PTA焚烧灰渣熔融热结晶分离碳酸钠的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了PTA焚烧灰渣熔融热结晶分离碳酸钠的方法及装置，涉及熔融结晶技术领域，利用PTA焚烧炉液态出渣的特点，控制液态渣的冷却过程，使碳酸钠先从液态渣的一级冷却中结晶出来，结晶后的碳酸钠经过固液相分离后，利用焚烧炉的烟气热量将含杂质部分熔融（发汗）进一步提纯。分离出碳酸钠的液态渣经二级冷却结晶全部转化为固体，形成混合物余渣排出。本发明专利技术处理的熔融灰渣中的碳酸钠回收率≥65%，利用烟气热量提纯分离固相，回收碳酸钠可达工业级质量标准，可减少后续分离过程负荷达45%以上，装置能量主要来自于焚烧炉熔融灰渣自带熔融热，利用焚烧烟气热量部分补充，有利于降低整套PTA废液废气焚烧资源回收系统的能耗。低整套PTA废液废气焚烧资源回收系统的能耗。低整套PTA废液废气焚烧资源回收系统的能耗。

【技术实现步骤摘要】
PTA焚烧灰渣熔融热结晶分离碳酸钠的方法及装置


[0001]本专利技术涉及熔融结晶
，具体涉及PTA焚烧灰渣熔融热结晶分离碳酸钠的方法及装置。

技术介绍

[0002]精对苯二甲酸（PTA）是重要的大宗有机原料之一，主要用于聚酯纤维(涤纶)、聚酯瓶片、聚酯薄膜、长丝、短纤、切片等生产。近年来PTA产量连年增加，生产过程中的废气废液也带来巨大的处理压力，利用废气废液的热值进行焚烧处理是其常见处理方式之一。基于PTA生产工艺特性，焚烧炉产出的灰渣主要成分为碳酸钠和溴化钠，回收利用后具有较大的经济价值。碳酸钠是一种重要的无机化工原料，广泛用于于轻工日化、建材、化学工业、食品工业、冶金、纺织、石油、国防、医药等行业。溴化钠也是有价值的无机化工原料，可用于感光工业、香料工业、印染工业等。
[0003]因PTA焚烧炉产出的灰渣为碳酸钠和溴化钠的混合物，为提高其灰渣利用价值，需将灰渣中的碳酸钠和溴化钠各自分离，目前PTA行业中碳酸钠和溴化钠的分离方法主要有蒸发结晶、冷却结晶和膜分离等，如CN112811444、CN 114380441和CN 113461199提供了结晶分离、纳滤分离的方法，无论上述哪种分离方法，都需较大的额外能量消耗。PTA焚烧炉的运行温度通常都高于碳酸钠或溴化钠的熔融温度，其灰渣一般都是以熔融液态离开焚烧炉，之后还需经过冷却才能形成固态灰渣进行后续分离回收，灰渣热需消耗额外的冷却负荷，无法被利用。

