1997年第7期抓碱工业三效顺流蒸发工艺的模拟计算王小舟(湖南株洲烧碱厂412005)摘要提出了一种三效顺流蒸发工艺生产过程中各种参数的计算方法,基于生产实际情况,着重分析各种外界条件,如进料浓度、温度、加热蒸气压力、末效蒸发室压力等因素的变化对产量、汽耗等参数的影响,以便能找到一组最佳的操作条件,并对实例进行计算,结果与实际情况基本相符。关键词三效顺流蒸发模拟计算参数。前言如析盐量等,计算偏差较大蒸发是典型的化工单元操作,是烧碱生本文通过对蒸发过程的分析,建立三效。产最重要的环节之一电解液蒸发过程中参顺流蒸发工艺的模型,并对实例进行计算,对。数多,流量组成变化大,部分参数不易确定,影响生产的因素加以讨论。计算困难在以往的一些模拟计算中,多以1数学模型,,。设计为服务对象对生产指导性不强而且对(l)三效顺流蒸发工艺示意图如图1过程加以简化,忽略过程中一些重要的参数,x一y一tl图1(2)符号说明XiP物料中NaOH浓度kg/kgfi物料流童kg/htvi蒸汽温度℃蒸汽压强MPa氯碱工业1997年第7期、,Yi物料中NaCI浓度kg/kg»各效采盐及时完全析出盐不进入下·。Ki传热系数U/mZh.℃一效,。ti物料温度℃Si传热面积m“¼生产过程连续稳定4能量以lh为基gi析出盐量kg/hLi效体热损指数()衡算(准)1热室入的热量mi加热蒸汽量kg/hHi物料烩值kJ/kg)加传Qii=K11tvi一ti1一1i十,Q5()()m蒸发量kg/h2)消耗蒸汽量巩HEi物料中碱的烩值kJ/kglm=Qi/△HPi(1一2)i入hQ加热室传的热量kJ/..△HPi=253881一29093tvi〔l〕HFi物料中盐的烩直kJ/kg1一3HPi水的烙值kJ/kg()、i,,3)水蒸汽温度tv下标i=123分别表示一二万三效.tvi=3826/(9358一InPi)一228[2]状态一i二O表示物料为进料状态(14)二4:1Pw给定的末效压力MPa)蒸发水量m..十,+一.,L.,.Xw给定的出料浓度kg/kgm=(QifiHifH)/△HPi一(3)假设(l5).·一+3,。i=4191XiHiYiHFi[]¹物料按图1流动无额外损失和增加H[()E〕。º各效水蒸汽及冷凝水处于饱和状态(1一6).......·HEi=(9475Xi4一14i42Xi3+6578Xi2一1245Xi+09515)(ti+1778+15258Xi4+..一一2415Xi37363Xi2+75Xi1909)(l一7)..·HFi=02043ti+35910stlZ(1一8)、HEiHF:单位keal/kg十、、5)碱液蒸汽压P:与温度ti浓度XiY;关系:.....十.·324lgPi;=4107一(17582+0530721)/(t:一11744一02744421一082()71021)[](l一9)21=100Xi/(Xi一Yi)(1一10)(5)物料衡算(以1h为基准),,,,+,在某一效中进料参数xiY;fi是已知的蒸发水量mi;可以通过能量衡算求出该效中十,十,.,,.+,、。X,Y.9Lf:为未知分别对NaCINa()H及总量衡算·t·tfiXi=f+;X十,(2一l)··.、,fiYi二f十;Y;十g,(2一2).、十十fi二f,+91l十mL(2一3)、,在一定的温度t、,及碱浓度X!下盐饱和浓度Y;、;为:....,..,十十.+·.、looy,=(26277一79724x;一834s2x子,+46646x尹,一37622X尹+:+010063Xi,t;...+十··十一一()13269x子;tl+0139lo3t{L一0292310’ti,)〔,,(24)、、:、..*由2一2一22一3可推出:Y一1一(fi一f1Yi一m+.)X:/fiXi(2一5)1997年第7期氯碱工业,,将2一5代入2一4中可得从以上计算可以看出提高加热蒸汽压十、A川+,+Bx矛+,+ex子,+nXi;+E=0力,提高一效进料温度,降低末效蒸发室压力。,,形式的多次方程可用牛顿二分法求解出及提高电解液浓度都能提高蒸发产量降低。,、其在0一1之间的解再代入2一1忍一22一蒸汽消耗,,。3可得出Yi+;91+,f、、;的值(l)提高加热蒸汽压力可以增加传热温,,十,、,差也能使物料处于良好的沸腾状态增加传如果91,<0则