CN109292902A - 一种氨碱法制碱废液余热回收技术 - Google Patents

一种氨碱法制碱废液余热回收技术 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种氨碱法制碱废液余热回收技术，属于废液处理技术领域，本发明通过科学合理的设备和工艺处理，很好地降低了高温制碱废液的温度同时还能将高温制碱废液中的热量重新利用进行发电，解决了高温制碱废液影响管道结疤的问题，并且提高了能源的利用效率，解决废液输送难题同时增加经济效益。

Description

一种氨碱法制碱废液余热回收技术
技术领域
本发明涉及废液处理技术领域，更具体的涉及氨碱法制碱废液余热回收技术。
背景技术
纯碱是重要的工业原料，是生产玻璃、化学品、肥皂与洗涤剂、造纸以及许多家用消费品的基本原料。虽然发达国家和发展中国家对纯碱的消费情况不尽相同，但大致比例为：玻璃行业占纯碱消费总量的50％，化工行业占20％，轻工行业占10％，其他行业占20％。
纯碱是一种重要的工业原料，我国也是纯碱的生产和消费大国。据中国纯碱工业协会发布的数据，2010～2012年我国纯碱年产量均超过2000万吨。制碱废液的处理是当前世界纯碱行业的一大难题，据测算，每生产1吨纯碱，将产生约10吨制碱废液，这些制碱废液温度在85-90℃，由于制碱废液有腐蚀性，而且在高温的情况下，腐蚀效果大大提高，尽管管道经过防腐处理，但是仍然难以避免高温制碱废液对管道的影响，使管道溶液结疤，同时制碱废液中含有不少的热量，这些热量难以有效利用。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种氨碱法制碱废液余热回收技术，本发明通过科学合理的设备和工艺处理，很好地降低了高温制碱废液的温度同时还能将高温制碱废液中的热量重新利用进行发电，解决了高温制碱废液影响管道结疤的问题，并且提高了能源的利用效率，解决废液输送难题同时增加经济效益。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种氨碱法制碱废液余热回收技术，
S1：将氨碱法制碱后所得高温废液通入到旋液分离器中，将部分固体颗粒除去，得到一级溶液；
S2：将一级溶液通入到螺旋分砂机中，除去废液中的固体颗粒，得二级溶液；
S3：将二级溶液通入螺杆膨胀动力发电机组中，所述螺杆膨胀动力发电机组包括螺杆膨胀机以及发电机，螺杆膨胀机处理低压状态,利用废液在低压下闪发蒸汽产生气液两相流，二级溶液转化为气液两相流推动螺杆膨胀机中阴转子以及阳转子转动，热能转化为电能,所述阴转子或阳转子通过减速机与发电机的转动轴相接，螺杆膨胀机的出口介质为气液两相，所述螺杆膨胀机内部设置一层金属钛电镀层；
S4：将气液两相的出口介质通入气液分离器中进行气液分离，分离后液体通过制碱废液泵输送至混合桶中，气体进入混合式冷凝器与循环水混合换热，气体冷凝后的液体随循环水进入循环水装置中；
S5：将S4处理后剩下的气体通过水环真空泵排空。
在本发明较佳的技术方案中，所述螺杆膨胀机中，阴转子以及阳转子的转速为1500rpm。
在本发明较佳的技术方案中，所述螺杆膨胀动力发电机组初次使用时进行手动暖机处理，先缓慢开启螺杆膨胀机的进口阀，使发电机转速稳定在600r/min持续20min，频率20Hz；再调节进口阀，使发电机转速稳定在1000r/min持续10min，频率40Hz；最后再调剂进口阀，使发电机转速稳定在1500r/min持续30min，频率50Hz；暖机操作完成后再进行S1步骤。
