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图1管道仪表工艺图
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从离子膜电解工序来的32%碱液经过流量计量后由EV 1101顶部加入Ⅰ效蒸发器管内,EV-1101液位由LIC-1101控制。
碱液进入EV-1101管束,管束操作条件是:压力为0.01Mpa(A),温度为75℃,在此条件下32%碱液浓缩到36.5%。
EV-1101的热源是从Ⅱ效EV-1201来的,压力为0.04Mpa(A)的二次汽。它在EV-1101管间加热碱液之后冷凝,冷凝液通过蒸发器加热室冷凝液排出管线进入冷凝水储槽T-7101,冷凝液排出管线深入到冷凝水储槽T-7101底部,以保证不破坏EV-1101的真空状态。
EV-110l管束内的碱和二次汽在EV-1101下部蒸发室内分离,碱液蒸发所产生的二次汽由表面冷凝C-7101冷凝。没有冷凝的不凝汽由水环真空泵P-7102抽出,保证EV-1101需要的真空。由C-7101冷下冷凝水也进入T-7101。
经EV-1101浓缩的碱由Ⅰ效出料泵P-1101抽出,其中的6.67m3/h送至碱液预热器HE-1521用128.1℃的生蒸汽冷凝水预热至110.8℃,另一部分13.34m3/h送至碱液预热器HE-1511,用117.2℃50%NaOH溶液预热至110.8℃。110℃的36.5%NaOH液经测定流量后由Ⅱ效EV-1201顶部进入蒸发器管束,管束操作条件是:压力0.04 Mpa(A)、温度110.8℃,碱液从36.5%浓缩至42%。
EV-1201热源是由Ⅲ效来的压力为0.074 Mpa(G)、温度61.4℃的二次汽。二次气在EV-1201管间作热源加热管束碱液之后,冷凝液经Ⅱ效阻气排水罐T-1201后进入冷凝水储罐T-7101,Ⅱ效阻气排水罐T-1201的气体出口管插入到EV-1201二次气出口管上,液体出口管插入到冷凝水储罐T-7101底部,这样既保证EV-1201的真空状态不被破坏,也保证了冷凝水正常排出。
EV-1201管束内碱液和二次汽在EV-1201下部蒸发室内分离,二次汽经除雾后供EV-1101做热源,碱液进入Ⅲ效蒸发器继续浓缩。
Ⅱ效出料泵P-1201将Ⅱ效完成液抽出,以流量分别为5.22m3/h和12.70m3/h的42%NaOH液送到碱液预热器HE-1551和碱液预热器HE- 1501。HE-1551为盘管换热器,由171.4℃的生蒸汽冷凝水作为热载体将碱液预热到151.8℃。HE-1501为板式换热器,由155℃的50%NaOH作为热载体,将流量为12.7m3/h,42%的碱液加热的147.4℃。而后147.4℃的烧碱溶液再经过碱液预热器HE-1541进行再次加热,HE-1541为列管换热器,利用161.4℃的50%NaOH作为热载体,
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将42%的碱液预热到154.1℃。两路碱液经预热汇合后温度约达到153.5℃,经流量指示仪FI-1302后由EV-1301顶部进入Ⅲ效蒸发器管束。
EV-1301液位由控制阀LIC-1301调节。
EV-1301管束间操作条件为:压力0.063 Mpa(G)、温度153.5℃,在此条件下碱液由42%NaOH浓缩到50%。
EV-1301的热源是界区外来的饱和生蒸汽,压力0.8 Mpa(G),在管间加热碱液之后,冷凝水至阻汽排水罐T-1301,在经过碱液预热器HE-l551,碱液预热器HE-152l两次回收热量之后,温度约72℃,利用余压送回锅炉房回收用。
EV-1301管束内的碱液和二次汽在EV-1301下部蒸发室内分离,二次汽去EV-1301作热源,碱液在HE-1541,HE-1501,HE-1511内三次回收热量后温度达71℃,在利用成品碱冷却器HE-1531用循环冷却水将浓度为50%的烧碱溶液冷却至45℃,而后将其送至蒸发界区外成品碱储槽出售。
在EV-1301内的50%碱设有温度在线监测TIC-1301,EV -1301液面由LIC-1301来控制,成品碱出界区温度由TIC-153l控制,成品碱流量由fCV -1531调节。
TCV-1302用以调节生蒸汽汽量,保证EV-1301分离室内碱液温度。 注:进入蒸发器的烧碱溶液必须连续不间断输送。 ④需要纪录的重要数据:
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ效 进碱流量:QE-1101、FI-1201、FI-1302
