一效降膜蒸發(fā)器改造總結(jié)

楊小軍，孫金良，劉彩紅（唐山三友氯堿有限責(zé)任公司，河北唐山063305）

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一效降膜蒸發(fā)器改造總結(jié)

楊小軍，孫金良，劉彩紅
（唐山三友氯堿有限責(zé)任公司，河北唐山063305）

摘要：介紹了蒸發(fā)工序一效降膜蒸發(fā)器進(jìn)行的技術(shù)改造，有效解決了列管頻繁損壞以及檢修困難等問題。

關(guān)鍵詞：降膜蒸發(fā)器；結(jié)構(gòu)；材質(zhì)

唐山三友氯堿有限責(zé)任公司（以下簡稱“唐山三友”）隸屬于唐山三友集團，公司主要產(chǎn)品有32%液堿、50%液堿、鹽酸以及各種型號PVC。蒸發(fā)工序采用雙效降膜蒸發(fā)器對堿液進(jìn)行蒸發(fā)提濃操作。

1　流程概述

電解產(chǎn)生的濃度為32%液堿，經(jīng)泵輸送到一效降膜蒸發(fā)器，在真空狀態(tài)下32%堿液被濃縮為38.8%。一效降膜蒸發(fā)器使用二效降膜蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽加熱。用泵將一效降膜蒸發(fā)器產(chǎn)生的38.8%堿液抽出，經(jīng)換熱器升溫后堿液溫度上升到134.6℃，進(jìn)入二效降膜蒸發(fā)器，由中壓蒸汽進(jìn)行加熱，38.8%堿液在常壓下被濃縮為50%堿液。50%堿液經(jīng)換熱器降溫處理后送至罐區(qū)進(jìn)行外售。工藝流程示意圖見圖1。

2　蒸發(fā)器簡介

2.1結(jié)構(gòu)組成

蒸發(fā)器由液體分布器、降膜管、管程、殼程、氣液分離器、除沫器等部分組成，材質(zhì)選用均為316L。

2.2工作原理

32%燒堿溶液從設(shè)備頂部進(jìn)入降膜蒸發(fā)器，經(jīng)液體分布器及分液成膜裝置均勻分布到各個換熱管內(nèi)，在重力和真空誘導(dǎo)作用下，成均勻膜狀自上而下流動。流動過程中，被殼程內(nèi)來自Ⅱ效的蒸汽以逆流的形式加熱，產(chǎn)生的蒸汽與濃縮的燒堿共同進(jìn)入蒸發(fā)器的分離室，汽液經(jīng)充分分離，燒堿溶液蒸發(fā)出的蒸汽進(jìn)入表面冷凝器，冷凝液相則由分離室下部出口排出，進(jìn)入Ⅱ效再次蒸發(fā)。

2.3設(shè)備特點

（1）料液自蒸發(fā)器頂部加入后在重力作用下沿管壁成膜狀下降，并在此過程中蒸發(fā)增濃，在其底部得到濃縮液。降膜式蒸發(fā)器可以蒸發(fā)濃度較高、粘度較大的物料；

（2）溶液在單程型蒸發(fā)器中呈膜狀流動，傳熱系數(shù)較高；

（3）堿液在蒸發(fā)器內(nèi)停留時間短，不易引起物料變質(zhì)，適于處理熱敏性物料；

圖1　燒堿蒸發(fā)工藝流程示意圖

（4）液體滯留量小，降膜蒸發(fā)器可以根據(jù)能量供應(yīng)、真空度、進(jìn)料量、濃度等的變化而采取快速運作；

（5）由于工藝流體僅在重力作用下流動，而不是靠高溫差來推動，可以使用低溫差蒸發(fā)。

3　問題分析

3.1自力式減壓閥檢修頻繁

堿液蒸發(fā)過程所用蒸汽為來自外網(wǎng)的高壓蒸汽，進(jìn)入界區(qū)后需進(jìn)行減壓處理。傳統(tǒng)工藝中使用自力式減壓閥進(jìn)行減壓。長時間生產(chǎn)過程中減壓閥閥桿損壞，造成設(shè)備頻繁開停，影響設(shè)備的穩(wěn)定運行，溫度的變化加快了列管的損壞。

