Способ концентрирования электролитических щелоков

 

СПОСОБ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ ЩЕЛОКОВ , включающий предварительный многоступенчатый нагрев исходных щелоков V 9 Конденсат на { вторичными теплоносителями и упаривание щелоков в четырехкорпусной установке до концентрации щелочи, равной 42-50%, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода греющего пара при одновременном упрощении способа и исключении гидроударов в аппарате, предварительный нагрев исходных щелоков ведут в четыре ступени: на первой, ступени до 75-85°С конденсатом вторичного пара, выходящим из последнего корпуса, на второй - до 115- 125°С экстрапаром второго корпуса, на третьей - до 130-135°С конденсатом греющего пара первого корпуса и на четвертой ступени до 140-150°С раствором щелочи , упаренным в первом корпусе установки. /г - насосу

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1074819 (д) С 01 D 1/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1ф1 ;,, Й луу — ка сосу

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3259421/23-26 (22) 13.03.81 (46) 23.02.84. Бюл. № 7 (72) 1О. Б. Данилов, В. С. Фокин, Л. П. Г1ерцев, E. М. Ковалев, Н. E. Загорулько, А. Г. Куришко, В. И. Конвисар, E. В. Михин и В. Е. Бабенко (53) 661.322.11 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 716978, кл. С 01 D 1/42, 1977.

2. Патент США № 3332470, кл. 159 — 47, 1967 (прототип) . (54) (57) СПОСОБ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ 1ЦЕЛОКОВ, включающий предварительный многоступенчатый нагрев исходных щелоков вторичными теплоноснтелями и упаривание щелоков в четырехкорпусной установке до концентрации щелочи, равной 42 — 50%, отличаюи,ийся тем, что, с целью снижения расхода греющего пара при одновременном упрощении способа и исключении гидроударов в аппарате, предварительный нагрев исходных щелоков ведут в четыре ступени: на первой, ступени до 75 — 85 С конденсатом вторичного пара, выходящим из последнего корпуса, на второй — до 115—

125 С экстрапаром второго корпуса, на третьей — до 130 — 135 C конденсатом греющего пара первого корпуса и на четвертой ступени до 140 †1 C раствором щелочи, упаренным в первом корпусе установки.

1074819

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к технологии получения каустической соды.

Известен способ концентрирования электролитических щелоков до-концентрации 42—

50 /р путем двухстадийного упаривания в четырехкорпусной выпарной установке. На первой стадии электролитические шелока выпаривают до концентрации 21 — 23 /р по

NaOH и отводят с первой стадии при 118122 С на доупаривание самоиспарением до концентрации 25 — 26Р/o NaOH. Затем щелока осветляют и направляют на доупаривание до концентрации 42 — 50 /р по

NaOH на вторую стадию в четвертый корпус выпарной установки, обогреваемый вто-. ричным паром третьего корпуса (1).

Недостатками этого способа являются повышенный расход греющего пара и возникновение гидроударов, приводящих к нарушению режима работы установки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ концентрирования электролитических щелоков до концентрации щелочи, равной 42 — 50 /р, в четырехкорпусной выпарной установке с предварительным нагревом исходных электролитических щелоков. Исходные электролитические щелока, имеюшие температуру

60 — 65 С, последовательно нагревают сначала в трех подогревателях †конденсатор вторичным паром трех последовательно расположенных самоиспарителей, соответственно, до температуру 93, 108 и 125 С.

В четвертом подогревателе щелока подогревают до 130 С конденсатом греющего пара второго корпуса выпарной установки.

Окончательный нагрев щелоков осуществляется в пятом подогревателе греющим паром до 165 С, температуры кипения раствора в первом выпарном аппарате. Упаривапие электролитических шелоков осуществляют в установке смешанного тока, т. е. после первого корпуса щелока с концентрацией 13,6O/o предварительно охлаждают в трех последовательно расположенных самоиспарителях, направляют в третий по пару корпус установки, затем в четвертый. Окончательную упарку осуществляют во втором корпусе и вакуум-испарителе (2).

Недостатками известного способа являются сложная технологическая схема, требу юшая большого количества оборудования, большие потери тепла, возникновение гидроударов в аппарате и повышенный расход греющего пара (на 1 т 100 /р-ного едкого натра приходится 2,38 т пара) .

Целью изобретения является снижение расхода греющего пара при одновременном упрощении способа и исключении гидроударов в аппарате.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу концентрирования элек5

55 тролитических щелоков, включающему предварительный многоступенчатый нагрев исходных щелоков вторичными теплоносителями и упаривание шелоков в четырехкорпусной установке до концентрации щелочи, равной 42 — 50 /р, предварительный нагрев исходных щелоков ведут в четыре ступени: на первой ступени до 75 — 85 С конденсатом вторичного пара, выходящим из последнего корпуса, на второй — до 115 — 125 С экстрапаром второго корпуса, на третьей— до 130 — 135 С конденсатом греюшего пара первого корпуса и на четвертой ступени до

140 — 150 С раствором щелочи, упаренным в первом корпусе установки.

Такой предварительный нагрев исходных электролитических гцелоков позволяет снизить расход греющего пара за счет использования для нагрева <о температуры

140 — 150 С вторичных по отношению к греюшему пару теплоносителей при одновременном упрощении способа и сокращении количества оборудования для его осуществления.

Способ позволяет также исключить гидроудары при подаче упаренного раствора во второй корпус за счет охлаждения.указанного раствора до 145 — 155 С.

