一种制备纯碱的供氨系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种制备纯碱的供氨系统，包括换热单元、蒸馏单元、氯化铵制备单元和氢氧化钙制备单元；氯化铵制备单元包括氯化铵溶解槽、旋风分离器和尾气洗涤塔；蒸馏单元包括蒸馏塔、反应桶和闪发器，蒸馏塔设置有氨气出口，蒸馏塔的原料入口与氯化铵溶解槽管路连通；换热单元包括换热器，换热器具有冷媒入口、热媒入口、冷媒出口和热媒出口，换热器的热媒入口与闪发器管路连通，换热器的冷媒出口与尾气洗涤塔的洗涤水入口管路连通；氢氧化钙制备单元与蒸馏塔的蒸馏塔的原料入口管路连通。本发明专利技术的制备纯碱的供氨系统可以用于氨法制碱工艺中提供氨气，避免了液氨贮槽的事故发生，且热能利用效率高。

An ammonia supply system and method for the preparation of soda ash

【技术实现步骤摘要】
一种制备纯碱的供氨系统及方法
本专利技术涉及化工设备领域，具体涉及一种制备纯碱的供氨系统及方法。
技术介绍
在氨碱法生产纯碱的过程中，氨不参与产品之中，而只是作为中间介质参与化学反应，最终经蒸馏工序重新获得。但实际生产系统过程中往往伴随着氨损耗，例如废液排放、滤过系统曝空、管道设备跑冒滴漏、尾气排空和设备倒换等。所以氨碱法的纯碱厂都设有氨库工序，不定时地为蒸馏工序补充液氨。将气态的氨气通过加压得到液态氨，液氨还具有腐蚀性，且容易挥发，氨气为易燃易爆、有毒有害有剌激性气味的有毒气体，所以液氨的事故发生率相当高；在储存输送液氨的过程中，由于各种原因或意外情况的发生，可能会发生液氨泄漏导致火灾爆炸、人员中毒窒息、灼烫等严重的潜在风险。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种制备纯碱的供氨系统及方法。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种制备纯碱的供氨系统，所述系统包括换热单元、蒸馏单元、氯化铵制备单元和氢氧化钙制备单元；所述氯化铵制备单元包括氯化铵溶解槽、旋风分离器和尾气洗涤塔，所述氯化铵溶解槽设置有进液口、出液口和固体进料口，所述尾气洗涤塔的上部设置有洗涤水入口，所述尾气洗涤塔的下部设置有洗涤液出口和化灰尾气入口，所述尾气洗涤塔的洗涤液出口与所述旋风分离器管路连通，所述旋风分离器的液体出口与所述氯化铵溶解槽的进液口管路连通；所述蒸馏单元包括蒸馏塔、闪发器和反应桶，所述蒸馏塔设置有气帽层，所述气帽层将蒸馏塔分隔为位于气帽层上方的加热层和位于气帽层下方的蒸馏层，所述蒸馏层的下部设置有蒸馏塔的废液出口、蒸馏塔的蒸汽入口和蒸馏塔的闪发蒸汽入口，所述蒸馏层的上部设置有蒸馏塔的反应液入口，所述蒸馏塔的废液出口与所述闪发器的液体入口管路连通，所述蒸馏塔的蒸汽入口用于输入蒸馏蒸汽，所述蒸馏塔的闪发蒸汽入口与所述闪发器的蒸汽出口管路连通，所述加热层设置有蒸馏塔的氯化铵溶液入口、氨气输出管路和氯化铵溶液出口，所述蒸馏塔的氯化铵溶液入口与所述氯化铵溶解槽的出液口管路连通，所述反应桶的顶部设置有氨气出口，所述反应桶的氨气出口与所述加热层管路连通，所述反应桶的底部设置有反应液出口，所述反应桶的反应液出口与所述蒸馏塔的反应液入口管路连通，所述反应桶设置有氯