一种适用于离子膜法固碱生产的方法技术

一种适用于离子膜法固碱生产的方法，它是属于烟道气加热、降膜逆流蒸发的技术，将含有水分的烧碱原料经过前序逆流蒸发后，输入最终浓缩器内；该最终浓缩器由燃烧炉产生的烟道气加热，浓缩后的含水的产品输入汽液分离器内进行分离；经汽液分离器分离出水蒸汽和不含水的产品烧碱，蒸发的水蒸汽用来给Ⅱ效换热器加热；输出的不含水的产品烧碱再经包装系统或后序加工工序。本发明专利技术的优点是：可连续生产，并具有投资小，占地少，操作和工艺简单的优点，热效可达８７％以上。设备采用耐烧碱腐蚀的国产材料，该工艺可以使用目前我国具有的所有燃料进行生产，同时又可以满足环保要求。所有生产过程均采用自动控制。

【技术实现步骤摘要】
所属
本专利技术涉及一种适用于离子膜法固碱生产的方法，是一种用于将较低浓度的烧碱(氢氧化钠)水溶液，先通过前序降膜逆流蒸发，而后再浓缩处理固碱生产的方法。
技术介绍
目前，国内氯碱厂固碱生产工艺，即烧碱溶液的浓缩工艺主要有两种，一种是炉灶法。该生产方法生产工艺简单，初期投入小，操作简单。但是，劳动强度大，安全隐患多，产品质量不稳定，并且能源消耗高。另一种是熔盐法，系引进技术。采用熔融的无机盐和水蒸气为加热源，以特殊材料为主要设备进行生产。该生产线自动化程度高，可连续生产，产品质量稳定，但是，初期投入大，生产成本高，对加热源的品质要求高，需要8kg/cm2压力的水蒸气和天然气加热。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种适用于离子膜法固碱生产的方法及专用设备，以解决现有的炉灶法存在的能源消耗高，炉灶热效率低，操作难度和随意性都很大，质量很不稳定，并且是间歇操作，生产不稳定；以及进口设备投资大，对加热能源的品质要求高，运行费用很高的问题。本专利技术的技术方案是：一种适用于离子膜法固碱生产的方法，将含有水分的烧碱原料经过前序逆流蒸发后，输入最终浓缩器内；该最终浓缩器由燃烧炉产生的烟道气加热，浓缩后的含水的产品输入汽液分离器进行分离；经汽液分离器分离出水蒸汽和不含水的产品烧碱，蒸发的水蒸汽用来对II效换热器加热；输出的不含水的产品烧碱再经包装系统或后序加工工序。一种适用于离子膜法固碱生产的设备，它是先经过降膜逆流蒸发、而后再浓缩处理的设备，整个装置由双效逆流蒸发系统、最终浓缩器、烟道气与蒸汽发生系统和后序加工系统构成；最终浓缩器采用烟道气加热；烟道气发生系统由燃烧炉、循环风机、煤气发生器、鼓风机组成，鼓风机的空气出口一方面与燃烧炉的进气口相连，另一方面与循环风机的进气口相连，燃烧炉的出气口与最终浓缩器的进气口相连通；本设备流程中的蒸汽均采用自产蒸汽。I效换热器和-->最终浓缩器中间设有蒸汽发生系统，经过最终浓缩器放热后的一部分烟道气与蒸汽发生器相连通，蒸汽发生器一方面与烟囱连通，另一方面同气包连通，气包的热水出口再重新与蒸汽发生器的进水口相连通，使热水循环利用；热水储罐通过泵与气包连接，气包的气体出口与I效换热器的进气口相连通；II效换热器和表面冷凝器的中间设有热水储罐，II效换热器、表面冷凝器、夹套式换热器的冷水出口分别与热水储罐的进水口相连；夹套式换热器和I效换热器中间设有冷凝水储罐。作为本专利技术的改进，装置中的双效逆流蒸发可以由三效逆流蒸发系统代替，即在汽液分离器和气包中间设有喷射泵，该喷射泵的气体出口与I效换热器的气体进口相连。