专利名称：连续式烧碱蒸发专用设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种烧碱去水专用设备，是一种用于将较低浓度的烧碱(氢氧化钠)水溶液，通过蒸发去除水分的设备。
背景技术：
目前，我国的固体烧碱生产工艺主要有两种，一种是最原始的炉灶法，采用土法的炉灶给铸铁大锅加热进行生产，该工艺能源消耗高，炉灶效率仅有40-50％，同时由于烧碱对铁锅的腐蚀使得产品含有杂质，需要人工手动添加辅料，用化学反应的方式除去杂质，操作的难度和随意性都很大，质量很不稳定，并且是间歇操作，生产也不稳定。另一种是引进瑞士博特(Bertiams)公司的技术和设备，采用熔化的无机盐和水蒸汽作为加热源，以镍材料为主要设备进行生产，该工艺虽然有产品质量好、自动化程度高、可连续生产的优点，但其投资大(年产5万吨的规模需要投资300万美元)，对加热能源的品质要求高(需要8公斤/厘米2的水蒸汽和由天然气加热熔化的熔融无机盐进行加热)，设备的要求和运行费用都很高，有些甚至必须进口。
发明内容
本实用新型的目的就是提供一种连续式烧碱蒸发专用设备，以解决现有的炉灶存在的能源消耗高，炉灶热效率低，操作难度和随意性都很大，质量很不稳定，并且是间歇操作，生产不稳定；以及进口设备投资大，对加热能源的品质要求高，运行费用很高的问题。
本实用新型的技术方案是包括膜式蒸发器、转换装置、蒸汽预热器和废气预热器，膜式蒸发器的两端的蓄热式烧咀设有燃气接口、空气接口和排气接口，这些接口通过转换装置分别与燃气源、鼓风机和引风机连接，其中转换装置用于所述的蓄热式烧咀的燃气、空气和排气的进气与出气的交替转换，以满足两端对应的蓄热式烧咀交替燃烧和排气的需要；所述的膜式蒸发器的蒸汽出口与蒸汽预热器的热源通道连接；所述的膜式蒸发器的排气接口通过所述的转换装置与废气预热器的热源通道连接，膜式蒸发器的原料接口与蒸汽预热器和废气预热器的原料通道的出口连接，该蒸汽预热器和废气预热器的入口相互连接后作为原料入口。
本实用新型的优点是可连续生产，同时保留了炉灶法投资小，占地少，操作和工艺简单的优点；采用先进的蓄热式蒸发器进行生产，并利用预热器对原料进行预热，明显提高了蒸发器的加热均匀性和热效，保证了产品质量，节约了能源，热效可达80％以上。所有生产过程均可自动控制，产品质量和生产效率大为提高。
图1是本实用新型设备一个实施例的总体结构示意图；图2是本实用新型设备另一个实施例的总体结构示意图；图3是图1和图2中转换装置的实施例构成示意图；图4是图1和图2中蓄热式蒸发器的A-A剖视图；图5是本实用新型蓄热式蒸发器的轴向剖视图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型的实施例之一包括膜式蒸发器2，转换装置1，蒸汽预热器3，废气预热器4和冷凝水罐5，膜式蒸发器2的两端的蓄热式烧咀24设有燃气接口、空气接口和排气接口，这些接口通过转换装置1分别与燃气源、空气源(鼓风机)和引风机连接。转换装置1用于所述的蓄热式烧咀24的燃气、空气和排气的进气与出气的交替转换，以满足两端对应的蓄热式烧咀交替燃烧和排气的需要，属常规技术。所述的膜式蒸发器2中央的蒸发管23上端的蒸汽出口232通过管线a与蒸汽预热器3的热源通道连接；所述的膜式蒸发器2的蓄热式烧咀24的排气接口通过所述的转换装置1和管线c与废气预热器4的热源通道连接，膜式蒸发器2的中央的蒸发管23上端原料接口231通过管线b与蒸汽预热器3和废气预热器4的原料通道并联连接。在所述的蒸汽预热器3的热源通道的出口连接有冷凝水罐5，通过保持冷凝水罐5的液位(其液位控制装置未图示)来确保蒸汽预热器内的蒸汽完全冷凝。
在所述的原料入口连接有电控阀K1，在所述的膜式蒸发器2的产品出口234设有温度控制器TY并控制原料入口的电控阀K1的流量，使原料出口的温度值与原料入口的流量成正比。