在本发明较佳的技术方案中，所述螺杆膨胀动力发电机组初次使用时进行自动暖机处理，设置第一阶段暖机时间为6min，使发电机转速稳定在600r/min，频率20Hz；设置第二阶段暖机时间为6min，使发电机转速稳定在1200r/min，频率40Hz；暖机操作完成后再进行S1步骤。
在本发明较佳的技术方案中，所述二级溶液通入螺杆膨胀机的管道以及螺杆膨胀机输出气液两相的管道上均设有温度表以及压力表。
在本发明较佳的技术方案中，所述高温废液通过制碱废液输送泵进行输送，所述制碱废液输送泵为离心式输送泵，制碱废液输送泵的输送速率为212.5m3/h。
在本发明较佳的技术方案中，所述水环真空泵的吸气量为1860m3/h,吸气压力为0.008MPa，排气压力为0.1kPa。
在本发明较佳的技术方案中，所述气液分离器为卧式椭圆封头的气液分离器，所述气液分离器的通径为φ＝5000*10612。
在本发明较佳的技术方案中，所述进入螺杆膨胀机的二级溶液温度不低于69℃。
在本发明较佳的技术方案中，所述高温废液的流量为450t/h。
本发明的有益效果为：
本发明提供的氨碱法制碱废液余热回收技术，
通过科学合理的设备和工艺处理，由于螺杆膨胀机内部设置有金属钛电镀层，高温的制碱废液不容易腐蚀螺杆膨胀机，使过热的制碱废液进入到螺杆膨胀机中，推动阴转子以及阳转子转动，带动发电机转动，将制碱废液的热能转化为机械能再转化为电机，使能源得到再利用，提高能源的利用率；
从螺杆膨胀机中排出的制碱废液其温度一般低于50℃，而低于50℃的制碱废液不容易使管道结疤，降低了高温制碱废液的温度,同时将高温制碱废液中的热量重新利用进行发电，解决了高温制碱废液影响管道结疤的问题，低压状态下,废液在低压下闪发蒸汽产生气液两相流推动螺杆膨胀机转动,同时大部分气相转化为液相,保持螺杆膨胀机内低压,提高了能源的利用效率，解决废液输送难题同时增加经济效益。
具体实施方式
下面并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
下面实施例1以及实施例2所采用的设备均为：
螺杆膨胀发电机组：型号为SEPG1000-300/3000-1.65-S，参数为300kW-1500rpm-400V；
制碱废液输送泵：离心式制碱废液输送泵，Q＝212.5m3/h H＝25m；
水环真空泵：Q(吸气量)＝1860m3/h，吸气压力：0.008MPa(a)排气压力：0.1KPa(a)；电机：55KW；
气液分离器：卧式椭圆封头气液分离器，φ5000*10612，V＝191m3。
实施例1：
实施例1中提供了一种氨碱法制碱废液余热回收技术，
对初次使用的螺杆膨胀动力发电机组进行手动暖机处理，先缓慢开启螺杆膨胀机的进口阀，使发电机转速稳定在600r/min持续20min，频率20Hz；再调节进口阀，使发电机转速稳定在1000r/min持续10min，频率40Hz；最后再调剂进口阀，使发电机转速稳定在1500r/min持续30min，频率50Hz；暖机操作完成后再进行S1步骤。
S1：将氨碱法制碱后所得高温废液通入到旋液分离器中，将部分固体颗粒除去，得到一级溶液；高温废液通过制碱废液输送泵进行输送，所述制碱废液输送泵为离心式输送泵，制碱废液输送泵的输送速率为212.5m3/h；高温废液的流量为450t/h；
S2：将一级溶液通入到螺旋分砂机中，除去废液中的固体颗粒，得二级溶液；
