專利名稱：一種用于三段降膜燃煤法制堿的制堿裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氯堿制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于三段降膜燃煤法制堿的制堿裝置及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中用于將濃度為50%的原料堿溶液蒸發(fā)濃縮成99%的固體堿所采用的工藝方法之一是三段降膜燃煤法，三段降膜燃煤法是采用燃煤作為加熱燃料，結(jié)合三段降膜蒸發(fā)工藝的制堿方法。其制堿裝置包括構(gòu)成蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的一效降膜蒸發(fā)器、二效降膜蒸發(fā)器、最終濃縮器、片堿機(jī)以及包括燃煤熔鹽爐的燃煤熔鹽爐裝置和0. 6^0. SMPa的生蒸汽系統(tǒng)。其制備方法是利用生蒸汽系統(tǒng)產(chǎn)生的生蒸汽對一效降膜蒸發(fā)器和二效降膜蒸發(fā)器中堿液進(jìn)行加熱濃縮，經(jīng)一效降膜蒸發(fā)器濃縮后的堿液用堿泵輸入二效降膜蒸發(fā)器，二效降膜蒸發(fā)器濃縮后的堿液用堿泵輸入最終濃縮器，最終濃縮器以熔融鹽作為傳熱介質(zhì)實現(xiàn)最終濃縮，熔融鹽由燃煤熔鹽爐將鹽溶液加熱、脫水并形成熔融狀態(tài)，熔融鹽在最終濃縮器及燃煤熔鹽爐裝置內(nèi)循環(huán)。顯然易見的是，在建造制堿裝置時，不僅需要建造一套蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，而且還需要建造一套生蒸汽系統(tǒng)，與此同時，蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的燃煤熔鹽爐裝置制備熔融堿的余熱未得到充分利用，造成資源浪費。采用前述制堿裝置及制堿方法將50%的原料堿溶液蒸發(fā)濃縮成99%的固體堿，經(jīng)實際統(tǒng)計核算，制堿生產(chǎn)IOOOKg固體堿，需消耗 0. 6 0. 8MPa的生蒸汽310Kg，煙煤(Q彡4700Kcal/kg)耗量310Kg。為此，需要改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于三段降膜燃煤法制堿的制堿裝置，該裝置充分利用燃煤熔鹽爐裝置排出的余熱生產(chǎn)蒸汽，省去了生蒸汽系統(tǒng)，節(jié)省了投資，減少了能源消耗，降低了生產(chǎn)成本。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。一種用于三段降膜燃煤法制堿的制堿裝置，包括一效降膜蒸發(fā)器、二效降膜蒸發(fā)器、設(shè)有降膜管和成品分離器的最終濃縮器、設(shè)有燃煤熔鹽爐的燃煤熔鹽爐裝置、片堿機(jī)， 一效降膜蒸發(fā)器、二效降膜蒸發(fā)器之間設(shè)有第一堿液泵，二效降膜蒸發(fā)器和降膜管之間設(shè)有第二堿液泵，所述燃煤熔鹽爐裝置還包括余熱鍋爐，余熱鍋爐的熱源進(jìn)口與燃煤熔鹽爐的余熱出口連通；余熱鍋爐的蒸汽出口與所述二效降膜蒸發(fā)器的蒸汽進(jìn)口接通，余熱鍋爐的冷水進(jìn)口通過冷凝水泵和冷凝水罐與二效降膜蒸發(fā)器的出水管連通；所述一效降膜蒸發(fā)器的第一蒸汽進(jìn)口與成品分離器的蒸汽出口接通；所述一效降膜蒸發(fā)器還設(shè)有第二蒸汽進(jìn)口，二效降膜蒸發(fā)器設(shè)有二次蒸汽出口，二次蒸汽出口與所述一效降膜蒸發(fā)器的第二蒸汽進(jìn)口接通。