蒸發(fā)培訓(xùn)教程課件

鄭州市正大鋁業(yè)有限公司氫氧化鋁生產(chǎn)基地一、蒸發(fā)現(xiàn)狀

二、蒸發(fā)的目的

三、蒸發(fā)的原理

四、蒸發(fā)的主要工藝流程

五、蒸發(fā)的設(shè)備

六、蒸發(fā)器的技術(shù)條件及指標(biāo)控制

七、蒸發(fā)器的開停車

八、蒸發(fā)器常見的故障及排除目錄

在氧化鋁生產(chǎn)流程中，溶液的蒸發(fā)是很重要的工序之一，它起著平衡全流程液量、保證配料所必須的溶液濃度和排除積累有害雜質(zhì)如碳酸納、硫酸鈉等的作用。蒸發(fā)工序也是氧化鋁生產(chǎn)中高能耗的工序之一，蒸發(fā)能耗約占總能耗的25%-30%,因此是氧化鋁生產(chǎn)節(jié)能的主要環(huán)節(jié)。一、蒸發(fā)現(xiàn)狀我國氧化鋁廠的蒸發(fā)設(shè)備采用的設(shè)備：自然循環(huán)蒸發(fā)器、標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)器、強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器。一、蒸發(fā)現(xiàn)狀目前我廠蒸發(fā)系統(tǒng)我廠現(xiàn)使用五效三級(jí)閃蒸器降膜蒸發(fā)器一組，蒸水能力50t/h,加熱面積3050m2,有昌煜設(shè)備有限公司安裝，九冶化工設(shè)備有限公司調(diào)試，于2009年11月投入使用。強(qiáng)制循環(huán)效，于2011年7月投入使用。一線：四效二級(jí)閃蒸器降膜蒸發(fā)器組，蒸水能力15t/h,有九冶化工設(shè)備有限公司制造，投產(chǎn)時(shí)間：2005年7月1、提高溶液濃度2、排除多余水分及生產(chǎn)流程中的雜質(zhì)二、蒸發(fā)的目的二、蒸發(fā)的目的拜耳法的種分母液，一般需要蒸發(fā)后才能返回配料。在氧化鋁生產(chǎn)過程中進(jìn)入生產(chǎn)流程中的水分主要有：⑴、原料帶入；⑵、蒸汽直接加熱的冷凝水；⑶、赤泥洗水；⑷、氫氧化鋁洗水；⑸、生產(chǎn)污水等。二、蒸發(fā)的目的為了使母液符合鋁土礦溶出的濃度要求，以及保持循環(huán)系統(tǒng)中的水量平衡，流程中過量的水分必須排除。氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)中是通過蒸發(fā)作業(yè)來達(dá)到濃縮溶液的目的，使之均衡生產(chǎn)。三、蒸發(fā)的原理