S3：将二级溶液通入螺杆膨胀动力发电机组中，所述进入螺杆膨胀机的二级溶液温度不低于69℃，所述螺杆膨胀动力发电机组包括螺杆膨胀机以及发电机，二级溶液推动螺杆膨胀机中阴转子以及阳转子转动，所述阴转子或阳转子通过减速机与发电机的转动轴相接，螺杆膨胀机的出口介质为气液两相，所述螺杆膨胀机内部设置一层金属钛电镀层；螺杆膨胀机的阴转子以及阳转子的转速为1500rpm；所述二级溶液通入螺杆膨胀机的管道以及螺杆膨胀机输出气液两相的管道上均设有温度表以及压力表；
S4：将气液两相的出口介质通入气液分离器中进行气液分离，所述气液分离器为卧式椭圆封头的气液分离器，所述气液分离器的通径为φ＝5000*10612，分离后液体输通过制碱废液泵送至混合桶中，气体进入混合式冷凝器与循环水混合换热，气体冷凝后的液体随循环水进入循环水装置中；
S5：将S4处理后剩下的气体通过水环真空泵排空，水环真空泵的吸气量为1860m3/h,吸气压力为0.008MPa，排气压力为0.1kPa。
实施例2：
实施例2中提供了一种氨碱法制碱废液余热回收技术，
对初次使用的螺杆膨胀动力发电机组进行自动暖机处理，设置第一阶段暖机时间为6min，使发电机转速稳定在600r/min，频率20Hz；设置第二阶段暖机时间为6min，使发电机转速稳定在1200r/min，频率40Hz；暖机操作完成后再进行S1步骤。
S1：将氨碱法制碱后所得高温废液通入到旋液分离器中，将部分固体颗粒除去，得到一级溶液；高温废液通过制碱废液输送泵进行输送，所述制碱废液输送泵为离心式输送泵，制碱废液输送泵的输送速率为212.5m3/h；高温废液的流量为450t/h；
S2：将一级溶液通入到螺旋分砂机中，除去废液中的固体颗粒，得二级溶液；
S3：将二级溶液通入螺杆膨胀动力发电机组中，所述进入螺杆膨胀机的二级溶液温度不低于69℃，所述螺杆膨胀动力发电机组包括螺杆膨胀机以及发电机，二级溶液推动螺杆膨胀机中阴转子以及阳转子转动，所述阴转子或阳转子通过减速机与发电机的转动轴相接，螺杆膨胀机的出口介质为气液两相，所述螺杆膨胀机内部设置一层金属钛电镀层；螺杆膨胀机的阴转子以及阳转子的转速为1500rpm；所述二级溶液通入螺杆膨胀机的管道以及螺杆膨胀机输出气液两相的管道上均设有温度表以及压力表；
S4：将气液两相的出口介质通入气液分离器中进行气液分离，所述气液分离器为卧式椭圆封头的气液分离器，所述气液分离器的通径为φ＝5000*10612，分离后液体输通过制碱废液泵送至混合桶中，气体进入混合式冷凝器与循环水混合换热，气体冷凝后的液体随循环水进入循环水装置中；
S5：将S4处理后剩下的气体通过水环真空泵排空，水环真空泵的吸气量为1860m3/h,吸气压力为0.008MPa，排气压力为0.1kPa。
对实施例1以及实施例2进入螺杆膨胀机前后的的制碱废液温度分别进行检测，分别计算进入螺杆膨胀机前的制碱废液1h、3h以及5h平均温度以及排出螺杆膨胀机后的制碱废液1h、3h以及5h平均温度，再计算转化为电能的能量,对比电能的能量以及消耗的热量计算出制碱废液的能量转化率,得出实施例1以及实施例2中制碱废液的能量转化率，结果如表1所示；对实施例1以及实施例2以同样的处理速度对同样的制碱废液进行处理，并设置对照组，使高温废液直接从管道排出，不经过螺杆膨胀机，对照组排出的制碱废液的速度与实施例1以及实施例2相同，每天处理12h，连续处理14天，分别观察对照组管道以及实施例1以及实施例2制碱废液从螺杆膨胀机排出的管道的结疤情况，结果如表2所示。
表1
从表1可得，实施例1与实施例2对制碱废液的热量转化率都相差不大，两者的热量转化率都比较理想，大大提高了能量的利用率。
表2
