专利名称：一种液碱蒸发浓缩装置的制作方法
技术领域：
实用新型涉及液碱蒸发浓缩装置，尤其是一种生产高含量如73％Wt固碱的外热式蒸发浓缩装置。
背景技术：
目前国内外73％Wt含量固碱生产一般采用二种方法，一种是采用铸铁锅直接接火加热蒸煮液碱熬制，通过加热使水分蒸发冷却得固碱，如传统的双锅法和中国专利95105945改良的双锅法等；其二是采用升膜蒸发器、降膜蒸发器组合装置连续生产固碱。前者不仅工艺陈旧，生产能力低，占地面积大，不便于机械化、自动化作业，工人劳动强度大，操作环境差，且对环境污染大；而且高浓度液碱对锅体腐蚀强，蒸煮锅使用寿命短，需经常频繁更换。后者升膜、降膜蒸发器组合生产固碱装置，不仅操作工艺复杂，而且生产过程需分二步进行，生产能力低，升膜蒸发器只能用于将45％左右的液碱浓缩处理至60％左右浓度，降膜蒸发器则用于处理60％左右液碱浓缩至73％左右；而且浓度大于60％的液碱蒸发浓缩，需要高温熔盐作加热载体，所需熔盐加热装置复杂，同时由于加热温度较高，对降膜蒸发器材质耐腐蚀性要求较高；再就是高温浓碱液在升膜、降膜蒸发器中循环，需附加泵送，因此对泵要求极高，这些均使得蒸发设备投资巨大。
发明内容
实用新型的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种浓缩效率高，设备投资成本低，可机械化自动操作，对环境污染少的液碱蒸发浓缩装置。
实用新型目的实现，主要改进是采用热效率高的列管加热器和蒸发罐并联构成循环蒸发回路，使碱液中水分在循环加热得到蒸发，从而得到高含碱量例如72-74％的浓缩碱液，排出冷却得固碱。具体说，实用新型液碱蒸发浓缩装置，包括液碱加热装置和蒸发罐，其特征在于所说蒸发罐有顶上部带排汽口的上蒸发段和底部带排液口的下循环段组成，所说液碱加热装置为列管加热器，与蒸发罐下循环段并联形成液碱循环加热。
实用新型为有利逸出水蒸汽的排出，提高浓缩生产效率，蒸发段顶上部排汽口较好接有抽真空负压源，通过抽真空形成负压使蒸发水蒸汽得到及时排出。为保证液碱循环高效加热，所说列管加热装置上部出液管与蒸发罐的连接，一种较好是将出液口设计成开口朝下的马蹄口或喇叭状结构，这样更有利于加热液碱的自然循环，及升华水汽的蒸发。为避免在蒸发排汽过程中带出碱液泡沫，造成碱的损失浪费，蒸发罐上部(排汽口前)设有汽液分离装置，一种典型的如下位略小于罐径的开口大喇叭罩和上位较小的平板或封闭喇叭盖组成的二级汽液分离装置。随水蒸汽上升的碱液泡沫通过开口喇叭罩时，泡沫遇到喇叭环边阻挡转向沿壁下滑返回，水蒸汽则通过喇叭口上升，夹带的少量泡沫再次遇上部平面，泡沫撞击后则沿下层喇叭口外壁返回，水蒸汽则继续绕过该平面上升排出，二级汽液分离有效阻止了碱液泡沫随蒸汽排出，从而避免了蒸发浓缩造成碱成份的损失。液碱进料口，一种较好方式是设置在蒸发罐蒸发段上部，通过下伸给料管伸至蒸发罐下循环段，这样可使加入的液碱在进入循环加热时能得到初步预热，避免冷的液碱直接加入影响正常热循环和水分蒸发。給料管出口，一种较好是与列管加热器出料口大致齐平，如下伸过低进入循环段上部碱液沸腾区，补给温液会影响水蒸汽的蒸发；上抬过高，补给温液也会使已蒸发溢出的水汽，遇冷液冷凝返回循环区，降低蒸发浓缩效率。蒸发罐循环段底部，一种较好为采用收口缩颈结构，例如喇叭口朝上的收口及下接缩颈管组合的倒漏斗结构，这样可以防止循环液碱壁流，达到液碱的完全循环，避免浓液碱局部结疤。
实用新型液碱蒸发浓缩装置，由于采用高热效率的列管加热器和蒸发罐下段并联构成循环蒸发回路，以及利用物料在加热过程中自身形成的密度差产生推动力形成自然循环，使稀液碱中水分在循环加热得到蒸发，以得到高固含量浓度如73％Wt左右的液碱，放出冷却即得固碱。较已有技术不仅具有传热效率高，蒸发强度大，生产效率高，自然循环，不需外加送循环动力，尤其是列管加热，毋需火焰或熔盐，可使用低压蒸汽热源，生产能耗小，浓缩成本低，并且低的加热还可减缓高浓度液碱对设备的腐蚀，设备绝大部分可以采用普通不锈钢制作，节省了昂贵的镍材，设备成本低，投资省；而且操作简单，工作环境好，对环境无污染，并有利于实现设备大型化、生产连续化和控制自动化。实用新型蒸发浓缩装置，可以将低浓度如50％的液碱一步浓缩至高浓度如73％左右，只需合理控制进料流量、真空度、蒸汽加热温度等，即可实现高效自动连续生产。且排汽真空还有利于降低液碱的沸点，提高蒸发效率。
以下结合一个具体实施方式
，进一步说明实用新型结构和工作过程，但实施例具体结构不是对实用新型的限定。
附图为实用新型一个较佳实施例装置结构示意图。
具体实施方式
实施例参见附图，实用新型液碱蒸发浓缩装置，由上下连通的上部蒸发段1.1和下部循环段1.2组成的蒸发罐1，及通过循环连接管4和7并联在循环段的管式加热器5组成。其中加热器出液口8呈开口朝下的马蹄口，设置于循环段截面中部，循环段下底部为由倒置喇叭1.3和缩颈管段1.4组成的漏斗结构。蒸发段上部有进液口2，通过给料管2.1使出口2.2下伸至与上循环管4马蹄出口大致平行位置，进液口上部有略小于蒸发罐径的开口大喇叭3.2和上部较小的封闭喇叭3.1组成的二级汽液分离装置，上部为蒸汽出口，与抽真空负压源相连。浓缩液碱出口6设置在循环管7上。
稀液碱如50％浓度经进料口2、给料管2.1、出料口2.2加入蒸发罐下循环段1.2，列管加热器5壳程采用0.6Mpa蒸汽加热，液碱在管程加热，形成向上流自然循环。蒸发罐内碱液经循环加热，液料沸腾，水蒸汽溢出液面，进入上部蒸发段，在抽真空负压作用下，一方面液碱沸点降低，另一方面加速了溢出蒸汽的排出。水蒸汽及碱沫上升，经上部汽液分离装置二次分离，碱沫返回罐内，水蒸汽排出，达到浓缩目的。随着蒸发量增加，蒸发罐内液面下降，适时补充碱液，使碱液基本保持在循环管马蹄口附近。蒸发浓缩达所需浓度，开启底部排液口阀门排出浓缩液碱，自然冷却后经切片机切片得固体片碱。
实用新型还可以采用其结构的汽液分离装置，以及将马蹄口改为喇叭口，浓缩液碱出口设置在循环段底部，循环段底部其它缩颈结构等，一些非实质性改动均属实用新型保护范围。
权利要求1.一种液碱蒸发浓缩装置，包括液碱加热装置和蒸发罐，其特征在于所说蒸发罐有顶上部带排汽口的上蒸发段和底部带排液口的下循环段组成，所说液碱加热装置为列管加热器，与蒸发罐下循环段并联形成液碱循环加热。
2.根据权利要求1所述液碱蒸发浓缩装置，其特征在于所说蒸发段排汽口与抽真空负压源相联。
3.根据权利要求1或2所述液碱蒸发浓缩装置，其特征在于所说列管加热器上循环管出液口为开口向下的马蹄或喇叭形。
4.根据权利要求3所述液碱蒸发浓缩装置，其特征在于所说蒸发段上部出汽口前有汽液分离装置。
5.根据权利要求4所述液碱蒸发浓缩装置，其特征在于所说汽液分离装置为开口朝下大喇叭和上部小挡板组成。
6.根据权利要求3所述液碱蒸发浓缩装置，其特征在于进料口设置在蒸发罐上部，通过一下伸的加料补液管，使出口与列管加热器出料口大致齐平。
7.根据权利要求3所述液碱蒸发浓缩装置，其特征在于所说下循环段底部为收口缩颈结构。
8.根据权利要求7所述液碱蒸发浓缩装置，其特征在于所说收口缩颈为倒置喇叭和缩颈管段组成的漏斗结构。
专利摘要本实用新型涉及液碱蒸发浓缩装置，尤其是一种生产高含量如73wt％固碱的外热式蒸发浓缩装置，其特征是蒸发罐有顶上部带排汽口的上蒸发段和底部带排液口的下循环段组成，所说液碱加热装置为列管加热器，与蒸发罐下循环段并联形成液碱循环加热。本实用新型具有传热效率高，蒸发强度大，生产效率高，自然循环，不需外加送循环动力，尤其是列管加热，毋需火焰或熔盐，可使用低压蒸汽热源，生产能耗小，浓缩成本低，并且低的加热还可减缓高浓度液碱对设备的腐蚀，设备绝大部分可以采用普通不锈钢制作，节省了昂贵的镍材，设备成本低，投资省；而且操作简单，工作环境好，对环境无污染，并有利于实现设备大型化、生产连续化和控制自动化。本实用新型蒸发浓缩装置，可以将低浓度如50％的液碱一步浓缩至高浓度如73％左右，只需合理控制进料流量、真空度、蒸汽加热温度等，即可实现高效自动连续生产。
文档编号B01D1/00GK2651227SQ20032011006
公开日2004年10月27日 申请日期2003年10月7日 优先权日2003年10月7日
发明者李庆生, 贺小华, 尹侠, 邵新华, 李爱军 申请人:南京工业大学, 江苏南方涂装环保股份有限公司