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CN105698427A - 联碱法纯碱生产过程中结晶工段溴化锂制冷降温及外冷器热氨i母液清洗装置与方法 - Google Patents

联碱法纯碱生产过程中结晶工段溴化锂制冷降温及外冷器热氨i母液清洗装置与方法 Download PDF

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CN105698427A CN201610085651.4A CN201610085651A CN105698427A CN 105698427 A CN105698427 A CN 105698427A CN 201610085651 A CN201610085651 A CN 201610085651A CN 105698427 A CN105698427 A CN 105698427A
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Abstract

本发明公开了一种联碱法纯碱生产过程中结晶工段溴化锂制冷降温及外冷器热氨I母液清洗装置，该装置包括溴化锂机组，所述溴化锂机组的冷凝器与吸收器均设有与冷却塔相接的出水口和入水口，发生器的入水口、出水口分别与热管换热器的出水口、入水口相接，溴化锂机组产生的冷冻水由蒸发器送至外冷器，所述外冷器配置有清洗轴流泵，外冷器的循环管出口与清洗轴流泵的入口之间的管路通过旁路与热氨I桶相接，所述热氨I桶出口与热氨I泵相接；本发明还公开了一种采用上述装置进行制冷降温及清洗的方法。本发明采用溴化锂机组制冷，回收利用煅烧系统热量，合理地利用了能源，减少了能耗，采用大流量低扬程的清洗轴流泵，提高了清洗效果。

