一种改进的重质纯碱生产装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种改进的重质纯碱生产装置及方法：以轻质纯碱和碳酸钠溶液为原料制备重质纯碱，排出的重质纯碱晶浆经离心机进行固液分离，得到的重质纯碱送往流化床干燥冷却，母液经换热后送至母液桶；流化床干燥段尾气以及冷却段尾气通入旋风分离器，分离得到重质纯碱粉尘和含尘空气，重质纯碱粉尘与轻质纯碱混合进行水合反应，含尘空气送至尾气洗涤塔；尾气洗涤塔对含尘空气中的重质纯碱再吸收，产生部分低品位蒸汽，低品位蒸汽与高品位蒸汽共同进入蒸汽系统。本发明专利技术的生产控制便于操作，在水合、离心、煅烧冷却工序均可实现DCS自动控制调节，生产出重质纯碱粒度均匀纯度高，同时实现了对重质纯碱尾气的综合利用。

【技术实现步骤摘要】
一种改进的重质纯碱生产装置及方法
本专利技术涉及联合制碱重质纯碱生产领域，更具体地说，是涉及一种改进的重质纯碱生产装置及方法。
技术介绍
重质纯碱生产在联碱生产中占有较大比重，重质纯碱工序中的水合反应温度控制在95-105℃之间，而水合反应本身放热，温度波动大将会影响重质纯碱产量，必须严格控制水合反应温度，水合反应器排出的重质纯碱晶浆经离心机分离后，固体部分进入流化床干燥、冷却后得到重质纯碱，而其尾气一般经简单处理后直接排空，容易引起设备腐蚀，而流化床尾气中含有一部分重质纯碱且含有一定能量，直接排空不仅造成了资源和能源的浪费，同时尾气中含有的粉尘颗粒长期排空会对环境产生不良影响，从而影响重质纯碱生产区的正常生产。
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，提出一种改进的重质纯碱生产装置及方法，便于对重质纯碱尾气进行处理，避免资源和能源的浪费，实现对重质纯碱尾气的综合利用，保障水合反应器连续稳定运行。本专利技术的目的可通过以下技术方案实现。本专利技术改进的重质纯碱生产装置，包括水合反应器、离心机和流化床，所述水合反应器的排出口通过管线连接离心机的进口，所述离心机固体出口通过管线连接流化床，所述离心机液体出口通过管线连接换热器管程进口；所述流化床的干燥段尾气出口和冷却段尾气出口通过管线均连接至旋风分离器进料口，所述旋风分离器气体出口通过管线连接尾气洗涤塔进气口，所述旋风分离器重质纯碱出口通过管线连接水合反应器，所述水合反应器还连接有轻质纯碱输入管线；所述尾气洗涤塔循环液排出口经循环泵连接排液阀进口，所述排液阀的两个出口，其中一个连接至尾气洗涤塔的循环液进口，另一个连接母液桶的进液口，所述母液桶的出液口连接水合反应器；所述尾气洗涤塔的蒸汽排出口经蒸汽热泵接入蒸汽系统；所述换热器管程出口通过管线连接母液桶的进液口，所述换热器壳程进口连接洗涤水管路，所述换热器壳程出口通过管线连接尾气洗涤塔的进水口。所述换热器采用波纹管换热器，所述波纹管换热器为列管式换热器。所述流化床干燥段连接的干燥炉气管线和冷却段连接的冷却炉气管线上均设有气量控制阀门，所述尾气洗涤塔和蒸汽热泵之间连接的输气管线上设置有气量控制阀门和气压表。本专利技术的目的还可通过以下技术方案实现。本专利技术改进的重质纯碱生产方法，包括以下过程：步骤一，以轻质纯碱和碳酸钠溶液为原料在水合反应器中进行水合反应制备重质纯碱，排出的重质纯碱晶浆经离心机进行固液分离，离心后得到重质纯碱和母液，重质纯碱送往流化床进行干燥冷却，母液与水进行换热，降温后的母液输送至母液桶，升温后的水输送至尾气洗涤塔作为尾气洗涤水；步骤二，将流化床干燥段130±3℃尾气以及冷却段80±3℃尾气混合后通入旋风分离器，经分离得到重质纯碱粉尘和含尘空气，重质纯碱粉尘输送至水合反应器与煅烧后的轻质纯碱混合进行水合反应，含尘空气输送至尾气洗涤塔；步骤三，尾气洗涤塔对含尘空气中含有的重质纯碱进行再吸收，产生的尾气洗涤液循环使用，同时产生部分低品位蒸汽，低品位蒸汽通过蒸汽热泵与高品位蒸汽共同进入蒸汽系统。步骤一中轻质纯碱和碳酸钠溶液的重量百分比为1:0.7-1:1。步骤一水合反应中加入十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂，加入量占碳酸钠溶液与十二烷基苯磺酸钠重量和的0.8%-1.5%，水合反应温度为95-105℃，水合反应时间为5-10min。步骤一中经离心机分离得到的母液与水进行换热，降温后的母液输送至母液桶，升温后的水输送至尾气洗涤塔作为尾气洗涤水，换热器用水流量根据水合反应器温度进行调节。