CN206108917U - 一种钾碱浓缩制片装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钾碱浓缩制片装置，包括预浓缩器、碱液输送管A、降膜浓缩管、分离器、闪蒸器和片碱机，预浓缩器与降膜浓缩管顶部通过碱液输送管A密闭连通，降膜浓缩管底部连通设有收集槽，收集槽的出液端与分离器密闭连通；分离器与闪蒸器之间密闭连通有上升管和下降管，分离器内部设有分隔板，分隔板将分离器下部空腔分隔成上升储液腔体和下降储液腔体两部分，分离器底部设有连通下降储液腔体的碱液输送管B，碱液输送管B的出液管口与片碱机密闭连通；闪蒸器顶部设有不凝气出口。本实用新型浓缩过程中添加的葡萄糖大大减缓设备的腐蚀，提高设备的使用寿命，保证了钾碱产品的高纯度；采用快速闪蒸方式，减少了热量消耗。

Description

一种钾碱浓缩制片装置

技术领域

本实用新型涉及化工设备领域，尤其涉及一种钾碱浓缩制片装置。

背景技术

氯碱工业是现代化学工业中的基础原料工业，随着国民经济的发展，钾碱和氯产品已广泛应用于各个领域，在化学工业和轻工业都占有举足轻重的作用。

目前，大多数企业已采取先进的离子膜法代替落后的隔膜电解法来生产钾碱，从离子膜法电解槽出来的钾碱浓度一般在30％左右，为了满足不同客户的需求及运输的方便，需要把液碱进一步浓缩制成片状进行销售。当前关于烧碱浓缩制片的设备已有很多文献专利报道，但关于钾碱浓缩制片的设备还鲜有报道，因浓缩到95％以上的KOH比NaOH碱性强、腐蚀性强，且蒸发浓缩同浓度的碱液，KOH所需温度要高于NaOH，故钾碱对设备的腐蚀更为严重。

中国专利CN102530993(专利申请号：201110447895.X)中公开了一种烧碱浓缩制片方法与装置，该装置包括二级降膜蒸发器、碱液输送泵、一级降膜蒸发器、蔗糖溶液储罐、浓碱泵、最终浓缩器、片碱机。由于高浓度碱液对设备具有强腐蚀性，虽然添加蔗糖能有效缓解，但由于蔗糖杂质含量高，烧碱的质量也会受到影响。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种钾碱浓缩制片装置，该钾碱浓缩制片装置对浓缩制片设备进行改良，大大降低了设备的腐蚀，显著提高设备使用周期。本钾碱浓缩制片装置采取了用葡萄糖代替蔗糖的方式，避免因蔗糖纯度不高而引入多余的杂质；并且在碱液浓度达到一定值后，采用闪蒸的方式进行快速浓缩，蒸发残余水分所需的热量来自于熔融碱自身内部的热，这样熔融碱也就冷却下来，从而降低了后期片碱冷却所需水量，并且还大大降低了对降膜浓缩管的腐蚀。除此以外，本实用新型还对制片步骤的弧形熔碱槽进行改良。因生产过程中会不定时对滚筒及刮刀等进行检查，而大气环境中浓碱液对镍材的腐蚀更强，故在其液面位置焊接与熔碱槽同材质的镍材进行加厚，大大提高了熔碱槽的使用寿命。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种钾碱浓缩制片装置，包括预浓缩器、碱液输送管A、降膜浓缩管、分离器、闪蒸器和片碱机，所述预浓缩器顶部开有碱液进口，所述预浓缩器与降膜浓缩管顶部通过碱液输送管A密闭连通，所述碱液输送管A上连通安装有碱液输送泵，所述预浓缩器与碱液输送泵之间的碱液输送管A上连通设有葡萄糖溶液储罐，所述降膜浓缩管底部连通设有收集槽，所述收集槽的出液端与分离器密闭连通；所述分离器与闪蒸器之间密闭连通有上升管和下降管，所述闪蒸器位于分离器上方，所述分离器内部设有分隔板，所述分隔板将分离器下部空腔分隔成上升储液腔体和下降储液腔体两部分，所述上升管的下端管口置于上升储液腔体中，所述下降管的下端管口置于下降储液腔体中，所述分离器底部设有连通下降储液腔体的碱液输送管B，所述碱液输送管B的出液管口与片碱机密闭连通；所述闪蒸器顶部设有不凝气出口。

