氢氧化铝生产用母液蒸发器.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201310076459.5

申请日:

2013.03.11

公开号:

CN104043256A

公开日:

2014.09.17

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):B01D 1/00申请公布日:20140917|||实质审查的生效IPC(主分类):B01D 1/00申请日:20130311|||公开

IPC分类号:

B01D1/00; B01D1/30; C01F7/04

主分类号:

B01D1/00

申请人:

焦作东方海纳科技发展有限公司

发明人:

刘晓庆

地址:

466200 河南省焦作市中站区西部工业集聚区经二路与纬五路交叉口东南角

优先权:

专利代理机构:

广州天河互易知识产权代理事务所(普通合伙) 44294

代理人:

张果达

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内容摘要

本发明涉及蒸发器领域,具体涉及一种氢氧化铝生产用母液蒸发器,包括分离室,所述分离室侧面设置分离室蒸汽出口,所述分离室入口连接一石墨换热管,所述石墨换热管设置在一钢壳内,所述石墨换热管由多个石墨块通过碳钢拉杆紧密连接组成,相邻的石墨块之间设置有密封垫片;所述石墨块内设置有至少两个平行的孔道,相邻的两石墨块内的孔道首尾相接从而连通,形成石墨换热管的物料通道;所述钢壳顶部设置一上盖,所述上盖顶部中间设置溶液进口,所述石墨换热管入口设置液体分配器,所述分离室侧面设置有蒸汽出口,所述钢壳下部一侧设置冷凝水出口,所述钢壳上部一侧设置一蒸汽入口。本发明具有耐腐蚀性好、导热性好、设备寿命和运行率高、热效率高、节约能源的优点。

权利要求书

1.  一种氢氧化铝生产用母液蒸发器,包括分离室(1),所述分离室(1)侧面设置分离室蒸汽出口(11),其特征在于:
所述分离室(1)入口连接一柱形的石墨换热管(2),所述石墨换热管(2)设置在一钢壳(3)内,所述石墨换热管(2)由至少两个石墨块(4)通过碳钢拉杆(5)紧密连接组成,相邻的石墨块(4)之间设置有密封垫片(6);所述石墨块(4)内设置有至少两个平行的孔道(7),相邻的两石墨块(4)内的孔道(7)首尾相接从而连通,形成石墨换热管(2)的物料通道(15);
所述钢壳(3)顶部设置一上盖(8),所述上盖(8)顶部中间设置溶液进口(14),所述石墨换热管(2)入口设置液体分配器(9),所述分离室(1)侧面设置有蒸汽出口(11),所述钢壳(3)下部一侧设置冷凝水出口(10),所述钢壳(3)上部一侧设置一蒸汽入口(12),蒸汽从所述蒸汽入口(12)进入到钢壳(3),对石墨换热管(2)内的物料通道(15)内通过的物料进行加热。

2.
  如权利要求1所述氢氧化铝生产用母液蒸发器,其特征在于: 
所述分离室(1)入口设置一壳体法兰(13),所述石墨换热管(2)从所述壳体法兰(13)中部通过,所述钢壳(3)与所述壳体法兰(13)连接。

