本实用新型专利技术提供了一种利用氯化氢合成的余热进行碱浓缩的装置，其特征在于，所述装置包括依次联接的第一浓度液碱贮罐、第一预热器、一效蒸发器、二效蒸发器、第二预热器和合成炉；所述合成炉包括具有氢气、氯气入口和氯化氢出口的炉筒，所述炉筒上设置有封闭式的汽包，汽包上设有第三浓度液碱出口和低压过热蒸汽出口，其中第三浓度液碱出口与第一预热器联接，低压过热蒸汽出口与一效蒸发器、二效蒸发器联接；所述合成炉具有第二浓度液碱与氯化氢气体进行热交换的换热元件。本实用新型专利技术提供的装置能将氯化氢合成的余热进行充分地互补利用，该装置单台设备数量得到大大减少，设备结构非常简单。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种氯碱化工产品的设备，特别涉及一种利用氯化氢合成的余热进行碱浓缩的装置。
技术介绍
在工业化生产中，氯化氢合成在合成炉内进行，其合成反应为放热反应。因此在氯化氢生产过程中，必须对合成的氯化氢气体进行冷却。现有技术中的氯化氢气体冷却介质一般为水，所产出的是低压蒸汽或热水，低压蒸汽或热水的热量未能被充分利用。目前技术创新常常是围绕如何改进炉型而进行的，氯碱生产装置的氯化氢合成一般都是采用石墨二合一蒸汽(或热水)合成炉，并利用氯化氢合成的余热附产低压蒸汽或热水。氯碱生产装置在生产液体烧碱(以下简称液碱)的同时附产氯气和氢气，而氯气和氢气又是生产氯化氢所需的原料。氯碱生产装置所生产的液碱需进行加热浓缩，如烧碱生产装置中设置有将浓度为30-35wt%的液碱通过预热、蒸发浓缩到浓度为50wt%的碱浓缩装置，在浓缩的过程中需要耗费大量的能源。由于运输问题的影响(特别是北方地区烧碱产品供需矛盾尤为突出)，氯碱生产企业不得不生产固碱来缓解产品销售的困难。目前国内生产固体烧碱(以下简称固碱)的方法有大锅法和膜式法两种其中，大锅法在大锅内用重油或煤作为燃料将45-50wt%的液碱熬制成熔融状固碱，再装桶制成桶装固碱或通过成型设备制成袋装片状固碱、珠状固碱、粒状固碱；而膜式法是通过先在升膜蒸发器内以蒸汽作热源将45-50wt%的液碱升膜浓缩到60-65wt%，再在降膜蒸发器内用熔融盐(用重油或煤作为燃料进行加热)作为热载体对60-65wt%的液碱进行降膜蒸发制成熔融状固碱，再装桶制成桶装固碱或通过成型设备制成袋装片状固碱、珠状固碱、粒状固碱。在国内固碱生产中，能耗高和环境污染严重是目前固碱生产中的两大制约因素。在现有生产技术中，氯化氢合成、碱浓缩和固碱三种生产装置一般为相互邻近的独立装置，对设备的材质也有不同的要求，例如氯化氢合成装置要求具有耐酸性，碱浓缩和固碱装置要求具有耐碱性。由于上述技术问题的存在，其氯化氢合成和碱浓缩以及固碱生产的热资源未得到充分地互补利用，且生产装置的单台设备数量较多、设备投资较大、结构复杂、操作人员较多、占地面积较大、三废排放量较大、环境污染严重、需进一步改进。
技术实现思路
本技术解决了现有技术中存在氯化氢合成和碱浓缩以及固碱生产的热资源未得到充分地互补利用、生产装置的单台设备数量较多、设备结构复杂的技术问题。本技术的技术方案为一种利用氯化氢合成的余热进行碱浓缩的装置，其特征在于，所述装置包括依次联接的第一浓度液碱贮罐、第一预热器、一效蒸发器、二效蒸发器、第二预热器和合成炉；所述合成炉包括具有氢气、氯气入口和氯化氢出口的炉筒，所述炉筒上设置有封闭式的汽包，汽包上设有第三浓度液碱出口和低压过热蒸汽出口，其中第三浓度液碱出口与第一预热器联接，低压过热蒸汽出口与一效蒸发器、二效蒸发器联接；所述合成炉具有第二浓度液碱与氯化氢气体进行热交换的换热元件。作为本技术的进一步改进所述换热元件包括包覆于炉筒外的夹套和内置于合成炉内且位于炉筒上部的列管式蒸发箱；所述列管式蒸发箱包括列管和列管形成的管间箱，其中列管与炉筒连通，管间箱下部连接有对流管，对流管的另一端与炉筒外的夹套连接。作为本技术的进一步改进所述的合成炉还包括与炉筒平行设置的液碱循环管，所述液碱循环管具有与夹套下端联接的下联接管和与列管式蒸发箱的管间箱上部相联接的中联接管，所述液碱循环管的上端管口与汽包相联接。作为本技术的进一步改进所述炉筒底部设有氯化氢合成灯头，所述灯头为设有射流气体混合单元和旋流气体混合单元的燃烧器；所述汽包内还设有旋流板除雾器和丝网除雾器，用于减少低压过热蒸汽中的碱雾夹带。