氧化铝厂母液蒸发与结晶碱分离设计(design of sepnt liquar evAPOration and separation for alumina refinery)

在氧化铝厂生产过程中分解母液(铝酸钠溶液经分解、分离氢氧化铝后的溶液)浓缩，脱除杂质的工艺设计。种分母液在蒸发过程中析出碳酸钠、硫酸钠等结晶(单纯采用拜耳法时种分母液还将析出草酸盐等)，需设置结晶碱和盐类的分离设施，处理后的母液返生产系统重复使用。碳分母液蒸发后用于配制生料浆，不设结晶碱分离设施。母液蒸发的目的为了平衡生产系统水量。

设计主要内容包括：工艺流程、设备选择，设备配置和主要技术指标。

工艺流程   母液蒸发一般采用饱和蒸汽间接加热，在密闭容器内进行。容器内设有加热管，母液引入容器的加热管内，然后往容器中通入蒸汽。母液在蒸发过程中产生二次蒸汽，同时析出结晶碱。为提高蒸汽效率，一般采用将多个容器串接在一起的连续作业，称为多效蒸发。多效蒸发后母液送多级(一般为二级)闪蒸罐，然后沉降、分离结晶碱。

种分母液蒸发及结晶碱分离工艺流程如图。

设备选择   母液蒸发用主要设备有：预热器、蒸发器和闪蒸罐(亦称自蒸发器)等。预热器多用列管式热交换器。常用蒸发器型式有外热式自然循环蒸发器、强制循环蒸发器和膜式蒸发器。(1)外热式自然循环蒸发器，结构较简单，加热室清理、检修方便，适用于不析盐或析盐量较少的蒸发过程。(2)强制循环蒸发器，结构较复杂，动力消耗较大，物料在加热管内借助外来动力加速循环，循环速度和传热系数均高，适用于析盐量较大的蒸发过程。(3)膜式蒸发器，又称单程蒸发器，有升膜、降膜两种，溶液受热时间短、蒸发速度快、传热系数高，适用于热敏性和易生泡沫的物料，不适用于有固体析出的物料。闪蒸罐多用立式中空圆筒形结构。

结晶碱分离设备一般用单层沉降槽与圆筒真空过滤机配套作业。根据母液成分和结晶碱粒度亦可选用离心机。

技术特点与设备配置   主要为：(1)蒸发系统属湿、热作业，蒸发器组、自蒸发器等设备可露天或敞开式布置，采用封闭布置时应有良好的通风降温条件。蒸发器组设备较大，多组并列布置时，每两组中间应设有通风流道及设备安装、检修通道。(2)沉降槽和原液、母液槽均露天布置，露天布置场地应考虑雨水与污水分流设施。(3)厂房建筑结构及地坪，应防碱腐蚀。为保证出料通畅，沉降槽应布置在自蒸发器出料口附近。(4)蒸发母液为浓度高的热碱液，操作岗位附近要设淋浴，作为碱液伤人时的应急冲洗设施。

主要技术指标   种分母液蒸发流程的主要技术指标为：

(1)凝结水含碱

I效蒸发器≤0．01g／L

其它效蒸发器≤0．03g／L

(2)水冷器进、出水含碱差<0．5g／L

(3)每吨蒸发水新蒸汽消耗0．27～0．45t