聯合生產純鹼和硫酸銨的系統的製作方法

2023-05-20 12:33:21

專利名稱：聯合生產純鹼和硫酸銨的系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種聯合生產純鹼和硫酸銨的系統，特別是利用以蜜胺尾氣和芒硝聯合生產純鹼和硫酸銨的系統。
背景技術：
蜜胺((NH2) 3C3N3)也稱三聚氰胺，是一種用途廣泛的有機化工原料。其可用於製造三聚氰胺-甲醛樹脂(蜜胺塑料)，製造日用器皿、裝飾貼面板、織物整理劑等，還可與乙醚配合作紙張處理劑，此外還可用作塗料交聯劑以及阻燃化學處理劑等。最原始的蜜胺生產方法是雙氰胺法，到二十世紀八十年代以後，工業化生產蜜胺開始以尿素為原料，在一定溫度和一定壓力作用下進行如下反應6 (NH2) 2C0 — C3H6N6+6NH3+3C02上述合成工藝根據反應條件的不同，分為高壓液相淬冷法(7-lOMPa， 370-450 °C )、低壓液相淬冷法(0. 5-lMPa, 380-440 0C )和低壓氣相淬冷法(< 0. 3MPa， 390°C)三種。上述工藝的實現，是在反應器中將顆粒或者無水液態尿素於一定溫度、壓力或者催化劑作用下轉化為蜜胺，上述反應在生成蜜胺的同時還會放出大量的氨和二氧化碳混合氣，即蜜胺尾氣。純鹼化學名為碳酸鈉(Na2CO3)，又名蘇打、鹼灰(Soda Ash)，是一種重要的、大噸位的基本無機化工原料。純鹼的用途很廣泛，可用於製造玻璃，如平板玻璃、瓶玻璃、光學玻璃和高級器皿等；還可利用脂肪酸與純鹼反應制肥皂；此外，在硬水軟化、石油和油類物質的精製、冶金工業脫除硫磷雜質、選礦、以及銅、鉛、鎳、錫、鈾、鋁等金屬的製備、化學工業製取鈉鹽和金屬碳酸鹽、漂白劑、填料、洗滌劑、催化劑及染料中均得到廣泛利用。所以，純鹼具有大量的市場需求。目前，純鹼的生產方法有索爾維法，侯氏制鹼法和天然鹼加工法等，所用原料因加工方法不同而異；常用的主要原料為原鹽(包括海鹽、池鹽、礦鹽及地下滷水)、 天然鹼、石灰石、氨等。在大規模工業化生產中，純鹼的製備一般是以二氧化碳(CO2)和食鹽(NaCl)為原料進行的。硫酸銨((NH4)2SO4)又稱硫銨，俗稱肥田粉，是一種速效氮素化學肥料(複合肥必用品)，其適用於小麥、玉米、水稻、棉花、甘薯、麻類、果樹、蔬菜等農作物；硫酸銨同樣是一種用途廣泛的化工原料，主要用於製造氯化銨，氨明礬、焊藥、礦山沉澱劑、防火劑、耐火材料、電鍍、食品醬色催化劑、酵母培養劑、染色助劑、蓄電池等。同樣地，硫酸銨的市場需求量也很大。在工業化生產中硫酸銨一般從煉焦工業、石油煉製工業和合成纖維的副產品中回收。利用芒硝(硫酸鈉，Na2SO4)制鹼已有200多年歷史。芒硝制鹼的主要工藝是路布蘭法。此法需要用煤還原煅燒，存在以下問題(1)能耗大，每噸鹼耗煤在2噸以上；(2)產品質量不佳，原料利用不充分，其主要反應過程在熔融的固相中進行，需要高溫，設備生產能力小，反應不完全，鈉利用率約在60% 80%之間；[0010](3)設備腐蝕嚴重，工人勞動條件惡劣。由於主要設備如反射爐或迴轉爐始終在高溫下作業，受鹼的腐蝕嚴重的耐火磚等要經常更換，每噸鹼要消耗的耐火材料50kg左右；(4)汙染大。在生產過程中的浸取、過濾等工序每噸鹼就產生1噸左右的沉渣，幾乎每道工序中都有汙染環境的粉塵或氣體排出，碳酸化時還有大量的硫化氫氣體排放；以上原因影響了以路布蘭制鹼法主的芒硝制鹼工業的發展。近幾十年來有人研究了以苯酚為置換載體芒硝制鹼工藝。但該工藝由於使用有機物苯酚為載體循環使用，用量大，每噸純鹼需要1. 8噸苯酚；回收時需要用大量有機溶劑經行多級萃取精餾，操作時控制要求高，工業化困難。

實用新型內容本實用新型所要解決的第一個技術問題是克服如上所述的各種芒硝制鹼工藝原料利用率低、消耗高、汙染大、單線產能小等弊病，進而提供一種利用芒硝和蜜胺尾氣為原料的大型化生產純鹼和/或硫酸銨的先進系統。本實用新型所要解決的第二個技術問題是現有技術中對蜜胺尾氣的處理無法將蜜胺製備工藝中大量的餘熱蒸汽充分利用的問題，進而提供一種可以將上述餘熱蒸汽得以充分利用的蜜胺生產純鹼和/或硫酸銨系統。本實用新型所要解決的第三個技術問題是將濾出重鹼後的母液中的硫酸鈉和硫酸銨分離開來，得到純淨優質的硫酸銨，以提高芒硝中硫酸根的利用率和經濟價值。為解決上述技術問題，根據本實用新型的一個方面，提供了一種聯合生產純鹼和硫酸銨的系統，包括(A)硫酸鈉水溶液供應裝置；(B)蜜胺尾氣供應裝置；(C) 二氧化碳氣體供應裝置；(D)蜜胺尾氣吸收裝置，與㈧硫酸鈉水溶液供應裝置和⑶蜜胺尾氣供應裝置相連，具有(Dl)碳酸銨-硫酸鈉水溶液出口 ；(E)重碳酸化析鹼裝置，與(C) 二氧化碳氣體供應裝置和(D)蜜胺尾氣吸收裝置的 (Dl)碳酸銨-硫酸鈉水溶液出口相連，具有(El)碳酸氫鈉晶體懸浮漿液出口 ；(F)第一固液分離裝置，與(El)碳酸氫鈉晶體懸浮漿液出口相連，並具有(Fl)碳酸氫鈉晶體固體出口，和(F2)母液I出口；(G)碳酸氫鈉煅燒裝置，與(Fl)碳酸氫鈉晶體固體出口相連；(H)蒸氨塔，與(F2)母液I出口相連，具有(Hl)加熱裝置，位於(H)蒸氨塔的塔釜，(H2)塔頂混合氣出口，和(H3)脫氨液出口，位於(H)蒸氨塔的塔釜；(I)硫酸鈉分離單元，與(H3)脫氨液出口相連，具有(Il)硫酸鈉固體出口，和(12)母液 II 出口；(J)母液II冷卻結晶單元，與(12)母液II出口相連，具有(Jl) Na2SO4 · (NH4) 2S04 · 4H20 晶體出口，和[0034](J2)母液 III 出口；(K)硫酸銨分離單元，與母液III出口相連，具有(Kl)硫酸銨固體出口，和(K2)母液 IV 出口。優選地，進一步包括(Al)硫酸鈉水溶液精製裝置，位於(A)硫酸鈉水溶液供應裝置與(D)蜜胺尾氣吸收裝置之間。優選地，(G)碳酸氫鈉煅燒裝置包括(Gl) 二氧化碳出口，連接至(E)重碳酸化析