На чертеже изображена технологическая схема установки для осуществления способа.

Установка состоит из системы подогревателей 1 — 4, четырехкорпусной прямоточной двухстадийной по выводу кристаллов соли выпарной установки с выпарными аппаратами 5 — -8 и испарителя конденсата "реюшего пара 9.

Процесс концентрирования электролитических щелоков осуществляют следуюшим образом.

Исходные электролитические щелока подают в подогреватель 1, обогреваемый суммарным конденсатом вторичного пара, с последнего корпуса выпарной установки, т. е. суммарным конденсатом с выпарного аппарата б, который перетекает в греюшую камеру выпарного аппарата 7, отдает свое тепло на дополнительное выпаривание, и уже вместе с конденсатом выпарного аппарата 7 перетекает в греющую камеру выпарного аппарата 8, в которой указанные теплоносители отдают свое тепло на дополнительное выпаривание, и совместно с конденсатом вторичного пара выпарного аппарата 7 и пара с самоиспарителя 9 подаются в подогреватель, в котором исходные электролитические щелока нагревают до температуры 75 — 85 C. После первого подогревателя исходные щелока направляют во второй подогреватель 2 и нагревают их до 115 —125 С экстрапаром второго корпуса б.

После этого их нагревают в подогревателе 3 до 130 — 135 С, обогреваемым конденсатом греющего пара первого корпуса 5, затем

1074819

Производитель ность установки по исходному раствору, т/ч

420

420

84 концентрация раствора в первом корпусе по едкому натру, Ъ

11,5

13,6 конденсат охлаждают в испарителе 9 до температуры вторичного пара третьего выпарного аппарата 7. Окончательный нагрев исходных электролитических щелоков осуществляют в четвертом подогревателе 4 до

140 — 150 С упаренными в первом корпусе 5 щелоками.

Подогретые щелока направляют в первый корпус 5 выпарной установки, в котором их упаривают до концентрации 11,5 /о по едкому натру и подают во второй корпус

6, предварительно охладив их на 10—

20 градусов до температуры 145 †1 С.

После второго корпуса 6 щелока направляют на упаривание в третий корпус 7 до концентрации 23,5 /о по едкому натру, с которого щелока с выделившейся при упаривании солью хлорида натрия направляют на охлаждение самоиспарением при понижении давления и осветление в отделении. центрифугирования. Осветленный раствор направляют на окончательное упаривание до концентрации 50О/р щелочи на вторую стадию в четвертый корпус выпарной установки.

Обогрев выпарной установки осуществляют следующим образом.

Первый корпус 5 выпарной установки обогревают греющим паром, имеющим температуру 179 С, второй корпус 6 — вторичным паром первого корпуса 5, третий корпус 7 — вторичным паром второго корпуса 6 и четвертый корпус 8 — вторичным паром третьего корпуса 7 и паром с испарителя 9. Кроме этого, упариванию способствует тепло конденсата вторичного пара при перетоке его из корпуса в корпус.

При таком нагреве кроме снижения расхода греющего пара за счет предварительного нагрева исходных электрощелоков понижается температура упаренного в первом корпусе раствора с 170 †1 С до 145—

155 С, что позволяет исключить вскипание упаренного раствора в нижней части втоКоличество упаренных

50 оо-ных щелоков, т/ч рого корпуса и соответственно исключить возникающие при этом гидроудары.

Пример. Электролитические щелока с концентрацией 10 /о по щелочи в количест5 ве 1000 кг/ч поступают в первый подогреватель, где их нагревают до 82,9 С, суммарным конденсатом вторичного пара последнего корпуса, имеющим температуру

97 С, а расход конденсата равен 524 кг/ч.

Затем подают во второй подогреватель, где их нагревают до 120 — 126 С экстрапаром второго корпуса, имеющим температуру

126 С. На нагрев во втором подогревателе идет 61 кг/ч вторичного пара. В третьем подогревателе щелока нагревают до 132,5 С конденсатом греющего пара первого корпуса, имеющим температуру 179 С, а количество его равно 167. кг/ч. Охлажденный до температуры 127 С конденсат греющего пара направляют в самоиспаритепь. в котором он за счет понижения давления ох2о лаждается до 99 С, а выделившийся при этом пар направляют на обогрев четвертого корпуса выпарной установки. В четвертом подогревателе щелока нагревают до 46 С раствором, упаренным до концентрации

11,5 /р по едкому натру в первом корпусе выпарной установки, охлаждая при этом упаренные щелока от 166 до 151 С, что исключает вскипание раствора при подаче его в нижнюю часть второго выпарного аппарата, так как вскипание входящего раствора предотвращается гидростатическим столбом {уровнем) жидкости в выпарном аппарате. Для исключения вскипания раствора уровень должен быть выше 10 м. В реальных выпарных аппаратах он равен 14—

15 м. Сравнительные данные, полученные при использовании предлагаемого и известного (базового) способов, приведены в таблице.

Экономический эффект от использования изобретения для установки производительностью 42 т/ч 1000/0 Na OH соста вляет

150 тыс. руб.в год.

1074819

Продолжение таблицы

Предлагаемый спо соб

Из вест ный способ

Параметры

Концентрация упаренного раствора по едкому натруг

49,5

Температура нагрева раствора вторичными теплоносителями, Ñ

146

130

Расход греющего пара на

1 т 100о аОН, т/т

2,38

2,15

Составитель Ю. Данилов

Редактор Н. Джуган Техред И. Верес Корректор О. Билак

Заказ 221/20 Тираж 464 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4