[发明专利]一种用于三段降膜燃煤法制碱的制碱装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及氯碱制备技术领域，特别是一种用于三段降膜燃煤法制碱的制碱装置及方法。

背景技术

现有技术中用于将浓度为50%的原料碱溶液蒸发浓缩成99%的固体碱所采用的工艺方法之一是三段降膜燃煤法，三段降膜燃煤法是采用燃煤作为加热燃料，结合三段降膜蒸发工艺的制碱方法。其制碱装置包括构成蒸发浓缩系统的一效降膜蒸发器、二效降膜蒸发器、最终浓缩器、片碱机以及包括燃煤熔盐炉的燃煤熔盐炉装置和0.6~0.8MPa的生蒸汽系统。其制备方法是利用生蒸汽系统产生的生蒸汽对一效降膜蒸发器和二效降膜蒸发器中碱液进行加热浓缩，经一效降膜蒸发器浓缩后的碱液用碱泵输入二效降膜蒸发器，二效降膜蒸发器浓缩后的碱液用碱泵输入最终浓缩器，最终浓缩器以熔融盐作为传热介质实现最终浓缩，熔融盐由燃煤熔盐炉将盐溶液加热、脱水并形成熔融状态，熔融盐在最终浓缩器及燃煤熔盐炉装置内循环。显然易见的是，在建造制碱装置时，不仅需要建造一套蒸发浓缩系统，而且还需要建造一套生蒸汽系统，与此同时，蒸发浓缩系统的燃煤熔盐炉装置制备熔融碱的余热未得到充分利用，造成资源浪费。采用前述制碱装置及制碱方法将50%的原料碱溶液蒸发浓缩成99%的固体碱，经实际统计核算，制碱生产1000Kg固体碱，需消耗0.6~0.8MPa的生蒸汽310Kg，烟煤（Q≥4700Kcal/kg）耗量310Kg。为此，需要改进。

发明内容

本发明的第一目的就是针对现有技术的不足，提供一种用于三段降膜燃煤法制碱的制碱装置，该装置充分利用燃煤熔盐炉装置排出的余热生产蒸汽，省去了生蒸汽系统，节省了投资，减少了能源消耗，降低了生产成本。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种用于三段降膜燃煤法制碱的制碱装置，包括一效降膜蒸发器、二效降膜蒸发器、设有降膜管和成品分离器的最终浓缩器、设有燃煤熔盐炉的燃煤熔盐炉装置、片碱机，一效降膜蒸发器、二效降膜蒸发器之间设有第一碱液泵，二效降膜蒸发器和降膜管之间设有第二碱液泵，所述燃煤熔盐炉装置还包括余热锅炉，余热锅炉的热源进口与燃煤熔盐炉的余热出口连通；余热锅炉的蒸汽出口与所述二效降膜蒸发器的蒸汽进口接通，余热锅炉的冷水进口通过冷凝水泵和冷凝水罐与二效降膜蒸发器的出水管连通；所述一效降膜蒸发器的第一蒸汽进口与成品分离器的蒸汽出口接通；所述一效降膜蒸发器还设有第二蒸汽进口，二效降膜蒸发器设有二次蒸汽出口，二次蒸汽出口与所述一效降膜蒸发器的第二蒸汽进口接通。

采用本发明的制碱装置制碱时，余热锅炉的蒸汽用于二效降膜蒸发器的蒸发浓缩；一效降膜蒸发器利用成品分离器提供的蒸汽进行发浓缩，一效降膜蒸发器还利用二效降膜蒸发器结余的二次蒸汽进行蒸发浓缩，不需设置生蒸汽系统，不仅节省了投资、节省了蒸汽生产的能源消耗，减少了工厂占地面积，而且不会因生蒸汽系统的设备故障而造成停机、检修、维修等，提高了生产效率、降低了生产成本。

优选的技术方案，所述一效降膜蒸发器和二效降膜蒸发器之间还设有碱液预热器，碱液预热器连接在一效降膜蒸发器和二效降膜蒸发器之间的碱液输送管道上，碱液预热器的热水进口连接在二效降膜蒸发器的出水管上，碱液预热器的出水口连接在冷凝水罐的进水口上，碱液预热器利用二效降膜蒸发器排出的热水对二效降膜蒸发器的碱液进行预加热，进一步利用了系统余热，降低能源消耗。

本发明的第二目的就是提供一种用于三段降膜燃煤法制碱的制碱方法，应用该方法，可节省能源消耗、提高生产效率、降低生产成本。

一种利用本发明第一发明目的所述制碱装置的用于三段降膜燃煤法制碱的制碱方法，包括以下步骤：

a、用所述燃煤熔盐炉装置使余热锅炉产生蒸汽；

b、用所述一效降膜蒸发器将50%的原料碱电解液蒸发浓缩到61%；一效降膜蒸发器利用所述二效降膜蒸发器的二次蒸汽出口排出的蒸汽进行蒸发浓缩；

c、将61%碱液输送至所述二效降膜蒸发器，二效降膜蒸发器利用所述余热锅炉产生的蒸汽将61%碱的蒸发浓缩成66%的高浓度液碱；

d、将66%的高浓度液碱加压输送到所述最终浓缩器上部，经分配进入所述多个降膜管中，液膜在下降过程中与高温熔盐进行热交换，在成品分离器中脱水后浓度达到99%的熔融碱，成品分离器排出的蒸汽接回一效降膜蒸发器并由一效降膜蒸发器用于蒸发浓缩；

e、用所述片碱机将99%的熔融碱制成固体片碱；

优选的技术方案，本方法还包括在61%碱液输入二效降膜蒸发器前利用所述碱液预热器对进行预热的步骤。