蒸發(fā)是借加熱作用使溶液中所含溶劑（我們廠溶劑是水）汽化，提高溶液濃度的物理過程。蒸發(fā)可在沸點(diǎn)或低于沸點(diǎn)進(jìn)行，前者的速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過后者，故工業(yè)上的蒸發(fā)多在沸騰的情況下進(jìn)行。蒸發(fā)過程產(chǎn)生的二次蒸汽必須及時(shí)除去，否則蒸發(fā)過程將由汽液兩相逐漸趨于平衡而停止。蒸發(fā)過程除了必須不斷地供給熱能外，還必須不斷地將二次蒸汽排除，蒸發(fā)過程才能持續(xù)進(jìn)行。三、蒸發(fā)的原理三、蒸發(fā)的原理蒸發(fā)的操作，可在常壓、加壓或減壓下進(jìn)行。在減壓下進(jìn)行的蒸發(fā)稱為真空蒸發(fā)。蒸發(fā)過程大多在真空下進(jìn)行。因?yàn)檎婵障路悬c(diǎn)低，可以用低壓蒸汽作為加熱蒸汽。應(yīng)用真空設(shè)備還能使損失于環(huán)境中的熱量減少。三、蒸發(fā)的原理生產(chǎn)上一般將在第一個(gè)蒸發(fā)器中產(chǎn)生的二次蒸汽再次用于其它蒸發(fā)器作為加熱蒸汽。在這種情況下，只有第一個(gè)蒸發(fā)器需要用新蒸汽加熱外，其它所有蒸發(fā)器都可以用前面蒸發(fā)器的二次蒸汽加熱，最后一個(gè)蒸發(fā)器出來的蒸汽則進(jìn)行冷凝。這種蒸發(fā)過程稱為多效蒸發(fā)。多效蒸發(fā)時(shí)，由于二次蒸汽的重復(fù)利用，可以使新蒸汽的用量降低。四、蒸發(fā)的主要工藝流程在氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)上，母液蒸發(fā)的設(shè)備和作業(yè)流程的選擇，是根據(jù)原液中雜質(zhì)的含量和對(duì)循環(huán)母液濃度的要求及各工廠根據(jù)各自的具體情況而確定的。作業(yè)流程選擇的要點(diǎn)：使之利于減緩結(jié)垢生成和提高設(shè)備產(chǎn)能、降低能耗。蒸發(fā)是熱能傳遞的過程，蒸發(fā)過程的產(chǎn)能和汽耗很大程度上取決于蒸發(fā)器的傳熱效率。隨著蒸發(fā)過程的不斷進(jìn)行，傳熱面上的結(jié)垢程度將越來越嚴(yán)重，加熱管上的結(jié)垢將導(dǎo)致?lián)Q熱過程的熱阻增大，使傳熱效率下降，甚至堵塞加熱管，給生產(chǎn)帶來很大的困難，造成經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)下降。四、蒸發(fā)的主要工藝流程四、蒸發(fā)的主要工藝流程碳酸鈉和硫酸鈉在蒸發(fā)過程結(jié)晶析出的情況是相似的。其在鋁酸鈉溶液中的溶解度隨溶液中總堿的濃度升高而降低。溫度對(duì)碳酸鈉和硫酸鈉的溶解度有顯著的影響，溫度升高可增加其在鋁酸鈉溶液中的溶解度。四、蒸發(fā)的主要工藝流程氧化硅在母液中的含量是過飽和的，它以鋁硅酸鈉的形態(tài)析出的速度隨溫度的升高而增加，而鋁硅酸鈉在鋁酸鈉溶液中溶解度隨溶液濃度的降低而降低。五、蒸發(fā)的主要設(shè)備

蒸發(fā)器采用的設(shè)備一般有以下幾種：外加熱式自然循環(huán)蒸發(fā)器標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)器膜式蒸發(fā)器強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器。五、蒸發(fā)的主要設(shè)備外加熱式蒸發(fā)器五、蒸發(fā)的主要設(shè)備此設(shè)備由加熱室、循環(huán)管和蒸發(fā)室組成。溶液由循環(huán)管加入，經(jīng)加熱室加熱后從連通管進(jìn)入蒸發(fā)室蒸發(fā)。除部分溶液出料外，絕大多數(shù)溶液從循環(huán)管又返回加熱室，再次循環(huán)。這樣就構(gòu)成了外加熱式自然循環(huán)蒸發(fā)器的溶液循環(huán)。二次蒸汽由蒸發(fā)室的頂部經(jīng)液抹捕集器排出。五、蒸發(fā)的主要設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)器五、蒸發(fā)的主要設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)器又叫中央循環(huán)式蒸發(fā)器，有帶攪拌和自然循環(huán)的兩種。標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)器由加熱室、沸騰室、霧沫分離器以及攪拌裝置組成。五、蒸發(fā)的主要設(shè)備膜式蒸發(fā)器五、蒸發(fā)的主要設(shè)備膜式蒸發(fā)器分為升膜式和降膜式兩種。降膜蒸發(fā)器簡(jiǎn)介：降膜蒸發(fā)器是一種高效,節(jié)能的蒸發(fā)設(shè)備,具有傳熱系數(shù)高,溫差損失小,汽化表面大,物料停留時(shí)間短等特點(diǎn),適于熱敏性物料蒸發(fā),易于實(shí)現(xiàn)多效操作。五、蒸發(fā)的主要設(shè)備使用特點(diǎn)：