3.
  如权利要求1所述氢氧化铝生产用母液蒸发器,其特征在于:
所述石墨块(4)之间通过横向及竖向设置的多个碳钢拉杆(5)紧密连接。

说明书

氢氧化铝生产用母液蒸发器
技术领域
本发明涉及蒸发器领域,尤其涉及一种氢氧化铝生产用母液蒸发器。
背景技术
氢氧化铝行业铝酸钠循环母液蒸发浓缩工序现多采用多效(五效或六效)列管式降膜蒸发器组及强制循环效工艺。母液蒸发工序是耗能大户,其能耗占整个系统的30—50%。
高温高浓度铝酸钠母液在蒸发过程中易产生碳酸钠、硫酸钠及硅酸盐结疤等,极大地影响蒸发机组的传热效率。常规的结垢清除分化学除垢和机械除垢两种方式。机械除垢使用高压射流方法,需停机处理,清疤过程不彻底。化学除垢指机组的定期水洗和硫酸酸洗,会对碳钢换热管壁造成一定腐蚀,管壁粗糙,加剧了下一个生产周期过程中的二次结垢。
同时,高温高浓度的铝酸钠母液对钢制设备形成碱脆腐蚀,铝酸钠母液蒸发过程中的碱浓度(>10%)、温度(沸点蒸发)、应力(承压设备,≤0.6Mpa)等正好满足碱脆条件,加之设备焊接、胀接加工形成的缝隙更易造成碱液的富集浓缩,加重了碱脆的发生。
从而蒸发机组承受着酸腐蚀和碱脆双重腐蚀以及结垢对传热、汽耗的影响,轻则堵管,重则报废整体更新。更换采用不锈钢管材一则成本太高,二则母液成分复杂,其中的氯离子仍存在对不锈钢材质的腐蚀。更换采用耐热浓碱液的蒙乃尔合金则成本更高,且仅能解决碱脆问题,结垢堵管仍不可避免。
发明内容
本发明要解决的问题是现有的蒸发器易堵管、热效率低、成本高、寿命短的缺陷,提供一种氢氧化铝生产用母液蒸发器,其热效率高、成本低、寿命长、不会出现堵管现象。
本发明实施例所述氢氧化铝生产用母液蒸发器,包括分离室,所述分离室侧面设置分离室蒸汽出口,所述分离室入口连接一柱形的石墨换热管,所述石墨换热管设置在一钢壳内,所述石墨换热管由至少两个石墨块通过碳钢拉杆紧密连接组成,相邻的石墨块之间设置有密封垫片;所述石墨块内设置有至少两个平行的孔道,相邻的两石墨块内的孔道首尾相接从而连通,形成石墨换热管的物料通道;所述钢壳顶部设置一上盖,所述上盖顶部中间设置溶液进口,所述石墨换热管入口设置液体分配器,所述分离室侧面设置有蒸汽出口,所述钢壳下部一侧设置冷凝水出口,所述钢壳上部一侧设置一蒸汽入口,蒸汽从所述蒸汽入口进入到钢壳,对石墨换热管内的物料通道内通过的物料进行加热。
所述分离室入口设置一壳体法兰,所述石墨换热管从所述壳体法兰中部通过,所述钢壳与所述壳体法兰连接。
所述石墨块之间通过横向及竖向设置的多个碳钢拉杆紧密连接。
本发明所述氢氧化铝生产用母液蒸发器,有益效果是:
选用更适应于氢氧化铝生产工况条件的石墨材料,因石墨的耐腐蚀高于普通碳钢1倍以上,导热性5倍以上,解决了强碱腐蚀问题,提高了设备的寿命和运行率;将列管式换热器改为蜂窝状的圆块式换热器,减少了物料与冷(热)介质窜料的概率,提高了生产效率;热效率高出钢结构同类设备2-3倍,有效地节约了能源。                                 
附图说明
     图1为本发明实施例氢氧化铝生产用母液蒸发器局部剖视图;
图2为本发明实施例氢氧化铝生产用母液蒸发器石墨换热器局部剖视图;
图3为本发明实施例氢氧化铝生产用母液蒸发器的石墨换热管结构示意图;
     其中:
   1、分离室              2、石墨换热管        3、钢壳
   4、石墨块              5、碳钢拉杆          6、密封垫片
   7、孔道                 8、上盖             9、液体分配器
   10、冷凝水出口         11、蒸汽出口         12、蒸汽入口
   13、壳体法兰           14、溶液进口          15、物料通道  
   16、支座  
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
实施例:
本实施例提供一种氢氧化铝生产用母液蒸发器,如附图1所示,包括一锥形的分离室1,分离室1通过支座16固定,分离室1入口设置一壳体法兰13,一柱形钢壳3从壳体法兰13中部通过,从而钢壳3与壳体法兰13连接,钢壳内设置柱形的石墨换热管2,石墨换热管2下部置于分离室1内。
如附图2所示,石墨换热管2由多个石墨块4通过横向及竖向设置的多个碳钢拉杆5紧密连接组成,相邻的石墨块4之间设置有密封垫片6,防止出现空隙漏气。如附图3所示,每个石墨块4内设置有多个平行的孔道7,互相连接的相邻两石墨块的孔道7首尾相接连通,从而形成石墨换热管2的物料通道15。
如附图1或2所示,钢壳3顶部设置一上盖8,上盖8顶部中间设置溶液进口14,石墨换热管2的入口设置液体分配器9,用以均匀地将从溶液进口14流入的液体分配到石墨换热管2内。分离室1侧面设置有蒸汽出口11,钢壳3上部一侧设置一蒸汽入口12,蒸汽从蒸汽入口12进入到钢壳3内,对石墨换热管2内的物料进行加热。钢壳下部一侧设置一冷凝水出口10,钢壳3内的蒸汽冷凝成水从冷凝水出口10流出,物料受热产生的蒸汽从蒸汽出口11排出。
工作时,待加热液体物料从溶液进口14流入石墨换热管2,通过液体分配器9均匀分配后,流入各个物料通道15内,蒸汽从蒸汽入口12进入钢壳3,对石墨换热管2内的液体物料加热,加热后的物料从石墨换热管2下部进入分离室1,分离出物料内混合的蒸汽后,物料继续从溶液进口14进入石墨换热管2继续加热,钢壳3内的蒸汽冷却后变成冷凝水从冷凝水出口10排出,物料蒸发后产生的蒸汽从蒸汽出口11排出,从而物料浓度增大。
本发明氢氧化铝生产用母液蒸发器选用更适应于氢氧化铝生产工况条件的石墨材料,因石墨的耐腐蚀高于普通碳钢1倍以上,导热性5倍以上,解决了强碱腐蚀问题,提高了设备的寿命和运行率;将列管式换热器改为蜂窝状的圆块式换热器,减少了物料与冷(热)介质窜料的概率,提高了生产效率;热效率高出钢结构同类设备2-3倍,有效地节约了能源。
以上是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

