CN111481959A - 一种联碱法纯碱生产过程中结晶外冷器循环装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种联碱法纯碱生产过程中结晶外冷器循环装置与方法，通过增加副外冷器，与传统工艺的主外冷器串联使用，可以不用改变结晶器的轴流泵循环流量，从而不影响结晶器的表观流速，也不改变外冷器的母液循环量及外冷器管内母液流速，在此基础上，增加了外冷器换热面积，改善了外冷器降温效果。本发明增加副外冷器与主外冷器串联使用，结晶器中的母液通过轴流泵抽出，先经过副外冷器，然后再去主外冷器；冷媒介质先经过主外冷器，与外冷器管内母液逆流换热，然后再去副外冷器，与外冷器管内母液逆流换热，母液循环流程及冷媒介质循环流程顺畅自然，达到充分传质传热效果，改善了外冷器降温效果。

Description

一种联碱法纯碱生产过程中结晶外冷器循环装置与方法

技术领域

本发明涉及结晶外冷器循环装置，特别是一种联碱法纯碱生产过程中结晶外冷器循环装置与方法。

背景技术

传统的纯碱生产过程中结晶外冷器工艺流程是：

结晶器中母液通过轴流泵抽出，经过单台外冷器与冷媒介质（如溴化锂冷冻水、液氨及卤水等）逆流换热。这种工艺存在以下缺陷：1、因结晶器表观流速设计要求，对母液轴流泵循环流量有范围要求，其势必影响外冷器管内流速，为保证外冷器管内流速在1m/s以上（一定的流速保证外冷器管内不结疤堵塞），传统工艺的单台轴流泵对应的单台外冷器直径受限，长度因系统工艺要求影响不便加长，造成外冷器换热面积减少，影响外冷器降温效果；2、传统工艺若通过增加外冷器数量来提高外冷器换热面积，因结晶器表观流速设计要求，对母液轴流泵循环流量有范围要求，即母液轴流泵总循环量有定量要求，数量增多，则单台轴流泵循环量减少，则为保证外冷器管内流速在1m/s以上，外冷器直径亦减少，最终造成外冷器换热面积变化不大。此外，增加外冷器数量，需配套增加母液轴流泵数量，增加动力消耗及设备维护保养费用，同时外冷器换车清洗频繁，增大操作人员劳动负荷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理、增加外冷器换热面积、改善外冷器降温效果的联碱法纯碱生产过程中结晶外冷器循环装置。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供了上述联碱法纯碱生产过程中结晶外冷器循环装置的循环方法。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本发明是一种联碱法纯碱生产过程中结晶外冷器循环装置，其特点是：包括结晶器、集合槽，结晶器和集合槽通过循环管路连接，在循环管路上并联设置有若干组外冷装置，每一组外冷装置包括串联的主外冷器和副外冷器；

结晶器的顶部设有出料口，每一组外冷装置中的副外冷器的顶部设有第一母液进料口、底部设有第一母液出料口，与副外冷器对应的主外冷器的底部设有第二母液进料口、顶部设有第二母液出料口；

第一母液进料口通过母液出料管路与结晶器的出料口连接，第一母液出料口通过串联母液管路与第二母液进料口连接，第二母液出料口通过母液回料管路与集合槽连接；

主外冷器的上部设有第一冷媒介质进料口、下部设有第一冷媒介质出料口，副外冷器的下部设有第二冷媒介质进料口、上部设有第二冷媒介质出料口；

第一冷媒介质进料口通过冷媒介质进料管路接收冷媒介质，第一冷媒介质出料口通过串联冷媒介质管路与第二冷媒介质进料口连接，第二冷媒介质出料口出连接有冷媒介质出料管路；

在串联冷媒介质管路上连接有废水排出管路。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的结晶器上设有若干个与外冷装置配合的轴流泵。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的冷媒介质选自溴化锂冷冻水、液氨或卤水中的一种或几种。

本发明要解决的另一个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外冷器循环方法，该方法使用上述的联碱法纯碱生产过程中结晶外冷器循环装置进行循环，循环方法如下：结晶器中的母液通过若干组外冷装置进行循环降温，每一组外冷装置的循环降温步骤如下：将结晶器中的母液用轴流泵抽出，流经母液出料管路，从第一母液进料口进入副外冷器后，从第一母液出料口流出，流经母液串联管路，从第二母液进料口进入主外冷器，冷媒介质经由冷媒介质进料管路从第一冷媒介质进料口进入主外冷器，从第一冷媒介质出料口流出，流经冷媒介质串联管路，从第二冷媒介质进料口进入副外冷器；

