研究报告 板式蒸发器可行性分析① 程玉进 （安徽华塑股份有限公司氯碱项目部 安徽淮北 ２３５０００） 摘要：板式和列管式蒸发器是蒸发系统中常用设备，本文对两种蒸发器的特性进行了研究和比较。 关键词：蒸发器 流程 布置 操作性 中图分类号：ＴＱ１１４．１ ５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４－０９８（２０１０）０３（ｂ）－００１６－－０１ 我们项目在蒸发单元，拟建设一期２８ 投资上比列管式蒸发器更节省。 万吨／年蒸发系统，在蒸发器的选择上，初 步设计选用由设计院自行设计的列管式三 ４装置的操作性比较 可以有更经济的压力降用于传热，从而获 得最高的传热系数Ｋ，因此由基本的传热公 式Ｑ＝ＫＡＡｔ可知，板式蒸发器较高的传热 效逆流降膜蒸发器。现在有的烧碱厂家也 通过对设备布置高度的比较，可以看 系数正好弥补了△ｔ较低的缺点，使板式蒸 有采用瑞典的阿法拉伐板式蒸发器，实现 出，一旦装置出现紧急事故，需要到现场手 发器仍然有较高的传热效率。 烧碱从３２％到５０％烧碱的浓缩，当然，这两种 动处理时，降膜浓缩装置由于楼层高，来回 蒸发器在技术和操作上都有各自的特点， 上、下楼开关阀门，对于操作者来说很不方 ７板式蒸发器泄露问题 以下通过本人对两种蒸发器的认识和了 便，而板式蒸发器浓缩装置只在二楼和地 板式换热器是由一组波纹金属板组成， 解，针对两种不同类型的蒸发器做一个系 面操作，比较方便，所以能在事故发生的第 板上有孔，供传热的两种液体通过。金属板 统的比较。 一时间内排除故障，最大程度的将事故的 片安装在一个侧面有固定板和活动压紧板 损失降到最低。 的框架内，并用夹紧螺栓夹紧。板片上装有 １工艺流程比较 密封垫片，将流体通道密封，并且引导流体 列管式降膜蒸发浓缩装置和板式蒸发 ５蒸汽消耗比较 交替地流至各自的通道内。该垫片采用耐高 浓缩装置在工艺流程的选择上基本相同， 阿法拉伐设备供应商提供的三效板式 温的橡胶材质，在碱液ｌ６５℃的温度下，其使 在当前国家大力提倡节能减排的前提下， 蒸发器，其蒸汽消耗定额的保证值是０．５～ 用寿命是２～３年，其它两效的垫片使用寿 两种工艺余热的循环利用均采用成品高浓 ０．５Ｉｔ蒸汽／ｔ碱（折百），初步设计院提供的三 命在７～８年，所以板式蒸发器的泄露主要是 度碱和中压蒸汽冷凝水的高温热量来预热 效逆流降膜蒸发器蒸汽的消耗定额是０．６ｔ 垫片的老化所致，也就是在垫片的使用年限 低温和低浓度碱，不同点是：（１）列管式蒸发 蒸汽／ｔ碱（折百），如果每吨蒸汽的价格按 以外，板式蒸发器的泄露不可避免，因此为 器采用的是降膜工艺，板式蒸发器采用的 ｌ００元，一期按２８万吨／年的蒸发规模计算， 防止泄露，要按照设备供应商的要求，及时 是升膜工艺。（２）列管式蒸发器的预热器从 用板式蒸发器比列管式蒸发器每年节约的 的更换垫片才可防泄露。相对干列管式蒸发 Ｉ效到Ⅱ效采用板式换热器，从Ⅱ效到Ⅲ 费用为：（０．６－０．５）＊２８００００＊１００元＝２８０万元。 器而言，除了整套装置要进行正常大修外， 效采用列管式换热器；阿法拉伐板式蒸发 能保证７～８年的稳定运行，所以在运行成本 器均采用板式换热器。 ６板式蒸发器的缺点 上，列管式蒸发器更具优势。 ６．１产能的 ２设备布置比较 阿法拉伐板式蒸发器是在板式换热器 ８结语 就２８万吨／年烧碱蒸发装置而言，降膜 的基础上开发的，１９９９年在阿克苏诺贝尔工 板式蒸发器在气耗、节省装置的操作 浓缩装置由于其蒸发器是列管式的，所以设 厂正式使用，到现在还不到１０年的时间，因 空间等方面比列管式蒸发器具有更显著的 备布置垮四层楼高（成达公司设计四楼距地 此受到制造产能的。到目前为止，在国 特点，但限于产能和可靠性问题，一期我们 面约１ ８．８ｍ），而板式蒸发器只需两层的框 内运行的最大产能是河南吴华宇航公司的 还是建议采用成熟的列管式蒸发工艺；但 架，蒸发器的最高点离地面的距离仅为列管 一套１０万吨／年的装置，对于我们一期２８万 在二期，如果板式蒸发器的产能已经发展 式蒸发器的１／２－１／３，即为６．２～９．４ｍ，占地 吨／年的蒸发产能来说，如果要做成２８万吨／ 到我们的要求，装置的在高温、高浓度下垫 面积基本相同，均为ｌ１４ｍ 左右。所以在设备 年一条线，装置运行的可靠性和安全性问 片的使用寿命达到７年或以上更长时间，板 纵向布置上，板式蒸发器更节省空间。在设 题，将是制约该技术成功应用到我们项目的 式蒸发工艺将依然是我们的备选方案。 备安装方面，列管式蒸发器的蒸发管与地面 最大问题。所以如果在液碱销路没有太大问 要保持绝对的垂直，以保证碱液垂直的流入 题的情况下，可以考虑有业绩支撑的的小规 参考文献 蒸发器的管程中，目的是防止蒸发器因局部 模板式蒸发装置来代替列管式蒸发装置，但 ［１］程殿彬．离子膜法制碱生产技术．北京： 过热致使列管断裂，所以对降膜蒸发器的安 就我们一期２８万吨／年的规模而言，我们还 化学工业出版社，１９９８． 装会提出更高的要求。 是建议采用成熟的列管式蒸发装置。 ［２］方度．氯碱工艺学【Ｍ】．北京：化学工业 ６．２比较低的△ｔ 出版社，１９８９． ３设备投资比较 由于板式蒸发工艺在蒸发器的后面接 ［３］谭天恩．化工原理【Ｍ】．北京：化学工业 经过对蒸发工段初步设备（不包括仪表 有气液分离器，所以蒸发器在运行时受到 出版社，１９９０． 和阀门）概算，设备购置约为２８００万元，而阿 分离器的影响：分离器有液位时会使蒸发 法拉伐给的一次性报价为３０００万元左右（包 器内压力增大，使碱液的沸点升高，所以△ 括仪表和阀门），所以板式蒸发器在一次性 ｔ降低。但它有个显著特点是压力降较低， ①作者简介：程玉进（１９８１～）：男，安徽桐城人，大学本科，２００５年毕业于安徽理工大学化学工程与工艺专业，现于安徽华塑股份有限公 司从事技术工作。 １ ６ 科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ
