CN221006025U - 一种氯碱生产系统余热利用装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及氯碱生产技术领域，具体为一种氯碱生产系统余热利用装置。所述的氯碱生产系统余热利用装置，包括纯水储罐，纯水储罐通过纯水泵与余热利用换热器相连，余热利用换热器通过出余热利用换热器管道与电解槽相连，电解槽通过阴极液罐与余热利用换热器相连，阴极液罐通过阴极液泵与循环碱换热器相连。本装置通过余热利用换热器的设置，将送往成品储罐的烧碱用于对进电解槽的纯水升温，间接提升了电解槽槽温。
Description
技术领域
本实用新型涉及氯碱生产技术领域，具体为一种氯碱生产系统余热利用装置。
背景技术
离子膜法制碱工艺以产品质量高、综合能耗低、环境污染小等特点逐渐成为烧碱的主要生产工艺。在目前能源紧缺的大环境下，最大限度地降低离子膜制碱过程的能源消耗，降低生产成本，增强企业竞争力，已成为氯碱企业的重要任务。
电解槽生产的烧碱在有两种用途:一种是生成32％的烧碱送往用碱客户，在期间必须经过换热器降温到50-60℃才能送往成品储罐，以保证烧碱输送管道长周期运行；另一部分加入纯水后循环回电解槽阴极测继续使用，为了保证电解槽内槽温度在85.0-89.0℃，所以必须经换热器通过蒸汽加热提高循环进槽碱温度。而现有技术中，多采用循环水对送往成品储罐的烧碱进行降温，浪费了大浪的能量，造成了生产成本的提高。
实用新型内容
根据以上现有技术中的不足，本实用新型的目的是提供一种氯碱生产系统余热利用装置，通过余热利用换热器的设置，将送往成品储罐的烧碱用于对进电解槽的纯水升温，间接提升了电解槽槽温；通过变更成品碱换热器的隆温介质为地表水，提升地表水温度，从而实现地表水直接进入公用工程岗位纯水制备反渗透膜组，提升反渗透膜组的产水率；充分利用烧碱热量，大大提升了能量利用效率，同时降低了氯碱循环水系统的降温压力,优化了循环水平衡运行。
本实用新型是采用以下的技术方案实现的：
所述的氯碱生产系统余热利用装置，包括纯水储罐，纯水储罐通过纯水泵与余热利用换热器相连，余热利用换热器通过出余热利用换热器管道与电解槽相连，电解槽通过阴极液罐与余热利用换热器相连，阴极液罐通过阴极液泵与循环碱换热器相连。
余热利用换热器用于对纯水和送往成品储罐的烧碱进行换温，提升纯水温度，降低送往成品储罐的烧碱温度。
所述的氯碱生产系统余热利用装置，还包括碱高位槽，碱高位槽通过进电解槽管道与电解槽相连，循环碱换热器通过碱高位槽返回管道与碱高位槽相连。
所述的纯水泵与余热利用换热器之间设有进余热利用换热器管道，出余热利用换热器管道与进电解槽管道相连。
所述的出余热利用换热器管道通过进树脂塔管道连接有树脂塔。
所述的阴极液泵上连接有阴极液泵出料管道，阴极液泵出料管道通过成品碱进换热器管道与余热利用换热器相连，余热利用换热器上连接有成品碱换热器。
所述的阴极液泵出料管道通过进循环碱换热器管道与循环碱换热器相连，循环碱换热器上设有冷凝水管道和蒸汽管道。
所述的阴极液泵出料管道通过阴极液罐返回管道与阴极液罐相连。
所述的成品碱换热器通过纯水反渗透膜与纯水储罐相连，纯水反渗透膜与纯水储罐之间设有进纯水储罐管道。
所述的成品碱换热器与余热利用换热器之间连接有连接管道，成品碱换热器上连接有成品碱出换热器管道和地表水管道。
当进入电解槽的液相温度过高时，可降低蒸汽进入量，提升碱高位槽内液位，碱高位槽起到缓冲作用。
在离子膜制碱工艺中，从电解槽出来的碱液温度一般为85℃，一部分打入高位槽加纯水重新回到电解槽，另一部分通过循环水冷却到低于60℃送入成品罐区。
本装置的经济、社会、环境效益分析
(1)将液碱温度由84.2℃降为67℃，降低17.2℃，液碱流量为23m3/h，根据热量计算公式：Q＝c·m·(t－t0)，液碱比热容3.52，比重为1.35g/l，1h换热量为：3.52(KJ/Kg℃)*1.35(g/l)*1000*23(m3/h)*(84.2-67)℃＝1879891.2KJ。对应循环水降温所需水量：h＝1879891.2KJ/((4.19(KJ/Kg℃)*(38-33)℃*1(g/l)*1000)＝89.7m3/h，其中水的比热容4.19，循环水进回水温度分别为33℃、38℃，由此可推出，减少循环水用量89.7m3/h，节省费用89.7m3/h*1.5元/m3＝134.55元/h，每年降低费用：134.55*24h*360d＝116.2512万元。