化铵溶液入口和氢氧化钙入口，所述反应桶的氯化铵溶液入口与所述蒸馏塔的氯化铵溶液出口管路连通；所述换热单元包括换热器，所述换热器具有冷媒入口、热媒入口、冷媒出口和热媒出口，所述换热器的冷媒出口与所述尾气洗涤塔的洗涤水入口管路连通，所述制备纯碱的供氨系统与制备纯碱单元配合使用，所述制备纯碱单元设置有煅烧工序，所述换热器的热媒入口与制备纯碱单元煅烧工序的蒸汽冷凝水排液管管路连通；所述氢氧化钙制备单元包括化灰机，所述化灰机设置有进液口，所述化灰机的进液口与所述旋风分离器的液体出口管路连通，所述化灰机设置有氢氧化钙出口，所述化灰机的氢氧化钙出口与所述反应桶的氢氧化钙入口管路连通，所述化灰机设置有化灰尾气出口，所述化灰机的化灰尾气出口与所述洗涤塔的化灰尾气入口管路连通。上述制备纯碱的供氨系统可以用于氨法制碱工艺中提供氨气，避免了氨法制碱工艺中使用液氨贮槽提供氨气，避免了液氨贮槽的事故发生，消除了氨法制碱工艺中的重大危险源，降低了人工物耗成本；冷媒介质的水洗涤化灰尾气后为弱碱性，用于溶解制备氯化铵溶液时能产生反应热，提高氯化铵溶液的温度，氯化铵溶液送至蒸馏塔后能减少蒸汽用量；上述制备纯碱的供氨系统使得作为冷媒介质的水洗涤化灰尾气后分别用于制备氯化铵溶液和氢氧化钙，使得的氯化铵溶液的温度和氢氧化钙的温度接近，将氯化铵溶液和氢氧化钙混合后通过蒸馏塔的蒸馏塔的原料入口进入蒸馏塔，由于氯化铵溶液的温度和氢氧化钙的温度接近，减少了蒸馏过程中蒸汽用量，节约了能源；上述制备纯碱的供氨系统将换热后作为冷媒介质的水洗涤化灰尾气后的洗涤液用于制备氢氧化钙，不要需额外补充蒸汽给水升温用于制备氢氧化钙，使得热能得到充分有效利用；反应桶的顶部设置有氨气出口，所述反应桶的氨气出口与所述加热层管路连通，使得反应过程中从反应液中溢出的氨气直接进入加热层从蒸馏塔的氨气输出管路输出，减少了蒸馏所消耗的能量。优选地，所述蒸馏塔的氨气输出管路设置在所述加热层的顶部，所述蒸馏塔的氯化铵溶液出口设置在所述加热层的底部，所述制备纯碱的供氨系统与制备纯碱单元配合使用，所述制备纯碱单元设置有煅烧工序，所述换热器的热媒入口与制备纯碱单元煅烧工序的蒸汽冷凝水排液管管路连通。上述制备纯碱的供氨系统将制备纯碱单元煅烧工序的蒸汽冷凝水经过换热后进行余热利用，避免了冷凝水高质低用或直接排空的问题，通过将冷凝水中的部分热量通过换热器转送到冷媒介质水中，通过作为冷媒介质的水洗涤化灰尾气后用于制备氯化铵溶液，降低了蒸馏过程中的能耗。优选地，所述闪发器包括第一闪发器和第二闪发器，所述第一闪发器设置有蒸汽出口、冷凝水入口和冷凝水出口，所述第二闪发器设置有蒸汽出口、冷凝水出口和冷凝水入口，所述蒸馏塔的废液出口与所述第一闪发器的冷凝水入口管路连通，所述蒸馏塔的闪发蒸汽入口与所述第一闪发器的蒸汽出口管路连通，所述第二闪发器的蒸汽出口与蒸馏塔的闪发蒸汽入口管路连通，所述第二闪发器的冷凝水出口与所述换热器的热媒入口管路连通，所述第二闪发器的冷凝水入口与制备纯碱单元煅烧工序的蒸汽冷凝水排液管管路连通。优选地，所述第二闪发器的冷凝水出口与所述换热器的热媒入口之间的管路上连通有闪发泵。优选地，所述制备纯碱单元设置有氯化铵排液管，所述蒸馏塔的氯化铵溶液入口与制备纯碱单元的氯化铵排液管管路连通。上述制备纯碱的供氨系统可以将制备纯碱单元在制备纯碱过程中产生的氯化铵回收利用，降低生产成本。