一种低压蒸汽片碱生产系统的制作方法

本技术属于片碱生产，具体涉及一种低压蒸汽片碱生产系统。

背景技术：

1、目前国内外生产片状99％固碱都是以电石炉气、煤或天然气等燃料作为热源，使用三元熔盐(nano3，kno3，nano2)作为传热介质，通过两级降膜蒸发，将碱液从50％浓缩到99％，然后冷却凝固切片，得到99％的片碱。

2、传统的片碱生产工艺需要电石炉气、煤或天然气等化石燃料，产生大量二氧化碳排放，不符合“碳达峰、碳中和”政策；由于天然气主要为民用，这里以电石炉气为例进行说明，采用电石炉气制备片碱co2排放量为0.54吨/吨片碱，一个30万吨/年的片碱装置，每年产生的二氧化碳排放可达产生16.2万吨之多。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种低压蒸汽片碱生产系统，解决现有技术中片碱生产工艺能耗高，碳排放量大等技术问题。

2、本实用新型公开了一种低压蒸汽片碱生产系统，包括降膜蒸发器，所述降膜蒸发器出料口连接有升膜蒸发器的进料口，所述升膜蒸发器的二次汽出口连接有降膜蒸发器的蒸汽进口，所述升膜蒸发器的蒸汽凝液出口连接有预热器，所述预热器连接有降膜蒸发器进料口。

3、工作原理：该系统稳定工作后，来自蒸发工序的50％碱液先在预热器处进行预热，再送入降膜蒸发器顶部，碱液在降膜蒸发器中自上而下的降膜流动，并被壳程来自升膜蒸发器的二次汽蒸发浓缩到约60％，60％碱经泵送入升膜蒸发器底部，壳程用低压蒸汽加热，管程产生的二次汽将碱液拉拽成一层薄膜沿管壁上升且持续蒸发，得到了73％熔融碱。通过将升膜蒸发器的蒸汽凝液出口连接预热器，能够利用从升膜壳程出来具有温度较高的蒸汽凝液为预热器加热，不需要额外的加热设备，节约能耗。通过将升膜蒸发器的二次汽出口连接降膜蒸发器的蒸汽进口，升膜蒸发器管程产生的二次汽作为降膜蒸发器的热源，进一步减小降膜蒸发器需要的能耗，减少煤或天然气等化石燃料的使用，从而减少二氧化碳的排放。

4、进一步的，所述降膜蒸发器的蒸汽出口连接有冷凝器。

5、通过设置冷凝器，降膜蒸发器管程发产生的二次汽送冷凝器，经循环水冷凝后送出界区。

6、进一步的，所述冷凝器连接有真空系统。

7、通过将冷凝器连接真空系统，使降膜蒸发器能够在真空条件下进行工作。

8、进一步的，所述真空系统包括真空泵机组。

9、通过设置真空泵机组能够维持系统的真空度。

10、进一步的，所述升膜蒸发器二次汽出口与降膜蒸发器的蒸汽进口之间设置有减温增湿器。

11、升膜蒸发器产生的二次汽会有60℃-80℃的过热度，过热蒸汽会干扰降膜蒸发器成膜过程，影响传热效果，增加蒸汽消耗和腐蚀设备。

12、通过设置减温增湿器，利用二次汽凝液或脱盐水作为减温增设器的补充水，以降低进降膜蒸发器的二次汽的过热度，使其处于接近饱和状态，以提高生产的稳定性，降低蒸汽消耗。

