استفاده از مبدل حرارتی صفحه نوع جدید در تولید تبخیر

1. ضرورت

در طول فرایند تبخیر ، درجه حرارت الکترولیت دمای یکی از شرایط عملیاتی فرایند اصلی است ، که به ویژه مهم است. از طریق محاسبه ، هر زمان دمای الکترولیت را افزایش می دهد 10 ° c ، مصرف بخار گرمایش می تواند 170kg/t ، حسابداری حدود 5 درصد از کل مصرف را نجات دهد. در روند عمومی ، زمانی که الکترولیت به تبخیر فرستاده می شود ، درجه حرارت تنها حدود ۷۵ درجه سانتی گراد است. در این تحقیق از سه اثر چهار مرحله ای با بهره برداری از تبخیر در حال حاضر استفاده شده است. نقطه جوش از من اثر محلول ۱۴۵ درجه سانتی گراد است ، که ، الکترولیت باید به نقطه جوش گرم می شود. افزایش دما به 70 درجه سانتی گراد می رسد. اگر آن را به طور کامل با بخار خام گرم می شود ، مصرف بخار تنها برای حرارت های الکترولیت مورد استفاده قرار گیرد ، به عنوان "است. اگر دمای حرارت دادن نزدیک به نقطه جوش از خوراک من اثر, از آن خواهد شد به نفع بزرگ به عملکرد پایدار از دستگاه تبخیر و کاهش مقدار بخار گرمایش. به طور کلی ، الکترولیت با استفاده از گرمای معقول آب متراکم شده از پیش گرم می شود. با توجه به فرآیند حرارت دادن ناقص و تجهیزات ، دمای الکترولیت پس از گرم کردن اغلب بسیار پایین تر از نقطه جوش مایع خوراک در اواپراتور ، که به ناچار همچنان به پیش گرم در اواپراتور و مصرف بخشی از بخار گرمایش. با توجه به گزارش داده ها ، درجه حرارت اکثر الکترولیت های گیاهی کلر پس از حرارت ۴۵ به 50 درجه سانتی گراد پایین تر از نقطه جوش از بازده خوراک ، باعث مصرف بخار به افزایش ۰/۷ به 0.9 t/t · 100 ٪ سود ، حسابداری برای مصرف بخار تبخیر کل 25 ٪ تا 30 ٪ ، بنابراین ، به منظور صرفه جویی در بخار ، اقدامات باید انجام شود برای افزایش الکترولیت دمای حرارت.

2 مقدمه ای از پیش گرمکن الکترولیت مشترک

۲/۱ لوله مبدلهای حرارتی

پیش گرمکن لوله الکترولیت معمولا استفاده می شود ، معمولا به صورت افقی قرار داده شده, در لوله الکترولیت, بین لوله های میعانات, در یک حالت ضد جریان, به منظور افزایش نرخ جریان از دو مایع, وجود دارد در قطعه پاساژ در سمت لوله و سمت پوسته تعداد لوله عبور است که معمولا 4 به 6 عبور, و جداکننده عبور در فواصل 30 به ۵۰ سانتی متر در عبور پوسته. ضریب انتقال حرارت از پیش گرمکن الکترولیت با استفاده از آب تغلیظ شده بالا نیست, در حدود 600 ~ 1000kJ/m2 · h · ° c. مزایای استفاده از مبدل حرارتی لوله: ساختار ساده, تعمیر و نگهداری آسان, و قیمت پایین; معایب نیز برجسته هستند: ضریب انتقال حرارت کم, حجم بزرگ, و مواد فلزی بیشتر.

