发布日期：2023-03-23
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低温蒸发器在氯化钡生产上的应用
低温蒸发器在氯化钡生产上的应用
2022-05-26 15:27
苏州毅达机电工程有限公司为唐山某染化厂做了氯化钡产品制备的可行性实验，实验完成后的最终产品(BCL2)销售给北京某起重工具厂。
料液的配制
料液的配制
（1）配制料液用的氯化钡由唐山某染化厂提供的每袋25kg特级产品，其质量符合国家GB1617-79标准，即：
氯化钡(BaCl2 · H2O)含量≥98%；氯化钙含量≤0.1%：硫化物含量≤0.005%；铁含量≤0.001%；水不溶物含量≤0.10%。
（2）配制方法。把上述标准的氯化钡产品200g放人溶解槽中，再加入800g水，用压缩空气搅拌，使其全部浴懈并对配好的无色透明溶液进行测定。
波美度：21°Bé(21℃)（约等于20%质量分数）；
相对密度：1.16；
pH:7。
实验流程
蒸发器加热室的外循环管采用倾斜型。因为在试验中发现浓缩液中盐分的固型物，易于积存在循环管下部的直角部位到进加热室底部的这一连接管道上,所以把它改正斜管，改后状态如下图所示：
蒸发器加热室外循环管变化后的流程图
(a)垂直循环管 (b)倾斜循环管
实验运行过程简述
将配制好的料液泵入苏州毅达机电工程有限公司设计制造的蒸发器内约200L,由电加热水箱产生的蒸汽来加热。当200L料液的温度达到70-80℃时，便可启动压缩机，在较慢速度下(300-500r/min)运转，以促进蒸发器内料液循环。
随者料液温度的升高，慢慢加快压缩机的转速，同时减少电加热水箱中电热元件的加热功率。当料液温度达到100-102℃时，压缩机可调到1000r/min，这时即可认为进入正常运行状态。运行中要连续向蒸发器中供料以保持蒸发器液位恒定。在蒸发器内溶液浓度达到45%盐量时，就会有结晶体析出，此时应定时定量排出结晶产物，经过滤氯化钡晶体送去干燥，滤液返回蒸发器。
控制条件
（1）在蒸发运行过程中，严格控制进料量，使蒸发器内的液位始终保持恒定
（2）注意调节电加热水箱排出水的流量，以保持电加热水箱的液位恒定。
（3）控制进料速率和浓度以及压缩机转速；
进料浓度：21.5%（质量分数）； 压缩机进口压力：1kg/cm2(绝对压力)；
进料速率：220~240kg/h; 压缩机出口压力：1.52~1.62kg/cm2。
压缩机转速：1000~1100r/min；
热泵蒸发法制备氯化钡的耗能情况
见下表，是其同常规单效相比较的节能效果。
对比的常规单效蒸发器是唐山某染化厂正在生产运行蒸发装置，运行中二次蒸汽直接排到外部环境，这既浪费了热量又造成环境的热污染。常规单效蒸发法每生产1t氯化钡，要消耗5t加热蒸汽。
有关耗能的计算如下：
（1）用热泵蒸发法生产1t氯化钡产品的耗能计算，实验过程中从料液里每蒸发1t水要消耗的电能为：[（11.99+8.75）/220.3]×1000=93.7kW · h/t
用热泵蒸发法从料液中每蒸出4t水，才能制备1t氯化钡产品。所以生产1t氯化钡产品的耗能为：93.7x4=374.8kW · h/t
折合成热量为：374.8×3600=1349280(kJ/t)(1kW · h=3600kJ)。
（2）唐山某染化厂用的常规单效蒸发法每生产1t氯化钡产品，要消耗5t加热蒸汽，按此其耗热量为：
1kg蒸汽的汽化热为：640kcal×4.18=2675.2(kJ/kg)；
5t加热蒸汽总热量为：2675.2×5000=13376000(kJ)。
（3）制备氯化钡的热泵蒸发同常规单效蒸发耗能的比较
1349280/13376000=0.10=10%
即在生产1t氯化钡产品的过程中，热泵蒸发法的耗能仅为常规蒸发法的10%，也就是说可节约90%的能量。
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