CN104928715A - 一种烧碱生产用电解液回收再利用系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种烧碱生产用电解液回收再利用系统，其创新点在于：包括氯化氢合成淡盐水浓缩炉、淡盐水浓缩用闪发罐、盐水换热器和淡盐水储罐,所述氯化氢合成淡盐水浓缩炉、淡盐水浓缩用闪发罐、盐水换热器和淡盐水储罐通过各管道连通构成一个. 本发明的优点在于：利用氯化氢合成淡盐水浓缩炉和淡盐水浓缩用闪发罐组成的浓缩系统，实现盐水的回收再利用，并可产生饱和蒸汽。浓缩后的盐水温度在180℃左右，将其导入到盐水换热器中，与采用离子膜电解法电解后的电解液在盐水换热器中进行热交换，将65℃左右的淡盐水加热到95℃左右，提升淡盐水进入氯化氢合成淡盐水浓缩炉的初始温度，减少热量消耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种电解液回收再利用系统，特别涉及一种烧碱生产用电解液回收再利用系统。
背景技术
氯碱行业主要采用隔膜法和离子膜电解法两种生产工艺制作相关产品，在离子膜电解法的生产过程中，电解液经电解后，其含盐量会从300~310g/L降至200g/L左右，需要重新提高电解液的含盐量至初始水平以便继续电解生产产品。
目前主要采用两种方式来提高含盐量，第一种为采用纯固体盐，其缺点在于：在生产烧碱时，每吨碱需要消耗1.5吨的固体盐，其成本较高，不具有市场竞争力，基本已经很少采用；第二种为采用卤水加大量固体盐相结合的方式，即采购单位含盐量相同情况下价格低于固体盐的卤水来替代部分固体盐，再在卤水中投入固体盐来达到电解液的含盐标准，该种方式已经被行业内大多数厂家普遍采用；第三种为采用浓缩卤水添加少量固体盐的方式，利用热泵技术浓缩卤水，其相较第二种方式，可进一步减少固体盐的添加量，降低成本，但热泵技术初期投资非常大，且在使用时也有一定的成本，浓缩卤水的成本在30元/吨左右。
因此，进一步研发一种成本更加低廉的电解液含盐量提升方法以及相关设备势在必行。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种生产成本低且节能的烧碱生产用电解液回收再利用系统。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种烧碱生产用电解液回收再利用系统，其创新点在于：包括氯化氢合成淡盐水浓缩炉、淡盐水浓缩用闪发罐、盐水换热器和淡盐水储罐,所述氯化氢合成淡盐水浓缩炉、淡盐水浓缩用闪发罐、盐水换热器和淡盐水储罐通过各管道连通构成一个；氯化氢合成淡盐水浓缩炉具有一个用于吸收氯化氢合成段热量且位于氯化氢合成段高温部分的淡盐水循环夹套层，该淡盐水循环夹套层上部具有一淡盐水湿蒸汽出口，下部具有一淡盐水回流进口以及至少一淡盐水补充进口；淡盐水浓缩用闪发罐的罐体侧壁具有一位于侧壁上部且通过管道A与淡盐水湿蒸汽出口连通的淡盐水湿蒸汽进口，以及一位于侧壁底部且通过管道B与淡盐水回流进口连通的淡盐水回流出口，罐体底端具有一个浓盐水出口；盐水换热器包括管程部和壳程部，管程部具有一个热媒进口和一个热媒出口，该热媒进口通过管道I与淡盐水浓缩用闪发罐的浓盐水出口连通，热媒出口通过管道J接入一用于储存浓盐水的盐水池；壳程部具有一个冷媒进口和一个冷媒出口，该冷媒进口通过管道K与淡盐水供给设备连通，冷媒出口通过管道L与淡盐水储罐连通；并在冷媒进口或出口侧设置有亚硫酸钠滴加装置和稀盐酸滴加装置；淡盐水储罐底部具有一个淡盐水补充出口，该淡盐水补充出口通过管道M与淡盐水补充进口连通进而为氯化氢合成淡盐水浓缩炉补充淡盐水，并在管道M上设置有淡盐水高压泵。