1.降膜蒸發(fā)器的開車、停車、操作簡(jiǎn)單快捷。

2.蒸發(fā)器內(nèi)的滯留物料量非常小，開車時(shí)間短，停車后可迅速將蒸發(fā)器內(nèi)的物料排空。

3.具有性能優(yōu)異的液體分布裝置，對(duì)流量變化適應(yīng)性很強(qiáng)，可在很大的流量范圍高效工作。

4.通過視鏡和液位計(jì)能方便地進(jìn)行蒸發(fā)觀察，并可方便地進(jìn)行調(diào)節(jié)。5.能耗低、易實(shí)現(xiàn)多效操作五、蒸發(fā)的主要設(shè)備膜式蒸發(fā)器則重要部件是液體分配器（布膜器），它必須保證蒸發(fā)器的管壁連續(xù)被濕潤。膜式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、傳熱系數(shù)高，同時(shí)不會(huì)象其它類型蒸發(fā)器那樣，發(fā)生管子被沉淀堵死的現(xiàn)象。但此設(shè)備還不能完全消除管壁上的結(jié)垢現(xiàn)象。五、蒸發(fā)的主要設(shè)備降膜蒸發(fā)器的工作原理：降膜蒸發(fā)是將料液自降膜蒸發(fā)器加熱室上部加入，經(jīng)液體分布及成膜裝置，均勻分配到各換熱管內(nèi)，物料在重力的作用下，沿著蒸發(fā)管內(nèi)壁呈液膜狀由上而下流動(dòng)。在整個(gè)下降過程中，與蒸發(fā)管外壁加熱蒸汽發(fā)生熱交換而進(jìn)行薄膜蒸發(fā)。同時(shí)，物料被加熱汽化所發(fā)生的二次蒸汽也是流向下方，故對(duì)料液沿蒸發(fā)管內(nèi)壁向下運(yùn)動(dòng)以及分布呈薄膜起了進(jìn)一步的促進(jìn)作用，從而提高傳熱系數(shù)和傳熱效率。蒸發(fā)過程產(chǎn)生的蒸汽與液相共同進(jìn)入蒸發(fā)器的分離室，汽液經(jīng)充分分離，蒸汽進(jìn)入冷凝器冷凝，或進(jìn)入下一效蒸發(fā)器作為加熱介質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)多效操作，液相則由分離室排出。五、蒸發(fā)的主要設(shè)備降膜蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)組成：降膜蒸發(fā)器主要由液體分布器、加熱室、不凝氣體收集器、汽液分離器、旋流板除沫器等部件組成。液體分布器（布膜器）由降膜蒸發(fā)器的工作原理可知,降膜蒸發(fā)器能否高效運(yùn)行主要取決于料液在換熱管間的均布及其在換熱管內(nèi)壁成膜的均勻程度。在降膜蒸發(fā)器換熱管上端安裝布膜器是一種有效的方法。我廠使用的降膜蒸發(fā)器使用的是溢流布膜器。它由三層分散盤組成，盤底面有孔，孔的分布正好錯(cuò)開下方加熱室的列管口。由上至下，每層盤底的孔徑逐漸增大，盤的邊緣有高度為70mm的溢流堰。五、蒸發(fā)的主要設(shè)備加熱室加熱室位于布膜器下方，由一組列管式換熱器組成，高度為9m，由20根φ57×3.5的鋼管和兩端的管板組成，總換熱面積為160m2，管板上均勻分布有孔，管子插入到管板孔中脹緊焊接，保證密封。在兩端管板中間有三層支撐板，用定距管使之間隔均勻。換熱器外面是加熱室殼體，兩端用法蘭連接上部的布膜器和底部的儲(chǔ)液室。加熱室殼體內(nèi)壁上還有不凝汽收集器，殼體外面有加熱蒸汽進(jìn)口、不凝汽排出口、冷凝水排出口。五、蒸發(fā)的主要設(shè)備不凝氣體收集器不凝氣體收集器是由表面均布有很多小孔的半圓形管子構(gòu)成，管子的剖面貼在加熱室內(nèi)壁上，用于收集蒸汽中的不凝汽體，防止不凝氣在加熱室中聚集，增高蒸發(fā)器壓力。五、蒸發(fā)的主要設(shè)備汽液分離器和旋流板除沫器汽液分離器獨(dú)立放置在蒸發(fā)器外面，是利用旋流的原理進(jìn)行汽液分離的。蒸發(fā)后的汽液混合物從汽液分離器的中部側(cè)壁沿切線方向進(jìn)入分離器，然后高速旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行旋流分離。分離后的液體由分離器底部排出，蒸汽向上經(jīng)過旋流板除沫器從分離器頂部排出。旋流板除沫器在汽液分離器內(nèi)部上方，它的作用是對(duì)分離過程中產(chǎn)生的大量氣泡進(jìn)行破碎，使氣體繼續(xù)上升，氣泡破裂后產(chǎn)生的液體沿除沫器落下。