一种利用火电厂的电能电解盐水制烧碱系统技术方案

一种利用火电厂的电能电解盐水制烧碱系统，包括火力发电系统、海水淡化装置、浓海水过滤净化装置、送变电及供电模块、电解制烧碱装置和碱液储存罐；送变电及供电模块分别与火电厂发电系统、电解制烧碱装置、海水淡化装置电连接；电解制烧碱装置分别与汽轮机和浓海水过滤净化装置连接。海水淡化装置可以生产淡水和氯化钠溶液，传统工艺中主要收集和利用生产的淡水，而对氯化钠溶液利用率较低；在本系统中，将海水淡化装置设置在火力发电厂内，利用火力发电系统产生的电能和蒸汽作为能源来进行海水淡化处理，并将产生的氯化钠溶液输送至电解制烧碱装置，用于制备烧碱。

A kind of caustic soda system using electric energy electrolysis brine in thermal power plant

【技术实现步骤摘要】
一种利用火电厂的电能电解盐水制烧碱系统
本技术涉及化工制碱
，具体是一种利用火电厂的电能电解盐水制烧碱系统。
技术介绍
海水淡化技术起源于20世纪中叶,经过几十年的发展,现已遍及全世界100多个国家和地区,并在美、法、日、以色列等发达国家实现了产业化和规模化,其有效性和可靠性已经得到越来越广泛的认同。其中,多级闪蒸(MSF)、低温多效(MED)和反渗透(RO)已成为海水淡化领域的3大主流技术。RO具有投资省、能耗低(无相变)、建设期短、占地面积少的特点,是近20年来发展最快的海水淡化技术。MED以其易实现大型化、运行维护成本低、使用寿命长、对海水水质要求宽松、出力可调性强等特点已成为21世纪海水淡化技术的主要研发方向。随着近年来海滨电厂的兴建,借助电厂提供的蒸汽和电力进行水电联产,已成为当今国外大型海水淡化工程建设的主要模式。在烧碱生产领域，2017年，全球共有超过500家的氯碱生产商，烧碱总产能近9400万t/a。近年来，世界烧碱行业产能总体变化较小，新增产能主要集中在中国、印度等发展中国家。中国是世界烧碱产能最大的国家，产能占全球总产能的44％。截至2017年底，中国烧碱生产企业共有160多家，烧碱总产能共计4102万t/a，较2016年净增加157万t/a。企业平均产能由2013年的22万t/a提升到当前的26万t/a，产业集中度进一步提升。近年来，随着行业技术进步、环保管理需要和产业政策影响，中国烧碱行业生产工艺变化明显，离子膜法烧碱比例快速增加。截至2017年底，中国烧碱产能为4102万t/a，其中离子膜工艺所占的比例已经达到99.6％。而离子膜电解槽耗电量巨大，成为决定烧碱生产价格的根本性因素。另一个主要的烧碱生产成本是原料盐水的价格，如果能够在拥有海水淡化装置的火电厂内设置盐水电解生产烧碱的设施，就可以将电耗成本和原料盐水成本降到最低。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种低成本的制烧碱系统。为解决上述问题，本技术提供了一种利用火电厂的电能电解盐水制烧碱系统，包括火力发电系统和海水淡化装置，所述火力发电系统设有汽轮机、发电机和锅炉，还包括浓海水过滤净化装置和送变电及供电模块、电解制烧碱装置和碱液储存罐；所述送变电及供电模块分别与所述火电厂发电系统和所述电解制烧碱装置电连接；所述海水淡化装置2的浓海水出口与所述浓海水过滤净化装置3的输入端连接；所述电解制烧碱装置分别与所述汽轮机和所述浓海水过滤净化装置连接；所述电解制烧碱装置的输出端分别与所述碱液储存罐、氢气收集净化系统和氯气收集净化系统连接。本技术的有益效果是：海水淡化装置可以生产淡水和氯化钠溶液，传统工艺中主要收集和利用生产的淡水，而对氯化钠溶液利用率较低；在本系统中，将海水淡化装置设置在火力发电厂内，利用火力发电系统产生的电能和蒸汽作为能源来进行海水淡化处理，并将产生的氯化钠溶液输送至电解制烧碱装置，用于制备烧碱；且还可以通过送变电及供电模块控制海水淡化装置和电解制烧碱装置的工作，当下游用电量大时，可以减少向海水淡化装置和电解制烧碱装置的供电量，当下游用电量小时，可以增大向海水淡化装置和电解制烧碱装置的供电量，提高烧碱制备产能，实现调峰，降低火力发电系统的压力。在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。进一步的，所述海水淡化装置的浓海水出口依次连接浓海水储罐、泵及所述浓海水过滤净化装置，所述海水淡化装置生产淡水产生的浓海水经过所述浓海水过滤净化装置处理得到的氯化钠溶液供给所述电解制烧碱装置用于电解生产烧碱。进一步的，所述海水淡化装置的热源供应管路与所述火力发电系统的蒸汽管道连接，通过所述火力发电系统产生的蒸汽对所述海水淡化装置内的海水进行加热蒸发；和/或所述海水淡化装置的电源供电母线与所述送变电及供电模块连接。进一步的，所述电解制烧碱装置的热源供应管路与所述火力发电系统的蒸汽管道连接，所述电解制烧碱装置的电源供电母线与所述送变电及供电模块连接。进一步的，所述电解制烧碱装置至少包括氯化钠溶液电解槽，所述氯化钠溶液电解槽具有氯化钠溶液供应管路和碱液输出管路，所述氯化钠溶液供应管路与所述浓海水过滤净化装置连接，所述碱液输出管路与所述碱液储存罐相连。进一步的，所述氯化钠溶液电解槽为隔膜法电解槽、离子交换膜电解槽或水银法电解槽中的任意一种。