一種無硫化氫氣櫃連續碳化生產碳酸鍶、碳酸鋇工藝的製作方法
2023-07-07 19:00:16 2
本發明屬於鈣、鍶或鋇的化合物領域，具體涉及一種無硫化氫氣櫃連續碳化生產碳酸鍶、碳酸鋇工藝。
背景技術：
碳酸鍶（strontiumcarbonate，nanometre），呈白色粉末或顆粒，無臭、無味，主要用於玻殼玻璃、磁性材料、金屬冶煉和鍶鹽製備等領域。
碳酸鋇（bariumcarbonate），是一種六角形微細晶體或白色粉末，主要用於電子、儀表、冶金工業。配製焰火，制信號彈，陶瓷塗料，制光學玻璃的輔料。還用作殺鼠藥、水澄清劑和填料。
碳酸鍶可以採用硫化鍶溶液與二氧化碳發生碳化反應製備；碳酸鋇則可以採用硫化鋇溶液與二氧化碳發生碳化反應製備。採用上述方式生產碳酸鍶和碳酸鋇的過程中，產生硫化氫氣體，目前化工企業都是在廠區內布置氣櫃，將產生的硫化氫氣體儲存在氣櫃中，並用於其他化工原料的生產之用。但是，硫化氫為易燃危化品，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸，所以硫化氫氣體儲存在氣櫃仍然非常危險。為了保證使用硫化氫作為原料的後續生產過程穩定，設置氣櫃又是必然的，原因在於現在採用的生產工藝都是十多年前的老工藝，而老工藝技術落後，無法實現連續生產，所以碳酸鍶、碳酸鋇都是採用間接性生產方式的方式，無法保證產生的硫化氫氣體的氣量穩定。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種無硫化氫氣櫃連續碳化生產碳酸鍶、碳酸鋇工藝，採用本發明的工藝就能取消氣櫃，同時能保證使用硫化氫作為原料的後續生產過程穩定。
為達到上述目的，本發明的基礎方案如下：
一種無硫化氫氣櫃連續碳化生產碳酸鍶、碳酸鋇工藝，採用連續碳化系統生產，所述連續碳化系統系統包括液體進料管、氣體進料管、排氣管、排料管和多個串聯布置的碳化塔，所述液體進料管與第一個碳化塔的上部連通，所述液體進料管與第一個碳化塔的上部連通；相鄰兩個碳化塔之間，前一個碳化塔的底部與後一個碳化塔的上部通過液體管道連通，前一個碳化塔的下部與後一個碳化塔的頂部通過氣體管道連通；所述氣體進料管一端與最後一個碳化塔的下部連通，所述排料管與最後一個碳化塔的底部連通；相鄰兩個碳化塔之間的液體管道上，以及進料管上均安裝有液體泵，所述液體進料管、氣體進料管、排氣管、排料管、液體管道和氣體管道上均安裝有閥門；包括以下工藝步驟：
第一步，依次打開液體進料管、氣體進料管上的閥門，將硫化鍶或者硫化鋇液體經過液體進料管首先從第一個碳化塔的上部噴淋而下，二氧化碳氣體從最後一個碳化塔的下部進入；
第二步，打開第一個碳化塔、第二個碳化塔之間液體管道和氣體管道上的閥門，調節流量使第一個碳化塔內維持一個穩定的液面；
第三步，打開第二個碳化塔、第三個碳化塔之間液體管道和氣體管道上的閥門，調節流量使第二個碳化塔內維持一個穩定的液面，依次類推；
第四步，調節控制氣體進料管上的閥門，使二氧化碳與硫化鍶或者硫化鋇溶液完全反應,所產生的硫化氫氣體由第一個碳化塔頂部的排氣管排出進入後續生產工序；
第五步，打開最後一個碳化塔上排料管上的閥門，排出硫化鍶或者硫化鋇鍶漿，並調節流量使最後一個碳化塔內維持一個穩定液面；
第六步，開車完成，按照以上的流程即可進行連續生產。