五、蒸發(fā)的主要設(shè)備蒸發(fā)過程待蒸發(fā)的液體從蒸發(fā)器的頂部進(jìn)料，被溢流布膜器均勻的布撒在加熱室上面的管板上，然后分別沿著20根加熱管的內(nèi)壁呈膜狀下落，在此過程中進(jìn)行蒸發(fā)。用于加熱的蒸汽從加熱室的側(cè)壁進(jìn)入，對(duì)加熱管的外壁進(jìn)行加熱。加熱蒸汽與物料是隔離開的，通過加熱管壁對(duì)物料進(jìn)行加熱。加熱蒸汽的熱量釋放后，變成冷凝水從加熱室底部管子排出。蒸汽中的不凝氣通過不凝氣體收集器從加熱室上部排出。蒸發(fā)后的汽液混合物，進(jìn)入汽液分離器后，進(jìn)行汽液分離，完成物料的蒸發(fā)過程。五、蒸發(fā)的主要設(shè)備膜式蒸發(fā)器五、蒸發(fā)的主要設(shè)備強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器五、蒸發(fā)的主要設(shè)備自然循環(huán)蒸發(fā)器，其循環(huán)速度小。為了防止在加熱面生成結(jié)晶或結(jié)垢，進(jìn)一步提高傳熱系數(shù)，必須加大其循環(huán)速度，因此出現(xiàn)了強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器。所謂強(qiáng)制循環(huán)就是依靠外加動(dòng)力迫使流體沿一定方向加速循環(huán)（一般用泵）。這種循環(huán)速度高，設(shè)備強(qiáng)度大，動(dòng)力消耗較大。六、蒸發(fā)器的技術(shù)條件及指標(biāo)控制1、汽壓的控制2、真空度的調(diào)節(jié)3、液面的控制4、濃度的控制5、水冷器溫度的控制6、冷凝水及不凝氣體排出六、蒸發(fā)器的技術(shù)條件及指標(biāo)控制1、汽壓的控制在蒸發(fā)過程中，新蒸汽的加入是蒸發(fā)作業(yè)的基本條件之一。使用汽壓與蒸汽在加熱室中傳熱速度有關(guān)，傳熱速度的快慢取決于蒸汽與溶液間的溫差和加熱管的結(jié)垢程度。當(dāng)加熱管內(nèi)無結(jié)垢時(shí)，使用汽壓越高，有效溫差越大，傳熱速度越快，反之則慢。但提高汽壓會(huì)引起總真空度下降，使總溫差減少，反而會(huì)降低蒸發(fā)效率。所以，使用汽壓不能無限制地提高。六、蒸發(fā)器的技術(shù)條件及指標(biāo)控制在操作過程中，穩(wěn)定汽壓是十分重要的，若汽壓不穩(wěn)定，波動(dòng)太大，將導(dǎo)致蒸發(fā)器組的操作紊亂，甚至?xí)鹩绊懮a(chǎn)的重大事故。六、蒸發(fā)器的技術(shù)條件及指標(biāo)控制2、真空度的調(diào)節(jié)在多效真空蒸發(fā)過程中，系統(tǒng)保持一定的真空，其目的在于降低溶液的沸點(diǎn)，以保持一定的有效溫差。并使二次蒸汽能充分利用和順利排出。蒸發(fā)器組的總溫差取決于第一效的新蒸汽壓力和末效的真空。當(dāng)使用汽壓一定時(shí)，真空度越高，總溫差就越大。六、蒸發(fā)器的技術(shù)條件及指標(biāo)控制穩(wěn)定真空的操作是很重要的。因?yàn)檎婵盏牟▌?dòng)會(huì)影響到其它操作條件的變化，它會(huì)引起汽壓、液面的波動(dòng)，使蒸發(fā)器組的熱平衡受到破壞，導(dǎo)致蒸發(fā)效率的降低、跑堿等不良后果。六、蒸發(fā)器的技術(shù)條件及指標(biāo)控制3、液面的控制保持操作液面的穩(wěn)定是蒸發(fā)器組正常運(yùn)轉(zhuǎn)的標(biāo)志。因?yàn)橐好孢^高，液柱靜壓增加，不僅影響蒸發(fā)效率，且易跑堿；液面過低，溶液沸騰劇烈又易造成霧沫夾帶嚴(yán)重。液面的控制，可用進(jìn)出料量來控制六、蒸發(fā)器的技術(shù)條件及指標(biāo)控制4、濃度的控制蒸發(fā)母液的濃度主要是根據(jù)生產(chǎn)要求來確定的。母液濃度的高低對(duì)生產(chǎn)影響很大，就拜耳法而言，母液濃度將直接影響高壓溶出率。因此母液濃度必須控制在工藝要求范圍之內(nèi)。出料濃度可通過調(diào)節(jié)使用汽壓和調(diào)節(jié)進(jìn)、出料來控制。六、蒸發(fā)器的技術(shù)條件及指標(biāo)控制5、水冷器溫度的控制水冷器出口水的溫度，直接影響蒸發(fā)器的真空度。