为了更好地实现本实用新型，所述片碱机包括有熔碱槽和冷却转鼓，所述冷却转鼓浸入熔碱槽内部的高度为10～20mm，所述冷却转鼓依靠旋转机构驱动旋转运动。

本实用新型优选的降膜浓缩管结构技术方案如下：所述降膜浓缩管中设有温度为410℃～430℃的熔盐，所述降膜浓缩管中央安装有碱液再分配器，所述碱液再分配器包括有分配浆叶。

本实用新型预浓缩器顶部的碱液进口与30％碱液储槽密闭连通。

本实用新型优选的预浓缩器结构技术方案如下：所述预浓缩器的上部空腔排布有换热列管，所述预浓缩器的下部空腔为预浓缩储液空腔。

为了回收降膜浓缩管中的热量，所述收集槽上密闭连通设有二次蒸汽管，在该二次蒸汽管与收集槽连接位置处设有除雾器；所述二次蒸汽管与预浓缩器的换热列管密闭连通。

根据各系统生产能力的不同，所述降膜浓缩管的数量为4～16根，每根降膜浓缩管顶部分别通过碱液输送支管与碱液输送管A密闭连通，每根降膜浓缩管底部均与收集槽密闭连通。

作为优选，所述熔碱槽内壁中设有熔碱槽液面加厚壁，该熔碱槽液面加厚壁由镍材制造而成。

为了便于从降膜浓缩管出来的一定浓度碱液进入闪蒸器进行快速闪蒸，所述闪蒸器内部的真空度为-0.01～-0.03MPa。

本实用新型较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本钾碱浓缩制片装置采取了用葡萄糖代替蔗糖的方式，避免因蔗糖纯度不高而引入多余的杂质；并且在碱液浓度达到一定值后，采用闪蒸的方式进行快速浓缩，不仅降低了后期片碱冷却所需水量，而且大大降低了对降膜浓缩管的腐蚀。

(2)本实用新型不仅流程简单、投资节省，而且浓缩过程中添加的葡萄糖大大减缓设备的腐蚀，提高了设备的使用寿命，避免杂质的引入，保证了钾碱产品的高纯度。当碱液浓度达到一定值后，本实用新型采用快速闪蒸的方式，减少了前期热交换步骤所需热量，降低了熔盐的使用温度，并且闪蒸后熔融碱自身温度降低，也减少了制备片碱步骤冷却水的使用量。

(3)本实用新型在熔碱槽液面位置处用镍材进行加固，使熔碱槽的平均使用寿命提高1～2年，在企业成本控制方面起到了重要作用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中，附图中的附图标记所对应的名称为：

1－预浓缩器，2－碱液输送泵，3－葡萄糖溶液储罐，4－降膜浓缩管，5－分离器，6－上升管，7－下降管，8－闪蒸器，9－片碱机，10－熔碱槽，11－碱液进口，12－碱液输送管A，13－不凝气出口，14－碱液输送管B，15－熔碱槽液面加厚壁，16－收集槽,17－分隔板。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明：

实施例

如图1所示，一种钾碱浓缩制片装置，包括预浓缩器1、碱液输送管A12、降膜浓缩管4、分离器5、闪蒸器8和片碱机9，预浓缩器1顶部开有碱液进口11，预浓缩器1顶部的碱液进口11与30％碱液储槽密闭连通。预浓缩器1的上部空腔排布有换热列管，预浓缩器1的下部空腔为预浓缩储液空腔。预浓缩器1与降膜浓缩管4顶部通过碱液输送管A12密闭连通，碱液输送管A12上连通安装有碱液输送泵2，预浓缩器1与碱液输送泵2之间的碱液输送管A12上连通设有葡萄糖溶液储罐3，降膜浓缩管4底部连通设有收集槽16，收集槽16的出液端与分离器5密闭连通。降膜浓缩管4中设有温度为410℃～430℃的熔盐，降膜浓缩管4中央安装有碱液再分配器，碱液再分配器包括有分配浆叶。本实施例优选的降膜浓缩管4数量为4～16根，每根降膜浓缩管4顶部分别通过碱液输送支管与碱液输送管A12密闭连通，每根降膜浓缩管4底部均与收集槽16密闭连通。收集槽16上密闭连通设有二次蒸汽管，在该二次蒸汽管与收集槽16连接位置处设有除雾器；二次蒸汽管与预浓缩器1的换热列管密闭连通。

