固、液相水合法共存生產低鹽重質純鹼的方法

2023-06-10 03:27:41

專利名稱：：固、液相水合法共存生產低鹽重質純鹼的方法
技術領域：
：本發明涉及一種化工
技術領域：
中低鹽重質純鹼的生產方法，特別是涉及固相水合法與液相水合法共存生產低鹽重質純鹼的方法。
背景技術：
：目前我國純鹼生產行業中，主要通過固相水合法、液相水合法兩種方法生產低鹽重質純鹼。固相水合法生產重質純鹼，是將輕質純鹼與少量濃度較低的碳酸鈉不飽和溶液(簡稱化合水)同時加入到水合機中進行水合反應，直接生成含少量游離水的一水鹼，而後經煅燒、冷卻得低鹽重質純鹼產品。固相水合法生產重質純鹼本身，一水鹼游離水含量較小，物料消耗及能量消耗較小，生產出的重質純鹼堆積密度較高，但產品粒度均勻度較差。採用固相水合法生產低鹽重質純鹼的廠家中，主要是通過增加濾過工序濾鹼機洗滌濾餅的洗水量，控制重鹼鹽份，從而降低輕質純鹼及重質純鹼的鹽份，來達到生產低鹽重質純鹼的目的。該方法在生產低鹽重質純鹼的同時也生產了大量不必要的低鹽輕質純鹼，損失較大，消耗增加，導致產品成本上升，同時導致母液當量增大，加大母液蒸餾系統的負荷，對純鹼生產能力有不利影響。液相水合法生產低鹽重質純鹼，是將輕質純鹼與大量碳酸鈉飽和液(簡稱母液)同時加入到結晶器中進行水合反應，水合後的固液混合物送入離心機脫水形成含少量游離水的一水鹼，而後經重灰爐煅燒、流化床冷卻得低鹽重質純鹼產品。採用液相水合法生產低鹽重質純鹼，液體與鹼可充分混合，具有水合率高、產品粒度均勻、鹽份低、操作簡單的優點，產品鹽份受輕質純鹼鹽份影響較小，但因一水鹼中游離水含量較固相水合法偏高，用電設備也較固相水合法多，生產中汽耗、電耗較大，同時該產品堆積密度偏低。
發明內容本發明要解決的技術問題是針對現有技術單純採用固相水合法生產低鹽重質純鹼，消耗增加，導致產品成本上升，同時導致母液當量增大，加大母液蒸餾系統的負荷。單純採用液相水合法生產低鹽重質純鹼，生產中汽耗、電耗較大，同時堆積密度偏低的不足，提供一種改造原有工藝流程，在保留原有固相水合法重質純鹼生產工藝基礎上科學合理的溶入了液相水合工藝(用於生產一水鹼)，增加了結晶器、離心機及相應配套設備，工藝布局科學合理的固、液相水合法共存生產低鹽重質純鹼的方法。解決上述技術問題採用以下技術方案一種固、液相水合法共存生產低鹽重質純鹼的方法，該方法中使用的設備包括盛裝輕質純鹼的料倉，與料倉連接的水合機，與水合機連接的重灰煅燒爐，與重灰煅燒爐連接的流化床，還包括液相輕灰料倉，該料倉與結晶器連接，結晶器與離心機連接，該離心機的固體物料輸出端與重灰煅燒爐連接，液體物料輸出端與盛裝母液的母液槽連接，母液槽與鹼液槽連接；所述的生產低鹽重質純鹼的方法是利用水合機、結晶器和離心機進行固相水合和液相水合製得一水鹼，再經重灰煅燒爐煅燒、流化床冷卻製得低鹽重質純鹼成品，其方法是A水合a、固相水合系統中輕質純鹼與少量化合水在水合機內經水合反應形成含少量游離水的一水鹼，一水鹼進入重灰煅燒爐；b、液相水合系統中，輕質純鹼與母液同時加入到結晶器中進行水合反應，生成的一水鹼晶漿送入離心機進行固液分離形成含少量游離水的一水鹼，離心機濾液作為液相水合系統的母液循環使用，液相水合系統的母液定量送至鹼液槽配成高鹽鹼液送往其他工序，以降低一水鹼鹽份，一水鹼進入重灰煅燒爐；c、一水鹼進入重灰煅燒爐進行煅燒，生成的高溫重質純鹼經流化床冷卻後，作為低鹽重質純鹼成品去成品車間包裝，旋風分離器收集的重質純鹼鹼塵進入輕質純鹼餘料系統，進一步降低重質純鹼鹽份產品，同時提高產品粒度；B、生產控制a、液相水合系統的控制①水合反應溫度水合反應溫度控制在90-100。