(2)将纯水温度由28.5℃升为64.6℃，纯水温度升高了36.1℃，纯水流量为10.123m3/h，根据热量计算公式：Q＝c·m·(t－t0)，水比热容4.19，比重为1g/l，1h换热量为：4.19(KJ/Kg℃)*1(g/l)*1000*10.1(m3/h)*(64.6-28.5)℃＝152771.59KJ，对应提温所需蒸汽量：h＝1527715.9KJ/((1.9(KJ/Kg℃)*(121-35)℃*1.155*10-3(g/l)*1000)＝809.48m3/h，即0.9349吨/小时，其中水蒸气比热容为1.9,饱和蒸汽压力为0.205MPa时，密度为1.155*10-3g/l，温度为121℃。每年降低费用0.93*201*24h*200d＝89.73万元。
本实用新型的工作原理为：
纯水储罐内的纯水，经纯水泵进入余热利用换热器内升温，升温后的纯水一部分去树脂塔，另一部分进入电解槽内；之后经管道进入阴极液罐内，阴极液罐内的烧碱一部分经成品碱进换热器管道进入余热利用换热器内，对纯水进行升温；另一部分经循环碱换热器升温后进入碱高位槽内，之后进入电解槽中，阴极液罐内的液相也可经阴极液罐返回管道打循环；当进入电解槽的液相温度过高时，可降低蒸汽进入量，提升碱高位槽内液位，碱高位槽起到缓冲作用。其中，余热利用换热器用于对纯水和送往成品储罐的烧碱进行换温，提升纯水温度，降低送往成品储罐的烧碱温度。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
(1)通过余热利用换热器的设置，将送往成品储罐的烧碱用于对进电解槽的纯水升温，间接提升了电解槽槽温；通过变更成品碱换热器的隆温介质为地表水，提升地表水温度，从而实现地表水直接进入公用工程岗位纯水制备反渗透膜组，提升反渗透膜组的产水率；充分利用烧碱热量，大大提升了能量利用效率，同时降低了氯碱循环水系统的降温压力,优化了循环水平衡运行。
(2)通过纯水吸收成品碱中的余热，使加入电解槽中的纯水温度平均升高了45℃以上，以该纯水进行配碱，进入电解槽就不会降低电解槽槽温，从而可以直接降低循环碱换热器处的蒸汽使用量，平均每天可以直接降低蒸汽使用量约20t。
(3)避免了由于温差大使树脂热胀冷缩引起的破碎，同时，由于再生用的纯水温度提高还可以提高树脂再生的活性，使树脂的寿命大大延长，树脂再生更加完全，树脂塔性能得到显著提高。
(4)加入电解槽的纯水温度稳定，碱浓度更便于控制。
附图说明
图1为本实用新型一种氯碱生产系统余热利用装置的结构示意图；
图中：1、纯水储罐；2、碱高位槽；3、电解槽；4、阴极液罐；5、循环碱换热器；6、余热利用换热器；7、纯水泵；8、出余热利用换热器管道；9、进余热利用换热器管道；10、树脂塔；11、进树脂塔管道；12、蒸汽管道；13、碱高位槽返回管道；14、进电解槽管道；15、阴极液泵；16、阴极液泵出料管道；17、成品碱进换热器管道；18、进循环碱换热器管道；19、阴极液罐返回管道；20、冷凝水管道；21、成品碱出换热器管道；22、成品碱换热器；23、纯水反渗透膜；24、进纯水储罐管道；25、连接管道；26、地表水管道。
具体实施方式
为了使本实用新型目的、技术方案更加清楚明白，下面结合附图，对本实用新型作进一步的详细说明。
实施例1
