一、项目摘要
蒸发器作为物料浓缩设备在诸多行业广泛使用。本公司针对氧化铝行业铝酸钠溶液蒸发现有设备与技术所存在的问题进行深入研究，研制开发出铝酸钠溶液低能耗七效二段法分段蒸发技术。
目前世界范围内氧化铝生产母液（铝酸钠溶液）蒸发，有三效自然循环蒸发器组、四效自然循环蒸发器组、五效自然循环蒸发器组，五效降膜蒸发器组、六效降膜蒸发器组，老的生产线大部分采用三效、四效、五效作业，老厂新建扩建生产线采用六效作业。三效蒸发器组作业的蒸汽消耗达0.5~0.6t汽/t水，四效蒸发器组作业达0.45~05汽/t水，六效蒸发器组作业的汽耗达0.3~0.35t汽/t水。汽耗较高，造成生产成本高。
现有降膜蒸发器的缺点是：
1、加热室和分离室上下一体。加热室插入分离室中占据了大部分分离空间。从而造成汽液分离空间小，分离路程短，空塔汽速高，汽液分离不充分，冷凝水含碱量高，大量的不合格冷凝水给生产带来一系列问题。
2、蒸发器的分布器是多个伞形分配头将物料分布。这种分布器不能把全部物料分布到列管的孔桥间，大部分物料直接落入到列管中部，物料不受热、不蒸发直接进入加热室下部的分离室。传热效果差，增加了循环泵的动力和蒸汽的消耗。
3、闪蒸器设计不合理，降温效果差，对降低气耗的作用不明显。
4、蒸发器的效数和流程没有达到最佳的节能模式，直接影响了节能降耗。
我公司开发出的新型分体式七效二段节能蒸发器，同样蒸发量的蒸发器整体投资略高于一体式六效降膜蒸发器，但运行节约能源30%以上。采用了新型分体式七效降膜蒸发器后，汽耗每一吨蒸水0.18-0.22t汽（目前世界上氧化铝生产所用蒸发器，汽耗最好的也在每一吨蒸水/0.28t汽以上）蒸发器液面、闸阀（气动）、蒸发回水可全部自控。蒸发器冷凝水合格率为100%。该技术是我公司自主开发的具有自主知识产权的专有技术。
二、项目的意义和必要性
随着能源价格的不断上涨，当前氧化铝行业竞争日益激烈。面对原料、材料、能源涨价的现状，作为能耗占成本近一半的氧化铝行业，节能降耗尤为重要与迫切。降低能耗、提高能源利用率成为降低成本的最有效途径。目前氧化铝生产中的蒸汽消耗，蒸发工序约占总汽耗的30-50%，因此，如何降低蒸发汽耗，对氧化铝生产的节能降耗具有重要意义。因此，研究开发高效节能蒸发技术与设备是氧化铝行业生存与发展的需要，市场需求量很大。
在此背景下，依据市场的需求，我公司组织技术人员攻关，研制开发了适应氧化铝生产所需要的七效二段法节能蒸发器。该蒸发器如果在氧化铝行业推广应用，按我国氧化铝产能目前每年5000万吨算，将每年可节约2000—3000万吨蒸汽，按现行价格计算节约资金24~36亿人民币。本项目的推广应用，不仅可产生巨大的经济效益，而且可起到显著的环保社会效益。符合国家鼓励支持的可持续发展产业政策。
三、项目的主要技术特点和创新点
该降膜蒸发器是采用加热室和分离室分体布局，二次蒸汽切向螺旋式进入分离室，起到两次汽液分离的作用，分离空间也比一体式蒸发器大，汽液分离充分。布膜器采用多层筛板结构定位固定使物料均匀分布在管板孔桥上，溢流进入列管内壁，布膜均匀。加热室进汽处采用膨胀环，膨胀环与内挡板筒体形成夹套，使汽流环向均匀分布轴向流入加热室大大减少汽流对列管的冲击，同时膨胀环能减少温差应力对设备的破坏。
蒸发器组采用七效分体式降膜蒸发器，五级闪蒸器分两段蒸发，逆流操作流程。第一段蒸发由VII效、VI效组成，第二段由V、IV、III、II、I效和五级闪蒸组成。第一段蒸发物料（蒸发原液）由VII效进，VI效出；第二段蒸发物料（蒸发原液）由V效进，依次经IV、III、II、I效和五级闪蒸出料。两段蒸发的出料均进蒸发母液槽混合。
四、项目预期的经济、社会、环境效益分析
经济效益分析：
效益计算仅就节约蒸汽一项计算：
新开发的新型布膜器、高效闪蒸汽、新型七效二段式蒸发器的汽耗0.2吨汽/吨水，而六效一体式蒸发器汽耗最低仍有0.3吨汽/吨水，每蒸发一吨水可节汽0.1吨汽，年产100万吨氧化铝要用2套240t/h蒸发器，按投用一套来计算，设备运转率按90%、每吨蒸汽按130元计，每年节约蒸汽的价值约0.1Χ240Χ8760Χ0.9Χ130=2460万元。
社会效益分析：该技术装置在氧化铝厂每投用一套，每小时可节汽24吨，相当于少投用一台20t/h的煤粉锅炉，减少了对周围环境粉尘及烟气的排放，具有显著的社会效益。
开发单位：河南省九冶化工设备有限公司
项目负责人：巨立让
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