C之間；②母液濃度母液濃度控制在140-150滴度；③母液與輕質純鹼的配比為1:4-1:6;母液溫度母液溫度控制在85-9(TC;作業量根據一水鹼水份大小調整離心機作業量；母液鹽份母液鹽份控制在3-6滴度。⑦離心機每4-8小時定期停車衝洗；b、固相水合系統的控制①水合反應溫度控制在85-95。C之間；②化合水濃度化合水濃度控制在30—60滴度的範圍內；③化合水溫度化合水溫度控制在30-40°C;④輕灰量與化合水量比值通過調整輕灰量與化合水量比值，使一水鹼水份控制在14一18%。採用上述技術方案，與現有技術相比，本發明採用液相水合法與固相水合法共存生產低鹽重質純鹼，即可避免濾鹼機增加洗水用量，又可減小單純採用液相水合法引起的汽耗、電耗增加以及產品堆積密度降低，同時更有利於及時調整重質純鹼粒度分布及鹽份。其顯著優點在於避免通過增加濾鹼機洗水用量，即可保證重質純鹼的質量，降低重質純鹼的鹽份，有效降低蒸汽消耗，又可提高產品堆積密度，同時更有利於及時調整重質純鹼鹽份。本發明用多種設備生產出的產品滿足不同用戶的要求，適應市場需求，高效而實用。圖1是本發明的工藝流程圖(也是連接結構示意圖)。圖中，結晶器料倉l，水合機料倉2，水合機3，流化床4，旋風分離器5，空氣鼓風機6，重灰煅燒爐7，離心機8，晶漿泵9，結晶器IO，母液泵ll，母液槽12，鹼液泵13，鹼液槽14。具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步的詳述。本發明所用的裝置分為固相水合裝置和液相水合裝置，裝置的連接結構見圖l，盛裝輕質純鹼的水合機料倉2與水合機3的輸入端連接，化合水輸入給水合機3，水合機3的輸出端與重灰煅燒爐7連接，重灰煅燒爐7與流化床4連接，流化床4與旋風分離器5連接，流化床4的下方安裝空氣鼓風機6。盛裝輕質純鹼的結晶器料倉1與結晶器10連接，結晶器10的輸出端與晶漿泵9連接，晶漿泵9與離心機8的輸入端連接，離心機8的輸出端分別與重灰煅燒爐7及母液槽12連接，母液槽12通過母液泵11與結晶器10及鹼液槽14連接。鹼液槽14與鹼液泵13連接。設備的作用及功能結晶器料倉l，水合機料倉2料倉分別盛裝輕質純鹼，其中水合機料倉2與水合機3連接，為水合機3輸送輕質純鹼，另一個結晶器料倉1與結晶器10連接，為結晶器10輸送輕質純鹼。水合機3選用TB420型，其內裝有化合水和輕質純鹼物料，化合水與輕質純鹼在水合機3內進行水合反應，製得一水鹼。水合機料倉2與水合機3組成固相水合系統。結晶器10選用山東產DN3200型，其內裝母液和輕質純鹼物料，母液和輕質純鹼物質在結晶器10內進行水合反應，製得一水鹼晶漿。離心機8選用德國產CX1000型，主要功能是固、液分離，固體一水鹼送入重灰煅燒爐7，濾液送入母液槽12。母液槽12選用唐山加工製造的產品。鹼液槽14的作用是，配製高鹽鹼液送往其他工序，以降低一水鹼鹽份。