۲/۲ اسپیرال پلیت مبدل های حرارتی

پیش گرمکن صفحه ای مارپیچی از دو ورق فولادی نازک موازی ساخته شده است. این دو کانال مارپیچی از یکدیگر جدا شده است. در مرکز پیش گرمکن ، یک پارتیشن مرکزی وجود دارد. سمت با نازل ارائه شده است ، و مایع وارد این دو نازل را می توان به نازل در طرف چپ و راست از لایه بیرونی از کولر را از طریق دو کانال های مختلف در امتداد خط مارپیچی معرفی. هنگام گرم شدن الکترولیت با یک پیش گرمکن بشقاب مارپیچ ، الکترولیت و حرارت انتقال میعانات از طریق سطوح دیوار مشترک در هر دو طرف از کانال های مربوطه. از آنجا که در پیش گرمکن صفحه مارپیچی ، نرخ جریان الکترولیت و آب کندانس بسیار بالاتر از در پیش گرمکن لوله ، و ضریب انتقال حرارت می تواند 2400 ~ 3500kJ/m2 · h · ° c برسد. مزایای استفاده از پیش گرمکن صفحه مارپیچی: ضریب انتقال حرارت بالا, رد پای کوچک, و عملکرد عالی; نقطه ضعف این است که خوردگی محلول قلیایی الکترولیتی باعث می شود پیش گرمکن صفحه مارپیچی مستعد ابتلا به شکنندگی قلیایی ، و تعمیر و نگهداری نشت دشوار است.

3 استفاده از پیش گرمکن الکترولیت اسپیرال

۳/۱ مقدمه ای بر فرایند تبخیر

مقیاس تولید کاستیک سودا در یک گیاه خاص است ۱۰۰,۰۰۰ t/a در سال ، مشخصات طراحی محصول 30 ٪ مایع سود سوز آور است ، و سه اثر چهار مرحله ای روند جریان پایین دست به تصویب رسید. قلیایی رقیق از الکترولیز در دو مرحله به اواپراتور اثر پیش گرم است. پس از الکترولیت بخشی از آب در اواپراتور اثر تبخیر, آن وارد اواپراتور اثر, همچنان به تبخیر و رسوب برخی از نمک, و پس از آن وارد اواپراتور اثر. هنگامی که غلظت قلیایی به افزایش 19%, بسیاری از نمک متبلور و رسوب. اب قلیایی و کریستال NaCl رسوب با هم مخلوط شده و پمپ را به هیدروسیکلون برای نمک و جدایی قلیایی. مایع روشن از لوله سرریز وارد مخزن قلیایی متوسط و جریان پایین دوغاب نمک پس از جریان به مخزن سطح بالا ، نمک و قلیایی بیشتر توسط یک سانتریفیوژ جدا شده است. مایع قلیایی جدا شده به مخزن قلیایی متوسط پمپ می شود. مایع قلیایی در مخزن قلیایی متوسط وارد نیروی متمرکز اواپراتور گردش خون اجباری برای ادامه تبخیر. هنگامی که سود غلظت قلیایی می رسد 30%, پمپ استفاده شده است. پس از روشن شدن ، مایع روشن از طریق کولر پمپ می شود و به طور مداوم با آب سرد خنک می شود. پس از کاهش دما به (5 ± 40) درجه سانتی گراد ، آن را وارد مخزن روشن. مایع روشن به مخزن ذخیره سازی قلیایی متمرکز فرستاده و به عنوان قلیایی واجد شرایط برای فروش آماده شده است.

I. اواپراتور اثر است با بخار از حدود 14MPa گرم ، بخار ثانویه از I. اواپراتور اثر به عنوان منبع حرارت برای II استفاده می شود. اواپراتور اثر و تبخیر اثر متمرکز, و بخار ثانویه از II. اواپراتور اثر به عنوان منبع حرارت استفاده می شود, III. اثر, اثر متمرکز هستند تبخیر خلاء. تولید در طول سال نشان داده است که نقطه جوش از اثر من راه حل 145 درجه سانتی گراد است ، اثر II 125 درجه سانتی گراد است ، اثر III 75 درجه سانتی گراد است ، و اثر غلظت 85 درجه سانتی گراد است.

کنترل و تجهیزات پیش گرمکن ۳/۲ الکترولیت

(1) وضعیت کنترل صنعتی

گرمایش الکترولیت تصویب گرمایش دو مرحله ، مرحله اول با استفاده از میعانات اثر دوم ، و مرحله دوم با استفاده از من اثر میعانات. پس از گرم شدن ، جریان میعانات به مخزن آب گرم ، و سپس به فرآیند آب شور فرستاده شده برای شستن لجن نمک.