本方案具有如下優點：採用本方案時，硫化鍶或者硫化鋇通過液體進料管連續加入第一個碳化塔中，二氧化碳氣體通過氣體進料管連續通入最後一個碳化塔中，硫化鍶或者硫化鋇和二氧化碳氣體在碳化塔中進行碳化反應生成碳酸鍶、碳酸鋇，同時產生硫化氫氣體，本方案只需要控制第一步中硫化鍶或者硫化鋇以及二氧化碳進料穩定，同時保證第二步、第三步中各碳化塔中液面穩定，即可連續產生穩定流量的硫化氫氣體，反應生成碳酸鍶、碳酸鋇連續從最後一個碳化塔中排出。本方案中能連續產生氣量穩定的硫化氫氣體，所以無需額外設置氣櫃，就能保證使用硫化氫作為原料的後續生產過程穩定進行。
優化方案1，對基礎方案的進一步優化，所述排氣管上設有應急支管，應急支管上安裝有閥門，所述應急支管連通至外部的旋轉加熱窯。一旦使用硫化氫氣體作為原料的後續工序停止，停止液體進料管、氣體進料管的進料，同時打開應急支管上的閥門，硫化氫氣體就會被排入旋轉加熱窯中燃燒，避免硫化氫氣體排放造成危險。
優化方案2，對基礎方案的進一步優化，還設有控制器，與控制器分別電連接的液位傳感器和流量計，每個碳化塔中均安裝所述液位傳感器，所述液體進料管、氣體進料管、排氣管、排料管、液體管道和氣體管道上均設有流量計，所述液體泵均為電控泵，且電控泵與控制器電連接形成連鎖、串級控制。通過液位傳感器檢測每個碳化塔中的液位，通過流量計液體進料管、氣體進料管、排氣管、排料管、液體管道和氣體管道中的流量，液位傳感器檢測的信號傳遞給控制器，控制器則控制電控泵，調整進料量，從而保證每個碳化塔中的液位穩定。
優化方案3，對優化方案2的進一步優化，各碳化塔內的液位傳感器為磁翻板液位計。上述磁翻板液位計具有耐腐蝕防爆，檢測準確，檢測範圍大的優點，便於更準確地控制反應。
優化方案4，對基礎方案的進一步優化，第四步中，檢測反應液中鍶離子剩餘含量在0.3%以下時，判定為反應完全。鍶離子剩餘含量控制在上述含量範圍內時，既能滿足較高的生產效率，又能較充分地利用原料，避免反應不完全，造成原料浪費。
優化方案5，對基礎方案的進一步優化，第五步中，反應液中的鍶離子反應率達到95%以上時，即可進行排硫化鍶或者硫化鋇鍶漿。反應液中的鍶離子反應率在上述範圍內，能較充分地利用原料，避免反應不完全。
優化方案6，對基礎方案、優化方案1-5任一項的進一步優化，每個碳化塔上設有用於分布液體的液體分布器，第一步、第二步或者第三步中還包括液體經液體分布器後噴淋的步驟。液體通過液體分布器進入碳化塔中，能使二氧化碳在碳化塔內上升的過程中就與硫化鍶或者硫化鋇進行反應，同時能使硫化鍶或者硫化鋇溶液在碳化塔內分布更均勻。
附圖說明
圖1是本發明一種無硫化氫氣櫃連續碳化生產碳酸鍶、碳酸鋇工藝實施例的結構示意圖。
具體實施方式
下面通過具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明：
說明書附圖中的附圖標記包括：1號碳化塔1、2號碳化塔2、3號碳化塔3、液體進料管4、氣體進料管5、排氣管6、氣體管道7、液體管道8、液體泵9、閥門10、應急支管11。
實施例1