母液与冷媒介质在主外冷器和副外冷器内逆流换热降温，降温后的母液从主外冷器的第二母液出料口流出，流经母液回料管路，进入集合槽，换热后的冷媒介质从副外冷器的第二冷媒介质出料口经由冷媒介质出料管路流出。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

（一）本发明通过增加副外冷器，与传统工艺的主外冷器串联使用，可以不用改变结晶器的轴流泵循环流量，从而不影响结晶器的表观流速，也不改变外冷器的母液循环量及外冷器管内母液流速，在此基础上，增加了外冷器换热面积，改善了外冷器降温效果。

（二）本发明增加副外冷器与主外冷器串联使用，结晶器中的母液通过轴流泵抽出，先经过副外冷器，然后再去主外冷器；冷媒介质先经过主外冷器，与外冷器管内母液逆流换热，然后再去副外冷器，与外冷器管内母液逆流换热，母液循环流程及冷媒介质循环流程顺畅自然，达到充分传质传热效果，改善了外冷器降温效果。

（三）本发明对于循环量为6000m³/h-10000m³/h的母液的降温效果与传统工艺相比多降低0.2℃-0.3℃，对于大母液量来说这种降温效果是显著的。

附图说明

图1为本发明工艺流程图。

具体实施方式

以下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1，一种联碱法纯碱生产过程中结晶外冷器循环装置，包括结晶器12、集合槽11，结晶器12和集合槽11通过循环管路连接，在循环管路上并联设置有若干组外冷装置，每一组外冷装置包括串联的主外冷器8和副外冷器10；所述的结晶器包括冷析结晶器、盐析结晶器和预冷析结晶器。

结晶器12的顶部设有出料口，每一组外冷装置中的副外冷器10的顶部设有第一母液进料口、底部设有第一母液出料口，与副外冷器10对应的主外冷器8的底部设有第二母液进料口、顶部设有第二母液出料口；

第一母液进料口通过母液出料管路2与结晶器12的出料口连接，第一母液出料口通过串联母液管路9与第二母液进料口连接，第二母液出料口通过母液回料管路3与集合槽11连接；

主外冷器8的上部设有第一冷媒介质进料口、下部设有第一冷媒介质出料口，副外冷器10的下部设有第二冷媒介质进料口、上部设有第二冷媒介质出料口；

第一冷媒介质进料口通过冷媒介质进料管路4接收冷媒介质，第一冷媒介质出料口通过串联冷媒介质管路6与第二冷媒介质进料口连接，第二冷媒介质出料口出连接有冷媒介质出料管路5；

在串联冷媒介质管路6上连接有废水排出管路7。

所述的结晶器12上设有若干个与外冷装置配合的轴流泵1。

所述的冷媒介质选自溴化锂冷冻水、液氨或卤水中的一种或几种。

一种联碱法纯碱生产过程中结晶外冷器循环方法，该方法使用上述任意一项所述的联碱法纯碱生产过程中结晶外冷器循环装置，所述循环方法如下：结晶器12中的母液通过若干组外冷装置进行循环降温，每一组外冷装置的循环降温步骤如下：将结晶器12中的母液用轴流泵1抽出，流经母液出料管路2，从第一母液进料口进入副外冷器10后，从第一母液出料口流出，流经母液串联管路9，从第二母液进料口进入主外冷器8，冷媒介质经由冷媒介质进料管路4从第一冷媒介质进料口进入主外冷器8，从第一冷媒介质出料口流出，流经冷媒介质串联管路6，从第二冷媒介质进料口进入副外冷器10；

母液与冷媒介质在主外冷器8和副外冷器10内逆流换热降温，降温后的母液从主外冷器的第二母液出料口流出，流经母液回料管路3，进入集合槽11，换热后的冷媒介质从副外冷器10的第二冷媒介质出料口经由冷媒介质出料管路5流出。