图2所示的是本实用新型设备另一个实施例的总体结构，该实施例在上一实施例的基础上增加了一个汽液分离器9，在所述的蒸汽预热器3和废气预热器4的原料通道的出口与膜式蒸发器2的原料接口231和排气接口232之间设有汽液分离器9，经预热后的碱液原料进入该汽液分离器9内进行汽液分离，分离后的液体引入膜式蒸发器2的原料接口231，分离后的蒸汽引入到膜式蒸发器2的排气接口232与蒸发器排出的蒸汽混合后送入蒸汽预热器3。
参见图3，所述的转换装置的该实施例包括燃气通道阀门组R、空气通道阀门组S和排气通道阀门组T，该燃气通道阀门组R由两个主支路组成，图面上部的主支路各通过连接的手动阀11、调压阀12、快速切断阀13和手动阀14、15，手动阀14和15分别连接在两个分支路上并分别与所述的蒸发器2上端的烧咀24的不同燃气端连接。下部的另一主支路中的手动阀11′、调压阀12′、快速切断阀13′和手动阀14′、15′分别与所述的蒸发器2下端的烧咀24的不同燃气端连接，连接方式与上述相同。
所述的空气通道阀门组S由两个主支路组成，上部的主支路各通过两个并联的手动阀16和17分别与所述的蒸发器2上端的烧咀24的燃气端连接；下部的另一主支路两个并联的手动阀16′和17′分别与所述的蒸发器2下端的烧咀24的燃气端连接。
所述的排气通道阀门组T由两个支路组成，图面上部支路上串联，该排气通道的两端分别与烧咀24的排气端和鼓风机连接。在所述的排气通道上串联有三通阀31，其两端分别连接在热电偶19与电控调节阀33之间，三通阀31的第三端通过另一电控调节阀32与下部的另一支路并联连接。下部的另一支路中的手动阀18′、热电偶19′、三通阀31′、电控调节阀32′和33′与上部的连接方式相同。
在上部支路与下部支路的并联端与鼓风机之间串联有孔板C2、压力表P2和电控调节阀ZK2。
上述转换装置的工作过程简述如下1.燃气供给线路每个烧咀有两个燃气进口，一个是主烧咀用燃气供应回路，由煤气快速切断阀13和手动阀15两个阀控制，快切阀13控制开关，手动阀C控制供气量。另一个进口是点火咀(俗称长明灯，用于引燃主烧咀燃气)用燃气进口，由手动阀14控制，一般调好后基本不再动。
2.鼓风机去每个烧咀路线 直接去每个烧咀24有两路，即两个手动阀16和17控制线路，上面的一个手动阀16是给长明灯供空气，下面的一个手动阀17是既给长明灯供空气，又对长明灯起冷却作用。 通过三通换向阀31去烧咀24，主要用于烧咀燃烧时鼓风和引风的切换。
3.上下烧咀24的长明灯均是长期燃烧，其燃气进气阀15手动阀1416和空气进气阀及空气冷却阀17均是长期打开，处于工艺需要的最佳位置(即保证长明灯不灭的最佳位置)。
4.当下边烧咀燃烧时，此时下边烧咀的煤气快速切断阀13’打开，下侧烧咀的三通阀31’处于将烧咀进气口和鼓风相连位置(即给烧咀鼓风)。
下侧烧咀的手动阀18’开启到合适位置(根据蒸发器内的温度调节)；下侧烧咀长明灯的手动阀14’、16’和17’均打开(长开，手动调节)。
5.当上边烧咀燃烧时，此时上边烧咀的煤气快速切断阀13关闭，上侧烧咀的三通阀31处于将上侧烧咀进气和引风机相连位置(即给上侧烧咀引风)；上侧烧咀的手动阀18开启到合适位置(长开，依炉内温度可调节)；上侧烧咀长明灯的手动阀14、16和17均打开(长开，手动调节)。
6.切换时间由热电偶34和34’所测排烟的温度来控制，当达到设定温度值时由控制器(未图示)自动转换两个三通阀31和31’。
7.所有自动阀均自动控制，通过微机控制器执行。
