘭州節能環保工程有限責任公司