專利名稱：一種利用氯化氫合成的余熱進(jìn)行堿濃縮的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種氯堿化工產(chǎn)品的設(shè)備，特別涉及一種利用氯化氫合成的余熱進(jìn)行堿濃縮的裝置。
背景技術(shù)：
在工業(yè)化生產(chǎn)中，氯化氫合成在合成爐內(nèi)進(jìn)行，其合成反應(yīng)為放熱反應(yīng)。因此在氯化氫生產(chǎn)過程中，必須對合成的氯化氫氣體進(jìn)行冷卻。現(xiàn)有技術(shù)中的氯化氫氣體冷卻介質(zhì)一般為水，所產(chǎn)出的是低壓蒸汽或熱水，低壓蒸汽或熱水的熱量未能被充分利用。目前技術(shù)創(chuàng)新常常是圍繞如何改進(jìn)爐型而進(jìn)行的，氯堿生產(chǎn)裝置的氯化氫合成一般都是采用石墨二合一蒸汽(或熱水)合成爐，并利用氯化氫合成的余熱附產(chǎn)低壓蒸汽或熱水。氯堿生產(chǎn)裝置在生產(chǎn)液體燒堿(以下簡稱液堿)的同時附產(chǎn)氯氣和氫氣，而氯氣和氫氣又是生產(chǎn)氯化氫所需的原料。氯堿生產(chǎn)裝置所生產(chǎn)的液堿需進(jìn)行加熱濃縮，如燒堿生產(chǎn)裝置中設(shè)置有將濃度為30-35wt%的液堿通過預(yù)熱、蒸發(fā)濃縮到濃度為50wt%的堿濃縮裝置，在濃縮的過程中需要耗費(fèi)大量的能源。由于運(yùn)輸問題的影響(特別是北方地區(qū)燒堿產(chǎn)品供需矛盾尤為突出)，氯堿生產(chǎn)企業(yè)不得不生產(chǎn)固堿來緩解產(chǎn)品銷售的困難。目前國內(nèi)生產(chǎn)固體燒堿(以下簡稱固堿)的方法有大鍋法和膜式法兩種其中，大鍋法在大鍋內(nèi)用重油或煤作為燃料將45-50wt%的液堿熬制成熔融狀固堿，再裝桶制成桶裝固堿或通過成型設(shè)備制成袋裝片狀固堿、珠狀固堿、粒狀固堿；而膜式法是通過先在升膜蒸發(fā)器內(nèi)以蒸汽作熱源將45-50wt%的液堿升膜濃縮到60-65wt%，再在降膜蒸發(fā)器內(nèi)用熔融鹽(用重油或煤作為燃料進(jìn)行加熱)作為熱載體對60-65wt%的液堿進(jìn)行降膜蒸發(fā)制成熔融狀固堿，再裝桶制成桶裝固堿或通過成型設(shè)備制成袋裝片狀固堿、珠狀固堿、粒狀固堿。在國內(nèi)固堿生產(chǎn)中，能耗高和環(huán)境污染嚴(yán)重是目前固堿生產(chǎn)中的兩大制約因素。在現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)中，氯化氫合成、堿濃縮和固堿三種生產(chǎn)裝置一般為相互鄰近的獨(dú)立裝置，對設(shè)備的材質(zhì)也有不同的要求，例如氯化氫合成裝置要求具有耐酸性，堿濃縮和固堿裝置要求具有耐堿性。由于上述技術(shù)問題的存在，其氯化氫合成和堿濃縮以及固堿生產(chǎn)的熱資源未得到充分地互補(bǔ)利用，且生產(chǎn)裝置的單臺設(shè)備數(shù)量較多、設(shè)備投資較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作人員較多、占地面積較大、三廢排放量較大、環(huán)境污染嚴(yán)重、需進(jìn)一步改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在氯化氫合成和堿濃縮以及固堿生產(chǎn)的熱資源未得到充分地互補(bǔ)利用、生產(chǎn)裝置的單臺設(shè)備數(shù)量較多、設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜的技術(shù)問題。