一种离子膜烧碱的多效逆流降膜蒸发系统的制作方法

1.本实用新型属于离子膜法烧碱蒸发浓缩技术领域，具体涉及一种离子膜烧碱的多效逆流降膜蒸发系统。


背景技术：

2.烧碱溶液蒸发是指利用热源(一般为蒸汽)间接加热提高碱液温度，使烧碱溶液中的水分部分汽化，以提高烧碱溶液浓度的一种技术或工艺流程。离子膜烧碱电解工序生产出的烧碱质量分数为约32％，为了降低运输成本或满足下游用户需求，通常需要将碱液蒸发浓缩至50％。
3.碱液蒸发的技术路线主要有两种，分别为两效逆流蒸发技术和三效逆流工艺，两效逆流蒸发工艺能耗为720～750kg蒸汽/吨折百碱；三效逆流工艺能耗为500-530kg蒸汽/吨折百碱。
4.烧碱蒸发是一个高耗能的化工过程，以30万吨/年的烧碱装置为例，蒸发单元蒸汽消耗15－22万吨，折标煤2－3万吨/年，产生碳排放4－6万吨/年。中国烧碱装置(不含钾碱)产能约4600万吨/年，按30％左右烧碱产能需配置碱液蒸发单元，中国烧碱行业蒸发单元每年消耗标煤约90－120万吨标煤，并产生了约180－240万吨的二氧化碳排放。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种离子膜烧碱的多效逆流降膜蒸发系统，解决现有技术中烧碱工厂运行成本高，能耗高，碳排放量大等技术问题。
6.本实用新型公开了一种离子膜烧碱的多效逆流降膜蒸发系统，包括n个串联连通的降膜蒸发器，所述降膜蒸发器按生成碱液浓度由高到低的顺序依次分为一效降膜蒸发器，
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，n效降膜蒸发器，所述n≥3，相邻所述降膜蒸发器之间连接有用于加热碱液的碱液余热利用器和生蒸汽余热利用器，所述碱液余热利用器和生蒸汽余热利用器中介质流动方向与所述降膜蒸发器内碱液流动方向相反。
7.工作原理：使用时，低浓度的碱液从n效降膜蒸发器进入，向一效降膜蒸发器流动，一效降膜蒸发器排出的高浓度碱液和生蒸汽凝液分别通过碱液余热利用器和生蒸汽余热利用器对低浓度的碱液进行预热，预热后的碱液再进入一效降膜蒸发器，后续的降膜蒸发器工作流程与一效降膜蒸发器的工作流程相同。通过设置碱液余热利用器和生蒸汽余热利用器，能够将碱液和生蒸汽凝液的热量，减少生蒸汽的使用，节约能耗，从而减小碳排放。通过将碱液余热利用器和生蒸汽余热利用器中介质流动方向与所述降膜蒸发器内碱液流动方向相反设置，能够充分对碱液进行预热，便于碱液浓缩。
8.进一步的，所述n个串联连通的降膜蒸发器中的n为4，4个所述降膜蒸发器分别为一效降膜蒸发器，二效降膜蒸发器，三效降膜蒸发器和四效降膜蒸发器。
9.通过设置四效逆流降膜蒸发，可以将32％碱液蒸发获得50％碱，相较于传统的三效逆流蒸发，可使蒸汽消耗降低。
10.进一步的，相邻所述降膜蒸发器之间连接有二次汽排管。
11.通过设置二次汽排管，能够直接使用二次汽对下一降膜蒸发器进行加热，减少了生蒸汽的使用。
12.进一步的，所述二效降膜蒸发器与三效效降膜蒸发器之间、所述三效降膜蒸发器与四效降膜蒸发器之间，分别设置有用于二次汽冷凝液的闪蒸装置，所述闪蒸装置与所述二次汽排管连通。
13.通过设置闪蒸装置，回收了二次汽冷凝液的余热，进一步降低了汽耗。
14.进一步的，所述闪蒸装置为闪蒸罐。
15.进一步的，二次汽排管上设置有减温增湿器。
16.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。
17.进一步的，所述n效降膜蒸发器连接有二次汽冷凝器。
18.通过设置二次汽冷凝器，二次汽经循环水冷凝后送出界区。
19.进一步的，所述二次汽冷凝器连接有真空系统。
20.通过将n效降膜蒸发器连接真空系统，使n效降膜蒸发器能够在真空条件下进行工作。
21.进一步的，所述真空系统包括真空泵机组。
22.通过设置真空泵机组能够维持系统的真空度。
23.进一步的，所述碱液余热利用器和生蒸汽余热利用器均为换热器。
24.本实用新型的有益效果为：
25.1.通过设置碱液余热利用器和生蒸汽余热利用器，能够将碱液和生蒸汽凝液的热量，减少生蒸汽的使用，节约能耗，从而减小碳排放；
