CN107304055B - 一种利用蒸氨废液闪蒸卤水的氨法制碱系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制碱工业领域，尤其涉及一种利用蒸氨废液闪蒸卤水的氨法制碱系统，包括氨法制碱单元及设于氨法制碱单元的卤水进液口前端的蒸发浓缩单元、卤水换热器及闪蒸器，卤水依次通过蒸发浓缩单元、卤水换热器及闪蒸器后进入氨法制碱单元。来自蒸发浓缩单元的卤水在卤水换热器中被来自氨法制碱单元的蒸氨废液加热后进入闪蒸器产生闪蒸蒸汽与浓缩卤水，闪蒸蒸汽进入蒸发浓缩单元对卤水进行蒸发浓缩，浓缩卤水进入氨法制碱单元用于制碱。与现有氨法制碱系统相比较，在减少卤水加热热源消耗的同时对蒸氨废液的余热进行了回收利用，降低了氨法制碱系统的生产成本。

Description

一种利用蒸氨废液闪蒸卤水的氨法制碱系统
技术领域
本发明涉及制碱工业领域，尤其涉及一种利用蒸氨废液闪蒸卤水的氨法制碱系统。
背景技术
碳酸钠，俗名纯碱、苏打，它是玻璃、造纸、肥皂、洗涤剂、纺织、制革等工业的重要原料，还常用作硬水的软化剂，也用于制造钠的化合物。它的工业制法主要有氨碱法和联合制碱法两种。
氨碱法(又称索尔维法)，是比利时工程师苏尔维(1838～1922)于1892年发明的纯碱制法。他以食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气为原料来制取纯碱。先使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水，再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液。其化学反应原理是：
NaCl+NH3+H2O+CO2＝NaHCO3+NH4Cl
将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体，再加热煅烧制得纯碱产品。
2NaHCO3＝Na2CO3+H2O+CO2
放出的二氧化碳气体可回收循环使用。含有氯化铵的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]混合加热，所放出的氨气可回收循环使用。
CaO+H2O＝Ca(OH)2，
2NH4Cl+Ca(OH)2＝CaCl2+2NH3+2H2O
其工业生产的简单流程如图3所示。
氨碱法制碱的生产过程中产生的蒸氨废液温度约为90°-98°，存在较多的余热，现有生产过程中，一方面会将蒸氨废液直接排放，无法对蒸氨废液的余热进行有效回收利用，另外一方面，为提高制碱效率，需要用热源对卤水进行加热，以提升卤水的浓度，这两方面因素造成了能源的浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种有效回收余热的利用利用蒸氨废液闪蒸卤水的氨法制碱系统。
本发明是通过以下技术方案予以实现：
一种利用蒸氨废液闪蒸卤水的氨法制碱系统，其特征在于，包括氨法制碱单元、设于氨法制碱单元的卤水进液口前端的闪蒸器、设于闪蒸器的卤水进液口前端的卤水换热器、设于卤水换热器的卤水进液口前端的蒸发浓缩单元，其中，
卤水换热器：设有通过蒸发浓缩单元的卤水的冷源媒介通道及通过氨法制碱单元输出的蒸氨废液的热源媒介通道，通入氨法制碱单元输出的蒸氨废液，并将其作为热源，为蒸发浓缩单元输出的卤水加热；
闪蒸器：通入卤水换热器输出的卤水，并将其作为闪蒸原液进行闪蒸，闪蒸完成后的卤水输入氨法制碱单元，闪蒸产生的闪蒸蒸汽输入蒸发浓缩单元；
所述蒸发浓缩单元包括卤水多级浓缩管路及与卤水多级浓缩管路为交错流设置的蒸汽多级冷凝管路，沿卤水多级浓缩管路的流体走向依次设置有蒸汽-卤水换热器、蒸汽-卤水蒸发器、闪蒸蒸汽-卤水蒸发器，其中，
蒸汽-卤水换热器，设有通过卤水的冷源媒介通道及通过蒸汽-卤水蒸发器输出蒸汽的热源媒介通道，通入蒸汽-卤水蒸发器输出的蒸汽，并将其作为热源，对通入的卤水加热；