步骤三中尾气洗涤塔内的尾气洗涤液循环使用，当尾气洗涤液中碳酸钠浓度为270g/L-400g/L时，经母液桶输送到水合反应器进行水合反应。步骤三中所述蒸汽热泵要根据高品位蒸汽和低品位蒸汽的物性进行选择，用下式计算蒸汽热泵喷射系数：式中，uq代表热泵喷射系数，为混合蒸汽焓值矫正系数，Hs、H0、Hq分别为高品位蒸汽、混合蒸汽、低品位蒸汽的焓值，φ1、φ2、φ3分别为工作喷嘴、混合室、扩散室的速度系数，分别取值为0.95、0.975、0.9；ξ为修正系数，计算时其值取1.1。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：本专利技术中经离心机分离得到的母液与水经换热器换热，降温后的母液输送至母液桶，升温后的水输送至尾气洗涤塔作为尾气洗涤水，从而解决水合反应器温度过高的问题，达到调控水合器反应温度以及增加洗水温度的目的，保证重质纯碱水合器正常运行，同时也减少了水合反应器冷却水用量，通过调整轻质纯碱与母液加入量比例，控制水合反应时间从而实现规模化生产，本专利技术的生产控制便于操作，在水合、离心、煅烧冷却工序均可实现DCS自动控制调节，生产出重质纯碱粒度均匀纯度高。本专利技术中将来自流化床的干燥气130±3℃和冷却气80±3℃混合，混合炉气经旋风分离器完成第一次净化，去掉其中包含的重质纯碱；系统来水与离心机分离母液进行换热后进入尾气洗涤装置对尾气进行第二次净化，母液返回重质纯碱系统进行水合反应。尾气洗涤塔洗涤液吸收尾气能量转化为低压蒸汽，低压蒸汽在热泵处与高压蒸汽混合进入蒸汽系统，这样在回收利用炉气重质纯碱的同时，避免了尾气能量的浪费，节省了蒸汽用量，同时热泵的自吸功能又减少了高品位蒸汽的损耗，解决了重质纯碱尾气的排放问题。本专利技术对重质纯碱尾气进行处理，不仅能回收利用重质纯碱尾气中的重质纯碱成分，还对重质纯碱尾气中携带的热量进行再利用，从而减少生蒸汽使用量，节能减排有效改善生产装置区的环境，避免资源和能源的浪费，实现对重质纯碱尾气的综合利用，同时通过控制冷却水、母液、轻质纯碱用量保证水合反应器连续稳定运行。附图说明图1是本专利技术改进的重质纯碱生产方法的原理示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的描述。如图1所示，本专利技术改进的重质纯碱生产装置，主要包括水合反应器、离心机、流化床、换热器、旋风分离器、尾气洗涤塔、母液桶、蒸汽热泵。所述水合反应器连接有轻质纯碱输入管线，所述水合反应器的排出口通过管线连接离心机的进口，所述离心机固体出口通过管线连接流化床进料口，所述离心机液体出口通过管线连接换热器管程进口，所述换热器管程出口通过管线连接母液桶的进液口，所述换热器壳程进口连接洗涤水管路，所述换热器壳程出口通过管线连接尾气洗涤塔的进水口。其中，所述换热器采用波纹管换热器，所述波纹管换热器为列管式换热器。所述流化床干燥段连接干燥炉气管线，冷却段连接冷却炉气管线，所述干燥炉气管线和冷却炉气管线上均设有气量控制阀门。所述流化床的干燥段尾气出口和冷却段尾气出口分别通过管线连接至三通的两个进口，三通的出口通过管线连接至旋风分离器进料口，所述旋风分离器气体出口通过管线连接尾气洗涤塔进气口，且该管线上设置有引风机，所述旋风分离器重质纯碱出口通过管线连接水合反应器，重质纯碱出口设置旋转卸料阀。所述尾气洗涤塔循环液排出口经循环泵连接排液阀进口，所述排液阀的两个出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改进的重质纯碱生产装置，包括水合反应器、离心机和流化床，所述水合反应器的排出口通过管线连接离心机的进口，其特征在于，所述离心机固体出口通过管线连接流化床，所述离心机液体出口通过管线连接换热器管程进口；/n所述流化床的干燥段尾气出口和冷却段尾气出口通过管线均连接至旋风分离器进料口，所述旋风分离器气体出口通过管线连接尾气洗涤塔进气口，所述旋风分离器重质纯碱出口通过管线连接水合反应器，所述水合反应器还连接有轻质纯碱输入管线；所述尾气洗涤塔循环液排出口经循环泵连接排液阀进口，所述排液阀的两个出口，其中一个连接至尾气洗涤塔的循环液进口，另一个连接母液桶的进液口，所述母液桶的出液口连接水合反应器；所述尾气洗涤塔的蒸汽排出口经蒸汽热泵接入蒸汽系统；/n所述换热器管程出口通过管线连接母液桶的进液口，所述换热器壳程进口连接洗涤水管路，所述换热器壳程出口通过管线连接尾气洗涤塔的进水口。/n