鹼裝置。優選地，(H2)塔頂混合氣出口連接至(D)蜜胺尾氣吸收裝置。優選地，(I)硫酸鈉分離單元包括(13)脫氨液蒸發脫水裝置，與OK)脫氨液出口相連，並具有(131)硫酸鈉固體懸浮液出口，(14)第二固液分離裝置，與(131)硫酸鈉固體懸浮液出口相連。優選地，(J)母液II冷卻結晶單元包括(J3)母液II冷卻結晶裝置，與(12)母液II出口相連，並具有 Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20 晶體懸浮液出口，和(J4)第三固液分離裝置，與Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20晶體懸浮液出口相連，並具有 (Jl)Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20 晶體出口，和(J2)母液 III 出口。優選地，(K)硫酸銨分離單元包括(K3)母液III蒸發脫水裝置，與(E)母液III出口相連，並具有硫酸銨晶體懸浮液出口，和(K4)第四固液分離裝置，與硫酸銨晶體懸浮液出口相連，並具有(Kl)硫酸銨固體出口和(K2)母液IV出口。優選地，該系統進一步包括=Na2SO4 · (NH4) 2S04 · 4H20溶解裝置，位於(H)蒸氨塔與 ⑴硫酸鈉分離單元之間，並與(Jl)Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20晶體出口相連。優選地，(1 脫氨液蒸發脫水裝置和(O)母液III蒸發脫水裝置是低壓蒸汽加熱多效蒸發脫水裝置。優選地，(K2)母液IV出口連接至(J3)母液II冷卻結晶裝置。本實用新型的系統原料利用率高、消耗低、汙染小、單線產能高。具體而言，本實用新型具有如下優點(1)本實用新型生產純鹼和/或硫酸銨的系統，實現了對蜜胺尾氣和芒硝的雙重高效利用。(2)本實用新型的系統在生產的過程中，無需另外再加入氨和大量的二氧化碳，只需要以尾氣中的氨量為物料平衡基準來補充適量的二氧化碳即可，該系統不需要額外加入氨，經濟效益更好。(3)本實用新型的系統充分利用了相應蜜胺裝置的各種系統餘熱蒸汽，節能降耗效果明顯，經濟效益顯著。(4)我國是全球的芒硝資源大國，本實用新型以芒硝為原料生產純鹼和/或硫酸銨，拓展了芒硝的大規模利用途徑，提高了芒硝的經濟價值。[0058](5)本實用新型的系統不需要加入有機載體，主要過程均在水溶液中進行，硫酸銨分離工序中產生的冷凝液可用於開採芒硝礦，降低了採礦成本，減少了廢水排放。

圖1為使用本實用新型的系統的一種優選實施方式的工藝流程圖。圖2為本實用新型的一種優選實施方式的系統示意圖。
具體實施方式
本實用新型涉及一種聯合生產純鹼和硫酸銨的系統，包括(A)硫酸鈉水溶液供應裝置；(B)蜜胺尾氣供應裝置；(C) 二氧化碳氣體供應裝置；(D)蜜胺尾氣吸收裝置，與(A)硫酸鈉水溶液供應裝置和(B)蜜胺尾氣供應裝置相連，具有(Dl)碳酸銨-硫酸鈉水溶液出口 ；(E)重碳酸化析鹼裝置，與(C) 二氧化碳氣體供應裝置和⑶蜜胺尾氣吸收裝置相連，具有(El)碳酸氫鈉晶體懸浮漿液出口 ；(F)第一固液分離裝置，與(El)碳酸氫鈉晶體懸浮漿液出口相連，並具有(Fl)碳酸氫鈉晶體固體出口，和(F2)母液I出口，(G)碳酸氫鈉煅燒裝置，與(Fl)碳酸氫鈉晶體固體出口相連；(H)蒸氨塔，與(F2)母液I出口相連，具有(Hl)加熱裝置，位於(H)蒸氨塔的塔釜，(H2)塔頂混合氣出口，和(H3)脫氨液出口，位於(H)蒸氨塔的塔釜；(I)硫酸鈉分離單元，與(H3)脫氨液出口相連，具有(Il)硫酸鈉固體出口，和(12)母液 II 出口；(J)母液II冷卻結晶單元，與(12)母液II出口相連，具有(Jl) Na2SO4 · (NH4) 2S04 · 4H20 晶體出口，和(J2)母液 III 出口；(K)硫酸銨分離單元，與母液III出口相連，具有(Kl)硫酸銨固體出口，和(K2)母液 IV 出口。優選地，(K2)母液IV出口連接至(J3)母液II冷卻結晶裝置。下面參照附圖對各個裝置和單元進行詳細說明。(A)硫酸鈉水溶液供應裝置根據本實用新型，(A)硫酸鈉水溶液供應裝置110也可以稱為硝水供應裝置。此處優選以粗芒硝水溶液作為原料，是由於將分離芒硝和硫酸銨時產生的大量熱水注入芒硝礦就可以得到粗芒硝水溶液，以其為原料，成本較低。