优选的，所述氯化氢合成淡盐水浓缩炉自下而上主要分为第一氯化氢合成段、第二氯化氢合成段、第三氯化氢合成段和氯化氢冷却段四个部分，其均由石墨筒体及套在筒体外的钢制壳体构成；四个部分的各钢制壳体均通过法兰连接构成一个整体外壳，各石墨筒体连接导通构成一个石墨内胆；所述第一氯化氢合成段的钢制壳体与石墨筒体之间形成一个第一氯化氢合成段冷却水循环夹套层；第一氯化氢合成段冷却水循环夹套层底部具有一个下层冷却水循环进口；所述第二氯化氢合成段的钢制壳体与石墨筒体之间形成一个淡盐水循环夹套层；该淡盐水循环夹套层上部具有一淡盐水湿蒸汽出口，下部具有一淡盐水回流进口以及至少一淡盐水补充进口；该淡盐水补充进口由淡盐水高压泵通过管道H进行供液；所述第三氯化氢合成段的钢制壳体与石墨筒体之间形成一个第三氯化氢合成段冷却水循环夹套层，第三氯化氢合成段冷却水循环夹套层上部具有一个下层冷却水循环出口；该第三氯化氢合成段冷却水循环夹套层与第一氯化氢合成段冷却水循环夹套层通过管道C连通构成一个下层冷却水循环夹套层；所述氯化氢冷却段的钢制壳体与石墨筒体之间形成一个氯化氢冷却段冷却水循环夹套层，氯化氢冷却段冷却水循环夹套层的底部和顶部分别设有上层冷却水循环进口和上层冷却水循环出口；氯化氢冷却段的钢制壳体下部上设置有与其内部石墨筒体连通的氯化氢出口，氯化氢冷却段的钢制壳体底部上设置有与其内部石墨筒体连通的冷凝酸出口。
优选的，所述淡盐水高压泵有两台，并联设置在管道M上。
优选的，所述盐水换热器和淡盐水储罐之间还设置有一循环管道，该循环管道的进液口与淡盐水储罐底部连通，出液口与盐水换热器前侧的管道K连通，并在循环管道上设置有循环泵。
优选的，所述管道K上设置有取样管道O。
本发明的优点在于：
（1） 利用氯化氢合成淡盐水浓缩炉和淡盐水浓缩用闪发罐组成的浓缩系统，其在制备氯化氢气体的过程中， 利用反应的热量来浓缩淡盐水，进而提高淡盐水的浓度，实现盐水的回收再利用，并可产生饱和蒸汽；同时，氯化氢合成淡盐水浓缩炉无须全部采用冷却循环水来吸收反应生成的大部分热量，可降低冷却循环水的消耗，降低成本。
（2） 浓缩后的盐水温度在180℃左右，将其导入到盐水换热器中，与采用离子膜电解法电解后的电解液（淡盐水）在盐水换热器中进行热交换，将65℃左右的淡盐水加热到95℃左右，提升淡盐水进入氯化氢合成淡盐水浓缩炉的初始温度，减少热量消耗。
（3） 利用亚硫酸钠滴加装置在淡盐水中滴加亚硫酸钠，由于淡盐水为碱性，同时，通过盐水换热器后，淡盐水温度达到90℃，其有利于淡盐水中氯酸盐的分解，大大降低了腐蚀性，提高整体系统的使用寿命；稀盐酸滴加装置用于调节管道内淡盐水的PH值，避免PH值过大。
附图说明
图1为本发明烧碱生产用电解液回收再利用系统结构示意图。
图2为本发明氯化氢合成淡盐水浓缩炉结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明烧碱生产用电解液回收再利用系统主要包括氯化氢合成淡盐水浓缩炉1、淡盐水浓缩用闪发罐2、盐水换热器3和淡盐水储罐4,氯化氢合成淡盐水浓缩炉1、淡盐水浓缩用闪发罐2、盐水换热器3和淡盐水储罐4通过各管道连通构成一个。
氯化氢合成淡盐水浓缩炉1具有一个用于吸收氯化氢合成段热量且位于氯化氢合成段高温部分的淡盐水循环夹套层，该淡盐水循环夹套层上部具有一淡盐水湿蒸汽出口j，下部具有一淡盐水回流进口y以及至少一淡盐水补充进口i；
淡盐水浓缩用闪发罐2的罐体侧壁具有一位于侧壁上部且通过管道A与淡盐水湿蒸汽出口j连通的淡盐水湿蒸汽进口21a，以及一位于侧壁底部且通过管道B与淡盐水回流进口y连通的淡盐水回流出口21b，罐体底端具有一个浓盐水出口23a；
盐水换热器3包括管程部和壳程部，管程部具有一个热媒进口31和一个热媒出口32，该热媒进口31通过管道I与淡盐水浓缩用闪发罐2的浓盐水出口23a连通，热媒出口32通过管道J接入一用于储存浓盐水的盐水池；壳程部具有一个冷媒进口33和一个冷媒出口34，该冷媒进口33通过管道K与淡盐水供给设备连通，冷媒出口34通过管道L与淡盐水储罐4连通；并在冷媒进口33或出口34侧设置有亚硫酸钠滴加装置和稀盐酸滴加装置。
