1. Vajalikkus
Aurustumisprotsessi ajal on elektrolüütide eelsoojendustemperatuur protsessi üheks peamiseks töötingimuseks, mis on eriti oluline. Arvestuse abil võib iga kord, kui elektrolüütide temperatuur tõuseb 10 ℃, kütteauru tarbimine säästa 170 kg / t, mis moodustab umbes 5% kogutarbimisest. Üldises protsessis on elektrolüüdi aurustumisel temperatuuriks vaid umbes 75 ℃. Kasutatakse kolmetoimelist nelja kehaga kaheastmelist koosvoolu aurustumist. Efektilahuse keemistemperatuur on 145 ℃, see tähendab, et elektrolüüti tuleb kuumutada keemistemperatuurini. Temperatuuri tõus ulatub 70 ° C-ni. Kui seda kuumutatakse täielikult toore auruga, on ainult elektrolüütide eelsoojendamisel kasutatav aurutarve 1190 kg / t · leelise kohta. Kui eelsoojendustemperatuur on lähedane toite I efekti keemistemperatuurile, on sellest suurt kasu aurustusseadme stabiilne töö ja see vähendab kuumutusauru kogust. Üldiselt eelsoojendatakse elektrolüüti aurustatud kondenseeritud vee mõistliku kuumusega. Ebatäiusliku eelsoojendusprotsessi ja varustuse tõttu on elektrolüüdi temperatuur pärast eelsoojendamist sageli palju madalam kui aurusti toitevedeliku keemistemperatuur, mis jätkab aurustis paratamatult eelkuumutamist ja tarbib osa kütteaurust. Andmearuannete kohaselt on enamiku kloorleeliste taimede elektrolüütide temperatuur pärast eelsoojendamist 45-50 ° C madalam kui toite efektiivsuse keemistemperatuur, põhjustades aurutarbimise suurenemise 0,7 kuni 0,9 t / t · 100% NaOH, arvestus aurustunud auru kogutarbimiseks 25–30%, seetõttu tuleks auru säästmiseks võtta meetmeid elektrolüütide eelsoojendustemperatuuri tõstmiseks.
Common Tavalise elektrolüüdi eelsoojendi tutvustus
2.1 Torusoojusvaheti
Torukujulisi elektrolüütide eelsoojendajaid kasutatakse tavaliselt horisontaalselt elektrolüütide torus kondensaaditorude vahel vastuvoolu režiimis, et suurendada kahe vedeliku voolukiirust, toru küljel ja vahekorpuses on vahekäigud. kesta külg Torude läbimiste arv on tavaliselt 4–6 ja korpusepääs on 30–50 cm vahedega. Kondenseeritud vett kasutava elektrolüüdi eelsoojendi soojusülekandetegur ei ole kõrge, umbes 600 ～ 1000kJ / m2 · h · ℃. Torusoojusvaheti eelised: lihtne struktuur, lihtne hooldus ja madal hind; ka puudused on silmatorkavad: madal soojusülekandetegur, suur maht ja rohkem metallimaterjale.
2.2 Spiraalplaatsoojusvaheti
Spiraalplaadi eelsoojendi on valmistatud kahest paralleelsest õhukesest terasplaadist. Sellel on kaks üksteisest eraldatud spiraalset kanalit. Eelsoojendi keskel on tsentraalne vahesein. Külg on varustatud düüsidega ja neisse kahte pihustisse sisenevat vedelikku saab sisse viia düüsidesse jahuti välimise kihi vasakul ja paremal küljel läbi kahe erineva kanali piki spiraaljoont. Elektrolüüdi eelsoojendamisel spiraalplaadi eelsoojendiga edastavad elektrolüüd ja kondensaat soojust vastavate kanalite mõlemal küljel asuvate ühiste seinapindade kaudu. Kuna spiraalplaadi eelsoojendis on elektrolüüdi ja kondensaadi vee voolukiirused palju suuremad kui torueelsoojendis ning soojusülekandetegur võib ulatuda 2400 ~ 3500kJ / m2 · h · ℃. Spiraalplaadi eelsoojendi eelised: kõrge soojusülekandetegur, väike jalajälg ja suurepärane jõudlus; puuduseks on see, et elektrolüütilise leeliselise lahuse korrosioon muudab spiraalplaadi eelsoojendi aluse leelise nõrgumiseks ja lekke säilitamine on keeruline.
