用于联碱生产余热利用与氯化铵结晶的冷热能量耦合装置的制作方法

本技术属于化工工艺，涉及联碱法纯碱生产节能，尤其涉及用于联碱生产余热利用与氯化铵结晶的冷热能量耦合装置。

背景技术：

1、纯碱又称苏打、碱灰、碱面，主要成分是碳酸钠。现有技术中工业纯碱的生产主要有三种方法，即联碱法、氨碱法、天然碱法。生产用联碱法能同时生产纯碱和氯化铵两种产品，即ii过程的母液吸氨后进入碳化塔，在碳化塔中吸收二氧化碳并降温(需冷量)析出碳化氢钠晶体，形成碳酸氢钠晶浆，晶浆过滤后，滤饼通过煅烧碳酸氢钠晶浆生成碳酸钠(即纯碱)，煅烧时同时会产生超过100℃的煅烧炉气(余热)，煅烧时使用蒸汽加热，煅烧后蒸汽潜热被利用，形成蒸汽凝液(余热)；过滤后的滤液吸氨后送至ii过程并吸氨，通过降低吸氨后的母液的温度至8～12℃(需冷量)，氯化铵晶体析出，通过稠厚，离心，干燥(产生蒸汽凝液，余热)即可得到氯化铵产品。整个生产过程中冷热利用分布在不同的工段，通过合理的措施整合这些冷热量，使得其相互耦合，以充分利用余热，降低联碱生产的能量消耗，优化工艺物料之间的能量匹配是降低联碱法纯碱生产成本关键的一步。

2、如何将煅烧炉气，各蒸汽凝液的余热充分有效的回收利用，将工艺流程中需升温与需降温的工艺物料相互换热，以节约冷量和热量等问题存在于工程实际生产中，如何统筹整个联碱装置生产工艺的热量，全面且合理的利用热量与冷量转换也是技术人员面向节能降碳目标亟待解决的行业共性问题。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种用于联碱生产余热利用与氯化铵结晶的冷热能量耦合装置，能将联碱法纯碱生产中的余热得以充分利用，有效节约能耗、降低年操作费用，还可以同时生产工业氯化铵产品和农业氯化铵产品，提高产品价值，实现产品差异化。

2、本实用新型采用的技术方案如下：

3、本实用新型公开的用于联碱生产余热利用与氯化铵结晶的冷热能量耦合装置，包括煅烧炉气余热利用系统和蒸汽凝液余热利用系统，其中煅烧炉气余热利用系统包括依次连接的热量回收器、溴化锂机组、氯化铵预冷析外冷器、氯化铵预冷析结晶器，热量回收器接入有高温煅烧炉气输入管，接出有低温煅烧炉气输出管；

4、蒸汽凝液余热利用系统包括依次连接的低品位热制冷机、氯化铵冷析外冷子系统、氯化铵冷析结晶器，低品位热制冷机接入有高温蒸汽凝液输入管，接出有低温蒸汽凝液输出管；

5、氯化铵预冷析结晶器与氯化铵冷析结晶器通过预冷析母液输送管连接。

6、本实用新型的部分实施方案中，热量回收器的热水出口与溴化锂机组的热水入口经高温热水输送管连接，热量回收器的热水入口与溴化锂机组的热水出口经低温热水输送管连接；

7、溴化锂机组的冷冻水出口与氯化铵预冷析外冷器的冷冻水入口经冷冻上水输送管连接，溴化锂机组的冷冻水入口与氯化铵预冷析外冷器的冷冻水出口经冷冻回水输送管连接；

8、氯化铵预冷析外冷器的循环预冷析母液出口与氯化铵预冷析结晶器的循环预冷析母液入口之间经循环预冷析母液第一输送管连接，氯化铵预冷析外冷器的循环预冷析母液入口与氯化铵预冷析结晶器的循环预冷析母液出口之间经循环预冷析母液第二输送管连接。

9、本实用新型的部分实施方案中，氯化铵冷析外冷子系统包括氯化铵冷析外冷器及氨分离器，所述氯化铵冷析外冷器的物料出口与氨分离器的进料口经气氨与液氨的混合物输送管连接，所述氨分离器的液氨出口与氯化铵冷析外冷器的液氨入口经第二液氨输送管连接；

10、低品位热制冷机的液氨出口与氯化铵冷析外冷器的液氨入口经液氨输送管连接，低品位热制冷机的气氨入口与氨分离器的气氨出口经气氨输送管连接；

11、氯化铵冷析外冷器的循环冷析母液出口与氯化铵冷析结晶器的循环冷析母液入口之间经循环冷析母液第一输送管连接，氯化铵冷析外冷器的循环冷析母液入口与氯化铵冷析结晶器的循环冷析母液出口之间经循环冷析母液第二输送管连接。

12、本实用新型的部分实施方案中，还包括有第一稠厚离心系统和第一干燥系统，第一稠厚离心系统与第一干燥系统经工业氯化铵稠厚离心物料输送线连接；氯化铵预冷析结晶器与第一稠厚离心系统经预冷析晶浆物料输送线连接。

13、本实用新型的部分实施方案中，还包括有第二稠厚离心系统和第二干燥系统，第二稠厚离心系统与第二干燥系统经农业氯化铵稠厚离心物料输送线连接；氯化铵冷析结晶器与第二稠厚离心系统经冷析晶浆物料输送线连接。