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资源描述

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1、10申请公布号CN104043256A43申请公布日20140917CN104043256A21申请号201310076459522申请日20130311B01D1/00200601B01D1/30200601C01F7/0420060171申请人焦作东方海纳科技发展有限公司地址466200河南省焦作市中站区西部工业集聚区经二路与纬五路交叉口东南角72发明人刘晓庆74专利代理机构广州天河互易知识产权代理事务所普通合伙44294代理人张果达54发明名称氢氧化铝生产用母液蒸发器57摘要本发明涉及蒸发器领域,具体涉及一种氢氧化铝生产用母液蒸发器,包括分离室,所述分离室侧面设置分离室蒸汽出口,所述分离。

2、室入口连接一石墨换热管,所述石墨换热管设置在一钢壳内,所述石墨换热管由多个石墨块通过碳钢拉杆紧密连接组成,相邻的石墨块之间设置有密封垫片;所述石墨块内设置有至少两个平行的孔道,相邻的两石墨块内的孔道首尾相接从而连通,形成石墨换热管的物料通道;所述钢壳顶部设置一上盖,所述上盖顶部中间设置溶液进口,所述石墨换热管入口设置液体分配器,所述分离室侧面设置有蒸汽出口,所述钢壳下部一侧设置冷凝水出口,所述钢壳上部一侧设置一蒸汽入口。本发明具有耐腐蚀性好、导热性好、设备寿命和运行率高、热效率高、节约能源的优点。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利。

3、要求书1页说明书3页附图3页10申请公布号CN104043256ACN104043256A1/1页21一种氢氧化铝生产用母液蒸发器,包括分离室(1),所述分离室(1)侧面设置分离室蒸汽出口(11),其特征在于所述分离室(1)入口连接一柱形的石墨换热管(2),所述石墨换热管(2)设置在一钢壳(3)内,所述石墨换热管(2)由至少两个石墨块(4)通过碳钢拉杆(5)紧密连接组成,相邻的石墨块(4)之间设置有密封垫片(6);所述石墨块(4)内设置有至少两个平行的孔道(7),相邻的两石墨块(4)内的孔道(7)首尾相接从而连通,形成石墨换热管(2)的物料通道(15);所述钢壳(3)顶部设置一上盖(8),所述。