優選提供精製硫酸鈉水溶液。精製主要是除去粗芒硝中的鈣、鎂以及固體懸浮物。優選製備無鈣鎂離子的精製硫酸鈉水溶液，鈣鎂離子總濃度優選低於lOppm，更優選低於 8ppm，最優選低於5ppm。可利用兩鹼法對粗硫酸鈉水溶液或者芒硝進行精製。例如，向粗芒硝或粗芒硝水溶液中加入Na2COdnNaOH,除去鈣鎂離子，得到鈣鎂離子總濃度低於IOppm 的精製硫酸鈉水溶液。優選地，該系統進一步包括(Al)硫酸鈉水溶液精製裝置112，位於(A)硫酸鈉水溶液供應裝置110與(D)蜜胺尾氣吸收裝置之間。(B)蜜胺尾氣供應裝置蜜胺尾氣供應裝置120可以是密胺生產裝置，也可以是蜜胺尾氣儲罐，用於存儲來自密胺生產裝置的蜜胺尾氣。(C) 二氧化碳氣體供應裝置優選地，(C) 二氧化碳氣體供應裝置130可以是二氧化碳儲罐，也可以是通過化學
反應產生二氧化碳的裝置。優選地，在(C) 二氧化碳氣體供應裝置130與(E)重碳酸化析鹼裝置200之間，設置有二氧化碳淨化壓縮裝置220。(D)蜜胺尾氣吸收裝置根據本實用新型，(D)蜜胺尾氣吸收裝置100用於形成碳酸銨-硫酸鈉水溶液。(D) 蜜胺尾氣吸收裝置100與(A)硫酸鈉水溶液供應裝置110和(B)蜜胺尾氣供應裝置100相連，具有(Dl)碳酸銨-硫酸鈉水溶液出口。在蜜胺尾氣吸收裝置100中，將來自(B)蜜胺尾氣供應裝置的蜜胺尾氣(含氨和二氧化碳的混合氣)通入來自(A)硫酸鈉水溶液供應裝置110的硫酸鈉水溶液中，形成碳酸銨-硫酸鈉水溶液。化學反應如下ΝΗ3+Η20 — NH4OH2NH40H+C02 — (NH4) 2C03該反應為放熱反應，為了控制反應溫度，需要使用冷卻手段去維持反應溫度。控制溫度優選為30 50°C，更優選30 45°C，最優選30 40°C。在30 50°C溫度範圍內，可以使前述的化學吸收過程得以持續進行。該處的冷卻手段可以是現有技術中可以實現溫度降低並保持基本恆定的任何手段，本實用新型優選為冷卻水降溫。在這種情況下，優選地， (D)蜜胺尾氣吸收裝置100中裝配有冷卻裝置，例如，冷卻水裝置。蜜胺尾氣中的二氧化碳在此也被吸收，通常完全吸收。(E)重碳酸化析鹼裝置根據本實用新型，(E)重碳酸化析鹼裝置200與(C) 二氧化碳氣體供應裝置130和 (D)蜜胺尾氣吸收裝置100相連，並具有(El)碳酸氫鈉晶體懸浮漿液出口。根據本實用新型，(E)重碳酸化析鹼裝置200用於使得碳酸銨-硫酸鈉水溶液和二氧化碳反應生成碳酸氫鈉結晶沉澱，得到碳酸氫鈉晶體的懸浮漿液。在(E)重碳酸化析鹼裝置200中，來自(D)蜜胺尾氣吸收裝置100的碳酸銨-硫酸鈉水溶液中通入來自(C) 二氧化碳氣體供應裝置的二氧化碳氣體，使得碳酸銨-硫酸鈉水溶液和二氧化碳反應生成碳酸氫鈉結晶沉澱，得到碳酸氫鈉晶體的懸浮漿液。該過程中反應如下[0106](NH4) 2C03+C02+H20 — 2NH4HC032NH4HC03+Na2S04 — (NH4) 2S04+2NaHC03 I需要將製得的碳酸銨-硫酸鈉水溶液中通入一定量的二氧化碳氣體，使得碳酸銨-硫酸鈉水溶液和二氧化碳反應生成碳酸氫鈉(重鹼)。碳酸銨-硫酸鈉水溶液和二氧化碳經過重碳酸化和複分解反應從而生成碳酸氫鈉，其中，二氧化碳的量是以碳酸銨鹽水的量作為平衡基準進行補充添加或者釋放的。其中進行補充添加的二氧化碳可以來自合成氨廠的脫碳氣或者變換氣等多種以二氧化碳作為尾氣或者廢氣的來源。控制反應溫度優選為60 80°C，更優選60 75°C，最優選62 75°C。在上述反應中，控制反應溫度為上述範圍，從而實現了生產效率和純鹼質量的最優化。優選進一步降低溫度並恆定，這可以進一步保證生產效率和純鹼質量的最優化。 優選進一步降低溫度至15 42°C，更優選至15 38°C，最優選至15 30°C。在該步驟中，保持上述恆定溫度所使用的冷卻手段可以是現有技術中可以實現溫度降低並保持恆定的任何手段，本實用新型優選為循環冷卻水降溫。經進一步降低溫度後，得到的懸浮漿液中碳酸氫鈉晶體含量優選為12wt% 22wt %，更優選 15wt % 22wt %，最優選 18wt % 22wt %。(F)第一固液分離裝置根據本實用新型，(F)第一固液分離裝置210與(El)碳酸氫鈉晶體懸浮漿液出口相連，並具有(Fl)碳酸氫鈉晶體固體出口和(F2)母液I出口。根據本實用新型，(F)第一固液分離裝置210用於碳酸氫鈉晶體懸浮漿液的固液分離。因此，(F)第一固液分離裝置210也可以稱為碳酸氫鈉晶體懸浮漿液固液分離裝置。根據本實用新型，(F)第一固液分離裝置210可以是常規的固液分離裝置，例如， 離心分離裝置、過濾裝置等。優選採用過濾裝置，例如減壓過濾裝置(真空過濾裝置)、離心過濾裝置。(G)碳酸氫鈉煅燒裝置優選地，(G)碳酸氫鈉煅燒裝置300包括(Gl) 二氧化碳出口。(Gl) 二氧化碳出口連接至(E)重碳酸化析鹼裝置200。(G)碳酸氫鈉煅燒裝置300還具有(G2)純鹼出口。在(G)碳酸氫鈉煅燒裝置300中，對碳酸氫鈉固體進行煅燒，即可製得純鹼。根據本實用新型，(G)碳酸氫鈉煅燒裝置300與(Fl)碳酸氫鈉晶體固體出口相連。