14、本实用新型的部分实施方案中，还包括有盐析结晶器，盐析结晶器与氯化铵冷析结晶器经逆料母液输送线连接。

15、本实用新型的部分实施方案中，还包括有换热器和碳化塔，

16、溴化锂机组的冷冻水出口与换热器的冷冻水入口经第二冷冻上水输送管连接，溴化锂机组的冷冻水入口与换热器的冷冻水出口经第二冷冻回水输送管连接；

17、换热器的冷却水出口与碳化塔的冷却水入口经低温冷却上水输送管连接，换热器的冷却水入口与碳化塔的冷却水出口经低温冷却回水输送管连接。

18、本实用新型煅烧炉气与热水换热的换热方式，可以采用冷热两种介质直接接触换热，也可以是间接换热。优选为间接换热，可避免采用直接换热时，煅烧炉气与热水直接接触，煅烧炉气中的水蒸汽经降温冷凝后直接进入热水系统，造成热水膨胀；同时可避免直接换热时，煅烧炉气中的含氯根碱尘进入热水系统，造成含氯根碱尘在热水系统中循环累积，降低换热效果和腐蚀设备。

19、本实用新型的低品位热制冷机为现有技术，其将气氨压缩为液氨的工作原理是：气氨进入机组，在机组内部被制冷介质吸收，吸收了气氨的制冷介质通过泵送至发生器，在发生器中通过与高品位废热间接换热，制冷介质中的气氨被蒸发出来，通过阀门控制发生器的压力，达到工艺要求的高压气氨在经循环水间接冷却，液化为液氨，送出机组。

20、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

21、本实用新型设计科学，构思巧妙，本实用新型通过分类利用联碱法纯碱生产过程中产生的不同余热，使得余热得以充分利用，通过冷冻水冷却氯化铵预冷析结晶和液氨冷却氯化铵冷析结晶，不仅替代了传统完全使用液氨冰机压缩气氨至液氨，有效节约能耗、降低年操作费用，还可以同时生产工业氯化铵产品和农业氯化铵产品，提高产品价值，实现产品差异化。

技术特征：

1.用于联碱生产余热利用与氯化铵结晶的冷热能量耦合装置，其特征在于，包括煅烧炉气余热利用系统和蒸汽凝液余热利用系统，其中煅烧炉气余热利用系统包括依次连接的热量回收器、溴化锂机组、氯化铵预冷析外冷器、氯化铵预冷析结晶器，所述热量回收器接入有高温煅烧炉气输入管(1)，接出有低温煅烧炉气输出管(2)；

2.根据权利要求1所述的用于联碱生产余热利用与氯化铵结晶的冷热能量耦合装置，其特征在于，热量回收器的热水出口与溴化锂机组的热水入口经高温热水输送管(3)连接，热量回收器的热水入口与溴化锂机组的热水出口经低温热水输送管(4)连接；

3.根据权利要求1所述的用于联碱生产余热利用与氯化铵结晶的冷热能量耦合装置，其特征在于，所述氯化铵冷析外冷子系统包括氯化铵冷析外冷器及氨分离器，所述氯化铵冷析外冷器的物料出口与氨分离器的进料口经气氨与液氨的混合物输送管(25)连接，所述氨分离器的液氨出口与氯化铵冷析外冷器的液氨入口经第二液氨输送管(26)连接；

4.根据权利要求1～3任意一项所述的用于联碱生产余热利用与氯化铵结晶的冷热能量耦合装置，其特征在于，还包括有第一稠厚离心系统和第一干燥系统，

5.根据权利要求4所述的用于联碱生产余热利用与氯化铵结晶的冷热能量耦合装置，其特征在于，还包括有第二稠厚离心系统和第二干燥系统，

6.根据权利要求5所述的用于联碱生产余热利用与氯化铵结晶的冷热能量耦合装置，其特征在于，还包括有盐析结晶器，所述盐析结晶器与氯化铵冷析结晶器经逆料母液输送线(18)连接。

7.根据权利要求1～3任意一项所述的用于联碱生产余热利用与氯化铵结晶的冷热能量耦合装置，其特征在于，还包括有换热器和碳化塔；

技术总结本技术公开了用于联碱生产余热利用与氯化铵结晶的冷热能量耦合装置，属于联碱法纯碱生产节能技术领域。本技术包括煅烧炉气余热利用系统和蒸汽凝液余热利用系统，煅烧炉气余热利用系统包括依次连接的热量回收器、溴化锂机组、氯化铵预冷析外冷器、氯化铵预冷析结晶器，热量回收器连接有高温煅烧炉气输入管和低温煅烧炉气输出管；蒸汽凝液余热利用系统包括依次连接的低品位热制冷机、氯化铵冷析外冷子系统、氯化铵冷析结晶器，低品位热制冷机连接有高温蒸汽凝液输入管和低温蒸汽凝液输出管；氯化铵预冷析结晶器与氯化铵冷析结晶器通过预冷析母液输送管连接。本技术充分利用联碱生产余热，与联碱的氯化铵生产过程所需的冷量耦合，节约能耗、降低年操作费用，同时还可以生产工业氯化铵。技术研发人员：黄旭,郭浩,张雪锋,郑永康,彭斌,孙博,符博之受保护的技术使用者：中国成达工程有限公司技术研发日：20230928技术公布日：2024/6/5