淡盐水储罐4底部具有一个淡盐水补充出口41，该淡盐水补充出口41通过管道M与淡盐水补充进口i连通进而为氯化氢合成淡盐水浓缩炉1补充淡盐水，并在管道M上设置有淡盐水高压泵42。本实施例中，淡盐水高压泵42有两台，并联设置在管道M上。
盐水换热器3和淡盐水储罐4之间还设置有一循环管道N，该循环管道N的进液口与淡盐水储罐4底部连通，出液口与盐水换热器3前侧的管道K连通，并在循环管道N上设置有循环泵43。另外，为了准确调节淡盐水的PH值，以及测量其游离氯离子的含量，在管道K上设置有取样管道O。
作为本发明更具体的实施方式，氯化氢合成淡盐水浓缩炉1的具体结构如图2所示：自下而上主要分为第一氯化氢合成段11、第二氯化氢合成段12、第三氯化氢合成段13和氯化氢冷却段14四个部分，其均由石墨筒体及套在筒体外的钢制壳体构成；四个部分的各钢制壳体均通过法兰连接构成一个整体外壳，各石墨筒体连接导通构成一个石墨内胆。
第一氯化氢合成段11的钢制壳体111与石墨筒体112之间形成一个第一氯化氢合成段冷却水循环夹套层；并在第一氯化氢合成段冷却水循环夹套层底部具有一个下层冷却水循环进口e；
第二氯化氢合成段12的钢制壳体121与石墨筒体122之间形成一个淡盐水循环夹套层；该淡盐水循环夹套层上部具有一淡盐水湿蒸汽出口j，下部具有一淡盐水回流进口y以及至少一淡盐水补充进口i；该淡盐水补充进口i由淡盐水高压泵通过管道H进行供液，并在管道H上还配备有供液气动阀121，该供液气动阀121根据淡盐水浓缩用闪发罐2的液位进行启闭补充淡盐水。此外，在第二氯化氢合成段12的淡盐水循环夹套层底端设置有第二排净口h通过管道G接入一个淡盐水槽。
第三氯化氢合成段13的钢制壳体131与石墨筒体132之间形成一个第三氯化氢合成段冷却水循环夹套层，第三氯化氢合成段冷却水循环夹套层上部具有一个下层冷却水循环出口l；该第三氯化氢合成段冷却水循环夹套层与第一氯化氢合成段冷却水循环夹套层通过管道C连通构成一个下层冷却水循环夹套层；
上述氯化氢冷却段14的钢制壳体141与石墨筒体142之间形成一个氯化氢冷却段冷却水循环夹套层，氯化氢冷却段冷却水循环夹套层的底部和顶部分别设有上层冷却水循环进口n和上层冷却水循环出口q；氯化氢冷却段14的钢制壳体下部上设置有与其内部石墨筒体连通的氯化氢出口p，氯化氢冷却段14的钢制壳体底部上设置有与其内部石墨筒体连通的冷凝酸出口o。、
作为本发明更具体的实施方式：亚硫酸钠滴加装置包括亚硫酸钠配制釜、亚硫酸钠滴加泵，所述亚硫酸钠配制釜的顶部具有一亚硫酸钠配液进口和一固体亚硫酸钠进料口，亚硫酸钠滴加泵的进液口与亚硫酸钠配制釜的底部连通，亚硫酸钠滴加泵的出液口接入循环管道出液口后侧的管道K；
稀盐酸滴加装置包括稀盐酸配制釜、稀盐酸滴加泵，所述稀盐酸配制釜的顶部具有一个稀盐酸配液进口和一压力平衡管，稀盐酸滴加泵的进液口与稀盐酸配制釜底部连通，稀盐酸滴加泵的出液口与管道L连通。
本发明的工作原理：
淡盐水通过淡盐水高压泵和管道H进入氯化氢合成淡盐水浓缩炉的淡盐水循环夹套层，氯化氢合成淡盐水浓缩炉在用氢气与氯气燃烧制备氯化氢气体的过程中放出大量的热，该热量大部分由淡盐水循环夹套层内的淡盐水吸收，形成高温高压淡盐水湿蒸汽；
淡盐水湿蒸汽通过管道A进入淡盐水浓缩用闪发罐，由于压力骤降，使得淡盐水发生蒸发现象，淡盐水中的水分被蒸发形成蒸汽从淡盐水浓缩用闪发罐顶部排出，而含盐量有所提高的淡盐水继续通过淡盐水回流出口回流至氯化氢合成淡盐水浓缩炉的淡盐水循环夹套层继续加热加压，以便再次进入淡盐水浓缩用闪发罐内进行蒸发。
在不断的蒸发、浓缩过程中，液位逐渐降低，利用淡盐水浓缩用闪发罐罐体侧壁的液位计监测其内部液位，当液位低于设定值时，则通过供液气动阀控制管道H导通，为淡盐水热浓缩循环通道补充淡盐水；