【技术特征摘要】
1.一种改进的重质纯碱生产装置，包括水合反应器、离心机和流化床，所述水合反应器的排出口通过管线连接离心机的进口，其特征在于，所述离心机固体出口通过管线连接流化床，所述离心机液体出口通过管线连接换热器管程进口；
所述流化床的干燥段尾气出口和冷却段尾气出口通过管线均连接至旋风分离器进料口，所述旋风分离器气体出口通过管线连接尾气洗涤塔进气口，所述旋风分离器重质纯碱出口通过管线连接水合反应器，所述水合反应器还连接有轻质纯碱输入管线；所述尾气洗涤塔循环液排出口经循环泵连接排液阀进口，所述排液阀的两个出口，其中一个连接至尾气洗涤塔的循环液进口，另一个连接母液桶的进液口，所述母液桶的出液口连接水合反应器；所述尾气洗涤塔的蒸汽排出口经蒸汽热泵接入蒸汽系统；
所述换热器管程出口通过管线连接母液桶的进液口，所述换热器壳程进口连接洗涤水管路，所述换热器壳程出口通过管线连接尾气洗涤塔的进水口。


2.根据权利要求1所述的一种改进的重质纯碱生产装置，其特征在于，所述换热器采用波纹管换热器，所述波纹管换热器为列管式换热器。


3.根据权利要求1所述的一种改进的重质纯碱生产装置，其特征在于，所述流化床干燥段连接的干燥炉气管线和冷却段连接的冷却炉气管线上均设有气量控制阀门，所述尾气洗涤塔和蒸汽热泵之间连接的输气管线上设置有气量控制阀门和气压表。


4.一种上述权利要求1至3中任一项所述的改进的重质纯碱生产装置生产重质纯碱的生产方法，其特征在于，包括以下过程：
步骤一，以轻质纯碱和碳酸钠溶液为原料在水合反应器中进行水合反应制备重质纯碱，排出的重质纯碱晶浆经离心机进行固液分离，离心后得到重质纯碱和母液，重质纯碱送往流化床进行干燥冷却，母液与水经换热器换热，降温后的母液输送至母液桶，升温后的水输送至尾气洗涤塔作为尾气洗涤水；
步骤二，将流化床干燥...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢智勇，王建达，张栋，刘宇娜，丁健，朱彤，
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