煅燒反應如下 2NaHC03 — C02+H20+Na2C03煅燒溫度優選160 250°C，更優選170 250°C，最優選180 220°C。在該步驟中，選擇碳酸氫鈉的煅燒溫度是為了更好地保證碳酸氫鈉分解速度及其完全分解。在該煅燒過程中，分解碳酸氫鈉生成二氧化碳和水蒸汽，並伴隨有熱量的釋放，上述分解後的熱二氧化碳氣體和熱水蒸汽經熱量回收、洗滌淨化和壓縮升壓後，可以返回上述重碳酸化步驟中，作為二氧化碳氣體源參與碳酸銨鹽水之間的重碳酸化和複分解反應，這樣就實現了反應尾氣的充分利用。(H)蒸氨塔根據本實用新型，(H)蒸氨塔400與(F2)母液I出口相連。(H)蒸氨塔400具有(Hl)加熱裝置，位於(H)蒸氨塔400的塔釜，[0126](H2)塔頂混合氣出口，和(H3)脫氨液出口，位於(H)蒸氨塔400的塔釜；將(F)第一固液分離裝置210得到的母液I加入(H)蒸氨塔400，加熱，使得母液 I中的碳酸氫銨、碳酸銨以及水合氨(NH4OH)分解並逸出，在塔頂形成含氨氣、二氧化碳以及飽和水蒸汽的塔頂混合氣，在塔釜內生成含有硫酸銨和硫酸鈉的脫氨液。根據本實用新型，(H)蒸氨塔400用於對母液I加熱，使得母液I中的碳酸氫銨、 碳酸銨以及水合氨(NH4OH)分解並逸出。蒸氨塔400可以採用任何常規的方法加熱，優選利用蜜胺裝置產生的餘熱蒸汽加熱，這樣可以進一步提高熱量的利用效率，節省成本。加熱是為了使得濾液中的碳酸氫銨、 碳酸銨以及水合氨(NH4OH)分解並逸出，在塔頂形成含氨氣、二氧化碳以及飽和水蒸汽的塔頂混合氣，在塔釜內生成含有硫酸銨和硫酸鈉的脫氨液。蒸氨塔400的塔釜(塔底)溫度優選為100 120°C，更優選100 115°C，最優選100 110°C。蒸氨塔400的塔頂絕對壓力優選為90 105kPa，更優選90 IOOkPa,最優選95 lOOkPa。上述條件可以使得母液I中的碳酸氫銨、碳酸銨以及水合氨(NH4OH)儘可能地進行分解並逸入氣相，在塔頂形成氨氣、二氧化碳以及飽和水蒸汽的塔頂混合氣，在塔釜內生成硫酸銨和硫酸鈉混合水溶液。優選將分解得到的氨氣、二氧化碳以及飽和水蒸汽的塔頂混合氣返回(D)蜜胺尾氣吸收裝置100中用硫酸鈉水溶液吸收利用，這進一步提高了蜜胺尾氣利用率，同時也免除了直接排放造成的汙染。(I)硫酸鈉分離單元根據本實用新型，(I)硫酸鈉分離單元500與OK)脫氨液出口相連，具有(Il)硫酸鈉固體出口和(12)母液II出口。優選地，(H2)塔頂混合氣出口連接至⑶蜜胺尾氣吸收裝置100。優選地，(I)硫酸鈉分離單元500包括(13)脫氨液蒸發脫水裝置510，與(H3)脫氨液出口相連，並具有(131)硫酸鈉固體懸浮液出口，(14)第二固液分離裝置520，與(131)硫酸鈉固體懸浮液出口相連。優選地，(13)脫氨液蒸發脫水裝置510是低壓蒸汽加熱多效蒸發脫水裝置。根據本實用新型，(14)第二固液分離裝置520用於硫酸鈉固體懸浮液的固液分離。因此，(14)第二固液分離裝置520也可以稱為硫酸鈉固體懸浮液固液分離裝置。根據本實用新型，(14)第二固液分離裝置520可以是常規的固液分離裝置，例如， 離心分離裝置、過濾裝置等。優選採用過濾裝置，例如減壓過濾裝置(真空過濾裝置)、離心過濾裝置。(14)第二固液分離裝置520具有(Il)硫酸鈉固體出口和(1 母液II出口。在(I)硫酸鈉分離單元500，將脫氨液蒸發脫水(I段蒸發)，濃縮析出硫酸鈉結晶，固液分離得到硫酸鈉固體和母液II。優選地，在(1 脫氨液蒸發脫水裝置510與硫酸鈉水溶液供應裝置110之間，設置水蒸氣冷凝裝置Mo。換句話說，(13)脫氨液蒸發脫水裝置510的水蒸氣出口連接至水蒸氣冷凝裝置M0，而水蒸氣冷凝裝置MO的冷凝水出口連接至硫酸鈉水溶液供應裝置110。 進一步優選，母液III蒸發脫水裝置710的水蒸氣出口連接至硫酸鈉水溶液供應裝置110。 這樣就可以用水蒸氣冷凝裝置540中的冷凝水作為硫酸鈉水溶液精製裝置110的水源，從而實現水的循環使用，節約資源。優選將脫氨液和Na2SO4 · (NH4)2SO4 ·4Η20(為了便於描述，簡稱D鹽)晶體混合，然後蒸發脫水，濃縮析出硫酸鈉結晶。優選蒸發脫水採用低壓蒸汽加熱多效蒸發脫水技術，使得混合溶液濃縮析出硫酸鈉結晶。低壓蒸汽加熱多效蒸發脫水優選在65 125°C及相應溫度的飽和壓力下進行，更優選在在65 120°C及相應溫度的飽和壓力下進行，最優選在在75 115°C及相應溫度的飽和壓力下進行。採用低壓蒸汽加熱多效蒸發技術對硫酸銨和硫酸鈉混合水溶液進行部分脫水，上述溫度以及壓力的設置保證了上述混合溶液可以首先濃縮析出硫酸鈉結晶。對於上述蒸發溫度，75 115°C是特別優選的，選擇該蒸發溫度，保證了在實現脫水的同時，可以儘可能地將更多的硫酸鈉晶體充分結晶析出。其中，多效蒸發的級數的確定需要根據可利用的加熱蒸汽壓力來進行選擇。對上述析出硫酸鈉結晶懸浮液進行固液分離，得到硫酸鈉晶體和母液II，分離得到的母液II中包含硫酸銨和硫酸鈉。分離得到的硫酸鈉晶體可以返回步驟b)中用於製備碳酸銨-硫酸鈉水溶液，也可以通過洗滌、乾燥後作為各種用途的商業芒硝。固液分離可以是任何常規的手段，例如，離心、過濾等。優選採用過濾，例如減壓過