蒸汽-卤水蒸发器，通入蒸氨废液-卤水蒸发器输出蒸汽，并将其作为热源，对通入的蒸汽-卤水换热器输出的卤水进行蒸发浓缩，并输出蒸发产生的蒸汽；
闪蒸蒸汽-卤水蒸发器，通入闪蒸器输出的闪蒸蒸汽，并将其作为热源，对通入的蒸汽-卤水蒸发器输出的卤水进行蒸发浓缩，并输出蒸发产生的蒸汽，蒸发浓缩后的卤水通入氨法制碱设备；
所述蒸汽-卤水蒸发器、蒸汽-卤水换热器输出的冷凝水均通过淡水管排出；
卤水多级浓缩管路：卤水先通过蒸汽-卤水换热器的冷源媒介通道、再经蒸汽-卤水蒸发器蒸发，然后经闪蒸蒸汽-卤水蒸发器蒸发，最后将蒸发后的浓缩卤水输入氨法制碱单元；
蒸汽多级冷凝管路：闪蒸蒸汽-卤水蒸发器产生的闪蒸蒸汽作为热源通过蒸汽-卤水蒸发器，蒸汽-卤水蒸发器产生的蒸汽通过蒸汽-卤水换热器的热源媒介通道，最后经淡水管排出。
所述蒸汽-卤水换热器热源媒介通道两端并联冷凝器，蒸汽-卤水蒸发器输出蒸汽通过冷凝器的热源媒介通道，冷凝器产生的冷凝水通过淡水管排出。
所述蒸汽-卤水蒸发器为多级。
本发明的有益效果是：
由于设置了蒸发浓缩单元，通过蒸氨废液的余热对卤水进行加热，并对加热后的卤水进行闪蒸，闪蒸蒸汽输入蒸发浓缩单元对卤水进行蒸发浓缩，在减少卤水加热热源消耗的同时实现了对蒸氨废液余热的多效回收利用，节约能源，减少生产成本投入。
附图说明
图1是本发明的连接结构示意图。
图2是本发明的蒸发浓缩单元的连接结构示意图。
图3是氨碱法制碱的工业生产的简单流程。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明包括氨法制碱单元、蒸发浓缩单元、卤水换热器及闪蒸器，其中，
卤水换热器：设有通过蒸发浓缩单元输出的卤水的冷源媒介通道及通过氨法制碱单元输出的蒸氨废液的热源媒介通道，通入氨法制碱单元输出的蒸氨废液，并将其作为热源，对通入的蒸发浓缩输出的卤水加热。
闪蒸器：通入卤水换热器输出的卤水，并将其作为闪蒸原液进行闪蒸，闪蒸完成后的卤水输入氨法制碱单元，闪蒸产生的闪蒸蒸汽输入蒸发浓缩单元；设有通入卤水换热器输出的卤水的闪蒸原液进口，设有连通氨法制碱单元卤水进液口的闪蒸完成液出口，设有设于卤水闪蒸器顶部的闪蒸蒸汽出口；
在蒸发浓缩单元，通入来自闪蒸器的闪蒸蒸汽并将其作为热源对通入的冷源媒介卤水进行蒸发浓缩，产生淡水和浓缩卤水，淡水经淡水管排出，浓缩卤水进入卤水加热器；来自氨法制碱单元的蒸氨废液作为热源媒介通入卤水换热器，对冷源媒介卤水加热后排出系统，卤水被加热后进入闪蒸器；进入闪蒸器的卤水在闪蒸后产生闪蒸蒸汽与浓缩卤水，闪蒸蒸汽进入蒸发浓缩单元用于卤水的蒸发浓缩，浓缩卤水继续进入氨法制碱单元用于制碱。氨法制碱单元由卤水加热器、饱和食盐水设备、制碱设备、蒸氨设备组成，来自闪蒸器的卤水依次通过卤水加热器、制碱设备、蒸氨设备后作为蒸氨废液进入卤水加热器热源媒介通道。
由于设置了蒸发浓缩单元与卤水换热器，蒸氨废液的余热被用于卤水加热与浓缩，进而氨法制碱单元中不需设置额外的热源对卤水进行加热，进而在回收蒸氨废液余热的同时降低了热源的消耗，减少了系统的操作成本。
如图2所示，蒸发浓缩单元包括卤水多级浓缩管路及与卤水多级浓缩管路为交错流设置的蒸汽多级冷凝管路，沿卤水多级浓缩管路的流体走向依次设置有蒸汽-卤水换热器、蒸汽-卤水蒸发器、闪蒸蒸汽-卤水蒸发器，其中，
蒸汽-卤水换热器，通入蒸汽-卤水蒸发器输出蒸汽，并将其作为热源，为通入的卤水加热，并设有通过卤水的冷源媒介通道及通过蒸汽-卤水蒸发器输出蒸汽的热源媒介通道；
蒸汽-卤水蒸发器，通入蒸氨废液-卤水蒸发器输出蒸汽，并将其作为热源，对通入的蒸汽-卤水换热器输出的卤水进行蒸发，并输出蒸发产生的蒸汽；设有通入蒸氨废液-卤水蒸发器输出蒸汽的蒸汽进口，设有通入蒸汽-卤水换热器输入卤水的预料液进口，设有输出蒸发后卤水的完成液出口，设于顶部的蒸汽出口，蒸汽进口与蒸汽出口之间为热源媒介通道，预料液进口与完成液出口之间为冷源媒介通道；
