一種新型熬鹼設備的製作方法
2023-06-11 03:52:21 2
專利名稱：一種新型熬鹼設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種新型熬鹼設備，是一種迴轉式蒸發器，類似於迴轉窯，將電解法或者回收的氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液中脫除水份熬製高濃度鹼液或片鹼的設備。
背景技術：
在電解法生產燒鹼過程中，存在大量的30%左右的鹼水溶液濃縮到95%以上燒鹼的過程，目前該過程一般是在三效預脫水後再採用開放式熬鹼鍋熬鹼或者使用鎳制降膜蒸發器濃縮來實現。多年來，我國大多數固鹼生產廠延用傳統的間歇法含鎳鑄鐵大鍋熬製的方法，它包括固鹼鍋、爐體、煙囪、墊鐵、爐條、爐膛，固鹼鍋為厚壁的下部為圓形的鑄鐵鍋，爐體是外 用紅磚內襯耐火磚砌成，固鹼鍋安置在爐體中央，鍋口與爐體平臺平齊，鍋底用墊鐵支承，在爐膛中下位置設有斜放的爐條，爐條間隙15_，在爐體右側設有煙囪，從而形成一種單鍋式固鹼設施。該設備具有建造容易、成本低、實用。但存在工人勞動強度大、操作環境惡劣、熱效率低、能耗高、汙染嚴重等問題。連續膜式蒸發是目前世界上最先進的固鹼生產技術，其原理為45%的液鹼先在升膜蒸發器內預濃縮，再經降膜蒸發器蒸發濃縮製成熔融鹼，再以桶裝固鹼、片狀固鹼、顆粒固鹼等形式包裝即為固鹼產品。此設備給熱係數大，傳熱效率高，物料在傳熱導管內蒸發速度快，停留時間短，鹼液一次通過升膜、降膜管，即能達到要求的濃度。連續膜蒸發器及加熱系統便於大型化、生產連續化、控制自動化，故在世界上得到廣泛應用。目前國內引進的連續膜式固鹼生產裝置大多是瑞士 Bertrams公司的技術,少數企業引進的是美國BTC公司的技術裝備。國內自己開發的連續膜法固鹼生產技術也很成功，如上海氯鹼化工股份有限公司電化廠採用自己開發的連續膜法工藝生產質量分數為99%的片鹼已有20多年的歷史，但在單套裝置能力和自動控制水平方面與引進裝置有較大的差距。瑞士 Bertrams公司連續膜式固鹼生產流程是先將來自電解槽的質量分數為32%的液鹼加入到I效降膜蒸發器，利用II效和III效的二次蒸汽濃縮至質量分數為44%，後經鹼換熱器加熱到100°C，加入II效降膜蒸發器，利用飽和蒸汽蒸濃至質量分數為50%，加入到III效降膜濃縮器，被來自熔鹽加熱爐的熔鹽加熱到質量分數為98%。此熔融鹼經片鹼機冷卻製成片鹼包裝。使用連續膜式固鹼生產裝置加熱採用熔鹽加熱，熱量必須經過二次熱傳遞，熱效率損失大，且其流程複雜，設備多，附屬裝置很多，造成其投資也非常大，因此，國內目前推廣也存在一些問題，導致大鍋熬鹼裝置的市場依然很好，本發明所提供的設備恰好可以解決投資和能耗等等問題，且設備複雜度低，控制簡單。
發明內容
該設備是一個長圓型的金屬筒體外加附屬的支持和旋轉驅動結構，在筒體內部加入了內構件避免反混和強化換熱，在設備的兩端加入了實用的進出料裝置以利於連續進出液體物料和維持真空。相對較稀的鹼液從一端通過密封結構進入迴轉式蒸發器內，先進入第一隔室，而整個迴轉式蒸發器被人工沿軸向分割為數十個隔室，隔室可以將濃縮完成的鹼液和剛進入的稀鹼充分有效的隔開避免返混，而鹼液可以隨著迴轉式蒸發器的旋轉自動向下級隔室流動，在流動過程中，被筒體外側的高溫煙道氣逐漸加熱而升溫，並和尾端蒸發出的高溫蒸汽換熱，經過一定時間的蒸發後，等水分合格後從末端出料。