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種利用氯化氫合成的余熱進(jìn)行堿濃縮的裝置，其特征在于，所述裝置包括依次聯(lián)接的第一濃度液堿貯罐、第一預(yù)熱器、一效蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器、第二預(yù)熱器和合成爐；所述合成爐包括具有氫氣、氯氣入口和氯化氫出口的爐筒，所述爐筒上設(shè)置有封閉式的汽包，汽包上設(shè)有第三濃度液堿出口和低壓過熱蒸汽出口，其中第三濃度液堿出口與第一預(yù)熱器聯(lián)接，低壓過熱蒸汽出口與一效蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器聯(lián)接；所述合成爐具有第二濃度液堿與氯化氫氣體進(jìn)行熱交換的換熱元件。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)所述換熱元件包括包覆于爐筒外的夾套和內(nèi)置于合成爐內(nèi)且位于爐筒上部的列管式蒸發(fā)箱；所述列管式蒸發(fā)箱包括列管和列管形成的管間箱，其中列管與爐筒連通，管間箱下部連接有對流管，對流管的另一端與爐筒外的夾套連接。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)所述的合成爐還包括與爐筒平行設(shè)置的液堿循環(huán)管，所述液堿循環(huán)管具有與夾套下端聯(lián)接的下聯(lián)接管和與列管式蒸發(fā)箱的管間箱上部相聯(lián)接的中聯(lián)接管，所述液堿循環(huán)管的上端管口與汽包相聯(lián)接。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)所述爐筒底部設(shè)有氯化氫合成燈頭，所述燈頭為設(shè)有射流氣體混合單元和旋流氣體混合單元的燃燒器；所述汽包內(nèi)還設(shè)有旋流板除霧器和絲網(wǎng)除霧器，用于減少低壓過熱蒸汽中的堿霧夾帶。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)所述第二預(yù)熱器包括筒體、包覆于筒體外的預(yù)熱夾套和置于預(yù)熱夾套外的支撐鞍座；筒體內(nèi)用于熱交換后的氯化氣體通過，預(yù)熱夾套用于第二濃度液堿通過；預(yù)熱夾套內(nèi)設(shè)置有螺旋隔板，筒體內(nèi)設(shè)置有折流板。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)還包括氫氣源、氯氣源、氯化氫輸出端、第三濃度液堿輸出端、一效分離罐和二效分離罐；其中氯化氫氣體輸出端包括氯化氫冷卻器和氯化氫緩沖罐；第三濃度液堿輸出端包括固堿成型設(shè)備和包裝設(shè)備。本實(shí)用新型提供的利用氯化氫合成的余熱進(jìn)行堿濃縮的裝置單臺設(shè)備數(shù)量得到大大減少，設(shè)備結(jié)構(gòu)非常簡單。

圖1為本實(shí)用新型提供的利用氯化氫合成的余熱進(jìn)行堿濃縮的裝置中的合成爐的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型提供的利用氯化氫合成的余熱進(jìn)行堿濃縮的裝置中的合成爐的燈頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型提供的利用氯化氫合成的余熱進(jìn)行堿濃縮的裝置中的第二預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1 —底板支架，2 —燈頭，2-1 —氯氣進(jìn)口管，2-2 —氯氣通道管I，2-3 — 氫氣通道管I，2-4 —旋流板混合器，2-5 —氯氣通道管II，2-6 —?dú)錃馔ǖ拦躀I，2-7 -氫氣進(jìn)口管，3 -爐底板，4 -循環(huán)管，4-1 -下聯(lián)接管口，4-2 -中聯(lián)接管口，4-3 —第二濃度液堿進(jìn)口，5 —爐筒，5-1 —夾套，5-2 —視鏡I，5-3 —點(diǎn)火孔，6 —列管式蒸發(fā)箱，6-1 -列管，6-2 -管間箱，7 -爐頂封頭，7-1 -氯化氫氣體出口，8 -防爆膜，9 -汽包，9-1 -第三濃度液堿出口，9-2 -低壓過熱蒸汽出口，9-3—旋流板除霧器，9-4 —絲網(wǎng)除霧器，9-5 —檢查孔，9-6 —視鏡11，10 —液位計(jì)，11 一對流管，12 —螺旋隔板，13 —鞍座，14 —筒體，15 —預(yù)熱夾套，16 —折流板。