結晶器10、母液槽12和離心機8組成液相水合系統。重灰煅燒爐7採用大連產臥式4>3200X20000型，其作用是將一水鹼及一水鹼晶槳煅燒，生成的高溫重質純鹼。流化床4選用GLWN6.0型，主要功能是冷卻高溫重質純鹼使其成為低鹽重質純鹼。收集重質純鹼鹼塵。本發明用上述設備來生產低鹽重質純鹼，其方法步驟見圖1:1、水合在固相水合裝置中，水合機料倉2裡的輕質純鹼與少量加入的化合水在水合機3內經水合反應形成含少量游離水的一水鹼，水合機3內的氣體由水合機3頂部出口排出，一水鹼進入重灰煅燒爐7。在液相水合裝置中，由結晶器料倉1輸入的輕質純鹼與母液槽12內用母液泵11輸出的母液同時加入到結晶器10中進行水合反應，生成的一水鹼晶漿用晶漿泵9送入離心機8進行固液分離形成含少量游離水的一水鹼結晶。一水鹼結晶用溜管輸入至重灰煅燒爐7。離心機濾液作為液相水合系統的母液用管路送入母液槽12循環使用，母液從母液槽12的輸出端用母液泵11泵出用管路輸送給結晶器，同時還定量送至鹼液槽14配成高鹽鹼液，並通過鹼液泵13送往其他工序，以降低一水鹼鹽份。固相一水鹼及液相一水鹼進入重灰煅燒爐7進行煅燒，生成的高溫重質純鹼用運輸設備輸送給流化床4經流化床冷卻後，成為低鹽重質純鹼成品由流化床4的低鹽重質純鹼成品出口去成品車間包裝。旋風分離器5收集的重質純鹼鹼塵進入輕質純鹼餘料系統，進一步降低重質純鹼鹽份產品，同時提高產品粒度。2、生產控制相對普通重質純鹼而言，低鹽重質純鹼產品在粒度分布、鹽份等指標上有更為嚴格的要求。因此，低鹽重質純鹼產品主要是控制粒度分布和鹽份。低鹽重質純鹼粒度分布的控制，主要是通過控制固相水合系統一水鹼結晶過程、液相水合系統的一水鹼晶漿形成及固液分離結晶過程，來控制一水鹼結晶大小以及一水鹼游離水中所夾帶的鹽份，從而控制重質純鹼產品粒度分布及鹽份。A、液相水合系統的控制液相系統中一水鹼結晶大小、一水鹼所含游離水的多少、母液鹽份、離心機洗滌水的鹽份及用量等因素均對重質純鹼粒度分布及鹽份。影響一水鹼結晶大小的因素有水合反應溫度、母液濃度、母液與輕質純鹼的配比、母液溫度、作業量。影響一水鹼所含游離水含量的因素有一水鹼結晶大小、作業量、離心機轉鼓的通透效果。①水合反應溫度水合反應溫度高則一水鹼結晶大，反之則結晶細，反應溫度過高則一水鹼易脫水形成無水碳酸鈉。本發明的水合反應溫度最好控制在90-100。C之間。②母液濃度母液濃度低時，結晶大而均勻，但母液達不到飽和，會造成生產能力的降低。濃度過高時，重質純鹼粒度偏細。因此，在液相水合系統中，母液濃度控制在140-150滴度。③母液與輕質純鹼的配比母液與輕質純鹼的配比直接關係到結晶器內物料的過飽和度，直接影響一水鹼結晶顆粒的大小，一般控制在l:4-1:6。④母液溫度進結晶器的母液溫度的變化直接影響水合反應溫度的變化，對重質純鹼的粒度影響很大，一般母液溫度控制在85-90。C。作業量作業量直接影響物料在結晶器內停留時間一般不低於15分鐘，反應停留時間越長，結晶顆粒越大越均勻，細顆粒越少，但生產能力降低。同時作業量決定了離心機轉鼓上濾餅的厚度，從而影響分離後一水鹼水份大小。濾餅越厚，一水鹼水份越大，反之則偏小。需根據一水鹼水份大小調整離心機作業量。母液鹽份母液鹽份高，一水鹼所含游離水中鹽份多，母液鹽份一般控制在3-6滴度。