参见图4和图5，所述的膜式蒸发器2包括成膜器233、蒸发管23、加热内套22、加热外套21和所述的蓄热式燃气烧咀24，在蒸发管23的外侧侧套有同轴心的加热内套22和外套21，三者之间留有间隙。在内外套之间的两端装有蓄热式燃气烧咀24，该烧咀24的外端与通过转换装置1的对应端连接。在蒸发管23与加热内套22之间装有多个热电偶28和压力表接口29，热电偶28用于控制烧咀的燃烧程度，以保证炉内的温度值和均匀性。在蒸发管23与加热内套22之间的两端分别设有氮气(或其它惰性气体)充气口26和排气口25；在所述的加热外套21外侧设有泄压口27；在蒸发管23的上端装有成膜器233。图4主要用于表示蒸发管23、加热内套22、加热外套21和蓄热式燃气烧咀24的位置分布，未图示热电偶28和压力表接口29等结构。
所述的成膜器233圆锥筒，小口朝下装于蒸发管23的上端，在圆锥筒的上端设有沿圆周均布的多个凹口。
本实用新型设备的工作原理简述如下浓度在32％～50％的烧碱溶液经过蒸汽预热器3和废气预热器4预热后，输入到膜式蒸发器2内进行蒸发，该蒸发器2采用蓄热式烧咀24并用燃气加热；蒸发的水蒸气和燃气加热后的排出废气被引出，并分别通过蒸汽预热器3和废气预热器4对所述的原料进行预热；从所述的膜式蒸发器2的下端输出蒸发后的不含水份的产品烧碱。
权利要求1.一种连续式烧碱蒸发专用设备，其特征在于包括膜式蒸发器、转换装置、蒸汽预热器和废气预热器，膜式蒸发器的两端的蓄热式烧咀设有燃气接口、空气接口和排气接口，这些接口通过转换装置分别与燃气源、鼓风机和引风机连接，其中转换装置用于所述的蓄热式烧咀的燃气、空气和排气的进气与出气的交替转换，以满足两端对应的蓄热式烧咀交替燃烧和排气的需要；所述的膜式蒸发器的蒸汽出口与蒸汽预热器的热源通道连接；所述的膜式蒸发器的排气接口通过所述的转换装置与废气预热器的热源通道连接，膜式蒸发器的原料接口与蒸汽预热器和废气预热器的原料通道的出口连接，该蒸汽预热器和废气预热器的入口相互连接后作为原料入口。
2.根据权利要求1所述的连续式烧碱蒸发专用设备，其特征在于在所述的蒸汽预热器热源通道的出口连接有冷凝水罐。
3.根据权利要求1所述的连续式烧碱蒸发专用设备，其特征在于所述的膜式蒸发器包括成膜器、蒸发管、加热内套、加热外套和所述的蓄热式燃气烧咀，在蒸发管外侧套有同轴心的加热内套和外套，三者之间留有间隙，在内外套之间的两端装有蓄热式燃气烧咀，该烧咀的外端与通过转换装置的对应端连接；在蒸发管与加热内套之间装有热电偶和压力表接口；在蒸发管与加热内套之间的两端分别设有氮气或惰性气体的充气口和排气口；在所述的加热外套外侧设有泄压口；在蒸发管的上端装有成膜器。
4.根据权利要求1所述的连续式烧碱蒸发专用设备，其特征在于还包括在所述的燃气和空气入口串联连接的孔板、压力表和电控阀。
5.根据权利要求1所述的连续式烧碱蒸发专用设备，其特征在于在所述的原料入口连接有电控阀，在所述的膜式蒸发器的产品出口设有温度控制器并控制原料入口的电控阀的流量，使原料出口的温度值与原料入口的流量成正比。
6.根据权利要求1所述的连续式烧碱蒸发专用设备，其特征在于在所述的蒸汽预热器和废气预热器的原料通道的出口与膜式蒸发器的原料接口和排气接口之间设有汽液分离器，经预热后的碱液原料进入该汽液分离器进行汽液分离，分离后的液体引入膜式蒸发器的原料接口，分离后的蒸汽引入到膜式蒸发器的排气接口与蒸发器排出的蒸汽混合。
专利摘要一种连续式烧碱蒸发专用设备，包括膜式蒸发器、转换装置、蒸汽预热器和废气预热器，膜式蒸发器的两端的蓄热式烧咀设有燃气接口、空气接口和排气接口，这些接口通过转换装置分别与燃气源、鼓风机和引风机连接。本实用新型的优点是可连续生产，同时保留了炉灶法投资小，占地少，操作和工艺简单的优点；采用先进的蓄热式蒸发器进行生产，并利用预热器对原料进行预热，明显提高了蒸发器的加热均匀性和热效，保证了产品质量，节约了能源，热效可达80％以上。所有生产过程均可自动控制，产品质量和生产效率大为提高。
文档编号C01D1/42GK2866467SQ20062011353
公开日2007年2月7日 申请日期2006年5月9日 优先权日2006年5月9日
发明者许增辉 申请人:许增辉