进一步的，所述氢气收集净化系统包括依次连接的氢气洗涤罐、氢气脱水罐和氢气缓冲罐，所述氢气洗涤罐与所述电解制烧碱装置的氢气输出口连接。进一步的，所述氯气收集净化系统包括依次连接的氯气洗涤罐、氯气脱水罐和氯气缓冲罐，所述氯气洗涤罐与所述电解制烧碱装置的氯气输出口连接。附图说明图1是本技术利用火电厂的电能电解盐水制烧碱系统的结构示意图。附图标记：1、火力发电系统，2、海水淡化装置，3、浓海水过滤净化装置，4、送变电及供电模块，5、电解制烧碱装置，6、碱液储存罐，7、氢气收集净化系统，8、氯气收集净化系统，9、浓海水储罐，10、泵；11、汽轮机，12、发电机，13、锅炉，14、冷凝器，15、低压加热器，16、除氧器，17、水泵，18、高压加热器，19、多燃料燃烧器，20、升压站20。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本技术的概念。图1是本技术利用火电厂的电能电解盐水制烧碱系统的结构示意图。一种利用火电厂的电能电解盐水制烧碱系统，包括火力发电系统1和海水淡化装置2、浓海水过滤净化装置3、送变电及供电模块4、电解制烧碱装置5和碱液储存罐6。送变电及供电模块4分别与所述火电厂发电系统1和所述电解制烧碱装置5电连接，控制火电厂发电系统1产生的电能输送给所述电解制烧碱装置5和所述海水淡化装置2，为电解制烧碱装置5和海水淡化装置2的工作提供电能。所述海水淡化装置2的浓海水出口与所述浓海水过滤净化装置3的输入端连接，浓海水过滤净化装置3的输出端与电解制烧碱装置5连接；将由海水淡化装置2制造的浓海水经过浓海水过滤净化装置3过滤净化后输送至电解制烧碱装置5内，用于制备烧碱。这里所说的浓海水为海水淡化装置2制造淡水后的剩余溶液。电解制烧碱装置5的最终产品包括淡水、烧碱(NaOH)、氢气、氯气、盐酸中的任意一种或几种组合。因此，电解制烧碱装置5的输出端分别与所述碱液储存罐6、氢气收集净化系统7和氯气收集净化系统8连接。具体的，电解制烧碱装置5的碱液输出口与碱液储存罐6连接，电解制烧碱装置5的氢气输出口与氢气收集净化系统7，电解制烧碱装置5的氯气输出口与氯气收集净化系统8连接。具体的，火力发电系统13包括依次相连的冷凝器14、低压加热器15、除氧器16、水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用火电厂的电能电解盐水制烧碱系统，包括火力发电系统(1)和海水淡化装置(2)，所述火力发电系统(1)设有汽轮机(11)、发电机(12)和锅炉(13)，其特征在于，还包括浓海水过滤净化装置(3)、送变电及供电模块(4)、电解制烧碱装置(5)和碱液储存罐(6)；/n所述送变电及供电模块(4)分别与所述火电厂发电系统(1)和所述电解制烧碱装置(5)电连接；/n所述海水淡化装置(2)的浓海水出口与所述浓海水过滤净化装置(3)的输入端连接，/n所述电解制烧碱装置(5)分别与所述汽轮机(11)和所述浓海水过滤净化装置(3)的输出端连接；/n所述电解制烧碱装置(5)的输出端分别与所述碱液储存罐(6)、氢气收集净化系统(7)和氯气收集净化系统(8)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用火电厂的电能电解盐水制烧碱系统，包括火力发电系统(1)和海水淡化装置(2)，所述火力发电系统(1)设有汽轮机(11)、发电机(12)和锅炉(13)，其特征在于，还包括浓海水过滤净化装置(3)、送变电及供电模块(4)、电解制烧碱装置(5)和碱液储存罐(6)；
所述送变电及供电模块(4)分别与所述火电厂发电系统(1)和所述电解制烧碱装置(5)电连接；
所述海水淡化装置(2)的浓海水出口与所述浓海水过滤净化装置(3)的输入端连接，
所述电解制烧碱装置(5)分别与所述汽轮机(11)和所述浓海水过滤净化装置(3)的输出端连接；
所述电解制烧碱装置(5)的输出端分别与所述碱液储存罐(6)、氢气收集净化系统(7)和氯气收集净化系统(8)连接。


2.如权利要求1所述的利用火电厂的电能电解盐水制烧碱系统，其特征在于，所述海水淡化装置(2)的浓海水出口依次连接浓海水储罐(9)、泵(10)及所述浓海水过滤净化装置(3)，
所述海水淡化装置(2)生产淡水产生的浓海水经过所述浓海水过滤净化装置(3)处理得到的氯化钠溶液供给所述电解制烧碱装置(5)用于电解生产烧碱。


3.如权利要求2所述的利用火电厂的电能电解盐水制烧碱系统，其特征在于，所述海水淡化装置(2)的热源供应管路与所述火力发电系统(1)的蒸汽管道连接，通过所述火力发电系统(1)产生的蒸汽对所述海水淡化装置(2)内的海水进行加热蒸发；和/或
所述海水淡化装置(2)的电源供电母线与所述送变电及供电模块(4)连接。


4.根据权利要求1所述的利用火电厂的电能电解盐水制烧碱系统，其特征在于，所述电解制烧碱装置(5)的热源供应管路与所述火...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨豫森，崔华，陈辉，
申请(专利权)人：赫普能源环境科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11