本发明专利技术公开了一种预碳化法提高小苏打粒度的装置及生产方法，包括碳化塔，为清洗塔和制碱塔，碳化塔顶部均设置尾气排放口，顶部侧面均设置进料口，底部侧面均设置混合进气口和液体出液口；碳化塔混合进气口均连接混合气进气管路，混合气进气管路由低浓度二氧化碳管路和高浓度二氧化碳管路汇合；碳化塔液体出液口均连接碳化液体出液管路，碳化液体出液管路分支为碳化晶浆管路和预碳化晶浆液管路，碳化晶浆管路经晶浆泵连接至稠厚器，预碳化晶浆液管路经碱液泵连接至碳化塔进料口；碳化塔进料口均连接化碱液管路，尾气排放口连接尾气放空管路和碳化尾气循环利用管路。本发明专利技术降低生产成本、工艺操作简单，便于推广。
【技术实现步骤摘要】
一种预碳化法提高小苏打粒度的装置及生产方法
本专利技术涉及一种改善反应结晶产品粒度的装置，更具体的说，是涉及一种预碳化法提高小苏打粒度的装置及生产方法。
技术介绍
小苏打是重要的无机化工产品之一，广泛应用于化工、轻工、医药、纺织和精细化工等众多领域。我国作为小苏打的产能大国，每年的进出口量达到数百万吨，然而随着市场上特殊行业(如饲料行业，皮革行业)用户和企业需求数量的增多，国内的单一产品已远不能满足要求。与国内当前主要用在食品行业的小苏打相比，这些特殊行业对小苏打产品粒度有一定要求，因此颗粒状小苏打的工业化生产成为了当前众多企业紧密关注的热点问题。已有专利技术对颗粒状小苏打的研究中，主要包括复分解法、结晶器法、添加晶种法。如专利CN101696022A中公开了“复分解生产食品级小苏打的工艺方法”，采用小规模、三级复分解反应的间歇生产工艺，期间多次采用真空带式过滤洗涤，工艺复杂，且产品容易受到污染；而专利CN101185484A“连续控制复分解食品级小苏打生产工艺”中，对CN101696022A技术进行了优化，实现了连续化生产，氯化钠和碳酸氢铵的复分解反应是在一级搅拌器中进行，可生产20-300目的多种规格产品，然而在后续分离干燥工艺中，能耗过大，生产成本较大。结晶器法中则有索尔维公司的CN1047839A的专利和我公司CN104402023B的专利技术。索尔维公司技术主要采用外加流化床结晶器的工艺，生产过程中过饱和溶液围绕晶种长大，但是该工艺需建造特定结晶器，且维持溶液一定的过饱和度，操作和工业化推广难度都很大。我公司技术则直接采用结晶器法取代传统意义上碳化塔的生产装置，该生产技术国内外均未见报道，然而由于整个工艺对结晶器的设计要求苛刻，且在生产过程中对操作人员技能的要求较高，大范围工业化推广仍需一段时间。添加晶种方法则主要以我公司申请公开号为CN104402023B的专利技术为代表，采用外添加晶种和在已完成碳化反应的碳化塔底返回一部分晶浆液重新碳化的方式生产粒状小苏打，该方法在实际操作过程中，人工工作量较大，塔的生产效率有所降低，且碳化塔制碱周期延长的不明显，碳化产生的尾气没有得到很好的利用。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种预碳化法提高小苏打粒度的装置及生产方法，在此基础上实现尾气的有效利用，降低生产成本、工艺操作简单，便于推广，且连续制备出粒径在150目-32目的小苏打产品。本专利技术的目的可通过以下技术方案实现。本专利技术的预碳化法提高小苏打粒度的装置，包括并列设置的碳化塔，根据用途不同将碳化塔分为清洗塔和制碱塔，每个所述碳化塔的顶部均设置有尾气排放口，顶部侧面均设置有进料口，底部侧面均设置有混合进气口和液体出液口；每个碳化塔的混合进气口均连接有混合气进气管路，所述混合气进气管路由低浓度二氧化碳管路和高浓度二氧化碳管路汇合而成；每个碳化塔的液体出液口均连接有碳化液体出液管路，所述碳化液体出液管路分支为碳化晶浆管路和预碳化晶浆液管路，所述碳化晶浆管路经晶浆泵连接至稠厚器，所述稠厚器与离心干燥系统连接，所述预碳化晶浆液管路经碱液泵连接至每个碳化塔的进料口；每个碳化塔的进料口均连接有化碱液管路，每个碳化塔的尾气排放口均连接有尾气放空管路和碳化尾气循环利用管路，所述碳化尾气循环利用管路连接至低浓度二氧化碳管路。