采用本發(fā)明的制堿裝置制堿時，余熱鍋爐的蒸汽用于二效降膜蒸發(fā)器的蒸發(fā)濃縮；一效降膜蒸發(fā)器利用成品分離器提供的蒸汽進(jìn)行發(fā)濃縮，一效降膜蒸發(fā)器還利用二效降膜蒸發(fā)器結(jié)余的二次蒸汽進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，不需設(shè)置生蒸汽系統(tǒng)，不僅節(jié)省了投資、節(jié)省了蒸汽生產(chǎn)的能源消耗，減少了工廠占地面積，而且不會因生蒸汽系統(tǒng)的設(shè)備故障而造成停機(jī)、檢修、維修等，提高了生產(chǎn)效率、降低了生產(chǎn)成本。優(yōu)選的技術(shù)方案，所述一效降膜蒸發(fā)器和二效降膜蒸發(fā)器之間還設(shè)有堿液預(yù)熱器，堿液預(yù)熱器連接在一效降膜蒸發(fā)器和二效降膜蒸發(fā)器之間的堿液輸送管道上，堿液預(yù)熱器的熱水進(jìn)口連接在二效降膜蒸發(fā)器的出水管上，堿液預(yù)熱器的出水口連接在冷凝水罐的進(jìn)水口上，堿液預(yù)熱器利用二效降膜蒸發(fā)器排出的熱水對二效降膜蒸發(fā)器的堿液進(jìn)行預(yù)加熱，進(jìn)一步利用了系統(tǒng)余熱，降低能源消耗。本發(fā)明的第二目的就是提供一種用于三段降膜燃煤法制堿的制堿方法，應(yīng)用該方法，可節(jié)省能源消耗、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本。一種利用本發(fā)明第一發(fā)明目的所述制堿裝置的用于三段降膜燃煤法制堿的制堿方法，包括以下步驟
a、用所述燃煤熔鹽爐裝置使余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽；
b、用所述一效降膜蒸發(fā)器將50%的原料堿電解液蒸發(fā)濃縮到61%;—效降膜蒸發(fā)器利用所述二效降膜蒸發(fā)器的二次蒸汽出口排出的蒸汽進(jìn)行蒸發(fā)濃縮；
C、將61%堿液輸送至所述二效降膜蒸發(fā)器，二效降膜蒸發(fā)器利用所述余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽將61%堿的蒸發(fā)濃縮成66%的高濃度液堿；
d、將66%的高濃度液堿加壓輸送到所述最終濃縮器上部，經(jīng)分配進(jìn)入所述多個降膜管中，液膜在下降過程中與高溫熔鹽進(jìn)行熱交換，在成品分離器中脫水后濃度達(dá)到99%的熔融堿，成品分離器排出的蒸汽接回一效降膜蒸發(fā)器并由一效降膜蒸發(fā)器用于蒸發(fā)濃縮；
e、用所述片堿機(jī)將99%的熔融堿制成固體片堿；
優(yōu)選的技術(shù)方案，本方法還包括在61%堿液輸入二效降膜蒸發(fā)器前利用所述堿液預(yù)熱器對進(jìn)行預(yù)熱的步驟。優(yōu)選的技術(shù)方案，本方法還包括向二效降膜蒸發(fā)器內(nèi)添加蔗糖溶液的步驟，減少原料堿的電解液里含有微量的次氯酸鹽在250°c時就會開始分解生成初生態(tài)的氧對純鎳材制成的降膜管的腐蝕作用，延長制堿裝置的使用壽命。采用前述方案的本發(fā)明制堿方法，利用堿液濃縮蒸發(fā)所產(chǎn)生的蒸汽和余熱鍋爐生產(chǎn)的蒸汽進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，不需要外接生蒸汽，從而節(jié)省了能源消耗，降低了生產(chǎn)成本，同時， 由于不需建造生蒸汽系統(tǒng)，從而節(jié)省了投資，而且不會因生蒸汽系統(tǒng)的設(shè)備故障而造成停機(jī)、檢修、維修等，從而提高了生產(chǎn)效率。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是，制堿裝置充分利用燃煤熔鹽爐裝置排出的余熱生產(chǎn)蒸汽，省去了生蒸汽系統(tǒng)，節(jié)省了投資；制堿方法能耗低、生產(chǎn)成本低。


