燒堿是一種重要的基本化工原料，在輕工、紡織、化工、冶金、石化等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。目前，其主要通過電解飽和食鹽水制得，根據(jù)所采用電解槽類型的不同，其生產(chǎn)方法可分為隔膜法和離子膜法，離子膜法可以直接生產(chǎn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%的NaOH溶液，但隔膜法將出電解槽陰極室的稀堿液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮。雖然離子膜法在節(jié)約能耗方面優(yōu)于隔膜法，但由于離子膜技術(shù)只被幾家國外企業(yè)所掌握，同時其裝置投資費(fèi)用高，因此目前許多中小型的氯堿企業(yè)仍采用隔膜法。
多效蒸發(fā)是利用熱能將揮發(fā)性溶劑與不揮發(fā)性溶質(zhì)相分離，廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品、石化、海水淡化、造紙等行業(yè)。蒸發(fā)和許多其它傳統(tǒng)的化工分離過程(如精餾、干燥)一樣，都是消耗很大的分離單元。多效蒸發(fā)是在單效蒸發(fā)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，多次利用前一效產(chǎn)生的二次蒸汽，以降低生蒸汽消耗量，從而達(dá)到節(jié)能的效果，因此隔膜法燒堿蒸發(fā)濃縮工藝廣泛采用多效蒸發(fā)器。
多效蒸發(fā)器在隔膜法燒堿生產(chǎn)過程中具有重要的作用，其利用熱能將稀堿液中水分進(jìn)行汽化而得到濃縮的NaOH溶液。然而該過程會伴有氯化鈉固體的析出，而且具有能耗高的特點(diǎn)，因此，如何對多效蒸發(fā)器進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)以提高其過程經(jīng)濟(jì)性，是許多化工設(shè)計(jì)人員的重要研究課題。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，化工過程模擬技術(shù)為化工過程的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供了強(qiáng)有力的工具，尤其是應(yīng)用過程系統(tǒng)工程方法開發(fā)的流程模擬軟件，其不僅提供了嚴(yán)格的物性計(jì)算模型和通用化工單元操作模型，而且具有開放式的建模環(huán)境，因此，應(yīng)用此類流程模擬軟件對多效蒸發(fā)過程進(jìn)行模擬和優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，能夠提高其設(shè)計(jì)水平和過程經(jīng)濟(jì)效益，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
多效蒸發(fā)器的工藝流程在簡單三效順流蒸發(fā)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上將一效蒸發(fā)器加熱室殼程產(chǎn)生的高溫冷凝水通入二級預(yù)熱器殼程與原料液進(jìn)行逆流換熱，并不將高溫冷凝水進(jìn)行閃蒸，出殼程的冷凝水排入水回收系統(tǒng)，同樣，二效蒸發(fā)器加熱室殼程產(chǎn)生的較高溫度的冷凝水通入一效預(yù)熱器殼程與原料液進(jìn)行逆流換熱，降溫后的冷凝水排入水回收系統(tǒng)。工業(yè)上隔膜法電解生產(chǎn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%燒堿的蒸發(fā)系統(tǒng)大量應(yīng)用了該工藝流程。
對于NaOH多效蒸發(fā)器，投資成本在設(shè)備總投資費(fèi)用中占有較大的比例，若從設(shè)備總投資費(fèi)用的角度考慮，則優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)應(yīng)該是各效蒸發(fā)器的投資成本較小，對于三效順流部分強(qiáng)制循環(huán)型多效蒸發(fā)器，各效蒸發(fā)器可以全部應(yīng)用不銹鋼材質(zhì)，而且各效蒸發(fā)器加熱室傳熱面積的大小直接決定著其設(shè)備投資費(fèi)用的高低，因此，較小的蒸發(fā)器總投資費(fèi)用即是各效蒸發(fā)器加熱室總傳熱面積較小。
發(fā)布時間：2023-03-04 08:52:12 
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