出口水溫高，蒸發(fā)器的真空度下降，蒸發(fā)效率低。水冷器出口水溫度可以通過調(diào)節(jié)上下水的水量和上水溫度來控制。六、蒸發(fā)器的技術(shù)條件及指標(biāo)控制6、冷凝水及不凝氣體排出在蒸發(fā)過程中，加熱蒸汽放出潛熱，冷凝成水。凝結(jié)水若不及時(shí)地排出，存積在加熱室內(nèi)不僅影響傳熱，且易發(fā)生由于汽水沖擊產(chǎn)生的強(qiáng)烈震動(dòng)，影響蒸發(fā)的正常運(yùn)行。在蒸發(fā)過程，帶入加熱室內(nèi)的不凝性氣體是不良導(dǎo)體，在加熱室內(nèi)占了部分的加熱面而影響傳熱，因此必須及時(shí)排除。六、蒸發(fā)器的技術(shù)條件及指標(biāo)控制從以上各技術(shù)條件的控制和調(diào)節(jié)可以看出，穩(wěn)定各技術(shù)條件的操作是很重要的。是正常作業(yè)的根本保證。在操作時(shí)要做到五穩(wěn)定（即汽壓、真空、液面、濃度和出口水溫）是蒸發(fā)器組操作的關(guān)鍵。在蒸發(fā)過程中各技術(shù)條件是經(jīng)常變化的互相影響又互相制約，所以在操作時(shí)對(duì)某一條件進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，必須考慮其它條件的變化。六、蒸發(fā)器的技術(shù)條件及指標(biāo)控制蒸發(fā)器組的技術(shù)條件和指標(biāo)控制①、新蒸汽使用壓力：≤0.5MPa②、末效真空：≥-0.06MPa③、循環(huán)上水溫度：冬季≤35℃夏季：≤45℃④、蒸發(fā)回水含堿：≤0.01g/l⑤、蒸發(fā)母液：NK根據(jù)調(diào)度指令進(jìn)行調(diào)整，αK≤3.5七、蒸發(fā)系統(tǒng)開停車開車前，檢查人孔、目鏡是否完好、放料閥是否關(guān)嚴(yán)、儀表是否齊全有效。準(zhǔn)備工作做完后，開原液泵裝料。待Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ效（自然循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)是Ⅱ、Ⅲ效）達(dá)到三目鏡，Ⅰ效達(dá)到二目鏡時(shí)，通知鍋爐房送汽開車，并使汽壓逐漸升到0.4MPA。合理調(diào)整各效進(jìn)出料閥及循環(huán)閥門，盡量減少液面波動(dòng)。送汽后打開I效出料閥往閃蒸器進(jìn)料，同時(shí)開啟閃蒸出料泵出料進(jìn)原液槽（自然循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)是I效直接進(jìn)入原液槽）。通知開啟真空泵、循環(huán)水泵，緩慢提高真空。通過調(diào)整液面、氣壓、真空使蒸發(fā)系統(tǒng)逐漸進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)，保持其穩(wěn)定。通知化驗(yàn)室按時(shí)取樣分析，待濃度達(dá)到要求時(shí)將閃蒸（或自然循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)I效）出料改進(jìn)母液槽。開車初期冷凝水帶堿時(shí)放入地溝，30分鐘檢查分析一次，正常后，將冷凝水送往水分析，及時(shí)關(guān)閉冷凝水放料閥。七、停車接到調(diào)度指令后，通知有關(guān)崗位人員準(zhǔn)備停車。將新蒸汽閥門逐漸關(guān)小，同時(shí)降低系統(tǒng)的真空，以減小液面波動(dòng)防止跑堿?；厮畮A時(shí)將冷凝水放入地溝，通知鍋爐房改回水。停原液泵，關(guān)閉蒸發(fā)器進(jìn)料閥，并將原液泵及管道內(nèi)存料放入地溝，通過污水泵打入原液槽。停各效循環(huán)泵，閃蒸出料泵，并將泵內(nèi)的物料放凈，經(jīng)過污水泵送入原液槽。停真空泵、循環(huán)水泵，并將泵內(nèi)物料放凈，關(guān)閉放料閥。八、蒸發(fā)器常見的故障及排除蒸發(fā)器液面過低

原因：1、本效過料閥門開啟過大。2、后一效過料閥門開啟過大。3、后一效循環(huán)泵跳閘或送料不暢。4、后一效循環(huán)泵電流控制過小。八、蒸發(fā)器常見的故障及排除