3 Spiraal-elektrolüüdi eelsoojendi kasutamine
3.1 Sissejuhatus aurustusprotsessi
Söövitava sooda tootmismaht teatud ettevõttes on 100 000 t / aastas, toote disainilahenduse spetsifikatsioon on 30% vedel naatriumhüdroksiid ja võetakse vastu kolmetoimeline neljakehaline kaheastmeline allavoolu voolavuse protsess. Elektrolüüsil saadud lahjendatud leelist kuumutatakse efektiurustina kahes etapis. Pärast seda, kui elektrolüüt aurustab osa efektiaurustis olevast veest, siseneb see efektiurustisse, aurustub edasi ja sadestub veidi soola ning seejärel siseneb efektiurusti. Kui leeliste kontsentratsioon tõstetakse 19% -ni, kristallub suurem osa soolast ja sadestub. Leelis ja sadestunud NaCl kristallid segatakse kokku ja pumbatakse soola ja leelise eraldamiseks hüdrotsükloni. Ülevoolutoru selge vedelik siseneb vahepealsesse leelisepaaki ja soola suspensiooni põhjavoolu. Pärast kõrgetasemelisse mahutisse voolamist eraldatakse sool ja leelised tsentrifuugi abil. Eraldatud leelisevedelik pumbatakse vahepealsesse leelispaaki. Vahepealses leelisepaagis olev leelisevedelik siseneb aurustamise jätkamiseks kontsentreeritud jõu sunnitud tsirkulatsiooni aurustisse. Kui leelise kontsentratsioon NaOH jõuab 30% -ni, kasutatakse pumpa. Pärast selgitamist pumbatakse selge vedelik läbi jahuti ja jahutatakse pidevalt külma veega. Pärast temperatuuri langemist (40 ± 5) ° C siseneb see puhastuspaaki. Selge vedelik suunatakse kontsentreeritud leelisemahutisse ja valmistatakse müügiks kvalifitseeritud leelisena.
Efekti aurustit kuumutatakse umbes 14MPa auruga, efektiaurusti sekundaarset auru kasutatakse Ⅱ efektiaurusti ja kontsentreeritud efektiurusti soojusallikana ning efektiaurusti sekundaarset auru kasutatakse soojusallikas, Ⅲ efekt, kontsentreeritud efekt on vaakumis aurustumine. Tootmine on aastate jooksul näidanud, et I efekti lahuse keemistemperatuur on 145 ° C, II toime on 125 ° C, efekt III on 75 ° C ja kontsentratsiooniefekt on 85 ° C.
3.2 Elektrolüütide eelsoojendi protsessi juhtimine ja seadmed
(1) Tööstuskontrolli olukord
Elektrolüütide eelsoojendus võtab vastu kaheastmelise eelsoojenduse, esimeses etapis kasutatakse II efektiga kondensaati ja teises etapis kasutatakse I efektiga kondensaati. Pärast eelsoojendamist voolab kondensaat kuuma vee mahutisse ja saadetakse seejärel soolvee pesemiseks soolvee töötlemise protsessi.
(2) Seadmete töö
Praegu on 4 komplekti süsinikterasest spiraalplaadi eelsoojendeid, mille F=45m2, vastavalt A- ja B-grupis 2 komplekti. Kuna leelised mõjutavad leelist süsinikterasest, on selle seadme töös korrosioon ja keevisõmbluse pragunemine. Süsinikterasest spiraalplaadi elektrolüütide eelsoojendi kasutusiga on põhimõtteliselt umbes üks aasta ja lühim aeg on ainult 8 kuuga, seadmeid tuleb uuendada vähemalt kord aastas. Ilma spetsiaalse hooldusvarustuseta ei saa vana spiraalplaadi eelsoojendit parandada, seetõttu tuleb see vanarauaks teha ja kadu on suur.
3.3 Elektrolüütide eelsoojenduse madala temperatuuri analüüs
Elektrolüüdi eelsoojenduse temperatuuri tööstuslik juhtimisindeks on 115 ℃. Pärast kaheastmelist eelsoojendamist on tegelik temperatuur vaid 100 ℃, mis on 45 ℃ kaugusel I efektiivsest keemistemperatuurist. Madala eelsoojendustemperatuuri põhjus on ① eelsoojendi pindala pole piisav. Projekteerimisskaala on 100 000 t / a (100% NaOH), tegelik tööaeg on ainult umbes 300 päeva aastas pärast mahuti pesemise ja hoolduse aja mahaarvamist, aurustumisprotsess peaks tootma kaustilist sooda 14,3t / h, kasutama elektrolüüti 118m3 / h, vastavalt materjalile 1. Soojusbilansi arvutamine, kasutades efekti, efekti ja kontsentreeritud efektiga kondensaati elektrolüüdi eelsoojendamiseks vahemikus 75 ℃ kuni 115 ℃ läbi kahe eelsoojenduse etapi, spiraalse eelsoojendi pindala on 360 m2, millest esimene tase on 240m2, teine tase 120m2 (Spiraalplaadi eelsoojendi soojusülekandetegur on 3344kJ / m2 · h · ℃). ② Kondensaadi kogusest ei piisa. Meie tehase aurustumisprotsessis kasutatakse efektist Ⅰ tulenevat sekundaarset auru kuumutus- ja kontsentreeritud efekti jaoks. Efekti Ⅱ ja kontsentreeritud efekti kondensatsioonivee temperatuur on umbes 140 ℃. Neid mõlemaid saab kasutada elektrolüüdi eelsoojendamiseks. Ⅱ -efektiga kondensaati kasutatakse esimese astme eelsoojenduses ja kontsentreeritud efektiga kondensaat juhitakse otse kuumaveemahutisse, mille tulemuseks on esimese astme eelsoojendi kuum vesi. Kokkuvõtlikult tuleb eelsoojendit muuta ja protsessi juhtimist tuleb tugevdada, et pärast eelsoojendamist tõsta elektrolüüdi temperatuur 115 ° C-ni.