所述低浓度二氧化碳管路、高浓度二氧化碳管路、碳化晶浆管路、预碳化晶浆液管路、化碱液管路、尾气放空管路和碳化尾气循环利用管路均分别设置有阀门；当某碳化塔作为清洗塔时，该碳化塔连接的高浓度二氧化碳管路和碳化晶浆管路上的阀门均关闭；当某碳化塔作为制碱塔时，该碳化塔连接的低浓度二氧化碳管路和预碳化晶浆液管路上的阀门均关闭。所述碳化塔的规格参数均相同，根据实际生产工况确定清洗塔和制碱塔的数量，且清洗塔个数小于或等于碳化塔总数的50％。所述碳化塔优选设置为四个，其中优选清洗塔1-2个，制碱塔2-3个。所述低浓度二氧化碳管路内的二氧化碳浓度为15％-35％，所述高浓度二氧化碳管路内的二氧化碳浓度为45％-65％。本专利技术的目的还可通过以下技术方案实现。本专利技术的预碳化法提高小苏打产品粒度的生产方法，包括以下步骤：(1)将原料溶解并净化后得到的化碱液送至部分作为清洗塔的碳化塔的进料口，在这些碳化塔内与低浓度二氧化碳进行预碳化反应，得到相应温度下的过饱和溶液后，继续延长反应停留时间，且定时对这些碳化塔(清洗塔)内液体取样检测，直至这些碳化塔内产生晶体，固液比不超过10％；(2)开启碱液泵，将清洗塔内的预碳化晶浆液输送至各作为制碱塔的碳化塔顶部侧面的进料口，返回的总液量等于清洗塔液体出液口流出的晶浆液总量，在碳化塔(制碱塔)中与高浓度二氧化碳进一步进行碳化反应；(3)制碱塔底部流出的碳化晶浆液经晶浆泵送至稠厚器，稠厚后的碳酸氢钠结晶连续输送至离心干燥系统，最终得到成品小苏打。步骤(1)中所述低浓度二氧化碳浓度范围介于15％-35％之间，在开车初期优选浓度为35％，装置正常生产之后二氧化碳浓度优选25％，步骤(1)中所述固液比优选5％。低浓度二氧化碳开车初期采用高浓度二氧化碳与氮气配置而成，装置正常生产之后，低浓度二氧化碳主要采用碳化尾气，辅助少量的高浓度二氧化碳。步骤(2)中所述所述高浓度二氧化碳浓度为45％-65％，由来自于管网浓度为90％的二氧化碳气体与管网氮气混配制得。步骤(1)和(2)中所述碳化塔的尺寸参数均相同，根据碳化塔在生产过程中的作用不同而进行的区分，根据实际生产情况，选择性的将其中的部分碳化塔作为制碱塔，其余部分碳化塔作为清洗塔，清洗塔与制碱塔之间可以灵活的进行切换。与现有技术相比，本专利技术的技术方案所带来的有益效果是：(1)本专利技术与采用结晶器等方法相比，无需改变原有碳化法工艺流程，操作简单，即可实现产品粒度增大；与传统碳化塔生产方法相比，碳化塔的尾气能够得到进一步有效利用，同时整个装置在没有机械设备零部件损坏的情况下，可以连续无间断的长周期运转。实际生产过程中碳化塔的制碱周期得到明显的提升，装置的生产效率显著提高，生产成本比公司未改造之前的成本降低30％。(2)本专利技术中开车初期，在清洗塔内对碱液进行预碳化，让化碱液与低浓度二氧化碳反应，于该生产温度下形成过饱和溶液后，继续延长停留时间使之产生少量的碳酸氢钠晶粒，之后将预碳化的晶浆送往制碱塔中与高浓度二氧化碳接触时，因晶浆中存在少量的晶粒，溶质优先围绕晶种生长，有效的控制系统内部出现爆发成核的现象，产品粒度最终得到有效增长。(3)本专利技术中清洗塔和制碱塔并用，能够兼顾塔的清洗和生产，且巧妙解决清洗塔洗水的去向，系统母液膨胀问题得到根本性的解决，装置年生产效率和开工率得到很大的提升。(4)采用本专利技术可生产出150目-32目各种规格的产品，小苏打产品的粒度也有很大的改善；生产出来的产品最大粒径能够达到32目，60-120目的产品质量含量占到63％，60-32目的产品质量百分含量能够占到11％。