Description

联碱法纯碱生产过程中结晶工段溴化锂制冷降温及外冷器热氨I母液清洗装置与方法
技术领域
本发明涉及一种制冷降温及清洗装置，特别是一种联碱法纯碱生产过程中结晶工段溴化锂制冷降温及外冷器热氨I母液清洗装置。
本发明还涉及应用前述装置进行制冷降温及清洗的方法。
背景技术
传统的纯碱生产过程中结晶工段制冷及清洗流程是：
1．制冷流程：吸氨来的热AI母液（温度45~48℃）回热AI桶，用热AI投量泵送至母换，换热后热AI母液降至26~28℃，再送至冷析结晶器，通过轴流泵打冷AI去外冷器与液氨换热，换热后的冷AI经集合槽返回冷析结晶器，由冷析结晶器中部取出晶浆送冷析稠厚器，冷析结晶器溢流去盐析结晶器，盐析结晶器通过加盐利用同离子效应，进一步析出氯化铵结晶，由盐析结晶器中部取出送盐析稠厚器，盐析结晶器溢流回冷母II桶，用冷母II泵送至母换与AI换热，换热后的母II送去吸氨，外冷器中液氨与冷AI母液换热，液氨吸热蒸发成气氨进入氨分离器进行气液分离，分离下的液氨返回外冷器，分离出的气氨再进二级氨分离器进一步气液分离，分离出的气氨进入氨气总管经自调进入氨压缩机、汽轮冰机进行压缩，成为温度压力较高的过热氨气，经排气总管进入各冷凝器和蒸发冷与循环水进行热交换，换热后的水经回水总管回冰机风冷塔，降温后的冷水回冷水池，用冷水泵输送至各冷凝器和蒸发冷使用，降温后的液氨进入氨贮槽，液氨从氨贮槽底部经节流阀送入各外冷器内与母液进行换热，完成气液氨循环压缩。这种结晶冷却工艺存在以下缺陷：系统所需冷量全部由冰机制冷产生，系统能耗大，纯碱吨碱电耗较高，还加大了系统的设备投资和维修保养费用。以30万吨/年的纯碱生产能力计算，需要配置总制冷量800万Kcal/h冰机机组，因此要增加设备费用8000万元，增加电耗约120KW·h/吨碱。
2．清洗流程：吸氨来的热AI母液（温度45~48℃）回热AI桶，用热AI清洗泵送至清洗外冷器管程，清洗外冷器管内结疤，每组外冷器配置一台热AI清洗泵，清洗完热AI溢流回热AI桶，完成循环清洗。这种清洗方法存在以下缺陷：高扬程清洗泵（Q=400m3/h，H=40m）增加动力消耗，需配置大功率电机（90KW），增加电耗，而且循环量偏低，影响清洗效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种可降低系统能耗、减少设备投资费用和可提高清洗效果的联碱法纯碱生产过程中结晶工段溴化锂制冷降温及外冷器热氨I母液清洗装置。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种采用前述装置进行制冷降温及清洗的方法。
本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种联碱法纯碱生产过程中结晶工段溴化锂制冷降温及外冷器热氨I母液清洗装置，该装置包括由冷凝器、发生器、浓溶液泵、板式换热器、稀溶液泵、吸收器、冷剂泵、蒸发器组成的溴化锂机组，其特点是，所述冷凝器与所述吸收器均设有与冷却塔相接的出水口和入水口；所述发生器的出水口与热管换热器的入水口相接，所述热管换热器的出水口与发生器的入水口之间设有热水泵；所述蒸发器的冷冻水出口依次连接有第一外冷器、第二外冷器，所述第一外冷器的冷冻水出口与所述蒸发器的冷冻水入口之间依次设有冷冻水桶、冷冻水泵，所述第一外冷器的循环管出口、入口分别与第一清洗轴流泵的入口、出口相接，所述第一外冷器的循环管出口与所述第一清洗轴流泵的入口之间的管路通过旁路与热氨I桶相接；所述第二外冷器的循环管出口、入口分别与第二清洗轴流泵的入口、出口相接，所述第二外冷器的循环管出口与所述第二清洗轴流泵的入口之间的管路通过旁路与热氨I桶相接；所述热氨I桶出口与热氨I泵相接。
本发明所述的一种联碱法纯碱生产过程中结晶工段溴化锂制冷降温及外冷器热氨I母液清洗装置，其进一步优选的技术方案或者技术特征是：
所述第一清洗轴流泵的参数是：流量为540-6600m3/h，扬程为2-7m。
所述第一清洗轴流泵的参数是：流量为750m3/h，扬程为2m。
所述第二清洗轴流泵的参数是：流量为540-6600m3/h，扬程为2-7m。
所述第二清洗轴流泵的参数是：流量为750m3/h，扬程为2m。
本发明还公开了一种联碱法纯碱生产过程中结晶工段溴化锂制冷降温及外冷器热氨I母液清洗方法，其特点是，采用以上任何一项技术方案所述的联碱法纯碱生产过程中结晶工段溴化锂制冷降温及外冷器热氨I母液清洗装置进行制冷降温及清洗，所述制冷降温方法：经热碱液洗涤后的炉气进热管换热器，软水在热管换热器中与炉气换热回收炉气热量，出来的热水用热水泵送至所述溴化锂机组，经所述溴化锂机组制冷产生的冷冻水去所述第一外冷器和第二外冷器与氨I母液换热，将氨I母液温度降低至10℃以下，从所述第一外冷器和第二外冷器出来的冷冻水回冷冻水桶，由冷冻水泵抽至溴化锂机组，循环使用；所述溴化锂机组用的冷却水出机组进入冷却塔，降温后再由冷却水泵输送至机组使用，如此循环往复；所述清洗方法：将吸氨来的热氨I母液补充至所述第一清洗轴流泵和第二清洗轴流泵的出口管，并加切断阀进行倒换清洗，循环清洗所述第一外冷器和第二外冷器管程结疤；清洗完的热氨I母液多余部分从第一清洗轴流泵和第二清洗轴流泵的入口管溢流回热氨I桶，再由热氨I泵送至换热器。