13、进一步的，所述升膜蒸发器的出料口连接有片碱机。

14、通过设置片碱机，缩后的73％碱液在片碱机中转鼓表面被冷却结片(约45℃)，然后由刮刀切下落入定量包装机。

15、进一步的，所述降膜蒸发器的出料口与升膜蒸发器的进料口之间设置有碱泵。

16、进一步的，所述降膜蒸发器下部为蒸发室，所述降膜蒸发器上部为汽液室，所述蒸发室延伸至汽液室的液位上方。

17、通过设置蒸发室的位置，可以消除液位静压差引起的沸点升高，能够提高蒸发室管壳程传热温差。

18、进一步的，所述蒸发室的换热管长径比为200～300。

19、通过设置换热管长径比，可大幅提升二次汽流速，高速上升的二次汽流将粘稠的60％～73％熔融碱拉拽成薄膜状，并为液膜上升提供动力。

20、进一步的，所述蒸发室壳程蒸汽进口处设导流板。

21、通过设置导流板，可以将蒸汽导流至蒸发室壳程顶部，相较于传统升膜蒸发器，蒸汽导流板可以充分利用蒸发室顶部换热面积，并减少蒸汽对换热管的冲击。

22、进一步的，所述蒸发室上部宽度大于下部宽度。

23、通过将蒸发室设计为下窄上宽型，顶部适度加宽以便布置蒸汽导流板。

24、进一步的，所述蒸发室设置有不凝气排放管，所述不凝气排放管在所述蒸发室的部分延伸到蒸发室顶壁。

25、通过设置不凝气排放管，便于不凝气的排出。

26、进一步的，所述汽液室顶部设置有丝网除沫器。

27、通过设置丝网除沫器，以拦截高速二次汽流夹带的碱沫。

28、本实用新型的有益效果为：

29、1.通过将升膜蒸发器的蒸汽凝液出口连接预热器，能够利用从升膜壳程出来具有温度较高的蒸汽凝液为预热器加热，不需要额外的加热设备，节约能耗；

30、2.通过将升膜蒸发器的二次汽出口连接降膜蒸发器的蒸汽进口，升膜蒸发器管程产生的二次汽作为降膜蒸发器的热源，进一步减小降膜蒸发器需要的能耗，减少煤或天然气等化石燃料的使用，从而减少二氧化碳的排放；

31、3.通过设置冷凝器，降膜蒸发器管程发产生的二次汽送冷凝器，经循环水冷凝后送出界区；

32、4.通过将冷凝器连接真空系统，使降膜蒸发器能够在真空条件下进行工作；

33、5.通过设置真空泵机组能够维持系统的真空度；

34、6.通过设置减温增湿器，利用二次汽凝液或脱盐水作为减温增设器的补充水，以降低进降膜蒸发器的二次汽的过热度，使其处于接近饱和状态，以提高生产的稳定性，降低蒸汽消耗；

35、7.通过设置片碱机，缩后的73％碱液在片碱机中转鼓表面被冷却结片(约45℃)，然后由刮刀切下落入定量包装机。

技术特征：

1.一种低压蒸汽片碱生产系统，其特征在于，包括降膜蒸发器(1)，所述降膜蒸发器(1)出料口连接有升膜蒸发器(2)的进料口，所述升膜蒸发器(2)的二次汽出口连接有降膜蒸发器(1)的蒸汽进口，所述升膜蒸发器(2)的蒸汽凝液出口连接有预热器(3)，所述预热器(3)连接有降膜蒸发器(1)进料口。

2.根据权利要求1所述的一种低压蒸汽片碱生产系统，其特征在于，所述降膜蒸发器(1)的蒸汽出口连接有冷凝器(4)。

3.根据权利要求2所述的一种低压蒸汽片碱生产系统，其特征在于，所述冷凝器(4)连接有真空系统(5)。

4.根据权利要求3所述的一种低压蒸汽片碱生产系统，其特征在于，所述真空系统(5)包括真空泵机组(6)。

5.根据权利要求1所述的一种低压蒸汽片碱生产系统，其特征在于，所述升膜蒸发器(2)二次汽出口与降膜蒸发器(1)的蒸汽进口之间设置有减温增湿器(7)。

6.根据权利要求1所述的一种低压蒸汽片碱生产系统，其特征在于，所述升膜蒸发器(2)的出料口连接有片碱机(8)。

7.根据权利要求1所述的一种低压蒸汽片碱生产系统，其特征在于，所述降膜蒸发器(1)的出料口与升膜蒸发器(2)的进料口之间设置有碱泵(9)。

8.根据权利要求1所述的一种低压蒸汽片碱生产系统，其特征在于，所述降膜蒸发器(1)下部为蒸发室(10)，所述降膜蒸发器(1)上部为汽液室(11)，所述蒸发室(10)延伸至汽液室(11)的液位上方。

9.根据权利要求8所述的一种低压蒸汽片碱生产系统，其特征在于，所述蒸发室(10)壳程蒸汽进口处设导流板(12)。

10.根据权利要求8所述的一种低压蒸汽片碱生产系统，其特征在于，所述蒸发室(10)设置有不凝气排放管(13)，所述不凝气排放管(13)在所述蒸发室(10)的部分延伸到蒸发室(10)顶壁。

技术总结
本技术公开了一种低压蒸汽片碱生产系统，属于片碱生产技术领域，包括降膜蒸发器，所述降膜蒸发器出料口连接有升膜蒸发器的进料口，所述升膜蒸发器的二次汽出口连接有降膜蒸发器的蒸汽进口，所述升膜蒸发器的蒸汽凝液出口连接有预热器，所述预热器连接有降膜蒸发器进料口。通过将升膜蒸发器的蒸汽凝液出口连接预热器，能够利用从升膜壳程出来具有温度较高的蒸汽凝液为预热器加热，不需要额外的加热设备，节约能耗。通过将升膜蒸发器的二次汽出口连接降膜蒸发器的蒸汽进口，升膜蒸发器管程产生的二次汽作为降膜蒸发器的热源，进一步减小降膜蒸发器需要的能耗，减少煤或天然气等化石燃料的使用，从而减少二氧化碳的排放。

技术研发人员：王琼,黄泽茂,曾宇峰,赵明恩,刘人滔,李育亮,何莉,李瑞峰,王莉
受保护的技术使用者：中国成达工程有限公司
技术研发日：20220714
技术公布日：2024/1/11