⑦離心機洗滌水的鹽份及用量離心機工作過程中，離心機洗滌水可以置換部分母液，從而有效調整一水鹼鹽份。離心機洗滌水的鹽份及用量的調節需據實際情況現場調節。⑧較細的一水鹼結晶也易堵塞離心機轉鼓網縫間隙，影響固液分離效果，離心機需定期停車衝洗(每4-8小時一次，也可視離心機分離效果而定)。B、固相水合系統的控制固相水合系統的化合水鹽份較低，通過控制一水鹼結晶大小及游離水含量來控制產品鹽份作用很小，主要是控制一水鹼結晶大小及游離水含量，從而控制重質純鹼產品粒度。影響一水鹼結晶大小的因素有水合反應溫度、化合水濃度(含鹼量)、作業量、化合水溫度、輕灰量與化合水量比值。①水合反應溫度與液相基本相同，固相水合反應溫度高則一水鹼結晶大，反之則結晶細，反應溫度過高則一水鹼易脫水形成無水碳酸鈉。水合反應溫度一般用水合機出氣溫度表示，一般控制在85-95。C之間。②化合水濃度當化合水濃度低時一水鹼結晶大，高時結晶細，過高時不易結晶，化合水濃度宜控制在30—60滴度範圍內。③作業量作業量直接影響物料在水合機內停留時間，作業量越小，反應停留時間越長，結晶顆粒越大越均勻，但生產能力降低。④化合水溫度水合機進水(化合水)溫度直接影響水合反應溫度，化合水溫度越低，重質純鹼粒度越細，溫度過高，重質純鹼粒度分布出現兩極分化，甚至無法形成結晶。化合水溫度一般控制在30-4CTC左右。輕灰量與化合水量比值輕灰量與化合水量比值大時，水和反應較為完全，結晶大而均勻，一水鹼水份也隨之增大，反之亦然。正常一水鹼水份控制在14_18%。另外，無論是固相還是液相，精鹽水鈣、鎂含量、精鹽水濁度、輕質純鹼成分等因素，都對一水鹼結晶的顆粒大小有較大影響，影響重質純鹼粒度分布。c、根據固相、液相一水鹼各自鹽份，調整固相、液相作業量比例，使重質純鹼產品鹽份滿足不同用戶的要求。並調整流化床流化狀態，將重質純鹼鹼塵(含鹽量較高)移至系統外，從而控制重質純鹼產品鹽份。正常情況下，固相、液相作業量比例按公式l調整G固/G液二CT控一T液ii)/Cr輕il一T控)《、《1公式l中G目為固相作業量，G液為液相作業量，Tg產品鹽分控制要求，一般取範圍的中間值，n為重質純鹼鹼塵移出因數，一般取值在0.9-1，視移至系統外的鹼塵量而定。當鹼塵全部返回系統時，取值為l。當重灰鹽份偏離需控制值較大時，固相、液相作業量比例按公式2調整g固/g液二Ct控—t重入一t液n(1—入))/Cr輕n(i-入)+t重入-t控)公式2公式2中G^為固相作業量，G^為液相作業量，Te產品鹽分控制要求，一般取範圍的中間值，il為重質純鹼鹼塵移出因數，一般取值在0.9-1，視移至系統外的鹼塵量而定。當鹼塵全部返回系統時，取值為l。Ts為上一段時間(一般為一小時或半小時以前)已產出產品鹽分，入為上一段時間(一般為一小時或半小時以前)已產出產品對未產出的產品鹽份的影響因數。唐山三友化工股份公司利用本發明在新40萬噸重灰系統投入使用，運行質量可控、達到了設計能力，重質純鹼產品基本上能夠滿足任何用戶的需求，且消耗低、產量高。使用該項技術後，在新工藝流程的基礎上通過控制重質純鹼生產工藝條件，實現了重質純鹼在鹽份及粒度分布上的有效控制。