4 Parandusmeetmed
4.1 Eelsoojendi valimine ja arvutamine
4.1.1 Valik
Kui spiraalplaadi eelsoojendit kasutatakse jätkuvalt, peaks selle üldpind ulatuma 300m2-ni. Saidi kitsa aurustumisprotsessi jaoks ei tohiks seda kasutada ja tuleks valida teine tüüp.
Asjakohase teabe kohaselt on uuel plaatsoojusvahetil kõrge soojusenergia kasutusaste ja soojusülekandetegur on 3–5 korda suurem kui spiraalsel plaatsoojusvahetil. Plaatsoojusvaheti valimisel on järgmised eelised: ① säästab soojusülekande pinda, väikeseid seadmeid, väikest paigalduspinda ja mass on väiksem kui sama soojuskoormuse alusel soojusvahetil, mis vähendab põhiinvesteeringuid; ② lihtne lahti võtta ja mugav hooldus. Plaatsoojusvaheti plaate saab kohapeal kokku panna, plaatide arvu saab soovi korral suurendada või vähendada ning soojusvaheti kahjustatud detaile saab igal ajal eemaldada ja hooldusaeg on lühike. ③Kõrge soojuslik kasutegur. Vastupidiselt täielikult turbulentsele vastuvoolu soojusülekandele võib soojuse taaskasutamise määr olla isegi 94–98%. Ainult servad puutuvad atmosfääriga kokku ja soojuskadu on tühine.
4.1.2 Pindala arvutamine
① väljund 100 000 t / a (100% NaOH)
② Aastane tootmisaeg on 300 päeva (7200h)
③ Tooraine elektrolüüt ρ=1,193 g / l, NaOH sisaldus 10,47%
KalAlkali kaotus Aurustumisprotsess ise kaotab 2%. Kontsentreeritud aurustumiskadude põhjal kaotab 1t100% NaOH tootmine 20 kg, eraldatud soolvees võetakse ära 14 kg leelist ja leelise kogukaotus kaotab 34 kg;
⑤ 1t100% NaOH tootmine nõuab elektrolüüti (1000 + 34) / 10147% = 9877 kg;
⑥ Leeliste tootmine 1034 × 106/6200=14,3t / h;
⑦ Plaatsoojusvaheti K võtab 1000kJ / m2 · h · ℃ (materjal: kogu titaan) elektrolüüdi C kulub 3185kJ / kg · ℃
⑧ Arvutamisel kasutatakse eelsoojendusprotsessi
See on sama, mis algne protsess. Esimeses etapis kasutatakse efekti ja kontsentreeritud efektiga kondensaati ning teises etapis kasutatakse efekti kondensaati. Soojusbilansi arvutuse kohaselt on efektkondensaadi kogus 4000 kg / t ning Ⅱ efekti ja kontsentreeritud efektiga kondensaadi üldkogus on 2800 kg / t;
⑨ kaheastmelise eelsoojendi arvutamine
Endotermiline elektrolüüt 14,3 × 9877 × 3,85 × (115-t1) kJ / h
Kondensaadi soojuseraldus 4000 × 14,3 × (65541-46016)=11107079kJ / h
t1=94.5℃
Δ T = 2312K
F2 = Q/K · Δ T = 48m2
⑩ Esimese astme eelsoojendi arvutamine
Kondensaat 140 ℃ t2
Q panna=2800 × 14,3 × 4,18 × (140-t2)
Elektrolüüt neelab soojust 14,3 × 9877 × 3,85 × (94,5–75) t2=76,6 ° C
Leida Δ T=13,1K
F1 = Q/K · Δ T = 80m 2
4.2.2 Eelsoojendi materjali valik
Eelsoojendi voolab eraldi leeliselise vedeliku ja kondenseeritud vee kaudu, millel on teatav söövitavus. Materjalide valimine nõuab korrosioonivastast kaitset. Vastavalt taime konkreetsetele tingimustele valitakse titaanist plaatsoojusvaheti.
4.3 Parandusmeetmed ja mõju
(1) Parandusmeetmed
Tehase algne ühe tühikäigu F=240m2 titaanist plaatsoojusvaheti muudeti mõne lisavarustuse töötlemise ja ostmise teel neljaks F=40m2 plaatsoojusvahetiks, asendades algsed kaheastmelised ja üheastmelised spiraalsed eelsoojendid vastavalt kütteseadmele, protsess ei muutu , 2 ühikut etapi kohta (aurustumine jaguneb kahte rühma A ja B). Protsessi täiustatakse ja algse sirgjoonelise kontsentreeritud auru kondensaat ühendatakse esimese astme eelsoojendiga, et suurendada esimese astme eelsoojendusvett.
(2) Efekt
Parandamise järgselt tehtud toiming näitab, et elektrolüütide eelsoojenduse temperatuur tõuseb 112 ° C-ni, mis on 12 ° C kõrgem kui enne parendamist, ja auru säästmise efekt on ilmne.