一种回收离子膜烧碱余热加热一次盐水的热泵系统及工艺的制作方法

本发明涉及离子膜烧碱余热回收，具体涉及一种回收离子膜烧碱余热加热一次盐水的热泵系统及工艺。

背景技术：

1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、目前，烧碱主要采用离子膜法工艺制成，该工艺按流程顺序分为一次盐水、二次盐水、电解、淡盐水脱氯、氯氢处理等工序。盐水一次精制后得到的一次盐水温度约为50℃，一次盐水进入树脂塔进行二次精制之前需要将温度升高至60℃，现有工艺采用蒸汽经过板式换热器对一次盐水进行加热。精制盐水经电解槽电解后，流出的烧碱产品温度达85至88℃，需用循环冷却水冷却至40℃后送至产品罐区。

3、专利cn 214502169 u提供了一种利用离子膜烧碱余热加热盐水的装置，通过设置的换热器利用碱液加热盐水，该方式存在以下问题：1、因换热温差限制，烧碱温度降低有限，需采用循环水再次冷却后送至产品罐区；2、冬季时，一次盐水温度较低，烧碱产品提供的余热可能不足以加热盐水；3、换热器存在泄露风险，换热器泄露后一次盐水和碱液被污染；4、温度控制较为复杂。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供一种回收离子膜烧碱余热加热一次盐水的热泵系统及工艺，能够合理利用烧碱产品的余热，降低能源消耗。

2、本发明的技术方案如下：

3、在本发明的第一方面，提供了一种回收离子膜烧碱余热加热一次盐水的热泵系统，包括热泵机组，所述热泵机组的冷凝端与蒸汽罐相连，蒸汽罐的蒸汽出口连接蒸汽管网，所述蒸汽管网的蒸汽出口与盐水加热器相连；所述热泵机组的蒸发端连接来自电解槽的烧碱管线。

4、在本发明的一些实施方式中，所述热泵机组包括高温制冷循环和低温制冷循环。

5、在本发明的一些实施方式中，所述高温制冷循环包括依次连接的蒸发冷凝器、高压压缩机、冷凝器、高压节流阀。

6、在本发明的一些实施方式中，低温制冷循环包括依次连接的蒸发器、低压压缩机、蒸发冷凝器、低压节流阀。

7、在本发明的一些实施方式中，所述蒸汽罐的脱盐水出口与热泵机组的冷凝器相连，冷凝器的蒸汽出口与蒸汽罐相连。

8、在本发明的一些实施方式中，盐水加热器的蒸汽进口与蒸汽管网相连，盐水加热器与蒸汽管网之间的管路上设置电磁阀，盐水加热器的冷凝液出口与蒸汽罐相连。

9、在本发明的一些实施方式中，所述盐水加热器上设置一次盐水进口和一次盐水出口。

10、在本发明的一些实施方式中，所述盐水加热器的一次盐水出口管路上设置温度传感器。

11、在本发明的第二方面，提供了一种回收离子膜烧碱余热加热一次盐水的工艺，利用第一方面所述的回收离子膜烧碱余热加热一次盐水的热泵系统来实现，电解槽产生的烧碱进入热泵机组的蒸发器进行降温，温度降低至40℃以下；蒸汽罐内的脱盐水进入热泵机组的冷凝器进行加热，加热后的气液混合气进入蒸汽罐内，蒸汽从蒸汽罐顶部引出，进入蒸汽管网，然后蒸汽管网内的蒸汽进入盐水加热器加热一次盐水。

12、在本发明的一些实施方式中，根据温度传感器获取一次盐水的出口温度，并根据出口温度通过电磁阀调节进入盐水加热器的蒸汽流量。

13、本发明一个或多个技术方案具有以下有益效果：

14、在离子膜烧碱工艺中，电解槽出口烧碱需要降温后泵入成品罐区，一次盐水需要升温后进行二次精制，本发明利用热泵系统回收电解槽出口烧碱的余热用来加热一次盐水，既节省了用于烧碱冷却的循环冷却水，又节约了加热一次盐水所需的蒸汽，节约大量的能源。

