一种碳酸氢钠制备装置制造方法及图纸

本申请涉及化学制备设备技术领域，具体公开了一种碳酸氢钠制备装置，包括一种碳酸氢钠制备装置，包括过滤箱、气泵、洗涤箱和控制器；控制器和气泵均位于箱体外部，洗涤箱可拆卸连接在过滤箱顶部，过滤箱顶部开有进料口，进料口下方可拆卸连接有滤斗，滤斗中部可拆卸连接有滤饼，滤斗下方连接有滤管，滤管两侧对称设有防倒吸结构，防倒吸结构包括J型板、气囊和进气装置。本专利的目的在于解决碳酸氢钠制备过程中过滤装置过滤慢，采用负压抽滤易倒吸污染过滤液的问题。过滤液的问题。过滤液的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种碳酸氢钠制备装置


[0001]本专利技术涉及化学制备设备
，特别涉及一种碳酸氢钠制备装置。

技术介绍

[0002]十水硫酸钠俗称芒硝，无水硫酸钠俗称无水芒硝，他们常被统称为芒硝。同时硫酸钠暴露于空气中易吸水，生成十水合硫酸钠。我国芒硝的资源储量居世界首位，其探明储量比世界其他各国总和还多，我国是世界上最大芒硝生产和出口国，因硫酸钠仅能少量适用于部分行业，产量高用量少，市场价值低。且在其他化工产品的生产过程中，形成的副产物硫酸钠可达上千吨，但部分因含有有机物、氯等杂质被堆放废弃，由于硫酸钠的市场消耗少，其附加值小且效益不佳，一般不会进行提纯处理。
[0003]尽管芒硝的用量有限，但全国对纯碱和烧碱的需求量都很大，仅纯碱全国年用量2700万吨，占全球消耗比例的46
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47％，未来国内纯碱消费量后期还将处于增长趋势。因此将芒硝转化为碳酸钠和硫酸铵可以提高芒硝的消耗量，硫酸铵可用于化工肥料生产；同时通过增加芒硝的消纳，解决芒硝堆积对环境的污染问题。
[0004]因此，研究一种通过复分解反应利用硫酸钠制备碳酸氢钠和硫酸铵的装置和方法，实现硫酸钠的高效利用，简化制备设备的使用难度和降低后期维护成本，以解决现有硫酸钠消纳的迫切问题；在采用复分解反应制备碳酸氢钠和硫酸铵的过程中需要进行多次过滤，现有的传统过滤装置过滤时间较长，影响产品整体生产效率；而当采用负压对过滤装置内部抽滤时，在抽滤过程中，因操作或设备原因易出现倒吸现象，如在关闭真空泵前忘记关闭阀门，或者突然断电来不及关闭阀门；真空泵没有了抽力，而抽滤装置内是负压，外部压强使得真空泵中的油或水顺管道倒流入真空装置内部，从而造成滤液污染。