作为本专利技术的另一个改进，最终浓缩器的内部结构可以有两种，其一在耐烧碱腐蚀的膜式蒸发管与导热性良好的加热套管的中间添加导热性良好的介质，在加热套管上安装有翅片，翅片螺旋分布，焊接在加热套管的外壁，实现烟道气对蒸发管的对流传热；其二在耐烧碱腐蚀的膜式蒸发管与导热性良好的加热套管中间添加导热性良好的介质，在加热套管上安装有翅片，翅片螺旋焊接在加热套管的外壁，加热套管的外部是能产生辐射热的辐射管，通过辐射传热。当对本专利技术再进一步改进时，最终浓缩器的加热炉的结构也可以有两种，一种是在炉子内部设有扰流部件，同时在炉内壁中添加可以产生辐射的材料(如碳化硅)；另一种是不加扰流部件，炉子内壁同样采用可以产生辐射的材料。本专利技术的优点是：是针对我国现有国情而专利技术的一种新型的固体烧碱的生产方法。其明显的特点是可连续生产，质量也可达到世界最好水平，同时具有炉灶法投资小，占地少，操作和工艺简单的优点，热效可达87％以上。设备采用耐烧碱腐蚀的国产材料，通过科学合理的设计，使其具备满足工艺需要。该工艺可以使用目前我国具有的所有燃料(煤气、天然气、燃油等)进行生产，同时又可以满足环保要求。所有生产过程均采用自动控制。该工艺自产蒸汽，可以将32％溶液逆流蒸发到99％以上，能源消耗比普通炉灶至少节约50％以上，其中三效系统的能源消耗可以节约60％以上，而且更节省煤。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术设备一个实施例的总体结构示意图；-->图2是本专利技术设备第二个实施例的总体结构示意图；图3是本专利技术设备第三个实施例的总体结构示意图；图4是本专利技术设备第四个实施例的总体结构示意图；图5是本专利技术设备实例中浓缩器的内部结构图；图6是本专利技术设备实例中浓缩器的另一种内部结构图；图7是本专利技术设备实例中浓缩器的加热炉的结构图；图8是本专利技术设备实例中浓缩器的加热炉的另一种结构图；图9是本专利技术设备实施例中浓缩器的一种总体结构图。本专利技术的适用于离子膜法固碱生产的方法(参考图1～图8)：将含有水分的烧碱原料经过前序逆流蒸发后，输入最终浓缩器6内；该最终浓缩器6由燃烧炉91产生的烟道气加热，浓缩后的含水的产品输入汽液分离器7进行分离；经汽液分离器7分离出水蒸汽和不含水的产品烧碱，蒸发的水蒸汽用来对II效换热器31加热；输出的不含水的产品烧碱再经包装系统或后序加工工序。参见图1，本专利技术的专用设备实施例之一，它是先经过降膜逆流蒸发、而后再浓缩后理的设备，整个装置由双效逆流蒸发系统、最终浓缩器、烟道气发生系统和后序加工系统构成，流程中的蒸汽均采用自产蒸汽。由II效换热器31、II效蒸发器32、I效换热器41和I效蒸发器42构成双效逆流蒸发系统，II效换热器31的出料口与II效蒸发器32的进料口相连，II效蒸发器32的蒸汽出口与表面冷凝器33的进气口相连，II效蒸发器32的出料口通过泵22与夹套式换热器36相连，夹套式换热器与I效换热器41的进料口相连，I效换热器41的出料口与I效蒸发器42的进料口相连接；I效蒸发器42的出料口与最终浓缩器6的进料口连接，缓蚀剂缓冲罐53与最终浓缩器6相连，以减少最终浓缩器6的腐蚀，最终浓缩器6的出料口与汽液分离器7的进料口相连；烟道气发生系统由燃烧炉91、循环风机92、煤气发生器93、鼓风机94组成，鼓风机94的空气出口一方面与燃烧炉91的进气口相连，另一方面与循环风机92的进气口相连，燃烧炉91的出气口与最终浓缩器6的进气口相连通；后序加工系统由片碱机10、固碱包装11、粒碱塔12构成，汽液分离器7的液体出口分别与上述三个装置相连。