分离器5与闪蒸器8之间密闭连通有上升管6和下降管7，闪蒸器8位于分离器5上方，闪蒸器8顶部设有不凝气出口13。分离器5内部设有分隔板17，分隔板17将分离器5下部空腔分隔成上升储液腔体和下降储液腔体两部分，上升管6的下端管口置于上升储液腔体中，下降管7的下端管口置于下降储液腔体中。

分离器5底部设有连通下降储液腔体的碱液输送管B14，碱液输送管B14的出液管口与片碱机9密闭连通。片碱机9包括有熔碱槽10和冷却转鼓，冷却转鼓浸入熔碱槽10内部的高度为10～20mm，冷却转鼓依靠旋转机构驱动旋转运动。熔碱槽10内壁中设有熔碱槽液面加厚壁15，该熔碱槽液面加厚壁15由镍材制造而成，将熔碱槽10的平均使用寿命由之前的9个月提高到2年。为了便于从降膜浓缩管4出来的一定浓度碱液进入闪蒸器8进行快速闪蒸，所述闪蒸器8内部的真空度为-0.01～-0.03MPa。

本实用新型的工作原理如下：

从30％碱液储槽出来的氢氧化钾碱液在碱液输送泵2的抽吸作用下从碱液进口11进入到预浓缩器1中，30％氢氧化钾碱液从预浓缩器1上部进入，通过预浓缩器1的换热列管下降过程中与降膜浓缩管4回收过来的二次蒸汽进行热交换，使30％氢氧化钾碱液浓缩到45％氢氧化钾碱液。一定浓度的葡萄糖溶液经葡萄糖溶液储罐3加入到预浓缩器1出口管道(即碱液输送管A12)上，葡萄糖溶液与氢氧化钾碱液混合后一起通过碱液输送管A12进入降膜浓缩管4。

在每根降膜浓缩管4的顶端，碱液(葡萄糖溶液与氢氧化钾碱液的混合液)沿着降膜浓缩管4的内表面均匀分配，形成一层完整的碱膜，并与降膜浓缩管4中加热到420℃左右(温度为410℃～430℃)的熔盐进行换热而除去溶液中大量的水分。为了防止碱膜在蒸发过程中破裂，每根降膜浓缩管4中央装有碱液再分配器，碱液中的水分在被蒸发的同时向降膜浓缩管4下部流去，并由碱液再分配器的分配浆叶不断强制使碱液流向降膜浓缩管4的内壁。最终到达降膜浓缩管4出口的碱液浓缩为92％(即熔融碱)，熔融碱通过收集槽16进入到分离器5中。此过程中蒸发出的水分通过除雾器将细小的碱滴分离后作为二次蒸汽通过二次蒸汽管进入到预浓缩器1中，以回收其中的热量。

本实施例选择与分离器5相连的闪蒸器8真空度为-0.02MPa，故从降膜浓缩器4出来的92％熔融碱进入到分离器5后，可通过上升管6吸入到闪蒸器8中，且此时的熔融碱依然具有在大气压下的饱和温度，所以在上升过程中，熔融碱在上升管内沸腾，产生的气泡减少了混合物的比重，使得熔融碱能到达闪蒸器8的上部，在这里蒸汽与碱进行分离；然后，浓缩后的碱通过下降管7流回到分离器5中。因闪蒸过程蒸发水分所需的热量来自熔融碱自身，所以浓缩后的碱也同时被冷却下来，为后期片碱制备节约了冷却水量。