作为本技术的进一步改进所述第二预热器包括筒体、包覆于筒体外的预热夹套和置于预热夹套外的支撑鞍座；筒体内用于热交换后的氯化气体通过，预热夹套用于第二浓度液碱通过；预热夹套内设置有螺旋隔板，筒体内设置有折流板。作为本技术的进一步改进还包括氢气源、氯气源、氯化氢输出端、第三浓度液碱输出端、一效分离罐和二效分离罐；其中氯化氢气体输出端包括氯化氢冷却器和氯化氢缓冲罐；第三浓度液碱输出端包括固碱成型设备和包装设备。本技术提供的利用氯化氢合成的余热进行碱浓缩的装置单台设备数量得到大大减少，设备结构非常简单。附图说明图1为本技术提供的利用氯化氢合成的余热进行碱浓缩的装置中的合成炉的结构示意图。图2为本技术提供的利用氯化氢合成的余热进行碱浓缩的装置中的合成炉的灯头的结构示意图。图3为本技术提供的利用氯化氢合成的余热进行碱浓缩的装置中的第二预热器的结构示意图。图中，1 —底板支架，2 —灯头，2-1 —氯气进口管，2-2 —氯气通道管I，2-3 — 氢气通道管I，2-4 —旋流板混合器，2-5 —氯气通道管II，2-6 —氢气通道管II，2-7 -氢气进口管，3 -炉底板，4 -循环管，4-1 -下联接管口，4-2 -中联接管口，4-3 —第二浓度液碱进口，5 —炉筒，5-1 —夹套，5-2 —视镜I，5-3 —点火孔，6 —列管式蒸发箱，6-1 -列管，6-2 -管间箱，7 -炉顶封头，7-1 -氯化氢气体出口，8 -防爆膜，9 -汽包，9-1 -第三浓度液碱出口，9-2 -低压过热蒸汽出口，9-3—旋流板除雾器，9-4 —丝网除雾器，9-5 —检查孔，9-6 —视镜11，10 —液位计，11 一对流管，12 —螺旋隔板，13 —鞍座，14 —筒体，15 —预热夹套，16 —折流板。具体实施方式本技术提供了一种利用氯化氢合成的余热进行碱浓缩的装置，所述装置包括依次联接的第一浓度液碱贮罐、第一预热器、一效蒸发器、二效蒸发器、第二预热器和合成炉。本技术中，所述第一浓度液碱贮罐作为第一浓度液碱源，用于提供第一浓度液碱，其采用现有技术中的各种液碱储存设备即可，本技术中没有特殊限定。所述第一预热器用于对第一浓度液碱进行预热，其热源为液碱剩余热，通过合成炉中得到的第三浓度液碱提供。因此，第一预热器中实现的为第三浓度液碱与第一浓度液碱的换热过程，即为液液换热过程。所述第一预热器采用现有技术中常见的各种耐高温高浓度液碱腐蚀的换热器即可，本技术没有特殊限定。在第一预热器中完成液液换热后，第三浓度液碱被冷却至100°C左右，然后可送第三浓度液碱输出端进行后续处理，例如进行固碱成型和包装。因此，本技术提供的装置还包括第三浓度输出端，所述第三浓度液碱输出端可包括固碱成型设备和包装设备。如果用铁桶包装，可将冷却至100°c左右的第三浓度液碱直接装桶，称量合格后封桶、经空气冷却后贮存。如果生产片碱，则可将冷却至100°c左右的第三浓度液碱送入片碱机中进行成型，同时用循环水将其冷却到50°c左右(第三浓度液碱的凝固点为62. 4°C)，成型后的片碱进入包装机进行包装、称量，然后送仓库码堆、贮存。在第一预热器中完成液液换热后的第一浓度液碱被预热，然后送一效蒸发器、二效蒸发器中依次进行一效蒸发和二效蒸发。所述一效蒸发器、二效蒸发器均用于对液碱进行加热浓缩，例如一效蒸发器可将30-35wt%的液碱浓缩至36-40wt%的液碱，二效蒸发器继续将36-40wt%的液碱浓缩至41-46wt%的液碱。因此采用现有技术中的各种碱浓缩器均本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种利用氯化氢合成的余热进行碱浓缩的装置，其特征在于，所述装置包括依次联接的第一浓度液碱贮罐、第一预热器、一效蒸发器、二效蒸发器、第二预热器和合成炉；所述合成炉包括具有氢气、氯气入口和氯化氢出口的炉筒，所述炉筒上设置有封闭式的汽包， 汽包上设有第三浓度液碱出口和低压过热蒸汽出口，其中第三浓度液碱出口与第一预热器联接，低压过热蒸汽出口与一效蒸发器、二效蒸发器联接；所述合成炉具有第二浓度液碱与氯化氢气体进行热交换的换热元件。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：肖正群，肖湘君，
申请(专利权)人：肖正群，
类型：实用新型
国别省市：43
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