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供了一種利用氯化氫合成的余熱進(jìn)行堿濃縮的裝置，所述裝置包括依次聯(lián)接的第一濃度液堿貯罐、第一預(yù)熱器、一效蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器、第二預(yù)熱器和合成爐。本實(shí)用新型中，所述第一濃度液堿貯罐作為第一濃度液堿源，用于提供第一濃度液堿，其采用現(xiàn)有技術(shù)中的各種液堿儲存設(shè)備即可，本實(shí)用新型中沒有特殊限定。所述第一預(yù)熱器用于對第一濃度液堿進(jìn)行預(yù)熱，其熱源為液堿剩余熱，通過合成爐中得到的第三濃度液堿提供。因此，第一預(yù)熱器中實(shí)現(xiàn)的為第三濃度液堿與第一濃度液堿的換熱過程，即為液液換熱過程。所述第一預(yù)熱器采用現(xiàn)有技術(shù)中常見的各種耐高溫高濃度液堿腐蝕的換熱器即可，本實(shí)用新型沒有特殊限定。在第一預(yù)熱器中完成液液換熱后，第三濃度液堿被冷卻至100°C左右，然后可送第三濃度液堿輸出端進(jìn)行后續(xù)處理，例如進(jìn)行固堿成型和包裝。因此，本實(shí)用新型提供的裝置還包括第三濃度輸出端，所述第三濃度液堿輸出端可包括固堿成型設(shè)備和包裝設(shè)備。如果用鐵桶包裝，可將冷卻至100°c左右的第三濃度液堿直接裝桶，稱量合格后封桶、經(jīng)空氣冷卻后貯存。如果生產(chǎn)片堿，則可將冷卻至100°c左右的第三濃度液堿送入片堿機(jī)中進(jìn)行成型，同時用循環(huán)水將其冷卻到50°c左右(第三濃度液堿的凝固點(diǎn)為62. 4°C)，成型后的片堿進(jìn)入包裝機(jī)進(jìn)行包裝、稱量，然后送倉庫碼堆、貯存。在第一預(yù)熱器中完成液液換熱后的第一濃度液堿被預(yù)熱，然后送一效蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器中依次進(jìn)行一效蒸發(fā)和二效蒸發(fā)。所述一效蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器均用于對液堿進(jìn)行加熱濃縮，例如一效蒸發(fā)器可將30-35wt%的液堿濃縮至36-40wt%的液堿，二效蒸發(fā)器繼續(xù)將36-40wt%的液堿濃縮至41-46wt%的液堿。因此采用現(xiàn)有技術(shù)中的各種堿濃縮器均可實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。但本實(shí)用新型中，一效蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器的熱源均來自合成爐的低壓過熱蒸汽，無需外加任何熱源，可有效降低能耗。根據(jù)本實(shí)用新型提供的裝置，在一效蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器中分別完成一效蒸發(fā)、二效蒸發(fā)后，得到的產(chǎn)物均為含有蒸汽和液堿的汽液混合物，因此在一效蒸發(fā)的產(chǎn)物送二效蒸發(fā)器之前還需送入一效分離罐中進(jìn)行汽液分離；同理，二效蒸發(fā)的產(chǎn)物送第二預(yù)熱器之前還需送入二效分離罐中進(jìn)行汽液分離。通過在一效分離罐、二效分離罐中的汽液分離，并將一效蒸發(fā)、二效蒸發(fā)產(chǎn)物中的蒸汽分離并送入負(fù)壓真空系統(tǒng)，得到純度較高的液堿送入下一步工序。其中，一效分離罐、二效分離罐可直接采用現(xiàn)有技術(shù)中常見的各種耐高溫高濃度液堿腐蝕的汽液分離罐。