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1、第七章 蒸发车间,概 述,拜耳法生产氧化铝是一个闭路循环流程，溶出铝土矿的苛性碱液是生产中反复使用的，每次作业循环只需补加上次循环中损失的部分（碱耗）。但是，每次循环中有：赤泥洗水、氢氧化铝洗水、原料带入的水分、蒸汽直接加热的冷凝水的加入，除随赤泥带走以及在氢氧化铝焙烧排除部分水外，多余的水分会降低溶液的浓度，而在生产各阶段对于溶液的浓度又有不同的要求，所以必须由蒸发工序来平衡水量。,本章内容,1、种分母液蒸发的目的2、种分母液蒸发的任务3、种分母液蒸发工艺流程,1、掌握种分母液蒸发的目的2、理解种分母液蒸发的任务3、理解种分母液蒸发工艺流程4、掌握我厂蒸发工艺的流程,本章目标,1.种分母液蒸
2、发的目的,蒸发的主要目的是排除流程中多余的水分，保持循环系统中液量的平衡，使母液蒸发浓缩到符合拜耳法溶出铝土矿配制原矿浆的要求。,2.种分母液蒸发的任务,种分母液蒸发是拜耳法生产氧化铝工艺中一个十分重要的工序，其任务是：(1)排除流程中多余的水分，保持循环系统中 液量平衡；(2)排除杂质盐类，苛化回收碱。,拜耳法生产氧化铝是一个闭路循环流程，溶出铝土矿的苛性碱液是生产中反复使用的，每次作业循环只需补加上次循环中损失的部分（碱耗）。但是，每次循环中有：赤泥洗水、氢氧化铝洗水、原料带入的水分、蒸汽直接加热的冷凝水的加入，除随赤泥带走以及在氢氧化铝焙烧排除部分水外，多余的水分会降低溶液的浓度，而在生
3、产各阶段对于溶液的浓度又有不同的要求，所以必须由蒸发工序来平衡水量。,分离氢氧化铝后的分解母液Na2O浓度一般在170g/L，经蒸发浓缩到280g/L,符合拜耳法溶出铝土矿配制原矿浆的要求，送回前段流程使用。,3.种分母液蒸发工艺流程,在氧化铝生产中，母液蒸发都是采用蒸汽加热，其能耗占湿法冶金过程的一半以上。蒸发设备和作业流程需根据原液中杂质含量和对母液浓度的要求加以选择，使之有利于减轻结垢和提高设备产能。,单效蒸发汽耗大，从溶液蒸发1kg水就需要消耗不小于1kg的加热蒸汽。为了减少汽耗，在工业生产中一般采用多效蒸发。蒸发作业的效数越多，蒸汽单耗越少，生产成本越低，但蒸汽的节约程度越来越小，同
4、时也带来了设备费用的增加。因此，蒸发效数不能增加太多。,3.1多效真空蒸发的作业流程根据蒸发器中蒸汽和溶液的流向不同，多级蒸发装置可有溶液的顺流（平行流动）、逆流和错流（混流）三种。,溶液的流向与蒸汽的流向相同，即由第一效顺序流向末效。如上图,顺流作业的优缺点：a)由于后一效蒸发室内的压力较前一效的低，故可借助压力差来完成各效溶液的输送，不需要用泵，可节省动力费用；b)由于前一效的沸点较后一效高，所以自蒸发量大；c)最后一效出料，温度低，热损失小。但由于后一效的浓度较前一效的大，温度低，粘度大，因而传热系数较低。另一方面，有可能给操作上带来一定的困难，如出料不畅等。,逆流：溶液的流向与蒸汽的流
5、向完全相反，即溶液从末效加入由效出，蒸汽由效加入顺序流至末效。如上图,逆流作业的优缺点：随着溶液的浓度越来越高，温度也越来越高，因此粘度的影响不明显。虽然传热系数有所下降，但不至于降的太低，而出料却很畅快。但是，由于各效溶液的加入均用泵输送，因此动力消耗大。另外，出料温度高，热损失就比较大。,错流：在蒸发过程中既有顺流又有逆流。如上图其优缺点介于顺流和逆流之间。在生产过程中往往采用-、-等多种流程交替作业，其目的在于清洗蒸发器内的结疤，以提高蒸发效率，减少汽耗，降低生产成本。,3.2 我厂蒸发流程对于高浓度循环母液的蒸发来说，先在六效降模式蒸发器及三级闪蒸使溶液Na2O浓度达到230245g/
6、L，然后通过强制蒸发至最终浓度(Na2O 280320g/L），送入苛化工序进行排盐苛化。下图为六效逆流三级闪蒸的管式降膜蒸发工艺。,我厂蒸发车间工艺流程,3.2.1 我厂采用的蒸发工艺流程描述A)将蒸发原液(Na2O 160g/L)由泵送至第六效蒸发器，经-效蒸发器逆流逐级加热蒸发至溶液含Na2O 220g/L，再经三级闪蒸浓缩至Na2O 245g/L后，一部分出料去蒸发母液槽，一部分送至强制效进行强制蒸发后排盐。,B)效蒸发器用表压为0.5MPa的饱和蒸汽加热，效至效二次蒸汽分别作用下一效蒸发器和该效直接预热器的热源，第效（末效）蒸发器的二次蒸汽经水冷器降温冷凝，其不凝气直接进入真空泵，效
7、和级溶液自蒸发器的二次蒸汽依次用于加热效和效直接预热器的溶液。新蒸汽冷凝水经三级冷凝水槽闪蒸降温到100以下用泵送至合格热水槽，其二次蒸汽分别于、效蒸发器的二次蒸汽合并；,C)、效蒸发器的冷凝水分别经该效的冷凝水水封罐进入下一级冷凝水水封罐；每效冷凝水水封罐产生的二次蒸汽分别汇入该效的加热蒸汽管；、效蒸发器的冷凝水逐级闪蒸后与效的冷凝水汇合，进入效的冷凝水罐，用泵送到冷凝水槽；全部冷凝水经检测后，合格的送锅炉房，不合格的送沉降热水槽和成品过滤。,3.2.2 六效逆流三级闪蒸的 管式降膜蒸发系统工艺的特点1、管式降膜蒸发器传热系数高、效数多、汽耗低，汽水比高；2、效和效蒸发器进料，采用直接预热器预热，分别用效及一级闪蒸器的二次蒸汽作热源，使溶液预热到沸点后进料，提高了传热系数，改善了蒸发的技术经济指标；3、采用了水封罐兼做闪蒸器的办法，对新蒸汽及各效二次蒸汽冷凝水的热量进行回收利用，不仅流程简单，并可有效的阻汽排水，降低了系统的汽耗；,4、采用三级闪蒸对溶液的热量进行回收，效出 料温度约为149，经三级闪蒸，温度降至98左右，然后送强制效进行强制蒸发到320g/L，送排盐苛化进行排盐；5、蒸发器应定期进行酸洗。,