4、上盖(8)顶部中间设置溶液进口(14),所述石墨换热管(2)入口设置液体分配器(9),所述分离室(1)侧面设置有蒸汽出口(11),所述钢壳(3)下部一侧设置冷凝水出口(10),所述钢壳(3)上部一侧设置一蒸汽入口(12),蒸汽从所述蒸汽入口(12)进入到钢壳(3),对石墨换热管(2)内的物料通道(15)内通过的物料进行加热。2如权利要求1所述氢氧化铝生产用母液蒸发器,其特征在于所述分离室(1)入口设置一壳体法兰(13),所述石墨换热管(2)从所述壳体法兰(13)中部通过,所述钢壳(3)与所述壳体法兰(13)连接。3如权利要求1所述氢氧化铝生产用母液蒸发器,其特征在于所述石墨块(4)之间通过横向。

5、及竖向设置的多个碳钢拉杆(5)紧密连接。权利要求书CN104043256A1/3页3氢氧化铝生产用母液蒸发器技术领域0001本发明涉及蒸发器领域,尤其涉及一种氢氧化铝生产用母液蒸发器。背景技术0002氢氧化铝行业铝酸钠循环母液蒸发浓缩工序现多采用多效(五效或六效)列管式降膜蒸发器组及强制循环效工艺。母液蒸发工序是耗能大户,其能耗占整个系统的3050。0003高温高浓度铝酸钠母液在蒸发过程中易产生碳酸钠、硫酸钠及硅酸盐结疤等,极大地影响蒸发机组的传热效率。常规的结垢清除分化学除垢和机械除垢两种方式。机械除垢使用高压射流方法,需停机处理,清疤过程不彻底。化学除垢指机组的定期水洗和硫酸酸洗,会对碳钢。

6、换热管壁造成一定腐蚀,管壁粗糙,加剧了下一个生产周期过程中的二次结垢。0004同时,高温高浓度的铝酸钠母液对钢制设备形成碱脆腐蚀,铝酸钠母液蒸发过程中的碱浓度(10)、温度(沸点蒸发)、应力(承压设备,06MPA)等正好满足碱脆条件,加之设备焊接、胀接加工形成的缝隙更易造成碱液的富集浓缩,加重了碱脆的发生。0005从而蒸发机组承受着酸腐蚀和碱脆双重腐蚀以及结垢对传热、汽耗的影响,轻则堵管,重则报废整体更新。更换采用不锈钢管材一则成本太高,二则母液成分复杂,其中的氯离子仍存在对不锈钢材质的腐蚀。更换采用耐热浓碱液的蒙乃尔合金则成本更高,且仅能解决碱脆问题,结垢堵管仍不可避免。发明内容0006本发。

7、明要解决的问题是现有的蒸发器易堵管、热效率低、成本高、寿命短的缺陷,提供一种氢氧化铝生产用母液蒸发器,其热效率高、成本低、寿命长、不会出现堵管现象。0007本发明实施例所述氢氧化铝生产用母液蒸发器,包括分离室,所述分离室侧面设置分离室蒸汽出口,所述分离室入口连接一柱形的石墨换热管,所述石墨换热管设置在一钢壳内,所述石墨换热管由至少两个石墨块通过碳钢拉杆紧密连接组成,相邻的石墨块之间设置有密封垫片;所述石墨块内设置有至少两个平行的孔道,相邻的两石墨块内的孔道首尾相接从而连通,形成石墨换热管的物料通道;所述钢壳顶部设置一上盖,所述上盖顶部中间设置溶液进口,所述石墨换热管入口设置液体分配器,所述分离。