所述第二預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)如圖3所示，用于對二效分離罐分離得到的第二濃度液堿進(jìn)行預(yù)熱，其熱源為熱交換后的氯化氫氣體，通過合成爐已完成熱交換后的氯化氫氣體提供其所攜帶的剩余熱量。因此，第二預(yù)熱器中實(shí)現(xiàn)的為第二濃度液堿與氯化氫氣體的換熱過程，即為氣液換熱過程。所述第二預(yù)熱器的包括筒體14、包覆于筒體14外的預(yù)熱夾套15 和置于預(yù)熱夾套15外的支撐鞍座13。筒體14內(nèi)用于熱交換后的氯化氫氣體通過，預(yù)熱夾套15內(nèi)用于第二濃度液堿通過。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式，預(yù)熱夾套15內(nèi)還設(shè)置有螺旋隔板12，筒體14內(nèi)還設(shè)置有折流板16，從而能增加第二濃度液堿、氯化氫氣體的湍動，以提高其換熱效率。所述第二預(yù)熱器的筒體14的另一端為氣體出口，所述氣體出口與氯化氫輸出端聯(lián)通，用于將換熱完成后的氯化氫輸送至用戶。所述氯化氫氣體輸出端可根據(jù)需要設(shè)置包括氯化氫冷卻器和氯化氫緩沖罐，然后將氯化氫氣體送用戶。在氯化氫冷卻器對氯化氫氣體進(jìn)行冷卻過程中，會產(chǎn)生部分冷凝鹽酸，冷凝鹽酸可送鹽酸中間槽以供后續(xù)鹽酸利用。根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，本實(shí)用新型提供的裝置中還設(shè)有多個堿泵。例如，第一濃度液堿貯罐與第一預(yù)熱器之間設(shè)有第一堿泵，一效分離罐與二效蒸發(fā)器之間設(shè)有第二堿泵，二效分離罐與第二預(yù)熱器之間設(shè)有第三堿泵。所述合成爐的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括具有氫氣、氯氣入口和氯化氫出口的爐筒5， 所述爐筒5上設(shè)置有封閉式的汽包9，汽包9上設(shè)有第三濃度液堿出口 9-1和低壓過熱蒸汽出口 9-2，其中第三濃度液堿出口 9-1與第一預(yù)熱器聯(lián)接，低壓過熱蒸汽出口 9-2與一效蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器聯(lián)接。所述合成爐具有第二濃度液堿與氯化氫進(jìn)行熱交換的換熱元件。所述爐筒5的底部設(shè)有氯化氫合成燈頭2。因此，所述爐筒5—方面用于合成氯化氫氣體，另一方面用于合成的氯化氫氣體與第二濃度液堿進(jìn)行熱交換。具體地，爐筒5的底部設(shè)有爐底板3，用于封閉所述爐筒5。爐底板3下方設(shè)有底板支架1，用于支撐整個合成爐。爐底板3上穿設(shè)有氯化氫合成燈頭2，燈頭2的一端位于爐筒5內(nèi)，另一端設(shè)有氫氣、氯氣入口。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，燈頭2為設(shè)有射流氣體混合單元和旋流氣體混合單元的燃燒器，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。本實(shí)用新型中，所述燈頭2上的氣體混合單元為兩組， 即氫氣、氯氣進(jìn)行兩次充分混合，以減少合成的氯化氫氣體中游離氯的含量，確保后續(xù)工序 (氯乙烯合成)的安全生產(chǎn)。具體地，所述燈頭2上設(shè)有兩個氯氣通道和兩個氫氣通道，兩個氯氣通道的垂直方向用封板封死。其中，兩個氯氣通道包括(1)氯氣通道管I 2-2包覆的空間，(2)氫氣通道管I 2-3與氯氣通道管II 2-5之間的空間；兩個氫氣通道包括(1) 氯氣通道管I 2-2與氫氣通道管I 2-3之間的空間，(2)氯氣通道管II 2-5與氫氣通道管 II 2-6之間的空間。氫氣和氯氣分別同時從氫氣進(jìn)口管2-7和氯氣進(jìn)口管2-1進(jìn)入兩個氫氣通道和兩個氯氣通道，氯氣進(jìn)入兩個氯氣通道后分別從氯氣通道管I 2-2和氯氣通道管 II 2-5的管壁上均布的小孔以射流的形式進(jìn)入兩個氫氣通道，此時氯氣與氫氣進(jìn)行第一次混合。