从表2可得，实施例1和实施例2对管道有较强的保护作用，经过14天从管道中排放大量的制碱废液并未出现结疤情况，而对照组在14天制碱废液排放后，管道之间的连接处出现结疤，长期容易损坏管道，后期维护处理比较麻烦，可见实施例1与实施例2能够很好的解决了制碱废液影响管道结疤的问题。
本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种氨碱法制碱废液余热回收技术，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将氨碱法制碱后所得高温废液通入到旋液分离器中，将部分固体颗粒除去，得到一级溶液；
S2：将一级溶液通入到螺旋分砂机中，除去废液中的固体颗粒，得二级溶液；
S3：将二级溶液通入螺杆膨胀动力发电机组中，所述螺杆膨胀动力发电机组包括螺杆膨胀机以及发电机，螺杆膨胀机处理低压状态,二级溶液转化为气液两相流推动螺杆膨胀机中阴转子以及阳转子转动，所述阴转子或阳转子通过减速机与发电机的转动轴相接，螺杆膨胀机的出口介质为气液两相，所述螺杆膨胀机内部设置一层金属钛电镀层；
S4：将气液两相的出口介质通入气液分离器中进行气液分离，分离后液体通过制碱废液泵输送至混合桶中，气体进入混合式冷凝器与循环水混合换热，气体冷凝后的液体随循环水进入循环水装置中；
S5：将S4处理后剩下的气体通过水环真空泵排空。
2.根据权利要求1所述的氨碱法制碱废液余热回收技术，其特征在于：
所述螺杆膨胀机中，阴转子以及阳转子的转速为1500rpm。
3.根据权利要求1所述的氨碱法制碱废液余热回收技术，其特征在于：
所述螺杆膨胀动力发电机组初次使用时进行手动暖机处理，先缓慢开启螺杆膨胀机的进口阀，使发电机转速稳定在600r/min持续20min，频率20Hz；再调节进口阀，使发电机转速稳定在1000r/min持续10min，频率40Hz；最后再调剂进口阀，使发电机转速稳定在1500r/min持续30min，频率50Hz；暖机操作完成后再进行S1步骤。
4.根据权利要求1所述的氨碱法制碱废液余热回收技术，其特征在于：
所述螺杆膨胀动力发电机组初次使用时进行自动暖机处理，设置第一阶段暖机时间为6min，使发电机转速稳定在600r/min，频率20Hz；设置第二阶段暖机时间为6min，使发电机转速稳定在1200r/min，频率40Hz；暖机操作完成后再进行S1步骤。
5.根据权利要求1所述的氨碱法制碱废液余热回收技术，其特征在于：
所述二级溶液通入螺杆膨胀机的管道以及螺杆膨胀机输出气液两相的管道上均设有温度表以及压力表。
6.根据权利要求1所述的氨碱法制碱废液余热回收技术，其特征在于：
所述高温废液通过制碱废液输送泵进行输送，所述制碱废液输送泵为离心式输送泵，制碱废液输送泵的输送速率为212.5m3/h。
7.根据权利要求1所述的氨碱法制碱废液余热回收技术，其特征在于：
所述水环真空泵的吸气量为1860m3/h,吸气压力为0.008MPa，排气压力为0.1kPa。
8.根据权利要求1所述的氨碱法制碱废液余热回收技术，其特征在于：
所述气液分离器为卧式椭圆封头的气液分离器，所述气液分离器的通径为φ＝5000*10612。
9.根据权利要求1所述的氨碱法制碱废液余热回收技术，其特征在于：
所述进入螺杆膨胀机的二级溶液温度不低于69℃。
10.根据权利要求1所述的氨碱法制碱废液余热回收技术，其特征在于：
所述高温废液的流量为450t/h。
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