对本发明进行了对比实验，以30万吨/年的纯碱生产能力、每度电0.6元计算，就制冷流程而言，与传统的采用冰机制冷装置相比，采用溴化锂机组进行制冷降温，减少总制冷量800万Kcal/h冰机机组，可减少设备投资费用8000万元，可节约电耗120KW·h/吨碱，可减少电费2160万元/年；就热氨I母液清洗流程而言，与传统的采用高扬程清洗泵清洗外冷器管内结疤相比，采用大流量低扬程的清洗轴流泵后，可节约电耗约6.5KW·h/吨碱，减少电费120万元/年。综上所述，使用本发明可节约电费2280万元/年。
与现有技术相比，本发明采用溴化锂机组制冷代替传统的冰机制冷，回收利用煅烧系统热量，同时降低系统电耗，达到能源合理利用，极大节约能耗；外冷器热氨I母液清洗采用大流量低扬程的清洗轴流泵代替高扬程热氨I清洗泵，提高了清洗效果，而且节约电耗。
附图说明
图1是本发明的制冷降温装置的结构示意图；
图2是本发明的清洗装置的结构示意图。
具体实施方式
以下参照附图，进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
实施例1，参照图1-2，一种联碱法纯碱生产过程中结晶工段溴化锂制冷降温及外冷器热氨I母液清洗装置，该装置包括由冷凝器3、发生器5、浓溶液泵4、板式换热器6、稀溶液泵7、吸收器8、冷剂泵9、蒸发器10组成的溴化锂机组，所述冷凝器3与所述吸收器8均设有与冷却塔相接的出水口和入水口；所述发生器5的出水口与热管换热器11的入水口相接，所述热管换热器的11出水口与发生器5的入水口之间设有热水泵12；所述蒸发器10的冷冻水出口依次连接有第一外冷器2、第二外冷器1，所述第一外冷器2的冷冻水出口与所述蒸发器10的冷冻水入口之间依次设有冷冻水桶14、冷冻水泵13，所述第一外冷器2的循环管出口、入口分别与第一清洗轴流泵16的入口、出口相接，所述第一外冷器2的循环管出口与所述第一清洗轴流泵16入口之间的管路通过旁路与热氨I桶18相接；所述第二外冷器1的循环管出口、入口分别与第二清洗轴流泵15的入口、出口相接，所述第二外冷器1的循环管出口与所述第二清洗轴流泵15入口之间的管路通过旁路与热氨I桶18相接；所述热氨I桶18出口与热氨I泵17相接。
实施例2，实施例1所述的一种联碱法纯碱生产过程中结晶工段溴化锂制冷降温及外冷器热氨I母液清洗装置中，所述的第一清洗轴流泵16的参数是：流量为540m3/h，扬程为2m。
实施例3，实施例1所述的一种联碱法纯碱生产过程中结晶工段溴化锂制冷降温及外冷器热氨I母液清洗装置中，所述的第一清洗轴流泵16的参数是：流量为6600m3/h，扬程为7m。
实施例4，实施例1所述的一种联碱法纯碱生产过程中结晶工段溴化锂制冷降温及外冷器热氨I母液清洗装置中，所述的第一清洗轴流泵16的参数是：流量为3500m3/h，扬程为4.5m。
实施例5，实施例1所述的一种联碱法纯碱生产过程中结晶工段溴化锂制冷降温及外冷器热氨I母液清洗装置中，所述的第一清洗轴流泵16的参数是：流量为750m3/h，扬程为2m。
实施例6，实施例1－5任何一项所述的联碱法纯碱生产过程中结晶工段溴化锂制冷降温及外冷器热氨I母液清洗装置中，所述的第二清洗轴流泵15的参数是：流量为540m3/h，扬程为2m。
实施例7，实施例1－5任何一项所述的联碱法纯碱生产过程中结晶工段溴化锂制冷降温及外冷器热氨I母液清洗装置中，所述的第二清洗轴流泵15的参数是：流量为6600m3/h，扬程为7m。
实施例8，实施例1－5任何一项所述的联碱法纯碱生产过程中结晶工段溴化锂制冷降温及外冷器热氨I母液清洗装置中，所述的第二清洗轴流泵15的参数是：流量为3500m3/h，扬程为4.5m。
实施例9，实施例1－5任何一项所述的联碱法纯碱生产过程中结晶工段溴化锂制冷降温及外冷器热氨I母液清洗装置中，所述的第二清洗轴流泵15的参数是：流量为750m3/h，扬程为2m。
实施例10，参照图1-2，采用实施例1—9任何一项所述的联碱法纯碱生产过程中结晶工段溴化锂制冷降温及外冷器热氨I母液清洗装置进行制冷降温及清洗的方法：（1）制冷降温方法：经热碱液洗涤后的炉气进热管换热器11，软水在热管换热器11中与炉气换热回收炉气热量，出来的热水用热水泵12送至所述溴化锂机组的发生器5，将溴化锂稀溶液加热成为溴化锂浓溶液，同时生成冷剂蒸汽；温度较高的溴化锂浓溶液由浓溶液泵4打至板式换热器6与溴化锂稀溶液换热后送去溴化锂吸收器8，吸收蒸发器10来的冷剂蒸汽成为溴化锂稀溶液，吸收过程放出的热量由冷却水带出，得到的溴化锂稀溶液再由稀溶液泵7输送至板式换热器6与溴化锂浓溶液换热后去发生器5，至此溶液完成整个循环；发生器5产生的冷剂蒸汽则去冷凝器3，用冷却水降温后成为液态水，液态水（即低温冷剂水）流回到蒸发器10，使蒸发器10内的冷剂水不断得到补充，蒸发器10内的小于5℃的低温冷剂水通过冷剂泵9打循环与蒸发器10管程冷冻水换热，降低冷冻水温度至5℃，蒸发器10产生的冷剂蒸汽去吸收器8被稀溶液吸收，至此冷剂水完成整个循环。经所述溴化锂机组制冷产生的冷冻水去所述第一外冷器2和第二外冷器1与氨I母液换热，将氨I母液温度降低至10℃以下，从所述第一外冷器2和第二外冷器1出来的冷冻水回冷冻水桶14，由冷冻水泵13抽至溴化锂机组，循环使用；所述溴化锂机组用的冷却水出机组进入冷却塔，降温后再由冷却水泵输送至机组使用，如此循环往复；（2）清洗方法：将吸氨来的热氨I母液补充至所述第一清洗轴流泵16和第二清洗轴流泵15的出口管，并加切断阀进行倒换清洗，循环清洗所述第一外冷器2和第二外冷器1管程结疤；清洗完的热氨I母液多余部分从第一清洗轴流泵16和第二清洗轴流泵15的入口管溢流回热氨I桶18，再由热氨I泵17送至换热器。