(2) عملیات تجهیزات

در حال حاضر 4 مجموعه از بخاری های فولادی کربن با ورق های F = 45m2 ، 2 مجموعه در گروه A و B به ترتیب وجود دارد. با توجه به "قلیایی شکنندگی" اثر قلیایی بر روی تجهیزات فولاد کربن, خوردگی و ترک خوردگی از منطقه جوش مستعد ابتلا به در طول عملیات این تجهیزات رخ می دهد. عمر خدمات فولاد کربن پیش گرمکن الکترولیت صفحه ، اساسا حدود یک سال است ، و کوتاه ترین زمان تنها در 8 ماه است ، تجهیزات باید حداقل یک بار در سال به روز شود. بدون تجهیزات تعمیر و نگهداری خاص ، پیش گرمکن بشقاب مارپیچی قدیمی را نمی توان تعمیر ، پس از آن به scrapped و از دست دادن بزرگ است.

۳/۳ تجزیه و تحلیل دمای پایین گرمایش الکترولیت

شاخص کنترل صنعتی از درجه حرارت الکترولیت دما 115 درجه سانتی گراد است. پس از حرارت دو مرحله ای ، دمای واقعی تنها 100 درجه سانتی گراد است که 45 درجه سانتی گراد به دور از نقطه جوش موثر من است. دلیل دمای کم حرارت (1) مساحت پیش گرمکن کافی نیست. مقیاس طراحی ۱۰۰,۰۰۰ t/a (۱۰۰ ٪ سود) ، زمان واقعی کار است که تنها در حدود ۳۰۰ روز در هر سال پس از کسر مخزن شستشو و زمان نگهداری ، فرایند تبخیر باید سود سودا 14.3 t/h ، استفاده از الکترولیت 118 m3/h ، با توجه به مواد 1 تولید کند. محاسبه تعادل حرارت ، با استفاده از I. effect, II. اثر و متمرکز اثر کندانس به پیش گرم کردن الکترولیت از ۷۵ ° c تا ۱۱۵ ° c از طریق دو مرحله از حرارت, منطقه پیش گرمکن مارپیچی نیاز 360m2, که سطح اول 240m2, سطح دوم 120m2 (ضریب انتقال حرارت از پیش گرمکن صفحه مارپیچی است 3344kJ/m2 · h · ° c). (2) مقدار میعانات کافی نیست. در فرایند تبخیر از گیاه ما ، بخار ثانویه از اثر I. است استفاده می شود برای گرم اثر II. و اثر متمرکز. درجه حرارت از آب تراکم اثر II. و اثر متمرکز حدود 140 درجه سانتی گراد است. هر دوی آنها می تواند مورد استفاده قرار گیرد به گرم شدن الکترولیت. II. اثر میعانات در پیش گرمکن در سطح اول استفاده می شود ، و اثر متمرکز میعانات به طور مستقیم به مخزن آب گرم مرخص شده است ، و در نتیجه آب گرم کافی در پیش گرمکن در سطح اول است. به طور خلاصه ، پیش گرمکن باید اصلاح شود و کنترل فرآیند باید تقویت شود تا دمای الکترولیت را به 115 ° c پس از گرم شدن حرارت افزایش دهد.

۴ اقدامات بهبود

۴/۱ انتخاب و محاسبه پیش گرمکن

انتخاب 4.1.1

اگر پیش گرمکن صفحه مارپیچی همچنان مورد استفاده قرار گیرد ، کل منطقه آن باید به 300m2 برسد. برای فرآیند تبخیر باریک از سایت ، نباید استفاده شود و نوع دیگری باید انتخاب شود.

با توجه به اطلاعات مربوطه, صفحه جدید مبدل حرارتی دارای نرخ بهره برداری بالا از انرژی گرمایی, و ضریب انتقال حرارت است 3 به 5 بار که از مارپیچ صفحه مبدل حرارتی. انتخاب صفحه مبدل حرارتی دارای مزایای زیر است: (1) موجب صرفه جویی در منطقه انتقال حرارت ، تجهیزات کوچک ، منطقه نصب و راه اندازی کوچک ، و جرم کوچکتر از مبدل حرارتی بر اساس بار حرارت همان ، که سرمایه گذاری اساسی را کاهش می دهد ؛ (2) آسان برای پیاده کردن و تعمیر و نگهداری راحت است. صفحات مبدل حرارتی صفحه را می توان در سایت مونتاژ, تعداد صفحات را می توان افزایش یا کاهش در اراده, و هر قطعه آسیب دیده در مبدل حرارتی را می توان در هر زمان حذف, و زمان تعمیر و نگهداری کوتاه است. (3) راندمان حرارتی بالا. اتخاذ انتقال حرارت مخالف, کاملا آشفته, نرخ بازیابی حرارت می تواند به عنوان بالا به عنوان 94-98%. فقط لبه ها به اتمسفر در معرض, و از دست دادن حرارت ناچیز است.