為了使氯氣與氫氣混合更加均勻，在氫氣通道管II 2-6的出口處設(shè)置旋流板混合器 2-4，使氯氣與氫氣進(jìn)行第二次混合，從而使氯氣與氫氣得以充分混合以減少合成的氯化氫氣體中游離氯的含量，確保后續(xù)工序(氯乙烯合成)的安全生產(chǎn)。同時，由于設(shè)置了旋流板混合器2-4，使得合成爐內(nèi)燃燒反應(yīng)時的火焰高度大大降低，爐內(nèi)溫差減小，從而使得合成爐內(nèi)受熱趨于均勻，可適當(dāng)提高合成爐的使用壽命。本實(shí)用新型提供的裝置中，還包括與分別于氫氣、氯氣入口連接的氫氣源、氯氣源。本實(shí)用新型中，氫氣源提供的氫氣和氯氣源提供的氯氣均通過食鹽電解得到，其中氯氣先經(jīng)過硫酸干燥，然后通過氯氣緩沖罐，最后輸送至燈頭2的氯氣入口。優(yōu)選情況下，氫氣在送入合成爐前，還需進(jìn)行冷卻脫水和除霧處理；其中冷卻脫水所采用的氫氣冷卻器、除霧處理所采用的氫氣除霧器均可采用現(xiàn)有技術(shù)中的常見設(shè)備，本實(shí)用新型中沒有特殊限定。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，本實(shí)用新型中，所述合成爐所具有的換熱元件為兩組，具體地，換熱元件包括包覆于爐筒5的夾套5-1和內(nèi)置于合成爐內(nèi)且位于爐筒5上部的列管式蒸發(fā)箱6。列管式蒸發(fā)箱6的上端有爐頂封頭7封閉。如圖1所示，所述列管式蒸發(fā)箱6包括列管6-1和管間箱6-2。其中列管6-1與爐筒5連通，用于爐筒5內(nèi)合成的氯化氫氣體通過。管間箱6-2的下部連接有對流管11，對流管11的另一端與爐筒5外的夾套 5-1連接，用于第二濃度液堿通過。本實(shí)用新型中，對流管11的數(shù)量沒有特殊限定，例如可以為8根，也可以為16根。因此，第二濃度液堿依次經(jīng)過爐筒5的夾套5-1，與爐筒5內(nèi)的氯化氫氣體進(jìn)行第一次熱交換；完成第一次熱交換的第二濃度液堿通過對流管11進(jìn)入列管式蒸發(fā)箱6的管間箱6-2中，與進(jìn)入列管式蒸發(fā)箱6的列管6-1中的氯化氫氣體進(jìn)行第二次熱交換。完成第二次熱交換后，氯化氫氣體進(jìn)入列管式蒸發(fā)箱6上部的爐頂封頭7中，爐頂封頭7上設(shè)有氯化氫出口 7-1和防爆膜8，其中氯化氫氣體自氯化氫出口 7-1輸出。當(dāng)爐內(nèi)氯化氫氣體中游離氯含量超標(biāo)時，會在爐內(nèi)產(chǎn)生爆炸形成沖擊波造成局部壓力急劇增加， 使防爆膜8炸開，泄除爐內(nèi)壓力，從而對氯化氫系統(tǒng)的非金屬設(shè)備和管道起到保護(hù)作用。本實(shí)用新型提供的裝置中，還包括與爐頂封頭7上氯化氫出口聯(lián)接的氯化氫出口 7-1。所述氯化氫出口 7-1通過管道與第二預(yù)熱器聯(lián)通，從而將完成熱交換的氯化氫氣體送入第二預(yù)熱器的筒體14中，用于對第二濃度液堿進(jìn)行預(yù)熱。完成第二次熱交換后，第二濃度液堿中的液堿會轉(zhuǎn)化為第三濃度液堿，副產(chǎn)低壓過熱蒸汽。所述的合成爐還包括與爐筒5平行設(shè)置的液堿循環(huán)管4。所述液堿循環(huán)管4具有與夾套5-1下端聯(lián)接的下聯(lián)接管口 4-1和與列管式蒸發(fā)箱6的管間箱6-2上部相聯(lián)接的中聯(lián)接管口 4-2，所述液堿循環(huán)管4的上端管口與汽包9相聯(lián)接。循環(huán)管4的中部還設(shè)有第二濃度液堿進(jìn)口 4-3，第二濃度液堿進(jìn)口 4-3通過管道與第二預(yù)熱器的預(yù)熱夾套15聯(lián)通， 從而經(jīng)過預(yù)熱后的第二濃度液堿可通過循環(huán)管4中部的第二濃度液堿進(jìn)口 4-3進(jìn)入循環(huán)管 4，再經(jīng)下聯(lián)接管口 4-1進(jìn)入合成爐的夾套5-1內(nèi)。通過在夾套5-1、管間箱6-2與氯化氫氣體進(jìn)行熱交換，第二濃度液堿完成熱交換后，通過與列管式蒸發(fā)箱6的管間箱6-2上部相聯(lián)接的中聯(lián)接管4-2進(jìn)入循環(huán)管4中，并上升進(jìn)入汽包9中。在汽液混合物上升至汽包9的表面時，水蒸汽在汽包9的表面進(jìn)行表面蒸發(fā)，并在汽包內(nèi)聚集，其液面上部為副產(chǎn)的低壓過熱蒸汽。循環(huán)管4內(nèi)未進(jìn)入汽包的部分液堿會回流至循環(huán)管4底部，并通過下聯(lián)接管口