实施例2，一种联碱法纯碱生产过程中冷析结晶外冷循环对比实验：

实验目的：研究在联碱法纯碱生产过程中冷析结晶外冷循环管路中串联副外冷器对母液降温效果的影响。

实验过程：

1、对比例：利用传统联碱法生产过程中结晶工段的外冷循环装置对母液循环降温方法如下：将结晶器中的初始温度为10.5℃的母液以6000m³/h的流量抽出，从冷析外冷器的上部进入冷析外冷器，冷媒介质从冷析外冷器的下部进入冷析外冷器，母液与冷媒介质在冷析外冷器内逆流换热降温，降温后的母液从冷析外冷器额下部流出，进入集合槽；换热后的冷媒介质从冷析外冷器的上部流出，返回制冷工序。

2、实验例：利用本发明的结晶外冷器循环装置对母液进行循环降温方法如下：结晶器中的初始温度为10.5℃的母液通过若干组外冷装置进行循环降温，每一组外冷装置的循环降温步骤如下：将结晶器中的母液以6000m³/h的流量用轴流泵抽出，流经母液出料管路，从第一母液进料口进入副外冷器后，从第一母液出料口流出，流经母液串联管路，从第二母液进料口进入主外冷器，冷媒介质经由冷媒介质进料管路从第一冷媒介质进料口进入主外冷器，从第一冷媒介质出料口流出，流经冷媒介质串联管路，从第二冷媒介质进料口进入副外冷器；母液与冷媒介质在主外冷器和副外冷器内逆流换热降温，降温后的母液从主外冷器的第二母液出料口流出，流经母液回料管路，进入集合槽，换热后的冷媒介质从副外冷器的第二冷媒介质出料口经由冷媒介质出料管路流出。

实验结果：

传统工艺与本发明工艺，外冷器降温效果对比如下：

。

Claims (4)

1.一种联碱法纯碱生产过程中结晶外冷器循环装置，其特征在于：包括结晶器、集合槽，结晶器和集合槽通过循环管路连接，在循环管路上并联设置有若干组外冷装置，每一组外冷装置包括串联的主外冷器和副外冷器；

结晶器的顶部设有出料口，每一组外冷装置中的副外冷器的顶部设有第一母液进料口、底部设有第一母液出料口，与副外冷器对应的主外冷器的底部设有第二母液进料口、顶部设有第二母液出料口；

第一母液进料口通过母液出料管路与结晶器的出料口连接，第一母液出料口通过串联母液管路与第二母液进料口连接，第二母液出料口通过母液回料管路与集合槽连接；

主外冷器的上部设有第一冷媒介质进料口、下部设有第一冷媒介质出料口，副外冷器的下部设有第二冷媒介质进料口、上部设有第二冷媒介质出料口；

第一冷媒介质进料口通过冷媒介质进料管路接收冷媒介质，第一冷媒介质出料口通过串联冷媒介质管路与第二冷媒介质进料口连接，第二冷媒介质出料口出连接有冷媒介质出料管路；

在串联冷媒介质管路上连接有废水排出管路。

2.根据权利要求1所述的联碱法纯碱生产过程中结晶外冷器循环装置，其特征在于：所述的结晶器上设有若干个与外冷装置配合的轴流泵。

3.根据权利要求1所述的联碱法纯碱生产过程中结晶外冷器循环装置，其特征在于：所述的冷媒介质选自溴化锂冷冻水、液氨或卤水中的一种或几种。

4.一种联碱法纯碱生产过程中结晶外冷器循环方法，其特征在于：该方法使用权利要求1-3任意一项所述的联碱法纯碱生产过程中结晶外冷器循环装置，所述循环方法如下：结晶器中的母液通过若干组外冷装置进行循环降温，每一组外冷装置的循环降温步骤如下：将结晶器中的母液用轴流泵抽出，流经母液出料管路，从第一母液进料口进入副外冷器后，从第一母液出料口流出，流经母液串联管路，从第二母液进料口进入主外冷器，冷媒介质经由冷媒介质进料管路从第一冷媒介质进料口进入主外冷器，从第一冷媒介质出料口流出，流经冷媒介质串联管路，从第二冷媒介质进料口进入副外冷器；

母液与冷媒介质在主外冷器和副外冷器内逆流换热降温，降温后的母液从主外冷器的第二母液出料口流出，流经母液回料管路，进入集合槽，换热后的冷媒介质从副外冷器的第二冷媒介质出料口经由冷媒介质出料管路流出。

Images