如图1所示，氯碱生产系统余热利用装置，包括纯水储罐1，纯水储罐1通过纯水泵7与余热利用换热器6相连，余热利用换热器6通过出余热利用换热器管道8与电解槽3相连，电解槽3通过阴极液罐4与余热利用换热器6相连，阴极液罐4通过阴极液泵15与循环碱换热器5相连。余热利用换热器6用于对纯水和送往成品储罐的烧碱进行换温，提升纯水温度，降低送往成品储罐的烧碱温度。还包括碱高位槽2，碱高位槽2通过进电解槽管道14与电解槽3相连，循环碱换热器5通过碱高位槽返回管道13与碱高位槽2相连。纯水泵7与余热利用换热器6之间设有进余热利用换热器管道9，出余热利用换热器管道8与进电解槽管道14相连。出余热利用换热器管道8通过进树脂塔管道11连接有树脂塔10。阴极液泵15上连接有阴极液泵出料管道16，阴极液泵出料管道16通过成品碱进换热器管道17与余热利用换热器6相连，余热利用换热器6上连接有成品碱换热器22。阴极液泵出料管道16通过进循环碱换热器管道18与循环碱换热器5相连，循环碱换热器5上设有冷凝水管道20和蒸汽管道12。阴极液泵出料管道16通过阴极液罐返回管道19与阴极液罐4相连。成品碱换热器22通过纯水反渗透膜23与纯水储罐1相连，纯水反渗透膜23与纯水储罐1之间设有进纯水储罐管道24。成品碱换热器22与余热利用换热器6之间连接有连接管道25，成品碱换热器22上连接有成品碱出换热器管道21和地表水管道26。
上述氯碱生产系统余热利用装置，工作时，包括以下步骤：
(1)纯水储罐1内的纯水，经纯水泵7进入余热利用换热器6内升温，升温后的纯水一部分去树脂塔10，另一部分进入电解槽3内；(2)之后经管道进入阴极液罐4内，阴极液罐4内的烧碱一部分经成品碱进换热器管道17进入余热利用换热器6内，对纯水进行升温；(3)另一部分经循环碱换热器5升温后进入碱高位槽2内，之后进入电解槽3中，阴极液罐4内的液相也可经阴极液罐返回管道19打循环；(4)当进入电解槽3的液相温度过高时，可降低蒸汽进入量，提升碱高位槽2内液位，碱高位槽2起到缓冲作用；(5)在余热利用换热器中还完热的成品碱经连接管道25进入成品碱换热器22中，与地表水管道26中的地表水进行换热，换热后的地表水经纯水反渗透膜23后进入纯水储罐1内，成品碱经成品碱出换热器管道21进入成品罐。
Claims (9)
1.一种氯碱生产系统余热利用装置，其特征在于，包括纯水储罐(1)，纯水储罐(1)通过纯水泵(7)与余热利用换热器(6)相连，余热利用换热器(6)通过出余热利用换热器管道(8)与电解槽(3)相连，电解槽(3)通过阴极液罐(4)与余热利用换热器(6)相连，阴极液罐(4)通过阴极液泵(15)与循环碱换热器(5)相连。
2.根据权利要求1所述的氯碱生产系统余热利用装置，其特征在于，还包括碱高位槽(2)，碱高位槽(2)通过进电解槽管道(14)与电解槽(3)相连，循环碱换热器(5)通过碱高位槽返回管道(13)与碱高位槽(2)相连。
3.根据权利要求2所述的氯碱生产系统余热利用装置，其特征在于，所述的纯水泵(7)与余热利用换热器(6)之间设有进余热利用换热器管道(9)，出余热利用换热器管道(8)与进电解槽管道(14)相连。
4.根据权利要求1所述的氯碱生产系统余热利用装置，其特征在于，所述的出余热利用换热器管道(8)通过进树脂塔管道(11)连接有树脂塔(10)。
5.根据权利要求1所述的氯碱生产系统余热利用装置，其特征在于，所述的阴极液泵(15)上连接有阴极液泵出料管道(16)，阴极液泵出料管道(16)通过成品碱进换热器管道(17)与余热利用换热器(6)相连，余热利用换热器(6)上连接有成品碱换热器(22)。
6.根据权利要求5所述的氯碱生产系统余热利用装置，其特征在于，所述的阴极液泵出料管道(16)通过进循环碱换热器管道(18)与循环碱换热器(5)相连，循环碱换热器(5)上设有冷凝水管道(20)和蒸汽管道(12)。
7.根据权利要求5所述的氯碱生产系统余热利用装置，其特征在于，所述的阴极液泵出料管道(16)通过阴极液罐返回管道(19)与阴极液罐(4)相连。
8.根据权利要求5所述的氯碱生产系统余热利用装置，其特征在于，所述的成品碱换热器(22)通过纯水反渗透膜(23)与纯水储罐(1)相连，纯水反渗透膜(23)与纯水储罐(1)之间设有进纯水储罐管道(24)。
9.根据权利要求8所述的氯碱生产系统余热利用装置，其特征在于，所述的成品碱换热器(22)与余热利用换热器(6)之间连接有连接管道(25)，成品碱换热器(22)上连接有成品碱出换热器管道(21)和地表水管道(26)。
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