附图说明图1是本专利技术预碳化法提高小苏打粒度的装置示意图；图2为采用CN104402023B的方法生产的碳化法小苏打产品粒度分布图；图3是实施例1生产的小苏打产品粒度分布图；图4是实施例2生产的小苏打产品粒度分布图；图5是实施例1生产的小苏打产品本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种预碳化法提高小苏打粒度的装置，包括并列设置的碳化塔(1)，根据用途不同将碳化塔(1)分为清洗塔和制碱塔，其特征在于，每个所述碳化塔(1)的顶部均设置有尾气排放口，顶部侧面均设置有进料口，底部侧面均设置有混合进气口和液体出液口；每个碳化塔(1)的混合进气口均连接有混合气进气管路(3)，所述混合气进气管路(3)由低浓度二氧化碳管路(4)和高浓度二氧化碳管路(5)汇合而成；每个碳化塔(1)的液体出液口均连接有碳化液体出液管路(6)，所述碳化液体出液管路(6)分支为碳化晶浆管路(7)和预碳化晶浆液管路(8)，所述碳化晶浆管路(7)经晶浆泵(10)连接至稠厚器(12)，所述稠厚器(12)与离心干燥系统(11)连接，所述预碳化晶浆液管路(8)经碱液泵(9)连接至每个碳化塔(1)的进料口；每个碳化塔(1)的进料口均连接有化碱液管路(2)，每个碳化塔(1)的尾气排放口均连接有尾气放空管路(14)和碳化尾气循环利用管路(13)，所述碳化尾气循环利用管路(13)连接至低浓度二氧化碳管路(4)。
【技术特征摘要】
1.一种预碳化法提高小苏打粒度的装置，包括并列设置的碳化塔(1)，根据用途不同将碳化塔(1)分为清洗塔和制碱塔，其特征在于，每个所述碳化塔(1)的顶部均设置有尾气排放口，顶部侧面均设置有进料口，底部侧面均设置有混合进气口和液体出液口；每个碳化塔(1)的混合进气口均连接有混合气进气管路(3)，所述混合气进气管路(3)由低浓度二氧化碳管路(4)和高浓度二氧化碳管路(5)汇合而成；每个碳化塔(1)的液体出液口均连接有碳化液体出液管路(6)，所述碳化液体出液管路(6)分支为碳化晶浆管路(7)和预碳化晶浆液管路(8)，所述碳化晶浆管路(7)经晶浆泵(10)连接至稠厚器(12)，所述稠厚器(12)与离心干燥系统(11)连接，所述预碳化晶浆液管路(8)经碱液泵(9)连接至每个碳化塔(1)的进料口；每个碳化塔(1)的进料口均连接有化碱液管路(2)，每个碳化塔(1)的尾气排放口均连接有尾气放空管路(14)和碳化尾气循环利用管路(13)，所述碳化尾气循环利用管路(13)连接至低浓度二氧化碳管路(4)。2.根据权利要求1所述的预碳化法提高小苏打粒度的装置，其特征在于，所述低浓度二氧化碳管路(4)、高浓度二氧化碳管路(5)、碳化晶浆管路(7)、预碳化晶浆液管路(8)、化碱液管路(2)、尾气放空管路(14)和碳化尾气循环利用管路(13)均分别设置有阀门(15)；当某碳化塔(1)作为清洗塔时，该碳化塔(1)连接的高浓度二氧化碳管路(5)和碳化晶浆管路(7)上的阀门(15)均关闭；当某碳化塔(1)作为制碱塔时，该碳化塔(1)连接的低浓度二氧化碳管路(4)和预碳化晶浆液管路(8)上的阀门(15)均关闭。3.根据权利要求1所述的预碳化法提高小苏打粒度的装置，其特征在于，所述碳化塔(1)的规格参数均相同，根据实际生产工况确定清洗塔和制碱塔的数量，且清洗塔个数小于或等于碳化塔总数的50％。4.根据权利要求3所述的预碳化法提高小苏打粒度的装置，其特征在于，所述碳化塔(1)优选设置为四个，其中优选清洗塔1-2个，制碱塔2-3个。5.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：庞栓林，梅述钘，谢智勇，李满枝，李治水，聂增来，马良，丁健，
申请(专利权)人：天津渤化永利化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12
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