濾ο(J)母液II冷卻結晶單元根據本實用新型，(J)母液II冷卻結晶單元600與(12)母液II出口相連，具有 (Jl)Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20 晶體出口，和(J2)母液 III 出口。優選地，(J)母液II冷卻結晶單元600包括(J3)母液II冷卻結晶裝置610，與(12)母液II出口相連，並具有 Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20 晶體懸浮液出口，和(J4)第三固液分離裝置620，與Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20晶體懸浮液出口相連，並具有(Jl)Na2SO4· (NH4)2SO4 · 4H20 晶體出口，和(J2)母液 III 出口。根據本實用新型，(J4)第三固液分離裝置620用於Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20晶體懸浮液的固液分離。因此，(J4)第三固液分離裝置620也可以稱為Na2SO4 · (NH4)2SO4 ·4Η20 晶體懸浮液固液分離裝置。根據本實用新型，(J4)第三固液分離裝置620可以是常規的固液分離裝置，例如， 離心分離裝置、過濾裝置等。優選採用過濾裝置，例如減壓過濾裝置(真空過濾裝置)、離心過濾裝置。在(J)母液II冷卻結晶單元600中，將母液II冷卻，產生Na2SO4 · (NH4)2SO4 ·4Η20 結晶，固液分離得到Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4Η20固體和母液III。優選將母液11和母液IV混合併冷卻，得到Na2SO4 · (NH4) 2S04 · 4H20結晶，固液分離得到 Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20 固體和母液 III。優選地，(K2)母液IV出口連接至(J3)母液II冷卻結晶裝置610。在這種情況下，在(J3)母液II冷卻結晶裝置610中，母液II和母液IV混合併冷卻，得到 Na2SO4 - (NH4)2SO4MH2O結晶。然後，在(J4)第三固液分離裝置620中固液分離得到 Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20 固體和母液 III。[0159]冷卻溫度為15 42°C，優選為15 40°C，更優選15 38°C，最優選20 35°C。 為了更好地實現D鹽的結晶，特別優選設置冷卻溫度為20 35°C，該優選溫度可以更經濟地實現對D鹽的充分結晶析出。優選將D鹽返回(I)硫酸鈉分離單元中與蒸氨液混合來循環處理。固液分離可以是任何常規的手段，例如，離心、過濾等。優選採用過濾，例如減壓過濾、離心過濾。(K)硫酸銨分離單元根據本實用新型，(K)硫酸銨分離單元700與母液III出口相連，具有(Kl)硫酸銨固體出口，和(K2)母液IV出口。優選地，(K)硫酸銨分離單元700包括(K3)母液III蒸發脫水裝置710，與(J2)母液III出口相連，並具有硫酸銨晶體懸浮液出口，和(K4)第四固液分離裝置720，與硫酸銨晶體懸浮液出口相連，並具有(Kl)硫酸銨固體出口和(K2)母液IV出口。優選地，(K4)第四固液分離裝置720可以是常規的固液分離裝置，例如，離心分離裝置、過濾裝置等。優選採用過濾裝置，例如減壓過濾裝置(真空過濾裝置)、離心過濾裝置。優選地，(K3)母液III蒸發脫水裝置710是低壓蒸汽加熱多效蒸發脫水裝置。優選地，(K2)母液IV出口連接至(J3)母液II冷卻結晶裝置610。優選地，在(J3) 母液II冷卻結晶裝置610中，母液II和母液IV混合併冷卻，得到Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20 結晶。然後，在(J4)第三固液分離裝置620中固液分離得到Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20固體和母液III。母液III蒸發脫水(II段蒸發)，使得母液III濃縮析出硫酸銨結晶，固液分離，得到硫酸銨產品和母液IV。蒸發脫水優選採用低壓蒸汽加熱多效蒸發脫水技術，使得母液III濃縮析出硫酸銨結晶。低壓蒸汽加熱多效蒸發脫水優選在65 125°C及相應溫度的飽和壓力下進行，更優選在在65 120°C及相應溫度的飽和壓力下進行，最優選在在75 115°C及相應溫度的飽和壓力下進行。採用低壓蒸汽加熱多效蒸發技術對母液III進行蒸發濃縮，上述溫度以及壓力的設置保證了上述混合溶液可以首先析出硫酸銨結晶。對於上述蒸發溫度，特別優選為75 115°C，選擇該蒸發溫度，在實現脫水的同時，可以儘可能地將更多的酸銨晶體充分結晶析出。其中，對於多效蒸發的級數的確定需要根據可利用的加熱蒸汽壓力來進行選擇。對上述析出酸銨結晶的懸浮液進行固液分離，得到的產品硫酸銨和母液IV。