圖I是本發(fā)明制堿裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，同時，該圖也用于說明制堿方法。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。實施例I參見圖1，一種用于三段降膜燃煤法制堿的制堿裝置，包括一效降膜蒸發(fā)器I、二效降膜蒸發(fā)器2、設(shè)有降膜管31和成品分離器32的最終濃縮器3、設(shè)有燃煤熔鹽爐41的燃煤熔鹽爐裝置4、、片堿機(jī)7、包裝機(jī)71，一效降膜蒸發(fā)器I、二效降膜蒸發(fā)器2之間設(shè)有第一堿液泵61，二效降膜蒸發(fā)器2和降膜管31之間設(shè)有第二堿液泵24，其特征在于所燃煤熔鹽爐裝置4還包括余熱鍋爐42，余熱鍋爐42的熱源進(jìn)口與燃煤熔鹽爐41的余熱出口連通；余熱鍋爐42的蒸汽出口 42a與所述二效降膜蒸發(fā)器2的蒸汽進(jìn)口 21接通， 余熱鍋爐42的冷水進(jìn)口通過冷凝水泵8和冷凝水罐9與二效降膜蒸發(fā)器2的出水管23連通；所述燃煤熔鹽爐裝置4還包括盛裝熔鹽的熔鹽槽43，向燃煤熔鹽爐41的熔鹽管內(nèi)輸送熔鹽的熔鹽泵44，通過閥門控制使燃煤熔鹽爐41的熔鹽管中的全部熔鹽經(jīng)過降膜管31后回熔鹽槽43，或者使一部分熔鹽經(jīng)過降膜管31回燃煤熔鹽爐41，另一部分熔鹽直接回熔鹽槽43 ;所述一效降膜蒸發(fā)器I的第一蒸汽進(jìn)口 11與成品分離器32的蒸汽出口接通；所述一效降膜蒸發(fā)器I還設(shè)有第二蒸汽進(jìn)口 12，二效降膜蒸發(fā)器2設(shè)有二次蒸汽出口 22，二次蒸汽出口 22與所述一效降膜蒸發(fā)器I的第二蒸汽進(jìn)口 12接通。所述一效降膜蒸發(fā)器I還設(shè)有第一阻汽排水罐10b，第一阻汽排水罐IOb用于排出一效降膜蒸發(fā)器I內(nèi)蒸汽中的凝結(jié)水。所述一效降膜蒸發(fā)器I和二效降膜蒸發(fā)器2之間還設(shè)有堿液預(yù)熱器5，堿液預(yù)熱器5連接在一效降膜蒸發(fā)器I和二效降膜蒸發(fā)器2之間的堿液輸送管道6上,所述第一堿液泵61連接在堿液輸送管道6上，堿液預(yù)熱器5的堿液進(jìn)口端與第一堿液泵61的出口端連接，堿液預(yù)熱器5的熱水進(jìn)口通過第二阻汽排水罐IOc連接在二效降膜蒸發(fā)器2的出水管23上，堿液預(yù)熱器5的出水口連接在冷凝水罐9的進(jìn)水口上；所述冷凝水泵8連接在冷凝水罐9的出水口上，冷凝水泵8的出水口與余熱鍋爐42的進(jìn)水口接通；所述堿液預(yù)熱器 5利用二效降膜蒸發(fā)器2排出的熱水對二效降膜蒸發(fā)器2的堿液進(jìn)行預(yù)加熱；所述二效降膜蒸發(fā)器2還通過蔗糖計量泵2a連接有蔗糖溶液罐2b，蔗糖溶液罐2b設(shè)有固體蔗糖加入口和進(jìn)水口，進(jìn)水口與所述冷凝水泵8的出水口連通；以通過在堿液中添加蔗糖減少原料堿的電解液里含有微量的次氯酸鹽在250°C時就會開始分解生成初生態(tài)的氧對純鎳材制成的降膜管31的腐蝕作用，以延長制堿裝置的使用壽命。所述燃煤熔鹽爐41還包括鼓風(fēng)系統(tǒng)、排煙系統(tǒng),鼓風(fēng)系統(tǒng)包括空氣預(yù)熱器41a、鼓風(fēng)機(jī)41b，空氣預(yù)熱器41a連接在燃煤熔鹽爐41的進(jìn)風(fēng)口上，空氣預(yù)熱器41a還與余熱鍋爐42的出風(fēng)口連接，以利用余熱鍋爐42排出的余熱對燃煤熔鹽爐41的進(jìn)氣進(jìn)行預(yù)熱，進(jìn)一步降低能源消耗。所述排煙系統(tǒng)包括連接在余熱鍋爐42上的排煙管道41c和在排煙管道41c依次連接的脫硫除塵系統(tǒng)41d、引風(fēng)機(jī)41e和用于高空排放的煙囪41f組成，避免污染空氣環(huán)境，滿足排放要求。所述成品分離器32的熔融堿出口端還連接有進(jìn)一步蒸發(fā)濃縮的閃蒸罐33，閃蒸罐33的出口端連接有再分配器34，再分配器34可將熔融堿分配給兩臺以上可將熔融堿制成片堿的片堿機(jī)7，片堿機(jī)7的出水口連接有回收水池7a，回收水池7a設(shè)有回收水泵7b，回收水泵7b出水接回共用工程以便再利用；所述片堿機(jī)7的固體堿出口下方設(shè)有包裝機(jī)35， 以形成可銷售的商品。