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ效 出口二次气的压力:PI-1108、PI-1208、PI-1308 生蒸汽压力、温度、流量:PI-1302、TI -1304、FIQ-1302 成品碱流量:QE-135l
成品碱浓度:NaOH/NaCl定期分析
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ效 物料侧物料温度:TI-1102、TI-1202、TI-1303
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⑤生产重要参数记录
表2生产重要参数
项目
生蒸汽压力(Mpa) 生蒸汽温度(℃) Ⅰ 进料温度(℃) 效 进料流量(m3/h)
二次汽压力(bar) 液位(%)
碱液温度(℃) Ⅱ 进料温度(℃) 效 进料流量(m3/h)
二次汽压力(bar) 液位(%)
碱液温度(℃) Ⅲ 进料温度(℃) 效 进料流量(m3/h)
二次汽压力(bar) 液位(%)
碱液温度(℃) 阻气排水罐液位(%) 成品碱温度(℃) 成品碱流量(m3/h) 冷凝水储槽液位(%)
⑥维护侍理
蒸发工序主要介质是高温高浓烧碱,它是腐蚀性、危害性极强的物质,会造成设备管道迅速老化,危及操作人员生命安全,所以装置的维护管理十分重要[4]。
a)蒸发器反复开/停车会加速设备腐蚀。因为每一次新开车,降膜管内壁防腐的氧化镍都被冲刷掉一层。
b)32%Na0H液中NaClO3加速镍的腐蚀,控制32%NaOH中NaClO3≤20ppm c)及时发现镍被腐蚀情况,对50%NaOH液要每天分析一次,50%碱中Ni含量,控制在5ppm以下
(6)工艺控制指标 ①工艺控制参数表(表3) ②产品指标
NaOH 50%(wt) NaCL 50 ppm(wt)
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生产中记录的数据
0.74 0.70 0.75 0.74 170 170 174 174 82 81 81 82 23.8 25.6 24.7 23.4 -0.96 -0.96 -0.95 -0.95 62.5 62.5 60.7 58.8 62 62 62 63 102 100 101 103 29.3 24.5 24.3 29.7 -0.71 -0.72 -0.70 -0.70 57 54 53 61 101 101 102 103 149 150 151 151 21.4 24.5 23.4 19.5 0.63 0.67 0.73 0.68 65 61 66 63 159 159 160 160 82 77 75 74 48 49 48 49 7.95 8.04 8.05 8.05 78 80 82 82
0.76
176 82 23.9 -0.95 56.6 63 102 25.8 -0.70 65 102 150 19.6 0.75 62 161 83 51 8.05 81 0.73 172 80 24.8 -0.95 59.3 65 103 26.8 -0.71 63 104 153 20.8 0.69 65 162 79 49 8.03 80
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NaClO3 32 ppm(wt) Fe2O3 max 5 ppm(wt) Ni ≤ 5ppm(wt) ③消耗期望值以1吨100%NaOH计
生蒸汽 0.75Mpa饱和 515Kg 冷却水 △t =8℃ 50 m3 动力电 380V 2.6KWH (7)不正常现象及处理方法 ①Ⅲ效出碱浓度不合格
提高生蒸汽压力或根据蒸汽压力重新确定物料侧设定值 ②电斛液浓度<32%
减少QE-1101流量,与电解工序联系 ③EV-1101生产能力达不到
检查二次蒸汽压力,增加C-7101冷却水量,检查T-7101液位 ④EV-1301生产能力低
EV-1301壳程阻力增加,惰性气排不畅,检查生蒸汽压力、流量 ⑤P-1201/P-1101运输能力下降
EV-1201、EV-1101液位低,泵可能产生汽蚀 (8)安全生产
①烧碱遇水产生大量热,所以灭火一定不能用水。
②每个通道设通俗易懂的警示标志,指示操作人员进行自我保护。 ③在维修设备、管道、阀门、仪表时,一定要穿防护衣、戴安全帽、戴防护手套、防护眼镜。
④放空有危险性介质前,要确保放空阀是完全关闭,然后拆去盲法兰,按好临时管道或软管,将危险介质按至安全的地方。
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