26.2.通过将碱液余热利用器和生蒸汽余热利用器中介质流动方向与所述降膜蒸发器内碱液流动方向相反设置，能够充分对碱液进行预热，便于碱液浓缩；
27.3.通过设置四效逆流降膜蒸发，可以将32％碱液蒸发获得50％碱，相较于传统的三效逆流蒸发，可使蒸汽消耗降低；
28.4.通过设置二次汽排管，能够直接使用二次汽对下一降膜蒸发器进行加热，减少了生蒸汽的使用；
29.5.通过设置闪蒸装置，回收了二次汽冷凝液的余热，进一步降低了汽耗；
30.6.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；
31.7.通过设置二次汽冷凝器，二次汽经循环水冷凝后送出界区；
32.8.通过将n效降膜蒸发器连接真空系统，使n效降膜蒸发器能够在真空条件下进行工作；
33.9.通过设置真空泵机组能够维持系统的真空度。
附图说明
34.图1为本实用新型逆流降膜蒸发系统示意图。
35.图中：1-一效降膜蒸发器，2-碱液余热利用器，3-生蒸汽余热利用器，4-二效降膜蒸发器，5-三效降膜蒸发器，6-四效降膜蒸发器，7-二次汽排管，8-闪蒸装置，9-减温增湿器，10-二次汽冷凝器，11-真空系统，12-真空泵机组。
具体实施方式
36.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
37.实施例1
38.一种离子膜烧碱的多效逆流降膜蒸发系统，其具体结构如图1所示，包括n个串联连通的降膜蒸发器，所述降膜蒸发器按生成碱液浓度由高到低的顺序依次分为一效降膜蒸发器1，
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，n效降膜蒸发器，所述n≥3，相邻所述降膜蒸发器之间连接有用于加热碱液的碱液余热利用器2和生蒸汽余热利用器3，所述碱液余热利用器2和生蒸汽余热利用器3中介质流动方向与所述降膜蒸发器内碱液流动方向相反。
39.工作原理：使用时，低浓度的碱液从n效降膜蒸发器进入，向一效降膜蒸发器1流动，一效降膜蒸发器1排出的高浓度碱液和生蒸汽凝液分别通过碱液余热利用器2和生蒸汽余热利用器3对低浓度的碱液进行预热，预热后的碱液再进入一效降膜蒸发器1，后续的降膜蒸发器工作流程与一效降膜蒸发器1的工作流程相同。通过设置碱液余热利用器2和生蒸汽余热利用器3，能够将碱液和生蒸汽凝液的热量，减少生蒸汽的使用，节约能耗，从而减小碳排放。通过将碱液余热利用器2和生蒸汽余热利用器3中介质流动方向与所述降膜蒸发器内碱液流动方向相反设置，能够充分对碱液进行预热，便于碱液浓缩。
40.实施例2：
41.在本实施方式作为本实用新型的一较佳实施例，具体结构如图1所示，其在实施方式1的基础上公开了如下改进，所述n个串联连通的降膜蒸发器中的n为4，4个所述降膜蒸发器分别为一效降膜蒸发器1，二效降膜蒸发器4，三效降膜蒸发器5和四效降膜蒸发器6，相邻所述降膜蒸发器之间连接有二次汽排管7，所述二效降膜蒸发器4与三效效降膜蒸发器之间、所述三效降膜蒸发器5与四效降膜蒸发器6之间，分别设置有用于二次汽冷凝液的闪蒸装置8，所述闪蒸装置8与所述二次汽排管7连通，所述闪蒸装置8为闪蒸罐，二次汽排管7上设置有减温增湿器9。
42.通过设置四效逆流降膜蒸发，可以将32％碱液蒸发获得50％碱，相较于传统的三效逆流蒸发，可使蒸汽消耗降低。
43.通过设置二次汽排管7，能够直接使用二次汽对下一降膜蒸发器进行加热，减少了生蒸汽的使用。
44.通过设置闪蒸装置8，回收了二次汽冷凝液的余热，进一步降低了汽耗。
45.通过设置减温增湿器9，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。
46.实施例3：
47.在本实施方式作为本实用新型的一较佳实施例，具体结构如图1所示，其在实施方式2的基础上公开了如下改进，所述四效降膜蒸发器6连接有二次汽冷凝器10，所述二次汽冷凝器10连接有真空系统11，所述真空系统11包括真空泵机组12，所述碱液余热利用器2和生蒸汽余热利用器3均为换热器。
48.通过设置二次汽冷凝器10，二次汽经循环水冷凝后送出界区。
49.通过四效降膜蒸发器6连接真空系统11，使四效降膜蒸发器6能够在真空条件下进行工作。
50.通过设置真空泵机组12能够维持系统的真空度。