優選地，該系統進一步包括=Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20溶解裝置，位於(H)蒸氨塔 400與(I)硫酸鈉分離單元500之間，並與(Jl)Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20晶體出口相連。利用本實用新型的系統的進行生產的方法包括以下步驟a)提供硫酸鈉水溶液；b)蜜胺尾氣吸收將蜜胺尾氣通入步驟a)中的硫酸鈉水溶液中，形成碳酸銨-硫酸鈉水溶液；[0177]c)重碳酸化向步驟b)中製備得到的碳酸銨-硫酸鈉水溶液中通入一定量的二氧化碳氣體，使得碳酸銨-硫酸鈉水溶液和二氧化碳反應生成碳酸氫鈉結晶沉澱，得到碳酸氫鈉晶體的懸浮漿液；d)碳酸氫鈉的分離、煅燒對步驟c)所得到的碳酸氫鈉晶體懸浮漿液進行固液分離，得到碳酸氫鈉固體和母液I，將得到的碳酸氫鈉固體進行煅燒，即可製得純鹼。用本實用新型的系統進行生產的方法可以進一步包括以下步驟e)蒸氨將步驟d)中固液分離得到的母液I加入蒸氨塔400，加熱，使得母液I中的碳酸氫銨、碳酸銨以及水合氨(NH4OH)分解並逸出，在塔頂形成含氨氣、二氧化碳以及飽和水蒸汽的塔頂混合氣，在塔釜內生成含有硫酸銨和硫酸鈉的脫氨液。利用本實用新型的系統進行生產的方法可以進一步包括以下步驟f)硫酸鈉的分離將步驟e)中得到的脫氨液蒸發脫水，濃縮析出硫酸鈉結晶，固液分離得到硫酸鈉和母液II ；g)冷卻結晶以及 Na2SO4 · (NH4) 2S04 · 4H20 分離將步驟f)中的得到的母液II冷卻，得到Na2SO4 · (NH4)2SO4 ·4Η20(為了表述方便， 下文中簡稱D鹽)結晶，固液分離得到D鹽固體和母液III ；h)硫酸銨的分離將步驟g)中得到的母液III蒸發脫水，使得母液III濃縮析出硫酸銨結晶，固液分離，得到硫酸銨和母液IV。下面對各個步驟進行詳細說明。a)提供硫酸鈉水溶液此處優選以粗芒硝水溶液作為原料，是由於將分離芒硝和硫酸銨時產生的大量熱水注入芒硝礦就可以得到粗芒硝水溶液，以其為原料，成本較低。優選提供精製硫酸鈉水溶液。精製主要是除去粗芒硝中的鈣、鎂以及固體懸浮物。 優選製備無鈣鎂離子的精製硫酸鈉水溶液，鈣鎂離子總濃度優選低於lOppm，更優選低於 8ppm，最優選低於5ppm。可利用兩鹼法對粗硫酸鈉水溶液或者芒硝進行精製。例如，向粗芒硝或粗芒硝水溶液中加入Na2COdnNaOH,除去鈣鎂離子，得到鈣鎂離子總濃度低於IOppm 的精製硫酸鈉水溶液。硫酸鈉水溶液中的Na2SO4含量優選為20wt % 32wt %，更優選20wt % 30wt %， 最優選22wt% 28wt%。b)蜜胺尾氣吸收將蜜胺尾氣(含氨和二氧化碳的混合氣)通入步驟a)中的硫酸鈉水溶液中，形成碳酸銨-硫酸鈉水溶液。化學反應如下ΝΗ3+Η20 — NH4OH2NH40H+C02 — (NH4) 2C03[0201]該反應為放熱反應，為了控制反應溫度，需要使用冷卻手段去維持反應溫度。控制溫度優選為30 50°C，更優選30 45°C，最優選30 40°C。在30 50°C溫度範圍內， 可以使前述的化學吸收過程得以持續進行。該處的冷卻手段可以是現有技術中可以實現溫度降低並保持基本恆定的任何手段，本實用新型優選為冷卻水降溫。形成的碳酸銨-硫酸鈉水溶液中氨含量優選為7wt% IOwt %，更優選7wt% 9wt%。在該氨含量範圍內，兼顧了氨和Na2SO4W單程轉化率。在本實用新型中為了保持上述氨含量，需要根據蜜胺尾氣的量來調整硫酸鈉水溶液的加入量。蜜胺尾氣中的二氧化碳在此也被吸收，通常完全吸收。c)重碳酸化(重碳酸化析鹼)向步驟b)中製備得到的碳酸銨-硫酸鈉水溶液中通入一定量的二氧化碳氣體，使得碳酸銨-硫酸鈉水溶液和二氧化碳反應生成碳酸氫鈉結晶沉澱，得到碳酸氫鈉晶體的懸浮漿液。該過程中反應如下(NH4) 2C03+C02+H20 — 2NH4HC032NH4HC03+Na2S04 — (NH4) 2S04+2NaHC03 I需要將製得的碳酸銨-硫酸鈉水溶液中通入一定量的二氧化碳氣體，使得碳酸銨-硫酸鈉水溶液和二氧化碳反應生成碳酸氫鈉(重鹼)。碳酸銨-硫酸鈉水溶液和二氧化碳經過重碳酸化和複分解反應從而生成碳酸氫鈉，其中，二氧化碳的量是以碳酸銨鹽水的量作為平衡基準進行補充添加或者釋放的。其中進行補充添加的二氧化碳可以來自合成氨廠的脫碳氣或者變換氣等多種以二氧化碳作為尾氣或者廢氣的來源。控制反應溫度優選為60 80°C，更優選60 75°C，最優選62 75°C。在上述反應中，控制反應溫度為上述範圍，從而實現了生產效率和純鹼質量的最優化。優選進一步降低溫度並恆定，這可以進一步保證生產效率和純鹼質量的最優化。 優選進一步降低溫度至15 42°C，更優選至15 38°C，最優選至15 30°C。在該步驟中，保持上述恆定溫度所使用的冷卻手段可以是現有技術中可以實現溫度降低並保持恆定的任何手段，本實用新型優選為循環冷卻水降溫。經進一步降低溫度後，得到的懸浮漿液中碳酸氫鈉晶體含量優選為12wt% 22wt %，更優選 15wt % 22wt %，最優選 18wt % 22wt %。