而和低溫鹼液換熱後的飽和蒸汽從進料端被抽出系統，二次利用後或冷凝後變成水重複利用。在該設備中鹼液蒸發是和連續膜式裝置一樣在較高真空下進行，因此具有較低的蒸發溫度，和熬鹼鍋相比可以大幅度降低蒸發溫度而提高設備壽命。蒸發設備是在旋轉狀態下進行，加熱面是連續更新的，完全避免了熬鹼鍋單向受熱容易損壞的問題。該真空裝置由蒸汽噴射泵產生真空，由於使用蒸汽噴射泵，該設備每熬製一噸鹼往往可以產生適量的二次蒸汽用於稀鹼的濃縮。
該設備可採用煤炭燃料直接燃燒加熱的方式，熱風沿進料方向的反方向流動，和不斷加入的低溫熱鹼充分換熱，設備在筒體上可以安裝適量的熱管或翅片管，通過熱管和翅片管來強化煙道氣和鹼液之間的換熱，將煙道氣的出氣溫度可以降低到300度以下，能量利用效率很高。該裝置由於結構簡單，易於連續化生產，單套處理能力可達數十萬噸，且投資低於鍋法和連續膜式固鹼生產裝置。
圖I是本設備的剖面圖。如圖I所示，保溫爐膛1，煙囪2，濃縮筒體3，真空出氣口 4，液鹼進料口 5，託輪6，大齒圈7，爐膛支撐8，爐膛支撐9，爐膛支撐10，燃煤爐11，託輪12，出料口 13。受料器14，內隔室隔板15。
權利要求
1.一種新型熬鹼設備，是一個迴轉式蒸發器，是一個水平或一定角度放置的長圓型的金屬筒體外加附屬的支持和旋轉驅動結構的，用於將氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液脫水熬製濃鹼和片鹼的設備。
2.根據權利要求一所述的迴轉式蒸發器的筒體內部設計有隔室，利用隔室使不同濃度的鹼液能夠有序的隔開，避免了低濃度的物料和高濃度的物料直接反混，在筒體內部人工形成的溫度和濃度梯度。
3.根據權利要求一所述的迴轉式蒸發器的筒體內部有一些有序的揚料板和填料，可以有效的使高濃度端的過熱蒸汽和低濃度端的低溫液體進行有效的換熱以提高熱利用效率 O
4.根據權利要求一所述的迴轉式蒸發器的筒體外部在高溫段和煙氣接觸密集的地方可安裝強化傳熱裝置，這些裝置包括熱管、翅片管，可以有效的將系統的熱量有序的傳遞給設備內部，提高總體熱利用率。
5.根據權利要求一所述的迴轉式蒸發器從進料端安裝真空管道抽真空，使體系處於負壓狀態下，可以大幅度降低蒸發溫度，從而使設備壽命得以延長。
全文摘要
本發明是一種將30%－90%的氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液脫水熬製95%以上濃鹼液的設備，該設備是由一個水平或略帶一定角度放置的鋼製筒體為主體，由2對以上外置的託輪做支撐，由一個安裝在筒體外部的大齒圈和附屬裝置來驅動旋轉，筒體兩端採用填料或機械密封來實現連續進出料和真空，該設備採用外加熱方式加熱，並採用了內構件強化傳熱和傳質。該設備造價低，效率高，能耗低。如右圖所示，保溫爐膛1、煙囪2、濃縮窯體3、真空出氣口4、液鹼進料口5、託輪6、大齒圈7、爐膛支撐8、爐膛支撐9、爐膛支撐10、燃煤爐11、託輪12、出料口13、受料器14、內隔室隔板15。
文檔編號C01D1/42GK102976362SQ201110257870
公開日2013年3月20日 申請日期2011年9月2日 優先權日2011年9月2日
發明者韓扶軍 申請人:韓扶軍