闪蒸蒸汽-卤水蒸发器，通入闪蒸器输出的闪蒸蒸汽，并将其作为热源，对通入的蒸汽-卤水蒸发器输出的卤水进行蒸发，并输出蒸发产生的蒸汽，蒸发后的卤水通入氨法制碱设备；设有通过闪蒸器输出的闪蒸蒸汽的热源媒介通道，顶部设有蒸汽出口，设有通入蒸汽-卤水蒸发器卤水完成液的预料液进口，设有输出蒸发后浓缩卤水的完成液出口，预料液进口与完成液出口之间为冷源媒介通道。
蒸汽-卤水蒸发器、蒸汽-卤水换热器输出的冷凝水均通过淡水管排出；
卤水多级浓缩管路：卤水先通过蒸汽-卤水换热器的冷源媒介通道、再经蒸汽-卤水蒸发器蒸发，然后经闪蒸蒸汽-卤水蒸发器蒸发，最后将蒸发后的浓缩卤水输入氨法制碱单元；
蒸汽多级冷凝管路：闪蒸蒸汽-卤水蒸发器产生的闪蒸蒸汽作为热源通过蒸汽-卤水蒸发器，蒸汽-卤水蒸发器产生的蒸汽通过蒸汽-卤水换热器的热源媒介通道，最后经淡水管排出。
蒸汽-卤水换热器热源媒介通道的两端并联接入冷凝器对蒸汽-卤水蒸发器产生的蒸汽进行冷凝，产生的冷凝水通过于淡水管排出。
蒸汽-卤水蒸发器根据需要可以设计成一级或者二级或者多级，蒸氨废液-卤水蒸发器产生的蒸汽作为热源进入一级蒸发器，一级蒸发器产生的蒸汽作为热源进入二级蒸发器，二级蒸发器产生的蒸汽作为热源进入三级蒸发器，……，相应地，三级蒸发器卤水蒸发完成液进入二级蒸发器继续蒸发浓缩，二级蒸发器卤水蒸发完成液进入一级蒸发器继续蒸发浓缩，一级蒸发器卤水蒸发完成液进入蒸氨废液蒸发器继续蒸发浓缩，卤水完成液进入氨法制碱设备用于制碱。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种利用蒸氨废液闪蒸卤水的氨法制碱系统，其特征在于，包括氨法制碱单元、设于氨法制碱单元的卤水进液口前端的闪蒸器、设于闪蒸器的卤水进液口前端的卤水换热器、设于卤水换热器的卤水进液口前端的蒸发浓缩单元，其中，
卤水换热器：设有通过蒸发浓缩单元的卤水的冷源媒介通道及通过氨法制碱单元输出的蒸氨废液的热源媒介通道，通入氨法制碱单元输出的蒸氨废液，并将其作为热源，为蒸发浓缩单元输出的卤水加热；
闪蒸器：通入卤水换热器输出的卤水，并将其作为闪蒸原液进行闪蒸，闪蒸完成后的卤水输入氨法制碱单元，闪蒸产生的闪蒸蒸汽输入蒸发浓缩单元；
所述蒸发浓缩单元包括卤水多级浓缩管路及与卤水多级浓缩管路为交错流设置的蒸汽多级冷凝管路，沿卤水多级浓缩管路的流体走向依次设置有蒸汽-卤水换热器、蒸汽-卤水蒸发器、闪蒸蒸汽-卤水蒸发器，其中，
蒸汽-卤水换热器，设有通过卤水的冷源媒介通道及通过蒸汽-卤水蒸发器输出蒸汽的热源媒介通道，通入蒸汽-卤水蒸发器输出的蒸汽，并将其作为热源，对通入的卤水加热；
蒸汽-卤水蒸发器，通入蒸氨废液-卤水蒸发器输出蒸汽，并将其作为热源，对通入的蒸汽-卤水换热器输出的卤水进行蒸发浓缩，并输出蒸发产生的蒸汽；
闪蒸蒸汽-卤水蒸发器，通入闪蒸器输出的闪蒸蒸汽，并将其作为热源，对通入的蒸汽-卤水蒸发器输出的卤水进行蒸发浓缩，并输出蒸发产生的蒸汽，蒸发浓缩后的卤水通入氨法制碱设备；
所述蒸汽-卤水蒸发器、蒸汽-卤水换热器输出的冷凝水均通过淡水管排出；
卤水多级浓缩管路：卤水先通过蒸汽-卤水换热器的冷源媒介通道、再经蒸汽-卤水蒸发器蒸发，然后经闪蒸蒸汽-卤水蒸发器蒸发，最后将蒸发后的浓缩卤水输入氨法制碱单元；
蒸汽多级冷凝管路：闪蒸蒸汽-卤水蒸发器产生的闪蒸蒸汽作为热源通过蒸汽-卤水蒸发器，蒸汽-卤水蒸发器产生的蒸汽通过蒸汽-卤水换热器的热源媒介通道，最后经淡水管排出。
2.根据权利要求1所述的一种利用蒸氨废液闪蒸卤水的氨法制碱系统，其特征在于，所述蒸汽-卤水换热器热源媒介通道两端并联冷凝器，蒸汽-卤水蒸发器输出蒸汽通过冷凝器的热源媒介通道，冷凝器产生的冷凝水通过淡水管排出。
3.根据权利要求1或2所述的一种利用蒸氨废液闪蒸卤水的氨法制碱系统，其特征在于，所述蒸汽-卤水蒸发器为多级。
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