d)碳酸氫鈉的分離、煅燒分離純鹼對步驟c)所得到的碳酸氫鈉晶體懸浮漿液進行固液分離，得到碳酸氫鈉固體和母液I，將得到的碳酸氫鈉固體進行煅燒，即可製得純鹼。固液分離可以是任何常規的手段，例如，離心、過濾等。優選採用過濾，例如減壓過濾(真空過濾)。煅燒反應如下2NaHC03 — C02+H20+Na2C03煅燒溫度優選160 250°C，更優選170 250°C，最優選180 220°C。在該步驟中，選擇碳酸氫鈉的煅燒溫度是為了更好地保證碳酸氫鈉分解速度及其完全分解。在該煅燒過程中，分解碳酸氫鈉生成二氧化碳和水蒸汽，並伴隨有熱量的釋放，上述分解後的熱二氧化碳氣體和熱水蒸汽經熱量回收、洗滌淨化和壓縮升壓後，可以返回上述c)重碳酸化步驟中，作為二氧化碳氣體源參與碳酸銨鹽水之間的重碳酸化和複分解反應，這樣就實現了反應尾氣的充分利用。e)蒸氨重鹼母液分解精餾脫氨將步驟d)中固液分離得到的母液I加入蒸氨塔400，加熱，使得母液I中的碳酸氫銨、碳酸銨以及水合氨(NH4OH)分解並逸出，在塔頂形成含氨氣、二氧化碳以及飽和水蒸汽的塔頂混合氣，在塔釜內生成含有硫酸銨和硫酸鈉的脫氨液。蒸氨塔400可以採用任何常規的方法加熱，優選利用蜜胺裝置產生的餘熱蒸汽加熱，這樣可以進一步提高熱量的利用效率，節省成本。加熱是為了使得濾液中的碳酸氫銨、 碳酸銨以及水合氨(NH4OH)分解並逸出，在塔頂形成含氨氣、二氧化碳以及飽和水蒸汽的塔頂混合氣，在塔釜內生成含有硫酸銨和硫酸鈉的脫氨液。蒸氨塔400的塔釜(塔底)溫度優選為100 120°C，更優選100 115°C，最優選100 110°C。蒸氨塔400的塔頂絕對壓力優選為90 105kPa，更優選90 IOOkPa,最優選95 lOOkPa。上述條件可以使得母液I中的碳酸氫銨、碳酸銨以及水合氨(NH4OH)儘可能地進行分解並逸入氣相，在塔頂形成氨氣、二氧化碳以及飽和水蒸汽的塔頂混合氣，在塔釜內生成硫酸銨和硫酸鈉混合水溶液。優選將分解得到的氨氣、二氧化碳以及飽和水蒸汽的塔頂混合氣返回步驟b)中用硫酸鈉水溶液吸收利用，這進一步提高了蜜胺尾氣利用率，同時也免除了直接排放造成的汙染。f)硫酸鈉的分離脫氨液蒸發濃縮分離硫酸鈉將步驟e)中得到的脫氨液蒸發脫水(I段蒸發)，濃縮析出硫酸鈉結晶，固液分離得到硫酸鈉固體和母液II。優選將步驟e)中得到的脫氨液和步驟g)中得到的D鹽混合，然後蒸發脫水，濃縮析出硫酸鈉結晶。優選蒸發脫水採用低壓蒸汽加熱多效蒸發脫水技術，使得混合溶液濃縮析出硫酸鈉結晶。低壓蒸汽加熱多效蒸發脫水優選在65 125°C及相應溫度的飽和壓力下進行，更優選在在65 120°C及相應溫度的飽和壓力下進行，最優選在在75 115°C及相應溫度的飽和壓力下進行。採用低壓蒸汽加熱多效蒸發技術對硫酸銨和硫酸鈉混合水溶液進行部分脫水，上述溫度以及壓力的設置保證了上述混合溶液可以首先濃縮析出硫酸鈉結晶。對於上述蒸發溫度，75 115°C是特別優選的，選擇該蒸發溫度，保證了在實現脫水的同時，可以儘可能地將更多的硫酸鈉晶體充分結晶析出。其中，多效蒸發的級數的確定需要根據可利用的加熱蒸汽壓力來進行選擇。對上述析出硫酸鈉結晶懸浮液進行固液分離，得到硫酸鈉晶體和母液II，分離得到的母液II中包含硫酸銨和硫酸鈉。分離得到的硫酸鈉晶體可以返回步驟b)中用於製備碳酸銨-硫酸鈉水溶液，也可以通過洗滌、乾燥後作為各種用途的商業芒硝。固液分離可以是任何常規的手段，例如，離心、過濾等。優選採用過濾，例如減壓過
濾οg)冷卻結晶及D鹽分離冷卻結晶析出D鹽將步驟f)中的得到的母液II冷卻，得到D鹽結晶，固液分離得到D鹽和母液III。優選將步驟f)中的得到的母液II和以下步驟h)中得到的母液IV混合併冷卻，得到D鹽結晶，固液分離得到D鹽和母液III。冷卻溫度為15 42°C，優選為15 40°C，更優選15 38°C，最優選20 35°C。 為了更好地實現D鹽的結晶，特別優選設置冷卻溫度為20 35°C，該優選溫度可以更經濟地實現對D鹽的充分結晶析出。優選將D鹽返回步驟f)中與蒸氨液混合來循環處理。固液分離可以是任何常規的手段，例如，離心、過濾等。優選採用過濾，例如減壓過
濾οh)硫酸銨的分離從母液III中分離出硫酸銨將步驟g)中得到的母液III蒸發脫水(II段蒸發)，使得母液III濃縮析出硫酸銨結晶，固液分離，得到硫酸銨產品和母液IV。蒸發脫水優選採用低壓蒸汽加熱多效蒸發脫水技術，使得母液III濃縮析出硫酸銨結晶。低壓蒸汽加熱多效蒸發脫水優選在65 125°C及相應溫度的飽和壓力下進行，更優選在在65 120°C及相應溫度的飽和壓力下進行，最優選在在75 115°C及相應溫度的飽和壓力下進行。採用低壓蒸汽加熱多效蒸發技術對母液III進行蒸發濃縮，上述溫度以及壓力的設置保證了上述混合溶液可以首先析出硫酸銨結晶。對於上述蒸發溫度，特別優選為75 115°C，選擇該蒸發溫度，在實現脫水的同時，可以儘可能地將更多的酸銨晶體充分結晶析出。其中，對於多效蒸發的級數的確定需要根據可利用的加熱蒸汽壓力來進行選擇。對上述析出酸銨結晶的懸浮液進行固液分離，得到的產品硫酸銨和母液IV。