3.2蒸發(fā)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在缺陷

一效蒸發(fā)器下部封頭與汽液分離器采用一體焊接設(shè)計，分離器內(nèi)部靠近列管位置設(shè)置折流板。

列管泄漏后，因其內(nèi)部空間狹小，檢修人員需先將氣液分離器內(nèi)部除沫器拆除方可進(jìn)入分離器內(nèi)進(jìn)行焊接更換列管作業(yè)。由于氣液分離器與蒸發(fā)器為一體，給維修造成了很大的困難。

3.3蒸汽進(jìn)口無緩沖裝置

來自二效蒸發(fā)器的二次蒸汽通過蒸汽管道直接進(jìn)入一效蒸發(fā)器內(nèi)部，蒸汽直接沖刷列管，導(dǎo)致列管變形、損壞。

3.4高溫堿液腐蝕

一效降膜蒸發(fā)器材質(zhì)采用為不銹鋼316L材質(zhì)。為滿足工藝生產(chǎn)性能，列管管壁較薄，僅為1.65 mm。正常情況下，鉻鎳不銹鋼適用于中等濃度和中等溫度的堿液，如100℃和50%以下的堿液。當(dāng)溫度升高時，腐蝕性也增大，不銹鋼堿液蒸發(fā)管在濃度為700 g/L，溫度最高150℃時，壽命只有3年。蒸發(fā)工序Ⅰ效蒸發(fā)器工作堿液濃度為516 g/L，堿溫度在80℃，蒸汽溫度在130℃左右，使用316 L材質(zhì)的蒸發(fā)管能夠有較長的使用壽命，但在上述工藝介質(zhì)、操作條件和設(shè)備結(jié)構(gòu)的不合理等綜合因素導(dǎo)致蒸發(fā)器列管受高溫、高濃度堿液腐蝕加劇，從而損壞頻繁。

4　改進(jìn)措施

為解決上述問題，結(jié)合生產(chǎn)實際對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行多項技術(shù)改造。

（1）將蒸汽減壓閥由自力式減壓閥更換為自動調(diào)節(jié)閥，延長閥門的使用壽命，減少因閥門損壞造成的頻繁開停車；

（2）在蒸發(fā)器與氣液分離器之間增加法蘭，進(jìn)而實現(xiàn)蒸發(fā)器與氣液分離器的分體檢修，解決更換列管以及更換氣液分離器內(nèi)部折流板時的空間小、作業(yè)困難等問題。將設(shè)備檢修時間由7天縮短至2天；

（3）將原蒸汽進(jìn)口處殼程加粗至外徑?1 020，H=1 200，厚度10 mm。殼程加粗位置的柵形支撐板外徑加大，并焊接在殼程內(nèi)壁上。在殼程加粗位置增加1圈防沖夾套，這樣蒸汽進(jìn)入殼程后，由于有防沖夾套的的保護，蒸汽會在殼程減速、從殼程夾套繞行1周后進(jìn)入殼程進(jìn)行換熱，不會直接對列管造成沖刷；

（4）將所有列管更換為310S材質(zhì)，規(guī)格為48.3 2，提高列管對高溫、高濃度堿液的耐腐蝕性能，提高設(shè)備使用壽命。

5　結(jié)語

通過對一效降膜蒸發(fā)器進(jìn)行多方面技術(shù)改造，降低檢修頻次，縮短了單次檢修時間，減少了維修費用，保障了生產(chǎn)的長期穩(wěn)定運行，為公司的降本增效做出了長遠(yuǎn)貢獻(xiàn)。

Summary on improvement of one-effect evaporation

YANG Xiao-jun，SUN Jin-liang，LIU Cai-hong
（Tangshan Sanyou chlor-alkali Co.，Ltd.，Tangshan 063305，China）

Abstract：The technological innovation on one-effect evaporation were introduced.The transformation could avoid the damaged of column tube and difficulties of maintenance.

Key words：one-effect evaporation；structure；material

中圖分類號：TQA114.26+8

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1009-1785（2016）02-0034-02

收稿日期：2015-07-01