一效降膜蒸發器改造總結

楊小軍，孫金良，劉彩紅（唐山三友氯堿有限責任公司，河北唐山063305）

?

一效降膜蒸發器改造總結

楊小軍，孫金良，劉彩紅
（唐山三友氯堿有限責任公司，河北唐山063305）

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

關鍵詞：降膜蒸發器；結構；材質

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

1　流程概述

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

2　蒸發器簡介

2.1結構組成

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

2.2工作原理

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

2.3設備特點

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

（2）溶液在單程型蒸發器中呈膜狀流動，傳熱系數較高；

（3）堿液在蒸發器內停留時間短，不易引起物料變質，適于處理熱敏性物料；

圖1　燒堿蒸發工藝流程示意圖

（4）液體滯留量小，降膜蒸發器可以根據能量供應、真空度、進料量、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。

3　問題分析

3.1自力式減壓閥檢修頻繁

堿液蒸發過程所用蒸汽為來自外網的高壓蒸汽，進入界區后需進行減壓處理。傳統工藝中使用自力式減壓閥進行減壓。長時間生產過程中減壓閥閥桿損壞，造成設備頻繁開停，影響設備的穩定運行，溫度的變化加快了列管的損壞。

3.2蒸發器內部結構存在缺陷

一效蒸發器下部封頭與汽液分離器采用一體焊接設計，分離器內部靠近列管位置設置折流板。

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

3.3蒸汽進口無緩沖裝置

來自二效蒸發器的二次蒸汽通過蒸汽管道直接進入一效蒸發器內部，蒸汽直接沖刷列管，導致列管變形、損壞。

3.4高溫堿液腐蝕

一效降膜蒸發器材質采用為不銹鋼316L材質。為滿足工藝生產性能，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。當溫度升高時，腐蝕性也增大，不銹鋼堿液蒸發管在濃度為700 g/L，溫度最高150℃時，壽命只有3年。蒸發工序Ⅰ效蒸發器工作堿液濃度為516 g/L，堿溫度在80℃，蒸汽溫度在130℃左右，使用316 L材質的蒸發管能夠有較長的使用壽命，但在上述工藝介質、操作條件和設備結構的不合理等綜合因素導致蒸發器列管受高溫、高濃度堿液腐蝕加劇，從而損壞頻繁。

4　改進措施

為解決上述問題，結合生產實際對現有設備進行多項技術改造。

（1）將蒸汽減壓閥由自力式減壓閥更換為自動調節閥，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）在蒸發器與氣液分離器之間增加法蘭，進而實現蒸發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部折流板時的空間小、作業困難等問題。將設備檢修時間由7天縮短至2天；

（3）將原蒸汽進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，并焊接在殼程內壁上。在殼程加粗位置增加1圈防沖夾套，這樣蒸汽進入殼程后，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周后進入殼程進行換熱，不會直接對列管造成沖刷；

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

5　結語

通過對一效降膜蒸發器進行多方面技術改造，降低檢修頻次，縮短了單次檢修時間，減少了維修費用，保障了生產的長期穩定運行，為公司的降本增效做出了長遠貢獻。

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

文獻標識碼：B

文章編號：1009-1785（2016）02-0034-02

收稿日期：2015-07-01