从闪蒸器8经过下降管7流回来的95％熔融碱进入到片碱机9的熔碱槽10内。片碱机9包含一个旋转着的水冷却的冷却转鼓，冷却转鼓浸入熔碱槽10内10～20mm，熔碱槽10内不断供给熔融的氢氧化钾。

在冷却转鼓与熔融碱接触并不断旋转的过程中，冷却转鼓的表面形成0.8～1.3mm厚的碱膜，在冷却转鼓旋转过程中碱膜被冷却到50～55℃，然后被刮刀刮下制得合格的钾碱片状产品(即氢氧化钾片状产品)。

上述实施方式只是本实用新型的一个优选实施例，并不是用来限制本实用新型的实施与权利范围的，凡依据本实用新型申请专利保护范围所述的内容做出的等效变化和近似替换，均应落在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种钾碱浓缩制片装置，其特征在于：包括预浓缩器（1）、碱液输送管A（12）、降膜浓缩管（4）、分离器（5）、闪蒸器（8）和片碱机（9），所述预浓缩器（1）顶部开有碱液进口（11），所述预浓缩器（1）与降膜浓缩管（4）顶部通过碱液输送管A（12）密闭连通，所述碱液输送管A（12）上连通安装有碱液输送泵（2），所述预浓缩器（1）与碱液输送泵（2）之间的碱液输送管A（12）上连通设有葡萄糖溶液储罐（3），所述降膜浓缩管（4）底部连通设有收集槽（16），所述收集槽（16）的出液端与分离器（5）密闭连通；所述分离器（5）与闪蒸器（8）之间密闭连通有上升管（6）和下降管（7），所述闪蒸器（8）位于分离器（5）上方，所述分离器（5）内部设有分隔板（17），所述分隔板（17）将分离器（5）下部空腔分隔成上升储液腔体和下降储液腔体两部分，所述上升管（6）的下端管口置于上升储液腔体中，所述下降管（7）的下端管口置于下降储液腔体中，所述分离器（5）底部设有连通下降储液腔体的碱液输送管B（14），所述碱液输送管B（14）的出液管口与片碱机（9）密闭连通；所述闪蒸器（8）顶部设有不凝气出口（13）。

2.按照权利要求1所述的一种钾碱浓缩制片装置，其特征在于：所述片碱机（9）包括有熔碱槽（10）和冷却转鼓，所述冷却转鼓浸入熔碱槽（10）内部的高度为10～20mm，所述冷却转鼓依靠旋转机构驱动旋转运动。

3.按照权利要求1所述的一种钾碱浓缩制片装置，其特征在于：所述降膜浓缩管（4）中设有温度为410℃～430℃的熔盐，所述降膜浓缩管（4）中央安装有碱液再分配器，所述碱液再分配器包括有分配浆叶。

4.按照权利要求1所述的一种钾碱浓缩制片装置，其特征在于：所述预浓缩器（1）顶部的碱液进口（11）与30%碱液储槽密闭连通。

5.按照权利要求1所述的一种钾碱浓缩制片装置，其特征在于：所述预浓缩器（1）的上部空腔排布有换热列管，所述预浓缩器（1）的下部空腔为预浓缩储液空腔。

6.按照权利要求5所述的一种钾碱浓缩制片装置，其特征在于：所述收集槽（16）上密闭连通设有二次蒸汽管，在该二次蒸汽管与收集槽（16）连接位置处设有除雾器；所述二次蒸汽管与预浓缩器（1）的换热列管密闭连通。

7.按照权利要求1所述的一种钾碱浓缩制片装置，其特征在于：所述降膜浓缩管（4）的数量为4～16根，每根降膜浓缩管（4）顶部分别通过碱液输送支管与碱液输送管A（12）密闭连通，每根降膜浓缩管（4）底部均与收集槽（16）密闭连通。

8.按照权利要求2所述的一种钾碱浓缩制片装置，其特征在于：所述熔碱槽（10）内壁中设有熔碱槽液面加厚壁（15），该熔碱槽液面加厚壁（15）由镍材制造而成。

9.按照权利要求2所述的一种钾碱浓缩制片装置，其特征在于：所述闪蒸器（8）内部的真空度为-0.01～-0.03MPa。