所述一效降膜蒸發(fā)器I還連接有表面冷凝器10，表面冷凝器10連接有兩臺真空泵 10a，真空泵IOa通過表面冷凝器10使一效降膜蒸發(fā)器I和二效降膜蒸發(fā)器2的蒸發(fā)室內(nèi)具有負(fù)壓環(huán)境，表面冷凝器10的冷卻水取至公用工程的自來水，表面冷凝器10的高溫出水共用工程以便再利用；一效降膜蒸發(fā)器I接入表面冷凝器10內(nèi)的蒸汽被冷凝后排放。實施例2參見圖1，一種利用本發(fā)明實施例I所述制堿裝置的用于三段降膜燃煤法制堿的制堿方法，包括以下步驟
a、用所述燃煤熔鹽爐裝置4使余熱鍋爐42產(chǎn)生蒸汽；
b、用所述一效降膜蒸發(fā)器I將來自外部的50%原料堿電解液蒸發(fā)濃縮到61%;—效降膜蒸發(fā)器I利用所述二效降膜蒸發(fā)器2的二次蒸汽出口 22排出的蒸汽進(jìn)行蒸發(fā)濃縮；
C、用所述第一堿液泵61將61%堿液輸送至所述二效降膜蒸發(fā)器2，二效降膜蒸發(fā)器2 利用所述余熱鍋爐42產(chǎn)生的蒸汽將61%堿的蒸發(fā)濃縮成66%的高濃度液堿；
d、用所述第二堿液泵24將66%的高濃度液堿加壓輸送到所述最終濃縮器3上部，經(jīng)分配進(jìn)入所述多個降膜管31中，液膜在下降過程中與高溫熔鹽進(jìn)行熱交換，在成品分離器32 中脫水后濃度達(dá)到99%的熔融堿，成品分離器32排出的蒸汽接回一效降膜蒸發(fā)器I并由一效降膜蒸發(fā)器I用于蒸發(fā)濃縮；
e、用所述片堿機(jī)7將99%的熔融堿制成固體片堿；
f、用所述包裝機(jī)35將固體片堿包裝成可出售的商品待出售。本方法還包括在61%堿液輸入二效降膜蒸發(fā)器2前利用所述堿液預(yù)熱器對進(jìn)行預(yù)熱的步驟。本方法還包括通過蔗糖計量泵2a向二效降膜蒸發(fā)器2中添加蔗糖溶液的步驟。采用前述制堿裝置及制堿方法將50%的原料堿溶液蒸發(fā)濃縮成99%的固體堿，經(jīng)實際統(tǒng)計核算，生產(chǎn)IOOOKg固體堿，不需外供生蒸汽，煙煤(Q ^ 4700Kcal/kg)耗量280Kg、 節(jié)省30Kg。以上雖然結(jié)合了附圖描述了本發(fā)明的實施方式，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員也可以意識到對所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)作出各種變化或修改，這些修改和變化應(yīng)理解為是在本發(fā)明的范圍和意圖之內(nèi)的。
權(quán)利要求
1.一種用于三段降膜燃煤法制堿的制堿裝置，包括一效降膜蒸發(fā)器(I)、二效降膜蒸發(fā)器(2)、設(shè)有降膜管(31)和成品分離器(32)的最終濃縮器(3)、設(shè)有燃煤熔鹽爐(41)的燃煤熔鹽爐裝置(4)、片堿機(jī)(7)，一效降膜蒸發(fā)器(I)、二效降膜蒸發(fā)器(2)之間設(shè)有第一堿液泵(61)，二效降膜蒸發(fā)器(2)和降膜管(31)之間設(shè)有第二堿液泵(24)，其特征在于所燃煤熔鹽爐裝置(4 )還包括余熱鍋爐(42 )，余熱鍋爐(42 )的熱源進(jìn)口與燃煤熔鹽爐(41)的余熱出口連通，余熱鍋爐(42)的蒸汽出口(42a)與所述二效降膜蒸發(fā)器(2)的蒸汽進(jìn)口(21) 接通；所述一效降膜蒸發(fā)器(I)還設(shè)有第二蒸汽進(jìn)口( 12)，二效降膜蒸發(fā)器(2)設(shè)有二次蒸汽出口(22)，二次蒸汽出口(22)與所述一效降膜蒸發(fā)器(I)的第二蒸汽進(jìn)口(12)接通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于三段降膜燃煤法制堿的制堿裝置，其特征在于所述一效降膜蒸發(fā)器(I)的第一蒸汽進(jìn)口(11)與成品分離器(32)的蒸汽出口接通。