技术实现思路

[0005]针对现有技术不足，本专利技术解决的技术问题是提供一种碳酸氢钠制备装置，解决碳酸氢钠制备过程中过滤装置过滤慢，采用负压抽滤易倒吸污染过滤液的问题。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种碳酸氢钠制备装置，包括过滤箱、气泵；气泵位于箱体外部，过滤箱顶部开有进料口，进料口下方可拆卸连接有滤斗，滤斗中部可拆卸连接有滤饼，滤斗下方连接有滤管，滤管两侧对称设有防倒吸结构，防倒吸结构包括J型板、气囊和用于对气囊充气的进气装置，进气装置可拆卸连接在箱体侧壁，J型板与过滤箱内壁可拆卸连接，气囊的进气口穿过过滤箱侧壁与进气装置连通，气囊壁固定有弹簧，进气装置的进气口与气泵的出气口通过第二气管连接，气泵的进气口连接有第一气管，第一气管的进气端贯穿过滤箱侧壁。
[0007]本方案产生的有益效果是：通过气泵对过滤箱内部进行抽气，形成负压，进而提高液体经过滤饼的过滤速率；通过利用气泵排出的气体经过进气装置对气囊充气，充气后的气囊沿J型板膨胀，通过气囊将气泵的进气端处于底部滤液隔离，从而避免倒吸的液体污染下方滤液。
[0008]进一步，所述进气装置包括箱体和箱体内部设有的弹簧和压板，弹簧一端与箱体顶部内壁固定连接，另一端与压板固定连接，所述箱体顶部和压均设有电控出气阀，所述第二气管连接在箱体底部，箱体底部设有仅供气体从第二气管进入箱体内部的单向阀，箱体上端侧壁开有排气口。
[0009]气泵排出的气体经过第二进气管和单向阀进入箱体内，当箱体内气体逐步累积时，在箱体内形成气压，气压对压板有向上的作用力，当气体逐步抬起压板时压缩压板与箱体顶部之间的气体，气体逐步累积在箱体内部形成气压，同时弹簧也对压板形成向下的弹力，进一步压缩空气，在气压压力和弹力的作用下气体则被压入气囊内；当气囊被充满，气体堆积在箱体内气压过大时，可将压板压至排气口处，使得箱体内气体可通过排气口排出，弹簧和压板构成类似稳压阀的结构。
[0010]进一步，靠近箱体两端的过滤箱侧壁开有废液出口，气囊膨胀时的充气态气囊靠近废液出口的一端可将废液出口封堵。
[0011]当气囊膨胀时的充气态气囊靠近废液出口的一端高度高于废液出口高度，从而充气态气囊501可将废液出口封堵；当气囊放气收缩时，放气态气囊靠近废液出口的一端高度低于废液出口高度，从而令倒吸的废液可通过废液出口排出。
[0012]进一步，所述J型板顶部设有启动开关，所述过滤箱顶部可拆卸连接有洗涤箱，洗涤箱沿过滤箱对称设有两个；洗涤箱底部设有出液口，出液口内设有电控阀，电控阀与启动开关电连接；洗涤箱底部设有第一液位传感器，进气装置设有电控出气阀，第一液位传感器、电控出气阀分别与控制器电连接。
[0013]当气囊膨胀至J型板顶端，然后气囊压下启动开关，通过启动开关打开出液口的电控阀，从而令洗涤滤饼的去离子水流向滤饼对滤饼进行冲洗。通过设置两个洗涤箱可提高洗涤效率。
[0014]进一步，所述出液口下方设有出液管，出液管位于滤斗侧壁，出液管一端穿过过滤箱顶部与出液口连接，另一端位于滤饼上方。洗涤箱内的去离子水经过出液管快速流至滤饼表面，对滤饼进行清洗。
[0015]进一步，所述过滤箱的箱体侧壁设有真空腔。通过设置真空腔提高过滤装置的保温效果，避免在过滤时温度下降过快，导致部分晶体析出，影响过滤效果。
[0016]进一步，一种碳酸氢钠制备方法，所述方法包括以下步骤：步骤1：将硫酸钠溶于去离子水中，经减压过滤除掉水不溶物后加入碳酸氢铵进行复分解反应，反应温度控制在30
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45℃，经负压过滤，干燥制得碳酸氢钠固体；步骤2：将步骤1过滤后的母液于恒温水浴锅上蒸发浓缩结晶，在30
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60℃下负压抽滤、干燥，得到未反应的硫酸钠，并回用至步骤1；步骤3：将步骤2分离后的母液在15
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30℃下自然结晶，析出复盐，经过负压抽滤固液分离，将复盐回用至步骤2；步骤4：将步骤3过滤后的母液再次升温蒸发浓缩，在30
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60℃下负压抽滤，固液分离后得到硫酸铵，蒸发母液回用至步骤1。
[0017]本方案原理为：芒硝与碳酸氢铵发生复分解反应，生成硫酸铵和碳酸氢钠，溶解度大的硫酸铵留在母液中，而溶解度相对较小的碳酸氢钠，则以晶体的形式从溶液中析出，经过滤、洗涤、除去硫酸铵以及没有转化的碳酸氢铵后，再把碳酸氢钠结晶干燥即可得到固体碳酸氢钠，过滤后的母液经蒸发—冷却—蒸发的提纯方式得到副产品硫酸铵。高温条件下Na2SO4的溶解度随温度的升高而减小，而(NH4)2SO4的溶解度随温度的升高逐渐增大，使得
二者的溶解度在高温下相差很大(二者溶解度如图1所示)，又因为(NH4)2SO4—Na2SO4—H2O三元体系在常温条件下可以析出复盐Dw(即Na2SO4
·
(NH4)2SO4
·
4H20)。因此，可将母液在高温下蒸发，析出Na2SO4晶体，该晶体可以返回制碱工序循环利用，热过滤后的母液冷至常温将析出复盐晶体Dw，该晶体可以在系统中循环使用。
[0018]通过将芒硝与碳酸氢铵进行复分解反应，生产硫酸铵和碳酸氢钠，提高了芒硝的消耗量，实现了对化工副产物芒硝的综合利用，减少芒硝的堆积从而有效缓解芒硝堆积对环境的污染问题；通过本方案制备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳酸氢钠制备装置，包括过滤箱、气泵；其特征在于：气泵位于箱体外部，过滤箱顶部开有进料口，进料口下方可拆卸连接有滤斗，滤斗中部可拆卸连接有滤饼，滤斗下方连接有滤管，滤管两侧对称设有防倒吸结构，防倒吸结构包括J型板、气囊和用于对气囊充气的进气装置，进气装置可拆卸连接在箱体侧壁，J型板与过滤箱内壁可拆卸连接，气囊的进气口穿过过滤箱侧壁与进气装置连通，气囊壁固定有弹簧，进气装置的进气口与气泵的出气口通过第二气管连接，气泵的进气口连接有第一气管，第一气管的进气端贯穿过滤箱侧壁。2.根据权利要求1所述的一种碳酸氢钠制备装置，其特征在于：所述进气装置包括箱体和箱体内部设有的弹簧和压板，弹簧一端与箱体顶部内壁固定连接，另一端与压板固定连接，所述箱体顶部和压均设有电控出气阀，所述第二气管连接在箱体底部，箱体底部设有仅供气体从第二气管进入箱体内部的单向阀，箱体上端侧壁开有排气口。3.根据权利要求2所述的一种碳酸氢钠制备装置，其特征在于：靠近所述箱体两端的过滤箱侧壁开有废液出口，气囊膨胀时的充气态气囊靠近废液出口的一端可将废液出口封堵。4.根据权利要求1所述的一种碳酸氢钠制备装置，其特征在于：所述J型板顶部设有启动开关，所述过滤箱顶部可拆卸连接有洗涤箱，洗涤箱沿过滤箱对称设有两个；洗涤箱底部设有出液口，出液口内设有电控阀，电控阀与启动开关电连接；洗涤箱底部设有第一液位传感器，进气装置设有电控出气阀，第一液位传感器、电控出气阀分别与控制器电连接。5.根据权利要求4所述的一种碳酸氢钠制备装置，其特征在于：所述出液口下方设有出液管，出液管位于滤斗侧壁，出液管一端穿过过滤箱顶部与出液口连接，另一端位于滤饼上方。6.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贵平，彭青，马乾庚，李龙杰，
申请(专利权)人：贵州星河环境技术有限公司，
类型：发明
国别省市：