[发明专利]离子膜法烧碱生产氢气热交换装置及其方法

说明书

本发明涉及离子膜法烧碱生产氢气技术领域，是一种离子膜法烧碱生产氢气热交换装置及其方法，该装置包括电解湿氢气送料管、氢气洗涤塔、氢气洗涤液冷却器、机前换热器、氢气压缩机、机后换热器和氢气除雾器，换热器的冷媒出口上连通有氢气去氯化氢合成管线，电解湿氢气送料管与换热器热媒进口之间连通有第二管线，第二管线与氢气洗涤塔之间的电解湿氢气送料管与换热器的热媒出口之间连通有第三管线。本发明使得由氢气处理工序送出的低温氢气内含的水蒸气不易凝结结冰，保证管路的通畅和阀门的灵活动作，也避免对流量造成波动影响流量计的测量，另外一方面，实现了能量回收利用，节约能耗，同时能够根据不同的工况选择合适的运行模式，适应性强。

技术领域

本发明涉及离子膜法烧碱生产氢气技术领域，是一种离子膜法烧碱生产氢气热交换装置及其方法。

背景技术

在离子膜法烧碱生产过程中，离子膜电解槽阴极系统产生氢氧化钠和氢气，经悬液分离器分离后顶部排出氢气，在生产过程中所产生的氢气的温度60℃至80℃。氢气送至氢气处理工序（如附图1所示）经氢气洗涤塔降温并去除氢氧化钠后由再由机前换热器、氢气压缩机、机后换热器对进行打压、降温并除雾后（温度控制在13℃左右），输送至氯化氢合成。在新疆昼夜温差较大，冬季温度较低，氢气从氢气处理工序输送到氯化氢合成装置时，氢气中含有的水蒸气冷凝后容易结冰，导致排水管堵塞、阀门不动作、流量计波动等问题。

发明内容

本发明提供了一种离子膜法烧碱生产氢气热交换装置及其方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决目前在离子膜电解槽阴极系统生产氢气的过程中将氢气从氢气处理工序输送到氯化氢合成装置时氢气内含的水蒸气易结冰而导致排水管堵塞、阀门不动作、流量计波动的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种离子膜法烧碱生产氢气热交换装置，包括电解湿氢气送料管、氢气洗涤塔、氢气洗涤液冷却器、机前换热器、氢气压缩机、机后换热器和氢气除雾器，氢气洗涤塔的氢气出口、机前换热器的进气口、机前换热器的出气口、氢气压缩机的进气口、氢气压缩机的出气口、机后换热器的进气口、机后换热器的出气口、氢气除雾器的进气口依次连通，氢气洗涤塔的洗涤液进口与洗涤液出口分别与氢气洗涤液冷却器的洗涤液出口和洗涤液进口相连通，其特征在于还包括换热器，换热器内设置有相互隔绝的冷媒通道和热媒通道，氢气除雾器的出气口与换热器的冷媒进口通过第一管线相连通，换热器的冷媒出口上连通有氢气去氯化氢合成管线，电解湿氢气送料管与换热器热媒进口之间连通有第二管线，第二管线与氢气洗涤塔之间的电解湿氢气送料管与换热器的热媒出口之间连通有第三管线。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述第二管线与第三管线之间的电解湿氢气送料管上串接有阀门。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种使用离子膜法烧碱生产氢气热交换装置进行的离子膜法烧碱生产氢气热交换方法，有两种运行模式，模式一：阀门打开，一部分电解湿氢气由电解湿氢气送料管送入氢气洗涤塔中依次经过氢气洗涤塔的降温洗涤、机前换热器的冷却、氢气压缩机的压缩、机后换热器的冷却和氢气除雾器的除雾后由第一管线送入换热器的冷媒通道内，另一部分电解湿氢气由电解湿氢气送料管和第二管线送入换热器的热媒通道内，冷媒通道内低温氢气与热媒通道内的高温氢气在换热器内进行热量交换后，冷媒通道内的氢气温度升高经氢气去氯化氢合成管线送至下一单元，热媒通道内的氢气温度降低经第三管线与电解湿氢气送料管中的氢气混合后一同送入氢气洗涤塔中；模式二：阀门关闭，电解湿氢气先由电解湿氢气送料管、第二管线送入换热器的热媒通道内，再经第三管线、电解湿氢气送料管送入氢气洗涤塔中依次经过氢气洗涤塔的降温洗涤、机前换热器的冷却、氢气压缩机的压缩、机后换热器的冷却和氢气除雾器的除雾后由第一管线送入换热器的冷媒通道内，此时，冷媒通道内低温氢气与热媒通道内的高温氢气在换热器内进行热量交换后，冷媒通道内的氢气温度升高经氢气去氯化氢合成管线送至下一单元，热媒通道内的氢气温度降低经第三管线、电解湿氢气送料管送入氢气洗涤塔中。