氯碱生产蒸发工段工艺研究

【摘 要】氯碱工业是古老，传统的能源与资金密集型基本化工原料工业。烧碱与氯广泛用于化工、轻工、纺织、冶金、农业、医药、电子、食品等国民经济中。隔膜法电解是目前电解法生产烧碱最主要的方法之一，而其中的蒸发工段是烧碱生产中的重要工段。蒸发所需的加热蒸汽折成等价热值，其数值约占烧碱综合能耗的25%～35%，仅次于电解工序。因此，电解液蒸发工序运行状况和生产技术直接影响整个氯碱系统的用能水平和经济效益。本文介绍了氯碱生产各种蒸发工艺的特点。

【关键词】隔膜法;氯碱;蒸发

0 前言

氯碱工业是基础化学工业之一，是古老、传统的能源与资金密集型基本原料工业。氯碱工业的产品是烧碱和氯气，它们广泛的应用于轻工业、纺织工业、冶金和有色金属工业、化学工业和石油化学工业等部门，在国民经济中占有重要地位。

隔膜法目前是国内氯碱生产的主要方法，工艺主要包括化盐、电解、蒸发、盐酸、液化等工段，其主要反应为：

2NaCl + 2H2O2NaOH + Cl2+ H2

本文主要介绍隔膜法氯碱生产几各常见的蒸发方法。

1 蒸发生产工艺研究

1.1 双效顺流流程

双效顺流流程是一种生产30%液体烧碱的流程。在此流程中，锅炉送来的蒸汽进入Ⅰ效蒸发器加热室，再进入Ⅱ效蒸发器的加热室，Ⅱ效的二次蒸汽经捕沫器除去夹带的碱沫后，再经冷却器后进入下水道，碱沫收集至碱罐返回Ⅱ效。Ⅰ、Ⅱ效的加热蒸汽冷凝水经加热器.预热电解液后。加热贮罐用作洗涤或化盐。

双效顺流流程工艺设备简单，对生蒸汽压力要求不高，但是热量利用率低，蒸汽消耗高，在生产30%碱时热量消耗太高。

1.2 三效顺流

三效顺流流程多数用于生产30%液体碱液。电解液贮槽内的电解液，用加料泵送入预热器至100℃以上。输入Ⅰ效蒸发器内进行蒸发。原料液再用泵输入Ⅱ效蒸发器，Ⅱ效蒸发器的料液输入到Ⅲ效蒸发器。Ⅲ效蒸发器出来的30%成品碱送入浓碱冷却槽，冷却到30℃以下。澄清后的碱液送浓碱贮槽，由成品碱泵输入成品碱。由过滤器采出的盐浆经旋液分离器增稠后集中排入盐碱高位槽中，汇同成品碱沉清冷却。采出的盐泥一起输入离心机分离。第一次所得的碱液经过化盐池化盐后，再经碱液贮槽送入Ⅰ效蒸发器蒸发、洗涤后碱盐化成回收盐水。

三效顺流工艺不但适用于生产30%的碱，也适用于42%的碱。但是在生产42%的碱时，由于各效的浓度均相应增加，沸点上升造成有效温度减小，推动力不足。因此要改善蒸发器的传热状况就必须采用强制循环蒸发，此外成品碱澄清槽中采用的盐泥分开处理，应用氯化银法或冷冻法除去硫酸钠后才能送回化盐段工序使用。

三效顺流工艺对蒸汽作了三次利用，仅有Ⅲ效的二次蒸汽被冷凝排放，它仅占总蒸发量的1/3左右，故该工艺的热量浪费少，蒸汽消耗低。三效顺流工艺与双效顺流工艺十分相似，操作容易控制。在生产42%碱液时对设备的材质也无特殊要求，只是对生蒸汽压力的要求高一点。

1.3 三效四体顺流两段蒸发流程

该流程适用于生产30%烧碱。第一段是标准的三效顺流工艺，将碱液浓缩到30%左右。第二段是在Ⅲ效后面增加一只浓效，利用Ⅰ效的二次汽或Ⅰ效蒸汽冷凝液的闪蒸气作热源，将30%的碱液进一步浓缩到42%。浓碱析出的盐泥经旋液分离器增稠后，经盐泥贮槽，放入离心机进行处理。一段的Ⅲ效蒸发器和二段浓效蒸发器均为负压操作，其二次汽冷凝后全部排入下水道。由于该工艺的二段蒸发使用的是Ⅰ效二次汽，单位蒸发量的汽耗比三效顺流高，但工艺强度大，是制备42%碱液比较成熟的流程之一。

1.4 斯文森蒸发技术

斯文森蒸发技术的工艺流程是来自电槽的电解液进入Ⅰ效、Ⅱ效、Ⅲ效，加热蒸汽则从Ⅲ效、Ⅱ效、Ⅰ效逆流蒸发，从Ⅲ效蒸发器出来的浓碱液再经闪蒸可获得50%NaOH的浓碱液。每效用泵将碱液作外环蒸发，并经旋液分离器净化料液，析出的食盐结晶将沉析，在每效的盐析槽中。

各效的盐泥一并送盐泥槽，再用泵送至旋液分离器。经离心机分离后，析出的盐泥经洗涤、过滤后再经一套旋液分离器和离心分离器，将纯盐分离后贮于纯盐槽中，以作备用。

从闪蒸出来的50%碱液，经冷却和冷冻再用泵送至烧碱离心器，进一步除去结晶盐，过滤后即可得50%成品碱。

2 结语

以上对烧碱蒸发的几种方法进行了比较。我国的氯碱企业生产30%液体烧碱主要采用双效顺流、三效顺流强制循环，三效逆流强制循环流程。从现阶段我国氯碱工业的概况来看，采用三效逆流强制循环工艺流程是现阶段制备30%液碱比较成熟的流程之一，且投资少，利益高，维护修理比较简单。

【参考文献】

[1]薛本东.氯碱生产技术[Z].北京：化工部化工司，1985.

[2]陆出兴.氯碱化工生产工艺-氯碱[Z].北京：化工部化工司，1981.

[3]张泗文.世界氯碱工业发展状况及趋势[J].氯碱工业，2002.