該技術使用前後唐山三友股份公司重質純鹼在鹽份及粒度分布上指標完成情況如下tableseeoriginaldocumentpage11通過上述數據不難看出，採用液相水合法與固相水合法共存生產低鹽重質純鹼技術可以有效地改變重質純鹼鹽份及粒度分布狀況，能夠根據用戶需求隨時控制重質純鹼鹽份及粒度分布。以上公開的僅為本發明的具體實施例，但本發明並非局限於此，任何本領域的技術人員能思之的變化，都應落在本發明的保護範圍之內。權利要求1、一種固、液相水合法共存生產低鹽重質純鹼的方法，該方法使用的設備包括盛裝輕質純鹼的固相輕灰料倉，與固相料倉連接的水合機，與水合機連接的重灰煅燒爐，與重灰煅燒爐連接的流化床，其特徵在於還包括液相輕灰料倉，該液相料倉與結晶器連接，結晶器與離心機連接，該離心機的固體物料輸出端與重灰煅燒爐連接，其液體物料輸出端與盛裝母液的母液槽連接，母液槽與鹼液槽連接；所述的生產低鹽重質純鹼的方法是利用水合機、結晶器和離心機進行固相水合和液相水合製得一水鹼，再經重灰煅燒爐煅燒、流化床冷卻製得低鹽重質純鹼成品，其方法是A水合a、固相水合系統中輕質純鹼與少量化合水在水合機內經水合反應形成含少量游離水的一水鹼，一水鹼進入重灰煅燒爐；b、液相水合系統中輕質純鹼與母液同時加入到結晶器中進行水合反應，生成的一水鹼晶漿送入離心機進行固液分離形成含少量游離水的一水鹼，離心機濾液作為液相水合系統的母液循環使用，液相水合系統的母液定量送至鹼液槽配成高鹽鹼液送往其他工序，以降低一水鹼鹽份，一水鹼進入重灰煅燒爐；c、一水鹼進入重灰煅燒爐進行煅燒，生成的高溫重質純鹼經流化床冷卻後，作為低鹽重質純鹼成品去成品車間包裝，旋風分離器收集的重質純鹼鹼塵進入輕質純鹼餘料系統，進一步降低重質純鹼鹽份產品，同時提高產品粒度；B、生產控制a、液相水合系統的控制①水合反應溫度水合反應溫度控制在90-100℃之間；②母液濃度母液濃度控制在140-150滴度；③母液與輕質純鹼的配比為1∶4-1∶6；④母液溫度母液溫度控制在85-90℃；⑤作業量根據一水鹼水份大小調整離心機作業量；⑥母液鹽份母液鹽份控制在3-6滴度；⑦離心機每4-8小時定期停車衝洗；b、固相水合系統的控制①水合反應溫度控制在85-95℃之間；②化合水濃度化合水濃度控制在30—60滴度的範圍內；③化合水溫度化合水溫度控制在30-40℃；④輕灰量與化合水量比值通過調整輕灰量與化合水量比值，使一水鹼水分控制在14—18％。全文摘要一種化工低鹽重質純鹼領域中的固、液相水合法共存生產低鹽重質純鹼的方法，包括盛裝輕質純鹼的料倉，與料倉連接的水合機，與水合機連接的重灰煅燒爐，與重灰煅燒爐連接的流化床，還包括液相輕灰料倉，該料倉與結晶器連接，結晶器與離心機連接，離心機的固體物料輸出端與重灰煅燒爐連接，液體物料輸出端與盛裝母液的母液槽連接，母液槽與鹼液槽連接。本發明利用水合機、結晶器和離心機進行固相水合和液相水合製得一水鹼，再經重灰煅燒爐煅燒、流化床冷卻製得低鹽重質純鹼成品。採用液相水合法與固相水合法共存生產低鹽重質純鹼，既可保證重質純鹼的質量，降低重質純鹼的鹽份及蒸汽消耗，又可提高產品堆積密度，同時更有利於及時調整重質純鹼鹽份。文檔編號C01D7/00GK101531383SQ20091013565公開日2009年9月16日申請日期2009年4月24日優先權日2009年4月24日發明者喬秀華,張建敏,王志德,王秉鈞,劍趙,韓立山申請人:唐山三友化工股份有限公司