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的用于三段降膜燃煤法制堿的制堿裝置，其特征在于所述余熱鍋爐(42)的冷水進(jìn)口通過冷凝水泵(8)和冷凝水罐(9)與二效降膜蒸發(fā)器(2)的出水管(23)連通；所述一效降膜蒸發(fā)器(I)和二效降膜蒸發(fā)器(2)之間還設(shè)有堿液預(yù)熱器(5)，堿液預(yù)熱器(5)連接在一效降膜蒸發(fā)器(I)和二效降膜蒸發(fā)器(2)之間的堿液輸送管道(6)上，堿液預(yù)熱器(5)的熱水進(jìn)口連接在二效降膜蒸發(fā)器(2)的出水管(23)上，堿液預(yù)熱器(5 )的出水口連接在冷凝水罐(9 )的進(jìn)水口上。
4.一種利用權(quán)利要求I 3中任一項權(quán)利要求所述制堿裝置的用于三段降膜燃煤法制堿的制堿方法，其特征在于，包括以下步驟a、用所述燃煤熔鹽爐裝置(4)使余熱鍋爐(42)產(chǎn)生蒸汽；b、用所述一效降膜蒸發(fā)器(I)將50%的原料堿電解液蒸發(fā)濃縮到61%效降膜蒸發(fā)器(I)利用所述二效降膜蒸發(fā)器(2)的二次蒸汽出口(22)排出的蒸汽進(jìn)行蒸發(fā)濃縮；C、用所述第一堿液泵(61)將61%堿液輸送至所述二效降膜蒸發(fā)器(2)，二效降膜蒸發(fā)器(2)利用所述余熱鍋爐(42)產(chǎn)生的蒸汽將61%堿的蒸發(fā)濃縮成66%的高濃度液堿；d、用所述第二堿液泵(24)將66%的高濃度液堿加壓輸送到所述最終濃縮器(3)上部， 經(jīng)分配進(jìn)入所述多個降膜管(31)中，液膜在下降過程中與高溫熔鹽進(jìn)行熱交換，在成品分離器(32)中脫水后濃度達(dá)到99%的熔融堿，成品分離器(32)排出的蒸汽接回所述一效降膜蒸發(fā)器(I)中并由一效降膜蒸發(fā)器(I)用于蒸發(fā)濃縮；f、用所述片堿機(jī)將99%的熔融堿制成固體片堿。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于三段降膜燃煤法制堿的制堿方法，其特征在于，該方法還包括在61%堿液輸入二效降膜蒸發(fā)器(2)前利用所述堿液預(yù)熱器對進(jìn)行預(yù)熱的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于三段降膜燃煤法制堿的制堿方法，其特征在于，該方法還包括向二效降膜蒸發(fā)器(2)內(nèi)添加蔗糖溶液的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于三段降膜燃煤法制堿的制堿裝置及方法，該裝置包括一效降膜蒸發(fā)器、第一堿液泵、二效降膜蒸發(fā)器、第二堿液泵、設(shè)有降膜管和成品分離器的最終濃縮器、設(shè)有燃煤熔鹽爐和余熱鍋爐的燃煤熔鹽爐裝置、片堿機(jī)，余熱鍋爐的熱源進(jìn)口與燃煤熔鹽爐的余熱出口連通；余熱鍋爐的蒸汽出口與所述二效降膜蒸發(fā)器的蒸汽進(jìn)口接通；一效降膜蒸發(fā)器的第一蒸汽進(jìn)口與成品分離器的蒸汽出口接通；一效降膜蒸發(fā)器還設(shè)有的第二蒸汽進(jìn)口與二效降膜蒸發(fā)器設(shè)有的二次蒸汽出口接通。該方法利用余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽和成品分離器、二效降膜蒸發(fā)器排出的蒸汽進(jìn)行蒸發(fā)濃縮。本發(fā)明的有益效果是，制堿裝置充分利用燃煤熔鹽爐裝置排出的余熱生產(chǎn)蒸汽，省去了生蒸汽系統(tǒng)，節(jié)省了投資；制堿方法能耗低、生產(chǎn)成本低。
文檔編號C01D1/44GK102583444SQ20121002567
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月7日
發(fā)明者張健 申請人:張健