15、本发明利用烧碱余热这种低品位热源，通过热泵机组产生蒸汽加热一次盐水，多余蒸汽可并入蒸汽管网，蒸汽不足时由管网内蒸汽补充。一次盐水温度通过蒸汽流量进行调节，烧碱温度通过热泵机组进行调节，温度控制较为简单。

16、本发明的热泵系统采用高温和低温的复叠系统，使冷凝器侧能够产生较高的温度，冷凝器能将蒸汽罐内的脱盐水加热为蒸汽使用；与现有技术相比，本发明的系统简单，容易实现，提高了能源利用率。

技术特征：

1.一种回收离子膜烧碱余热加热一次盐水的热泵系统，其特征在于，包括热泵机组，所述热泵机组的冷凝端与蒸汽罐相连，蒸汽罐的蒸汽出口连接蒸汽管网，所述蒸汽管网的蒸汽出口与盐水加热器相连；所述热泵机组的蒸发端连接来自电解槽的烧碱管线。

2.如权利要求1所述的回收离子膜烧碱余热加热一次盐水的热泵系统，其特征在于，所述热泵机组包括高温制冷循环和低温制冷循环。

3.如权利要求2所述的回收离子膜烧碱余热加热一次盐水的热泵系统，其特征在于，所述高温制冷循环包括依次连接的蒸发冷凝器、高压压缩机、冷凝器、高压节流阀。

4.如权利要求2所述的回收离子膜烧碱余热加热一次盐水的热泵系统，其特征在于，低温制冷循环包括依次连接的蒸发器、低压压缩机、蒸发冷凝器、低压节流阀。

5.如权利要求1所述的回收离子膜烧碱余热加热一次盐水的热泵系统，其特征在于，所述蒸汽罐的脱盐水出口与热泵机组的冷凝器相连，冷凝器的蒸汽出口与蒸汽罐相连。

6.如权利要求1所述的回收离子膜烧碱余热加热一次盐水的热泵系统，其特征在于，盐水加热器的蒸汽进口与蒸汽管网相连，盐水加热器与蒸汽管网之间的管路上设置电磁阀，盐水加热器的冷凝液出口与蒸汽罐相连。

7.如权利要求6所述的回收离子膜烧碱余热加热一次盐水的热泵系统，其特征在于，所述盐水加热器上设置一次盐水进口和一次盐水出口。

8.如权利要求7所述的回收离子膜烧碱余热加热一次盐水的热泵系统，其特征在于，所述盐水加热器的一次盐水出口管路上设置温度传感器。

9.一种回收离子膜烧碱余热加热一次盐水的工艺，利用如权利要求1-8任一项所述的回收离子膜烧碱余热加热一次盐水的热泵系统来实现，其特征在于，电解槽产生的烧碱进入热泵机组的蒸发器进行降温，温度降低至40℃以下；蒸汽罐内的脱盐水进入热泵机组的冷凝器进行加热，加热后的气液混合气进入蒸汽罐内，蒸汽从蒸汽罐顶部引出，进入蒸汽管网，然后蒸汽管网内的蒸汽进入盐水加热器加热一次盐水。

10.如权利要求9所述的回收离子膜烧碱余热加热一次盐水的工艺，其特征在于，根据温度传感器获取一次盐水的出口温度，并根据出口温度通过电磁阀调节进入盐水加热器的蒸汽流量。

技术总结
本发明公开了一种回收离子膜烧碱余热加热一次盐水的热泵系统及工艺，所述系统包括热泵机组，所述热泵机组的冷凝端与蒸汽罐相连，蒸汽罐的蒸汽出口连接蒸汽管网，所述蒸汽管网的蒸汽出口与盐水加热器相连；所述热泵机组的蒸发端连接来自电解槽的烧碱管线；本发明利用烧碱余热这种低品位热源，通过热泵机组产生蒸汽加热一次盐水，多余蒸汽可并入蒸汽管网，蒸汽不足时由管网内蒸汽补充，节约了大量的能源。一次盐水温度通过蒸汽流量进行调节，烧碱温度通过热泵机组进行调节，温度控制较为简单。

技术研发人员：韩祺祺,张会君,吉鹏飞,刘冰,孔聪颖
受保护的技术使用者：德州实华化工有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13