4-1重新流至夾套5-1內(nèi)重復(fù)進(jìn)行上述熱交換步驟，因此可形成液堿的循環(huán)通道。進(jìn)入汽包9后熱濃縮轉(zhuǎn)化形成的液堿在汽包9內(nèi)聚集，通過管路上的濃度控制儀表，例如密度計(jì)，測量第三濃度液堿出口 9-1的液堿濃度，當(dāng)液堿達(dá)到一定濃度后，例如本實(shí)用新型所述的第三濃度時，得到的第三濃度液堿通過汽包9上的第三濃度液堿出口 9-1 送至第一預(yù)熱器中，進(jìn)行前述換熱、固堿成型工藝。而汽包9內(nèi)的低壓過熱蒸汽達(dá)到一定壓力時，可通過低壓蒸汽出口 9-2送至一效蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器中，對第一濃度液堿進(jìn)行堿濃縮。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，為防止低壓過熱蒸汽中的堿霧夾帶，汽包9內(nèi)還設(shè)有旋流板除霧器9-3和絲網(wǎng)除霧器9-4。爐筒5的下部設(shè)置了 2個視鏡I 5-2和1個點(diǎn)火孔
5-3。汽包9在旋流板除霧器9-3和絲網(wǎng)除霧器9-4之間設(shè)置了2個對開的視鏡II 9_6、并在裙座上設(shè)置1個檢查孔9-5。本實(shí)用新型中，所述利用氯化氫合成的余熱進(jìn)行堿濃縮的裝置中，合成爐、以及各種與液堿和氯化氫氣體接觸的設(shè)備構(gòu)件的材質(zhì)均為高鎳合金。所述的高鎳合金為既能耐高溫(200°C左右)80wt%液堿腐蝕又能耐高溫(1200°C左右)氯化氫氣體和低溫冷凝鹽酸腐蝕的高鎳合金。
7[0040] 以下結(jié)合本實(shí)用新型提供的利用氯化氫合成的余熱進(jìn)行堿濃縮的方法和裝置具體說明本實(shí)用新型的工作原理。 (1)來自第一濃度液堿貯罐的30_35wt%液堿經(jīng)第一預(yù)熱器預(yù)熱(與之前已從合成爐的第三濃度液堿出口 9-1出來的73wt%液堿進(jìn)行換熱)，用第一堿泵送入一效蒸發(fā)器，用合成爐的低壓過熱蒸汽出口 9-2出來的低壓過熱蒸汽進(jìn)行加熱，加熱后的汽液混合物進(jìn)入一效分離罐，在一效分離罐內(nèi)進(jìn)行表面負(fù)壓蒸發(fā)，得到35-40wt%的液堿；同時蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)入負(fù)壓真空系統(tǒng)，冷凝水進(jìn)熱水槽。(2)經(jīng)一效蒸發(fā)濃縮到35_40wt%的液堿用第二堿泵送入二效蒸發(fā)器，用合成爐的低壓過熱蒸汽出口 9-2出來的低壓過熱蒸汽進(jìn)行加熱，加熱后的汽液混合物進(jìn)入二效分離罐，在二效分離罐內(nèi)進(jìn)行表面負(fù)壓蒸發(fā)，得到41-46wt%的液堿；同時蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)入負(fù)壓真空系統(tǒng)，冷凝水進(jìn)熱水槽。(3)熱水槽內(nèi)的高溫?zé)崴途勐纫蚁∞D(zhuǎn)化和聚合使用，聚氯乙稀使用后的低溫?zé)崴拓?fù)壓真空系統(tǒng)的低溫?zé)崴望}水化鹽。(4)將已配制好的糖液用計(jì)量泵送入靜態(tài)混合器，同時將步驟(2)得到的 41_46wt%的液堿也送入靜態(tài)混合器中與糖液進(jìn)行混合，然后一同送入第二預(yù)熱器的預(yù)熱夾套15中。