技术实现思路

[0004]、专利技术要解决的技术问题针对上述技术问题，本专利技术提供了PTA焚烧灰渣熔融热结晶分离碳酸钠的方法及装置，它充分利用灰渣自身的热量将部分碳酸钠分离，降低后续混合灰渣的生成量，从而大大降低后续分离措施的消耗。
[0005]、技术方案为解决上述问题，本专利技术提供的技术方案为：一种用于PTA焚烧灰渣熔融热结晶分离碳酸钠的装置，包括一级冷却段、二级冷却段、分离段和发汗段，其中：所述一级冷却段包括熔融液流道和第一冷却介质流道，所述第一冷却介质流道套设在所述熔融液流道的外周，所述熔融液流道用于输送熔渣液，所述第一冷却介质流道用于输送冷却介质，所述熔融液流道的出口连接分离段；所述分离段用于分离熔渣液，所述分离段具有液相出口和固相出口；所述发汗段与分离段的固相出口连接，所述发汗段靠近分离段的一端设有烟气入口，所述发汗段远离分离段的一端设有烟气出口，发汗段由烟气入口向着烟气出口的方向向上倾斜；所述二级冷却段包括物料流道和第二冷却介质流道，所述物料流道的入口连接所述分离段的液相出口，所述第二冷却介质流道套设在所述物料流道的外周，所述熔融液流道用于输送熔渣液，所述第二冷却介质流道用于输送冷却介质。
[0006]可选的，所述熔融液流道内设置有用于推动熔渣液前进的第一输送器，所述物料流道内设置有用于推动物料前进的第二输送器。
[0007]可选的，所述分离段内部设有用于分离熔渣液的固液分离器，分离出的固体由所述固相出口流出，液体由所述液相出口流出。
[0008]可选的，所述发汗段由烟气入口向着烟气出口的方向向上倾斜的角度为5~45
°
。
[0009]可选的，所述第一输送器为单轴螺旋输送器；所述第二输送器为双轴螺旋输送器。
[0010]本专利技术还公开了一种利用上文所述用于PTA焚烧灰渣熔融热结晶分离碳酸钠的装置进行熔融热结晶分离碳酸钠的方法，包括如下步骤：（1）PTA焚烧炉熔渣液由熔渣入口进入一级冷却段，一级冷却段内的冷却介质与熔渣液逆流间壁换热，熔渣液冷却过程逐渐形成Na2CO3晶体析出，熔渣液与碳酸钠晶体的固液混合物被输送至分离段；（2）分离段对固液混合物进行固液分离，分离得到的固相晶体进入发汗段，分离得到的液相进入二级冷却段；（3）发汗段内的烟气对固相晶体进行逆流加热，使固相晶体内的杂质重新熔融回流至分离段，提纯后的碳酸钠固体由发汗段出口排出；（4）二级冷却段内的冷却介质对液相进行逆流间壁换热，将液相冷却为固相，所得固相由物料流道出口排出。
[0011]可选的，所述熔渣入口的温度大于等于850℃，所述熔渣中Na2CO3的质量分数大于等于70%。
[0012]可选的，所述一级冷却段出口的熔渣温度控制在615~800℃。
[0013]可选的，所述发汗段烟气入口的温度大于等于950℃，所述发汗段出口的温度控制在700~850℃。
[0014]可选的，所述二级冷却段出口的温度为小于等于613℃。
[0015]、有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：（1）本申请实施例提出的用于PTA焚烧灰渣熔融热结晶分离碳酸钠的装置，经本专利技术的碳酸钠预分离装置处理后，熔融灰渣中的碳酸钠回收率≥65%，利用烟气热量提纯分离固相，回收碳酸钠可达工业级质量标准，可减少后续分离过程负荷达45%以上，装置能量主要来自于焚烧炉熔融灰渣自带熔融热，利用焚烧烟气热量部分补充，有利于降低整套PTA废液废气焚烧资源回收系统的能耗。
附图说明
[0016]图1为碳酸钠和溴化钠混合熔融特性示意图。
[0017]图2为本专利技术用于PTA焚烧灰渣熔融热结晶分离碳酸钠的装置的结构示意图。
[0018]图3为应用本专利技术装置的PTA废气废液焚烧系统和分离回收系统示意图。
[0019]各附图中的标记为：0、焚烧炉出渣口；1、一级冷却段；2、分离段；3、发汗段；4、二级冷却段；5、熔渣入口；6、一级冷却段电机；7、单轴螺旋输送器、8、一级冷却器壳体；9、一级冷却段冷却介质入口；10、一级冷却段冷却介质出口；11、发汗段电机；12、转轴；13、发汗器壳体；14、烟气入口；15、烟气出口；16、发汗段出口；17、固液分离器；18、熔融液下落管道；19、
二级冷却段电机；20、双轴螺旋输送器；21、二级冷却器壳体；22、二级冷却段冷却介质入口；23、二级冷却段冷却介质出口；24、余渣出口。
具体实施方式
[0020]为进一步了解本专利技术的内容，结合附图及实施例对本专利技术作详细描述。
[0021]下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。本专利技术中所述的第一、第二等词语，是为了描述本专利技术的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本专利技术的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于PTA焚烧灰渣熔融热结晶分离碳酸钠的装置，其特征在于，包括一级冷却段、二级冷却段、分离段和发汗段，其中：所述一级冷却段包括熔融液流道和第一冷却介质流道，所述第一冷却介质流道套设在所述熔融液流道的外周，所述熔融液流道用于输送熔渣液，所述第一冷却介质流道用于输送冷却介质，所述熔融液流道的出口连接分离段；所述分离段用于分离熔渣液，所述分离段具有液相出口和固相出口；所述发汗段与分离段的固相出口连接，所述发汗段靠近分离段的一端设有烟气入口，所述发汗段远离分离段的一端设有烟气出口，发汗段由烟气入口向着烟气出口的方向向上倾斜；所述二级冷却段包括物料流道和第二冷却介质流道，所述物料流道的入口连接所述分离段的液相出口，所述第二冷却介质流道套设在所述物料流道的外周，所述熔融液流道用于输送熔渣液，所述第二冷却介质流道用于输送冷却介质。2.根据权利要求1所述的用于PTA焚烧灰渣熔融热结晶分离碳酸钠的装置，其特征在于，所述熔融液流道内设置有用于推动熔渣液前进的第一输送器，所述物料流道内设置有用于推动物料前进的第二输送器。3.根据权利要求1所述的用于PTA焚烧灰渣熔融热结晶分离碳酸钠的装置，其特征在于，所述分离段内部设有用于分离熔渣液的固液分离器，分离出的固体由所述固相出口流出，液体由所述液相出口流出。4.根据权利要求1所述的用于PTA焚烧灰渣熔融热结晶分离碳酸钠的装置，其特征在于，所述发汗段由烟气入口向着烟气出口的方向向上倾斜的角度为5~45
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【专利技术属性】
技术研发人员：张相，戴聪润，何春晓，陈勇，常涛，
申请(专利权)人：浙江百能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：