离子膜法制碱精盐水预热系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种离子膜法制碱精盐水预热系统，包括板式换热器和列管式换热器，列管式换热器两端封头的连接管处连接氯气进料管和氯气出料管，壳体接入管口与第一精盐水管和第二精盐水管连接，后端管箱底部接口连接氯水出料管；列管式换热器通过所述第二精盐水管与板式换热器连接，精盐水通过第二精盐水管进入板式换热器后能够与由蒸汽管进入板式换热器的高温蒸汽进行换热。其优点是：1)既节省了蒸汽的消耗，同时降低了氯气的温度，极大的降低了精盐水预热和氯气处理的运行成本；2)结构较简单，易于实现自动控制，操作方便，工艺成本低。

Preheating system of alkaline and refined brine by ion-exchange membrane process

【技术实现步骤摘要】
离子膜法制碱精盐水预热系统
本技术涉及一种氯碱工业生产设备，尤其是一种离子膜法氯碱工艺盐水预热设备。
技术介绍
工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。目前世界烧碱生产工艺主要有离子膜法、隔膜法及水银法，另有少量苛化法。其中离子膜法能耗低、产品纯度高、污染小、操作成本低，是新建烧碱装置的首选。氯碱生产工艺主要包括盐水精制工序和电解工序，其中盐水精制工艺指的是对含NaCl的粗盐水进行处理以去除其中杂质的过程。目前的盐水精制工艺可分为盐水一次精制和盐水二次精制。盐水一次精制是采用加入化学精制剂(NaOH和Na2CO3)将盐水中可溶性杂质转化为几乎不溶的沉淀物，然后通过澄清、过滤等手段达到精制的目的。盐水二次精制主要采用加入Na2SO3除去NaClO并通过螯合树脂塔去除盐水中的Ca2+和Mg2+从而达到精制的目的。其主要包括：盐水中NaClO的去除→一次盐水过滤→调节pH值→螯合树脂塔吸附处理。制得的质量合格的二次精制盐水，即可按需求供给电解工段。二次精制过程中首先需要对精盐水进行升温至65℃，在这种情况下二次精制才能达到最佳效果，可使精盐水中的钙镁离子膜达到离子膜法电解制碱的工艺要求(≤0.02mg/l)。为将精盐水温度升到指标要求，通常借助板式换热器，使用低压蒸汽加热精盐水，以实现盐水温度的提高，这种方法需消耗大量的蒸汽，运行成本高。
技术实现思路
为降低精盐水的预热成本，本技术提供了一种离子膜法制碱精盐水预热系统。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：离子膜法制碱精盐水预热系统，包括板式换热器和列管式换热器。所述列管式换热器两端封头的连接管处连接氯气进料管和氯气出料管；所述列管式换热器的壳体接入管口与第一精盐水管和第二精盐水管连接，所述列管式换热器的后端管箱底部接口连接氯水出料管；所述列管式换热器通过所述第二精盐水管与板式换热器连接，精盐水通过第二精盐水管进入板式换热器后能够与由蒸汽管进入板式换热器的高温蒸汽进行换热。专利技术人提出，在离子膜法氯碱工艺中，经电解产生的氯气温度达到85℃左右，在氯气处理过程中，首先要进行洗涤冷却，然后再进行干燥处理，主要目的是将高温氯气冷却降低温度，温度越低含水越少，含水越少则干燥过程中消耗的浓硫酸越少同时所需干燥设备尺寸也更小，这样既降低了运行费用又降低了投资费用。精盐水需要提高温度，氯气需要降低温度，为此考虑用电解产物高温氯气加热低温精盐水，实现精盐水温度的提高和氯气温度的降低。为此需要设计一套设备来实现上述功能。在本技术中，专利技术人使用了列管式换热器，将电解产物氯气引入列管式换热器的管程，而壳程则通精盐水，氯气走管程的优点在于杜绝了管程被堵现象、降低了氯气流通过程中的压力损失、便于氯水从换热器畅通的排出、减少了高温湿氯气腐蚀设备造成外泄漏的机会；若盐水走管程很容易结晶堵管影响生产运行，同时对换热设备的材质和加工的要求很高。在进行换热时，高温氯气由封头的连结管处进入，在管程流动，从封头另一端的出口管流出；低温精盐水由壳体的接管进入，从壳体上的另一接管处流出。由于电解产物氯气温度很高，在换热冷却过程中将氯气中的饱和水蒸气冷凝为氯水，因此在列管式换热器的后端管箱底部设置管道接口，接口连接氯水出料管以将冷凝的氯水导出收集。通过利用电解产物高温氯气的余热，可将精盐水温度由50℃左右加热至57～60℃，而氯气的温度可由85℃降低到50℃左右。然后再通过蒸汽对精盐水进行进一步预热，将精盐水温度加热控制到65℃进入螯合树脂塔进行二次精制。作为本技术的进一步改进，所述列管式换热器的材质为钛，钛材对盐溶液和高温湿氯气具有很强的耐腐蚀性。