8、室侧面设置有蒸汽出口,所述钢壳下部一侧设置冷凝水出口,所述钢壳上部一侧设置一蒸汽入口,蒸汽从所述蒸汽入口进入到钢壳,对石墨换热管内的物料通道内通过的物料进行加热。0008所述分离室入口设置一壳体法兰,所述石墨换热管从所述壳体法兰中部通过,所述钢壳与所述壳体法兰连接。0009所述石墨块之间通过横向及竖向设置的多个碳钢拉杆紧密连接。0010本发明所述氢氧化铝生产用母液蒸发器,有益效果是选用更适应于氢氧化铝生产工况条件的石墨材料,因石墨的耐腐蚀高于普通碳钢1倍说明书CN104043256A2/3页4以上,导热性5倍以上,解决了强碱腐蚀问题,提高了设备的寿命和运行率;将列管式换热器改为蜂窝状的圆块式换。

9、热器,减少了物料与冷(热)介质窜料的概率,提高了生产效率;热效率高出钢结构同类设备23倍,有效地节约了能源。附图说明0011图1为本发明实施例氢氧化铝生产用母液蒸发器局部剖视图;图2为本发明实施例氢氧化铝生产用母液蒸发器石墨换热器局部剖视图;图3为本发明实施例氢氧化铝生产用母液蒸发器的石墨换热管结构示意图;其中1、分离室2、石墨换热管3、钢壳4、石墨块5、碳钢拉杆6、密封垫片7、孔道8、上盖9、液体分配器10、冷凝水出口11、蒸汽出口12、蒸汽入口13、壳体法兰14、溶液进口15、物料通道16、支座具体实施方式0012为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详。

10、细描述。0013实施例本实施例提供一种氢氧化铝生产用母液蒸发器,如附图1所示,包括一锥形的分离室1,分离室1通过支座16固定,分离室1入口设置一壳体法兰13,一柱形钢壳3从壳体法兰13中部通过,从而钢壳3与壳体法兰13连接,钢壳内设置柱形的石墨换热管2,石墨换热管2下部置于分离室1内。0014如附图2所示,石墨换热管2由多个石墨块4通过横向及竖向设置的多个碳钢拉杆5紧密连接组成,相邻的石墨块4之间设置有密封垫片6,防止出现空隙漏气。如附图3所示,每个石墨块4内设置有多个平行的孔道7,互相连接的相邻两石墨块的孔道7首尾相接连通,从而形成石墨换热管2的物料通道15。0015如附图1或2所示,钢壳3。

11、顶部设置一上盖8,上盖8顶部中间设置溶液进口14,石墨换热管2的入口设置液体分配器9,用以均匀地将从溶液进口14流入的液体分配到石墨换热管2内。分离室1侧面设置有蒸汽出口11,钢壳3上部一侧设置一蒸汽入口12,蒸汽从蒸汽入口12进入到钢壳3内,对石墨换热管2内的物料进行加热。钢壳下部一侧设置一冷凝水出口10,钢壳3内的蒸汽冷凝成水从冷凝水出口10流出,物料受热产生的蒸汽从蒸汽出口11排出。0016工作时,待加热液体物料从溶液进口14流入石墨换热管2,通过液体分配器9均匀分配后,流入各个物料通道15内,蒸汽从蒸汽入口12进入钢壳3,对石墨换热管2内的液体物料加热,加热后的物料从石墨换热管2下部进。

12、入分离室1,分离出物料内混合的蒸汽后,物料继续从溶液进口14进入石墨换热管2继续加热,钢壳3内的蒸汽冷却后变成冷凝水从冷凝水出口10排出,物料蒸发后产生的蒸汽从蒸汽出口11排出,从而物料浓度增大。说明书CN104043256A3/3页50017本发明氢氧化铝生产用母液蒸发器选用更适应于氢氧化铝生产工况条件的石墨材料,因石墨的耐腐蚀高于普通碳钢1倍以上,导热性5倍以上,解决了强碱腐蚀问题,提高了设备的寿命和运行率;将列管式换热器改为蜂窝状的圆块式换热器,减少了物料与冷(热)介质窜料的概率,提高了生产效率;热效率高出钢结构同类设备23倍,有效地节约了能源。0018以上是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。说明书CN104043256A1/3页6图1说明书附图CN104043256A2/3页7图2说明书附图CN104043256A3/3页8图3说明书附图CN104043256A。

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