本實施例基本如附圖1所示：一種無硫化氫氣櫃連續碳化生產碳酸鍶、碳酸鋇系統，包括液體進料管4、氣體進料管5、排氣管6、排料管和多個串聯布置的碳化塔（本實施例中以3個碳化塔為例，分別為1號碳化塔1、2號碳化塔2和3號碳化塔3），液體進料管4與1號碳化塔1的上部連通；相鄰兩個碳化塔之間，前一個碳化塔的底部與後一個碳化塔的上部通過液體管道8連通，前一個碳化塔的下部與後一個碳化塔的頂部通過氣體管道7連通；氣體進料管5一端與3號碳化塔3的下部連通，排料管與3號碳化塔3的底部連通；相鄰兩個碳化塔之間的液體管道8上，以及進料管上均安裝有液體泵9，液體進料管4、氣體進料管5、排氣管6、排料管、液體管道8和氣體管道7上均安裝有閥門10。液體進料管4、氣體進料管5上的閥門10均為流量閥。通過流量閥可設定通過流量閥的液體或者氣體的流量，控制方式簡單方便。
本實施例中，排氣管6上設有應急支管11，應急支管11上安裝有閥門10，應急支管11連通至外部的旋轉加熱窯。一旦使用硫化氫氣體作為原料的後續工序停止，停止液體進料管4、氣體進料管5的進料，同時打開應急支管11上的閥門10，硫化氫氣體就會被排入旋轉加熱窯中燃燒，避免硫化氫氣體排放造成危險。
本實施例中，每個碳化塔上設有用於分布液體的液體分布器。液體通過液體分布器進入碳化塔中，能使二氧化碳在碳化塔內上升的過程中就與硫化鍶或者硫化鋇進行反應，同時能使硫化鍶或者硫化鋇溶液在碳化塔內分布更均勻。
包括以下工藝步驟：
第一步，依次打開液體進料管4、氣體進料管5上的閥門10，讓硫化鍶或者硫化鋇液體經過液體進料管4首先從1號碳化塔1的上部的液體分布器噴淋而下，二氧化碳氣體從3號碳化塔3的下部進入，進入的二氧化碳氣體的溫度可以為45-50℃，本實施例中，二氧化碳氣體的溫度為45℃。
第二步，打開1號碳化塔1、2號碳化塔2之間的液體管道8和氣體管道7上的閥門10，調節流量使1號碳化塔1內維持一個穩定的液面。
第三步，打開2號碳化塔2、3號碳化塔3之間的液體管道8和氣體管道7上的閥門10，調節流量使2號碳化塔2內維持一個穩定的液面。
第四步，調節控制氣體進料管5上的閥門10，使二氧化碳與硫化鍶或者硫化鋇溶液完全反應,檢測反應液中鍶離子剩餘含量在0.3%以下時，判定為反應完全，所產生的硫化氫氣體由1號碳化塔1頂部的排氣管6排出進入後續生產工序。
第五步，打開3號碳化塔3上排料管上的閥門10，即可進行排硫化鍶或者硫化鋇漿料，之後調節流量使3號碳化塔3內維持一個穩定液面。
第六步，開車完成，按照以上的流程即可進行連續生產；碳化塔的塔內反應溫度可以控制在80-90℃之間。
實施例2
本實施例與實施例1的區別之處在於：本實施例中還設有控制器，與控制器分別電連接的磁翻板液位計和流量計，每個碳化塔中均安裝磁翻板液位計，液體進料管4、氣體進料管5、排氣管6、排料管、液體管道8和氣體管道7上均設有流量計，液體泵9均為電控泵，且電控泵與控制器電連接。
第二步、第三步或者第五步中，通過磁翻板液位計檢測每個碳化塔中的液位，通過流量計液體進料管4、氣體進料管5、排氣管6、排料管、液體管道8和氣體管道7中的流量，磁翻板液位計檢測的信號傳遞給控制器，控制器則控制電控泵，調整進料量，從而保證每個碳化塔中的液位穩定。
以上所述的僅是本發明的實施例，方案中公知的特性等常識在此未作過多描述。應當指出，對於本領域的技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些也應該視為本發明的保護範圍，這些都不會影響本發明實施的效果和專利的實用性。本申請要求的保護範圍應當以其權利要求的內容為準，說明書中的具體實施方式等記載可以用於解釋權利要求的內容。