Claims (6)

1.一种联碱法纯碱生产过程中结晶工段溴化锂制冷降温及外冷器热氨I母液清洗装置，该装置包括由冷凝器、发生器、浓溶液泵、板式换热器、稀溶液泵、吸收器、冷剂泵、蒸发器组成的溴化锂机组，其特征在于，所述冷凝器与所述吸收器均设有与冷却塔相接的出水口和入水口；所述发生器的出水口与热管换热器的入水口相接，所述热管换热器的出水口与发生器的入水口之间设有热水泵；所述蒸发器的冷冻水出口依次连接有第一外冷器、第二外冷器，所述第一外冷器的冷冻水出口与所述蒸发器的冷冻水入口之间依次设有冷冻水桶、冷冻水泵，所述第一外冷器的循环管出口、入口分别与第一清洗轴流泵的入口、出口相接，所述第一外冷器的循环管出口与所述第一清洗轴流泵的入口之间的管路通过旁路与热氨I桶相接；所述第二外冷器的循环管出口、入口分别与第二清洗轴流泵的入口、出口相接，所述第二外冷器的循环管出口与所述第二清洗轴流泵的入口之间的管路通过旁路与热氨I桶相接；所述热氨I桶出口与热氨I泵相接。
2.根据权利要求1所述的一种联碱法纯碱生产过程中结晶工段溴化锂制冷降温及外冷器热氨I母液清洗装置，其特征在于，所述第一清洗轴流泵的参数是：流量为540-6600m3/h，扬程为2-7m。
3.根据权利要求2所述的一种联碱法纯碱生产过程中结晶工段溴化锂制冷降温及外冷器热氨I母液清洗装置，其特征在于，所述第一清洗轴流泵的参数是：流量为750m3/h，扬程为2m。
4.根据权利要求1所述的一种联碱法纯碱生产过程中结晶工段溴化锂制冷降温及外冷器热氨I母液清洗装置，其特征在于，所述第二清洗轴流泵的参数是：流量为540-6600m3/h，扬程为2-7m。
5.根据权利要求4所述的一种联碱法纯碱生产过程中结晶工段溴化锂制冷降温及外冷器热氨I母液清洗装置，其特征在于，所述第二清洗轴流泵的参数是：流量为750m3/h，扬程为2m。
6.一种联碱法纯碱生产过程中结晶工段溴化锂制冷降温及外冷器热氨I母液清洗方法，其特征在于，采用权利要求1—5任何一项所述的联碱法纯碱生产过程中结晶工段溴化锂制冷降温及外冷器热氨I母液清洗装置进行制冷降温及清洗，所述制冷降温方法：经热碱液洗涤后的炉气进热管换热器，软水在热管换热器中与炉气换热回收炉气热量，出来的热水用热水泵送至所述溴化锂机组，经所述溴化锂机组制冷产生的冷冻水去所述第一外冷器和第二外冷器与氨I母液换热，将氨I母液温度降低至10℃以下，从所述第一外冷器和第二外冷器出来的冷冻水回冷冻水桶，由冷冻水泵抽至溴化锂机组，循环使用；所述溴化锂机组用的冷却水出机组进入冷却塔，降温后再由冷却水泵输送至机组使用，如此循环往复；所述清洗方法：将吸氨来的热氨I母液补充至所述第一清洗轴流泵和第二清洗轴流泵的出口管，并加切断阀进行倒换清洗，循环清洗所述第一外冷器和第二外冷器管程结疤；清洗完的热氨I母液多余部分从第一清洗轴流泵和第二清洗轴流泵的入口管溢流回热氨I桶，再由热氨I泵送至换热器。
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