作为本技术的进一步改进，所述离子膜法制碱精盐水预热系统的各控制点位均采用DCS控制系统进行精盐水流量、精盐水温度、氯气流量、蒸汽流量和蒸汽温度的自动控制。本技术的有益效果是：1)采用本技术的离子膜法制碱精盐水预热系统，通过增加氯气列管换热器，有效回用了氯气的潜热，使精盐水温度提高；然后再用板式换热器使用蒸汽与盐水换热的方法，实现了精盐水温度工艺控制。本方法既提高了精盐水的温度，又节省了蒸汽的消耗，同时降低了氯气的温度，极大的降低了精盐水预热和氯气处理的运行成本；2)结构较简单，易于实现自动控制，操作方便，工艺成本低。附图说明图1是本技术的结构示意图。图中标记为：1-第一精盐水管，2-精盐水流量调节阀，3-第一精盐水温度变送器，4-氯气进料管，5-列管式换热器，6-第二精盐水温度变送器，7-第二精盐水管，8-蒸汽管，9-蒸汽调节阀，10-蒸汽温度变送器，11-板式换热器，12-第三精盐水温度变送器，13-精盐水现场温度计，14-精盐水流量计，15-第三精盐水管，16-冷凝水阀，17-冷凝水疏水阀，18-冷凝水管，19-氯气出料管，20-氯水出料阀，21-氯水出料管。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。实施例：如图1所示，本技术的离子膜法制碱精盐水预热系统，包括板式换热器11和钛材质的列管式换热器5，所述列管式换热器5两端封头的连接管处连接氯气进料管4和氯气出料管19，所述列管式换热器5的壳体接入管口与第一精盐水管1和第二精盐水管7连接，所述列管式换热器5的后端管箱底部接口连接氯水出料管21；所述列管式换热器5通过所述第二精盐水管7与板式换热器11连接，精盐水通过第二精盐水管7进入板式换热器11后能够与由蒸汽管8进入板式换热器11的高温蒸汽进行换热。所述离子膜法制碱精盐水预热系统的各控制节点采用DCS控制系统进行精盐水流量、精盐水温度、氯气流量、蒸汽流量和蒸汽温度的自动控制。工作时，精盐水经第一精盐水管1进入列管式换热器5，进入列管式换热器5之前的第一精盐水管1上有精盐水流量调节阀2用于控制和调节精盐水流量计14的流量参数。与此同时高温氯气从氯气进料管4进入列管式换热器5，换热后的氯气从氯气出料管19流出至氯气处理装置，换热过程中冷却下的氯水经氯水出料阀20和氯水出料管21流出。从列管式换热器5流出的精盐水再经第二精盐水管7进入板式换热器11，在板式换热器11中通入蒸汽8与精盐水进行换热，出板式换热器11的第三精盐水管15上有第三精盐水温度变送器12，该温度由蒸汽管8上的蒸汽调节阀9控制和调节，从板式换热器11流出的精盐水由第三精盐水管15送到树脂塔，冷却后的蒸汽冷凝水通过冷凝水管18上的冷凝水阀16、冷凝水疏水阀17送到水池。本装置中，用精盐水流量调节阀2可自动调节和控制通过列管式换热器5和板式换热器11的精盐水流量；列管式换热器5和板式换热器11进出管道上均设置有精盐水温度变送器，其中出板式换热器11的第三精盐水温度变送器12由蒸汽管8上的蒸汽调节阀9自动调节和控制至指标值；该方法中精盐水流量调节阀2、精盐水流量计14、精盐水温度变送器12、蒸汽调节阀9、蒸汽压力变送器10等仪表均接入工艺DCS控制系统，以便于调节控制蒸汽流量和精盐水的流量、温度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.离子膜法制碱精盐水预热系统，包括板式换热器(11)；其特征在于：还包括列管式换热器(5)，所述列管式换热器(5)两端封头的连接管处连接氯气进料管(4)和氯气出料管(19)，所述列管式换热器(5)的壳体接入管口与第一精盐水管(1)和第二精盐水管(7)连接，所述列管式换热器(5)的后端管箱底部接口连接氯水出料管(21)；所述列管式换热器(5)通过所述第二精盐水管(7)与板式换热器(11)连接，精盐水通过第二精盐水管(7)进入板式换热器(11)后能够与由蒸汽管(8)进入板式换热器(11)的高温蒸汽进行换热。

【技术特征摘要】
1.离子膜法制碱精盐水预热系统，包括板式换热器(11)；其特征在于：还包括列管式换热器(5)，所述列管式换热器(5)两端封头的连接管处连接氯气进料管(4)和氯气出料管(19)，所述列管式换热器(5)的壳体接入管口与第一精盐水管(1)和第二精盐水管(7)连接，所述列管式换热器(5)的后端管箱底部接口连接氯水出料管(21)；所述列管式换热器(5)通过所述第二精盐水管(7)与板式换热器(11)连接，精盐水...

【专利技术属性】
技术研发人员：李得银，罗登彦，
申请(专利权)人：宜宾海丰和锐有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51