定时从管道F的取样口采集淡盐水浓缩用闪发罐中的盐水，在淡盐水含盐量逐步提高至要求浓度的浓盐水时，可将其从下封头底部的浓盐水出口排出。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种烧碱生产用电解液回收再利用系统，其特征在于：包括氯化氢合成淡盐水浓缩炉、淡盐水浓缩用闪发罐、盐水换热器和淡盐水储罐,所述氯化氢合成淡盐水浓缩炉、淡盐水浓缩用闪发罐、盐水换热器和淡盐水储罐通过各管道连通构成一个；
氯化氢合成淡盐水浓缩炉具有一个用于吸收氯化氢合成段热量且位于氯化氢合成段高温部分的淡盐水循环夹套层，该淡盐水循环夹套层上部具有一淡盐水湿蒸汽出口，下部具有一淡盐水回流进口以及至少一淡盐水补充进口；
淡盐水浓缩用闪发罐的罐体侧壁具有一位于侧壁上部且通过管道A与淡盐水湿蒸汽出口连通的淡盐水湿蒸汽进口，以及一位于侧壁底部且通过管道B与淡盐水回流进口连通的淡盐水回流出口，罐体底端具有一个浓盐水出口；
盐水换热器包括管程部和壳程部，管程部具有一个热媒进口和一个热媒出口，该热媒进口通过管道I与淡盐水浓缩用闪发罐的浓盐水出口连通，热媒出口通过管道J接入一用于储存浓盐水的盐水池；壳程部具有一个冷媒进口和一个冷媒出口，该冷媒进口通过管道K与淡盐水供给设备连通，冷媒出口通过管道L与淡盐水储罐连通；并在冷媒进口或出口侧设置有亚硫酸钠滴加装置和稀盐酸滴加装置；
淡盐水储罐底部具有一个淡盐水补充出口，该淡盐水补充出口通过管道M与淡盐水补充进口连通进而为氯化氢合成淡盐水浓缩炉补充淡盐水，并在管道M上设置有淡盐水高压泵。
2.根据权利要求1所述的烧碱生产用电解液回收再利用系统，其特征在于：所述氯化氢合成淡盐水浓缩炉自下而上主要分为第一氯化氢合成段、第二氯化氢合成段、第三氯化氢合成段和氯化氢冷却段四个部分，其均由石墨筒体及套在筒体外的钢制壳体构成；四个部分的各钢制壳体均通过法兰连接构成一个整体外壳，各石墨筒体连接导通构成一个石墨内胆；
所述第一氯化氢合成段的钢制壳体与石墨筒体之间形成一个第一氯化氢合成段冷却水循环夹套层；第一氯化氢合成段冷却水循环夹套层底部具有一个下层冷却水循环进口；
所述第二氯化氢合成段的钢制壳体与石墨筒体之间形成一个淡盐水循环夹套层；该淡盐水循环夹套层上部具有一淡盐水湿蒸汽出口，下部具有一淡盐水回流进口以及至少一淡盐水补充进口；该淡盐水补充进口由淡盐水高压泵通过管道H进行供液；
所述第三氯化氢合成段的钢制壳体与石墨筒体之间形成一个第三氯化氢合成段冷却水循环夹套层，第三氯化氢合成段冷却水循环夹套层上部具有一个下层冷却水循环出口；该第三氯化氢合成段冷却水循环夹套层与第一氯化氢合成段冷却水循环夹套层通过管道C连通构成一个下层冷却水循环夹套层；
所述氯化氢冷却段的钢制壳体与石墨筒体之间形成一个氯化氢冷却段冷却水循环夹套层，氯化氢冷却段冷却水循环夹套层的底部和顶部分别设有上层冷却水循环进口和上层冷却水循环出口；氯化氢冷却段的钢制壳体下部上设置有与其内部石墨筒体连通的氯化氢出口，氯化氢冷却段的钢制壳体底部上设置有与其内部石墨筒体连通的冷凝酸出口。
3.根据权利要求1所述的烧碱生产用电解液回收再利用系统，其特征在于：所述淡盐水高压泵有两台，并联设置在管道M上。
4.根据权利要求1所述的烧碱生产用电解液回收再利用系统，其特征在于：所述盐水换热器和淡盐水储罐之间还设置有一循环管道，该循环管道的进液口与淡盐水储罐底部连通，出液口与盐水换热器前侧的管道K连通，并在循环管道上设置有循环泵。
5.根据权利要求4所述的烧碱生产用电解液回收再利用系统，其特征在于：所述管道K上设置有取样管道O。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
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