优选地，所述换热单元还包括脱盐水桶，所述脱盐水桶设置有进液口，所述换热器的热媒出口与所述脱盐水桶的进液口管路连通。上述制备纯碱的供氨系统将蒸汽冷凝水收集后，经过闪发器、换热器热能置换，所得的高品质冷凝水补充至脱盐水桶中，实现了高品质热能的有效利用。优选地，所述蒸馏塔的蒸馏塔的氯化铵溶液入口与所述氯化铵溶解槽的出液口之间的管路上连通有串联的缓冲液罐和氯化铵输液泵。优选地，所述制备纯碱的供氨系统还包括净化单元，所述旋风分离器的固体出口与所述净化单元管路连通，所述换热器为液液板式换热器。本专利技术提供了一种制备纯碱的供氨方法，所述制备纯碱的供氨方法应用上述任一所述制备纯碱的供氨系统；所述制备纯碱的供氨方法包括以下步骤：(1)在氯化铵溶解槽中制备氯化铵溶液，氢氧化钙制备单元制备氢氧化钙，将氯化铵溶液输送至蒸馏塔对的氯化铵溶液中的游离氨蒸发后，氯化铵溶液进入反应桶，同时氢氧化钙进入反应管与氯化铵溶液混合反应后反应液进入蒸馏塔蒸馏，蒸馏塔产生的氨气从蒸馏塔的氨气出口输出用于制备纯碱的供氨；(2)制备纯碱单元煅烧工序的蒸汽冷凝水进入换热器的热媒入口同时作为冷媒的水进入换热器的冷媒入口进行换热；(3)换热器换热过程中从冷媒出口流出的水输入尾气洗涤塔后从尾气洗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备纯碱的供氨系统，其特征在于，所述系统包括换热单元、蒸馏单元、氯化铵制备单元和氢氧化钙制备单元；/n所述氯化铵制备单元包括氯化铵溶解槽、旋风分离器和尾气洗涤塔，所述氯化铵溶解槽设置有进液口、出液口和固体进料口，所述尾气洗涤塔的上部设置有洗涤水入口，所述尾气洗涤塔的下部设置有洗涤液出口和化灰尾气入口，所述尾气洗涤塔的洗涤液出口与所述旋风分离器管路连通，所述旋风分离器的液体出口与所述氯化铵溶解槽的进液口管路连通；/n所述蒸馏单元包括蒸馏塔、闪发器和反应桶，所述蒸馏塔设置有气帽层，所述气帽层将蒸馏塔分隔为位于气帽层上方的加热层和位于气帽层下方的蒸馏层，所述蒸馏层的下部设置有蒸馏塔的废液出口、蒸馏塔的蒸汽入口和蒸馏塔的闪发蒸汽入口，所述蒸馏层的上部设置有蒸馏塔的反应液入口，所述蒸馏塔的废液出口与所述闪发器的液体入口管路连通，所述蒸馏塔的蒸汽入口用于输入蒸馏蒸汽，所述蒸馏塔的闪发蒸汽入口与所述闪发器的蒸汽出口管路连通，所述加热层设置有蒸馏塔的氯化铵溶液入口、氨气输出管路和氯化铵溶液出口，所述蒸馏塔的氯化铵溶液入口与所述氯化铵溶解槽的出液口管路连通，所述反应桶的顶部设置有氨气出口，所述反应桶的氨气出口与所述加热层管路连通，所述反应桶的底部设置有反应液出口，所述反应桶的反应液出口与所述蒸馏塔的反应液入口管路连通，所述反应桶设置有氯化铵溶液入口和氢氧化钙入口，所述反应桶的氯化铵溶液入口与所述蒸馏塔的氯化铵溶液出口管路连通；/n所述换热单元包括换热器，所述换热器具有冷媒入口、热媒入口、冷媒出口和热媒出口，所述换热器的冷媒出口与所述尾气洗涤塔的洗涤水入口管路连通；/n所述氢氧化钙制备单元包括化灰机，所述化灰机设置有进液口，所述化灰机的进液口与所述旋风分离器的液体出口管路连通，所述化灰机设置有氢氧化钙出口，所述化灰机的氢氧化钙出口与所述反应桶的氢氧化钙入口管路连通，所述化灰机设置有化灰尾气出口，所述化灰机的化灰尾气出口与所述洗涤塔的化灰尾气入口管路连通。/n...