I效换热器41和最终浓缩器6中间设有蒸汽发生系统；经过最终浓缩器6放热后的一部分烟道气与蒸汽发生器81相连通，蒸汽发生器81一方面与烟囱83连通，另一方面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于离子膜法固碱生产的方法，其特征在于：将含有水分的烧碱原料经过前序逆流蒸发后，输入最终浓缩器（６）内进行浓缩；该最终浓缩器（６）由燃烧炉（９１）产生的烟道气加热，浓缩后的含水的产品输入汽液分离器（７）内进行分离；经汽液分离器（７）分离出水蒸汽和不含水的产品烧碱，蒸发的水蒸汽用来对Ⅱ效换热器（３１）加热；输出的不含水的产品烧碱再经包装系统或后序加工工序。

【技术特征摘要】
1、一种适用于离子膜法固碱生产的方法，其特征在于：将含有水分的烧碱
原料经过前序逆流蒸发后，输入最终浓缩器(6)内进行浓缩；该最终浓缩器(6)
由燃烧炉(91)产生的烟道气加热，浓缩后的含水的产品输入汽液分离器(7)
内进行分离；经汽液分离器(7)分离出水蒸汽和不含水的产品烧碱，蒸发的水
蒸汽用来对II效换热器(31)加热；输出的不含水的产品烧碱再经包装系统或
后序加工工序。
2、一种权利要求1所述的适用于离子膜法固碱生产的专用设备，它是先经
过降膜逆流蒸发、而后再浓缩处理的设备，整个装置由双效逆流蒸发系统、最
终浓缩器、烟道气与蒸汽发生系统和后序加工系统构成，其特征在于：所述的
最终浓缩器(6)采用烟道气加热；所述的烟道气发生系统由燃烧炉(91)、循
环风机(92)、煤气发生器(93)、鼓风机(94)组成，鼓风机(94)的空气出
口一方面与燃烧炉(91)的进气口相连，另一方面与循环风机(92)的进气口
相连，燃烧炉(91)的出气口与最终浓缩器(6)的进气口相连通。
3、一种权利要求1所述的适用于离子膜法固碱生产的专用设备，它是先经
过降膜逆流蒸发、而后再浓缩处理的设备，整个装置由三效逆流蒸发系统、烟
道气与蒸汽发生系统和后序加工系统构成，其特征在于：其中的最终浓缩器(6)
采用烟道气加热；所述的烟道气发生系统由燃烧炉(91)、循环风机(92)、煤
气发生器(93)、鼓风机(94)组成，鼓风机(94)的空气出口一方面与燃烧炉
(91)的进气口相连，另一方面与循环风机(92)的进气口相连，燃烧炉(91)
的出气口与最终浓缩器(6)的进气口相连通；在汽液分离器(7)和气包(82)
中间设有喷射泵(71)，该喷射泵(71)的气体出口与I效换热器(41)的气体
进口相连。
4、根据权利要求2或3所述的适用于离子膜法固碱生产的专用设备，其特
征在于：所述的最终浓缩器(6)的内部结构可以有两种，其一在耐烧碱腐蚀的
膜式蒸发管(64)与导热性良好的加热套管(62)的中间添加导热性良好的介
质(65)，在加热套管(62)上安装有翅片(63)，翅片(63)螺旋分布，焊接
在加热套管(62)的外壁，实现烟道气对蒸发管的对流传热；其二在耐烧碱腐
蚀的膜式蒸发管(64′)与导热性良好的加热套管(62′)中间添加导热性良好的
介质(65′)，在加热套管(62′)上安装有翅片(63′)，翅片(63′)螺旋焊接在加
热套管(62′)的外壁，加热套管(62′)的外部是能产生辐射热的辐射管(66′)，

【专利技术属性】
技术研发人员：许增现，陈平生，
申请(专利权)人：天津至臻化工科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]