(5)通過第二預(yù)熱器的筒體14內(nèi)的氯化氫氣體對預(yù)熱夾套15中的41_46wt%的液堿和糖液進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱過程中41-46wt%的液堿與糖液發(fā)生反應(yīng)，通過糖液除去41-46wt% 的液堿中的C103_;[xl]完成后，冷卻的氯化氫氣體經(jīng)氯化氫輸出端送用戶，41-46襯％的液堿從循環(huán)管4中部的第二濃度液堿進(jìn)口 4-3進(jìn)入循環(huán)管4，再經(jīng)下聯(lián)接管口 4-1進(jìn)入合成爐的夾套5-1內(nèi)。(6)經(jīng)冷卻脫水和除霧處理的氫氣與氯氣經(jīng)合成爐的燈頭2進(jìn)入爐筒5內(nèi)，點(diǎn)火進(jìn)行燃燒反應(yīng)，爐內(nèi)反應(yīng)后生成的氯化氫氣體與爐筒5外的夾套5-1內(nèi)的41-46wt%液堿進(jìn)行第一次熱交換；然后氯化氫氣體進(jìn)入列管式蒸發(fā)箱6的列管6-1內(nèi)， 41-46wt%液堿通過對流管11進(jìn)入列管式蒸發(fā)箱6的管間箱6-2內(nèi)，從而氯化氫氣體與 41-46wt%液堿進(jìn)行第二次熱交換。(7)完成第二次熱交換的氯化氫氣體從列管6-1進(jìn)入列管式蒸發(fā)箱6上方的爐頂封頭7中，并通過氯化氫出口 7-1將氯化氫氣體送至第二預(yù)熱器的筒體14中，從而保證步驟(4)中第二預(yù)熱器的熱量供給。(8)完成第二次熱交換的41_46wt%液堿受熱后通過循環(huán)管4的第二濃度液堿進(jìn)口 4-3進(jìn)入循環(huán)管4中，再經(jīng)下聯(lián)接管口 4-1進(jìn)入合成爐的夾套5-1內(nèi)。通過在夾套5-1、 管間箱6-2與氯化氫氣體進(jìn)行熱交換，第二濃度液堿完成熱交換后，通過與列管式蒸發(fā)箱6 的管間箱6-2上部相聯(lián)接的中聯(lián)接管4-2進(jìn)入循環(huán)管4中，并上升進(jìn)入汽包9中。在汽液混合物上升至汽包9的表面時，水蒸汽在汽包9的表面進(jìn)行表面蒸發(fā)，并在汽包內(nèi)聚集，其液面上部為副產(chǎn)的低壓過熱蒸汽。(9)汽包9內(nèi)的低壓過熱蒸汽達(dá)到設(shè)定壓力(用冷凝水進(jìn)熱水槽的水封控制)后， 通過汽包9內(nèi)的旋流板除霧器9-3、絲網(wǎng)除霧器9-4對低壓過熱蒸汽進(jìn)行除霧處理，然后從低壓過熱蒸汽出口 9-2輸送至一效蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器中，保證步驟(1)中一效蒸發(fā)、步驟 (2)中二效蒸發(fā)的熱量供給。[0051](10)管路上設(shè)置的濃度控制儀表(密度計(jì))檢測第三濃度液堿出口 9-1的液堿達(dá)到 73wt%后，通過第三濃度液堿出口 9-1送至第一預(yù)熱器中，從而可保證步驟(1)中第一預(yù)熱器中的熱量供給。從第一預(yù)熱器中的出來的73wt%液堿被冷卻至100°C，然后直接裝桶，稱量合格后封桶、經(jīng)空氣冷卻后貯存；或者送入片堿機(jī)中進(jìn)行成型，同時用循環(huán)水將其冷卻到 50°C左右(第三濃度液堿的凝固點(diǎn)為62. 4°C)，成型后的片堿進(jìn)入包裝機(jī)進(jìn)行包裝、稱量，送倉庫碼堆、貯存。采用本實(shí)用新型提供的利用氯化氫合成的預(yù)熱進(jìn)行堿濃縮的方法和裝置進(jìn)行生產(chǎn)，其生產(chǎn)能力為氯化氫產(chǎn)量為5000m3/h (0. 06MPa，40°C)，73wt%固堿(折100%Na0H)產(chǎn)量為5萬噸/年，回收水資源8. 88萬噸/年(其中回收90°C以上高溫?zé)崴?. 84萬噸/年)。