【技术特征摘要】
1.一种制备纯碱的供氨系统，其特征在于，所述系统包括换热单元、蒸馏单元、氯化铵制备单元和氢氧化钙制备单元；
所述氯化铵制备单元包括氯化铵溶解槽、旋风分离器和尾气洗涤塔，所述氯化铵溶解槽设置有进液口、出液口和固体进料口，所述尾气洗涤塔的上部设置有洗涤水入口，所述尾气洗涤塔的下部设置有洗涤液出口和化灰尾气入口，所述尾气洗涤塔的洗涤液出口与所述旋风分离器管路连通，所述旋风分离器的液体出口与所述氯化铵溶解槽的进液口管路连通；
所述蒸馏单元包括蒸馏塔、闪发器和反应桶，所述蒸馏塔设置有气帽层，所述气帽层将蒸馏塔分隔为位于气帽层上方的加热层和位于气帽层下方的蒸馏层，所述蒸馏层的下部设置有蒸馏塔的废液出口、蒸馏塔的蒸汽入口和蒸馏塔的闪发蒸汽入口，所述蒸馏层的上部设置有蒸馏塔的反应液入口，所述蒸馏塔的废液出口与所述闪发器的液体入口管路连通，所述蒸馏塔的蒸汽入口用于输入蒸馏蒸汽，所述蒸馏塔的闪发蒸汽入口与所述闪发器的蒸汽出口管路连通，所述加热层设置有蒸馏塔的氯化铵溶液入口、氨气输出管路和氯化铵溶液出口，所述蒸馏塔的氯化铵溶液入口与所述氯化铵溶解槽的出液口管路连通，所述反应桶的顶部设置有氨气出口，所述反应桶的氨气出口与所述加热层管路连通，所述反应桶的底部设置有反应液出口，所述反应桶的反应液出口与所述蒸馏塔的反应液入口管路连通，所述反应桶设置有氯化铵溶液入口和氢氧化钙入口，所述反应桶的氯化铵溶液入口与所述蒸馏塔的氯化铵溶液出口管路连通；
所述换热单元包括换热器，所述换热器具有冷媒入口、热媒入口、冷媒出口和热媒出口，所述换热器的冷媒出口与所述尾气洗涤塔的洗涤水入口管路连通；
所述氢氧化钙制备单元包括化灰机，所述化灰机设置有进液口，所述化灰机的进液口与所述旋风分离器的液体出口管路连通，所述化灰机设置有氢氧化钙出口，所述化灰机的氢氧化钙出口与所述反应桶的氢氧化钙入口管路连通，所述化灰机设置有化灰尾气出口，所述化灰机的化灰尾气出口与所述洗涤塔的化灰尾气入口管路连通。


2.根据权利要求1所述的制备纯碱的供氨系统，其特征在于，所述蒸馏塔的氨气输出管路设置在所述加热层的顶部，所述蒸馏塔的氯化铵溶液出口设置在所述加热层的底部，所述制备纯碱的供氨系统与制备纯碱单元配合使用，所述制备纯碱单元设置有煅烧工序，所述换热器的热媒入口与制备纯碱单元煅烧工序的蒸汽冷凝水排液管管路连通。


3.根据权利要求2所述的制备纯碱的供氨系统，其特征在于，所述闪发器包括第一闪发器和第二闪发器，所述第一闪发器设置有蒸汽出口、冷凝水入口和冷凝水出口，所述第二闪发器设置有蒸汽出口、冷凝水出口和冷凝水...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄远保，曹正伟，冯伟东，梁明，黄庆滔，梁尔希，
申请(专利权)人：广东南方碱业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44