محاسبه منطقه 4.1.2

(1) خروجی ۱۰۰,۰۰۰ t/a (۱۰۰% سود)

(2) زمان تولید سالانه است ۳۰۰ روز (7200h)

(3) الکترولیت مواد خام ρ = 1.193 g/L ، حاوی سود ۱۰/۴۷ ٪

(4) از دست دادن قلیایی فرایند تبخیر خود را از دست می دهد 2 ٪. بر اساس از دست دادن تبخیر متمرکز ، تولید 1t100 ٪ سود از دست می دهد 20kg ، آب نمک بهبود دور 14kg از قلیایی ، و قلیایی کل از دست دادن 34kg.

(5) تولید 1t100 ٪ سود نیاز به الکترولیت (۱۰۰۰ + ۳۴)/۱۰۱۴۷ ٪ = 9877kg ؛

(6) تولید قلیایی ۱۰۳۴ × 106/6200 = 14.3 t/h ؛

(7) صفحه مبدل حرارتی K طول می کشد 1000kJ/m2 · h · ° c (مواد: تمام تیتانیوم) الکترولیت C طول می کشد 3185kJ/کیلوگرم · ° c

(8) محاسبه با استفاده از فرآیند گرمایش

این همان فرآیند اصلی است. مرحله اول با استفاده از II. اثر و متمرکز اثر کندانس ، و مرحله دوم با استفاده از I. اثر کندانس. با توجه به محاسبه تعادل حرارت ، مقدار I. اثر میعانات ۴,۰۰۰ کیلوگرم/t ، و مقدار کل II است. اثر و متمرکز اثر کندانس است ۲,۸۰۰ کیلوگرم/t;

(9) محاسبه پیش گرمکن دو مرحله ای

الکترولیت اندوترمیک ۱۴/۳ × ۹۸۷۷ × 3.85 × (115-t1) کیلوژول بر ساعت

انتشار حرارت کندانس 4000 × 14.3 × (65541-46016) = 11107079kJ بر ساعت

t1 = 94.5 ° c

Δ T = 2312K

F2 = Q/K · Δ T = 48m2

(10) محاسبه پیش گرمکن مرحله اول

میعانات گازی 140 درجه Ct2

Q قرار = 2800 × 14.3 × 4.18 × (140-t2)

الکترولیت جذب حرارت ۱۴/۳ × ۹۸۷۷ × 3.85 × (94.5-75) t2 = 76.6 ° c

یافتن Δ T = 13.1 K

F1 = Q/K · Δ T = 80m 2

4.2.2 انتخاب مواد پیش گرمکن

پیش گرمکن به طور جداگانه از طریق مایع قلیایی و آب تغلیظ شده ، که دارای یک خورنده خاص جریان می یابد. انتخاب مواد نیاز به ضد خوردگی دارد. با توجه به شرایط خاص گیاه, مبدل حرارتی صفحه ساخته شده از تیتانیوم انتخاب شده است.

۴/۳ اقدامات بهبود و اثرات

(1) اقدامات بهبود

اصلی یکی از بیکار F = 240m2 تیتانیوم صفحه مبدل حرارتی از یک کارخانه به چهار F = 40m2 صفحه مبدل های حرارتی با پردازش و خرید برخی از لوازم جانبی تبدیل شد, جایگزین اصلی دو مرحله و یک مرحله ای پیش گرمکن مارپیچی به ترتیب بخاری, روند بدون تغییر است, 2 واحد در هر مرحله (تبخیر به دو گروه A و B تقسیم می شود). این فرایند بهبود یافته است ، و اصلی خط مستقیم میعانات بخار متمرکز شده است به پیش گرمکن سطح اول متصل به افزایش مقدار اول سطح آب گرم.

(2) اثر

عملیات پس از بهبود نشان می دهد که الکترولیت دمای حرارت بالا می رود به 112 ° c, است که 12 درجه سانتی گراد بالاتر از آن قبل از بهبود, و اثر بخار صرفه جویی آشکار است.