以上實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，所作出的若干改進(jìn)，也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種利用氯化氫合成的余熱進(jìn)行堿濃縮的裝置，其特征在于，所述裝置包括依次聯(lián)接的第一濃度液堿貯罐、第一預(yù)熱器、一效蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器、第二預(yù)熱器和合成爐；所述合成爐包括具有氫氣、氯氣入口和氯化氫出口的爐筒，所述爐筒上設(shè)置有封閉式的汽包， 汽包上設(shè)有第三濃度液堿出口和低壓過熱蒸汽出口，其中第三濃度液堿出口與第一預(yù)熱器聯(lián)接，低壓過熱蒸汽出口與一效蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器聯(lián)接；所述合成爐具有第二濃度液堿與氯化氫氣體進(jìn)行熱交換的換熱元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述換熱元件包括包覆于爐筒外的夾套和內(nèi)置于合成爐內(nèi)且位于爐筒上部的列管式蒸發(fā)箱；所述列管式蒸發(fā)箱包括列管和列管形成的管間箱，其中列管與爐筒連通，管間箱下部連接有對流管，對流管的另一端與爐筒外的夾套連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的合成爐還包括與爐筒平行設(shè)置的液堿循環(huán)管，所述液堿循環(huán)管具有與夾套下端聯(lián)接的下聯(lián)接管和與列管式蒸發(fā)箱的管間箱上部相聯(lián)接的中聯(lián)接管，所述液堿循環(huán)管的上端管口與汽包相聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述爐筒底部設(shè)有氯化氫合成燈頭，所述燈頭為設(shè)有射流氣體混合單元和旋流氣體混合單元的燃燒器；所述汽包內(nèi)還設(shè)有旋流板除霧器和絲網(wǎng)除霧器，用于減少低壓過熱蒸汽中的堿霧夾帶。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第二預(yù)熱器包括筒體、包覆于筒體外的預(yù)熱夾套和置于預(yù)熱夾套外的支撐鞍座；筒體內(nèi)用于熱交換后的氯化氣體通過，預(yù)熱夾套用于第二濃度液堿通過；預(yù)熱夾套內(nèi)設(shè)置有螺旋隔板，筒體內(nèi)設(shè)置有折流板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括氫氣源、氯氣源、氯化氫輸出端、第三濃度液堿輸出端、一效分離罐和二效分離罐；其中氯化氫氣體輸出端包括氯化氫冷卻器和氯化氫緩沖罐；第三濃度液堿輸出端包括固堿成型設(shè)備和包裝設(shè)備。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種利用氯化氫合成的余熱進(jìn)行堿濃縮的裝置，其特征在于，所述裝置包括依次聯(lián)接的第一濃度液堿貯罐、第一預(yù)熱器、一效蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器、第二預(yù)熱器和合成爐；所述合成爐包括具有氫氣、氯氣入口和氯化氫出口的爐筒，所述爐筒上設(shè)置有封閉式的汽包，汽包上設(shè)有第三濃度液堿出口和低壓過熱蒸汽出口，其中第三濃度液堿出口與第一預(yù)熱器聯(lián)接，低壓過熱蒸汽出口與一效蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器聯(lián)接；所述合成爐具有第二濃度液堿與氯化氫氣體進(jìn)行熱交換的換熱元件。本實(shí)用新型提供的裝置能將氯化氫合成的余熱進(jìn)行充分地互補(bǔ)利用，該裝置單臺設(shè)備數(shù)量得到大大減少，設(shè)備結(jié)構(gòu)非常簡單。
文檔編號C01D1/42GK202131112SQ201120203689
公開日2012年2月1日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者肖正群, 肖湘君 申請人:肖正群