在一種優選的實施方式中，利用本實用新型的系統以蜜胺尾氣和芒硝為原料聯合生產純鹼和硫酸銨的方法包括如下步驟a)硫酸鈉水溶液精製向粗芒硝或粗芒硝水溶液中加入Na2CO3和NaOH，除去鈣鎂離子，得到鈣鎂離子總濃度低於IOppm的精製硫酸鈉水溶液；b)尾氣吸收將蜜胺尾氣(含氨和二氧化碳的混合氣)通入步驟a)中生產的Na2SO4含量為 20 32wt%的精製硫酸鈉水溶液中，並控制溫度為30 50°C，形成氨含量為7 IOwt % 的碳酸銨-硫酸鈉水溶液，蜜胺尾氣中的二氧化碳在此也被完全吸收；c)重碳酸化向步驟b)中製備得到的碳酸銨-硫酸鈉水溶液中通入一定量的二氧化碳氣體，控制反應溫度為60 80°C，使得碳酸銨-硫酸鈉水溶液和二氧化碳反應生成碳酸氫鈉結晶沉澱；之後進一步降低溫度並恆定為15 42°C，得到碳酸氫鈉晶體含量為12wt% 22wt% 的懸浮漿液；d)重鹼分離、煅燒對c)碳酸氫鈉懸浮漿液進行過濾，將得到的碳酸氫鈉濾餅於160 250°C進行煅燒，即可製得純鹼；e)蒸氨將步驟d)中過濾得到的濾液加入蒸氨塔400，用蜜胺裝置產生的餘熱蒸汽加熱， 塔釜溫度為100 120°C，塔頂絕對壓力為90 105KPa，使得濾液中的碳酸氫銨、碳酸銨以及水合氨(NH4OH)分解並逸出，在塔頂形成含氨氣、二氧化碳以及飽和水蒸汽的塔頂混合氣，在塔釜內生成含有硫酸銨和硫酸鈉的脫氨液；塔頂混合氣返回步驟b)中進行處理；f) D鹽溶解及I段蒸發將步驟e)中得到的脫氨液和步驟g)中得到的D鹽混合，在65 125°C及相應溫度的飽和壓力下，採用低壓蒸汽加熱多效蒸發脫水，使得混合溶液濃縮析出硫酸鈉結晶，過濾分離得到硫酸鈉和母液II ；g)冷卻結晶及D鹽分離設定冷卻溫度為15 38°C，將步驟f)中的得到的母液II和步驟h)中得到的母液IV混合併冷卻，得到D鹽結晶，過濾分離得到D鹽和母液III ；h) II 段蒸發將步驟g)中得到的母液III，在65 125°C及相應溫度的飽和壓力下，採用低壓蒸汽加熱多效蒸發脫水，使得母液III濃縮析出硫酸銨結晶，過濾分離，得到硫酸銨和母液 IV；在步驟b)中的精製硫酸鈉水溶液是通過除去粗硫酸鈉水溶液中的鈣、鎂以及固體懸浮物製備得到的。可利用兩鹼法對粗芒硝水溶液或者芒硝進行精製。步驟b)和c)中的溫度通過冷卻水進行控制。可以將步驟d)中對碳酸氫鈉濾餅進行煅燒時生成的二氧化碳和水蒸汽，經熱量回收、洗滌淨化和壓縮升壓後，返回步驟c)中進行循環利用。步驟f) 和h)中的蒸發溫度優選為65 125°C。步驟g)中的冷卻溫度優選為20 35°C。在步驟 f)中將得到的D鹽多次重複步驟g)，循環分離出其中的芒硝。在步驟h)中分離硫酸銨後的母液IV多次重複步驟g)和h)，循環分離出其中的硫酸銨。根據蜜胺工序尿素和氨消耗不同，生產1噸蜜胺產生尾氣2. 1噸，尾氣中含氨 1. 03 1. 07噸，其餘成分主要為二氧化碳。採用本實用新型的系統，該蜜胺尾氣被全部作本實用新型的系統的原料可聯產2. 89 3. 1噸純鹼，同時可以消耗1. 3 1. 4噸CO2氣體； 1噸蜜胺可以聯產3. 6 3. 9噸硫酸銨。如果步驟f)中的分離出來的Na2SO4不返回步驟 b)，而作為各種用途的商業芒硝，則1噸蜜胺可以聯產2. 1 2. 2噸Na2SO4產品。本實用新型具有如下優點(1)本實用新型的以芒硝、二氧化碳和蜜胺尾氣為原料聯合生產純鹼和硫酸銨的工藝，採用了粗芒硝或粗硫酸鈉水溶液精製和尾氣吸收、重碳酸化析鹼、分離純鹼、重鹼母液分解精餾脫氮、蒸發濃縮分離硫酸鈉、冷卻析出D鹽以及分離硫酸銨的方法，實現了對蜜胺尾氣的和芒硝的雙重高效利用。(2)本實用新型的以芒硝、二氧化碳和蜜胺尾氣為原料聯合生產純鹼和硫酸銨的工藝首創直接採用粗芒硝或粗硫酸鈉水溶液和蜜胺尾氣為原料在同一裝置內生產純鹼和硫酸銨兩種產品，實現了利用蜜胺尾氣來聯合生產純鹼和硫酸銨的目的，在該聯合生產的過程中，無需另外再加入氨和大量的二氧化碳，只需要以尾氣中的氨量為物料平衡基準來補充適量的二氧化碳即可，該系統不需要額外加入氨，經濟效益更好。(3)本實用新型以芒硝、二氧化碳和蜜胺尾氣為原料聯合生產純鹼和硫酸銨的工藝充分利用了相應蜜胺裝置的各種工藝餘熱蒸汽。節能降耗效果明顯，經濟效益顯著。(4)我國是全球的芒硝資源大國，本實用新型以芒硝為原料生產純鹼和硫酸銨，拓展了芒硝大規模利用途徑，提高了芒硝的經濟價值。(5)本實用新型的以蜜胺尾氣和芒硝聯合生產純鹼和硫酸銨的工藝，不需要加入有機載體，主要過程均在水溶液中進行，硫酸銨分離工序中產生的冷凝液可用與開採芒硝礦，降低了採礦成本，減少了廢水排放。本實用新型能夠充分利用蜜胺製備工藝中的餘熱蒸汽，合理利用能量，具有產品綜合能耗低的優勢。實施例本實用新型將結合以下實施例對本實用新型進行進一步的描述。應當理解以下實施例僅出於具體說明本實用新型的目的，並不構成對本實用新型保護範圍的限制。實施例1參照圖1和圖2，對本實用新型的實施例1進行詳細說明。加入Na2CO3和NaOH，利用兩鹼法對粗芒硝水溶液進行精製，將上述粗芒硝水溶液處理成為含鈣鎂離子總濃度低於IOppm且Na2SO4含量為^wt %的精製硫酸鈉水溶液。用上述含Na2SO4 ^wt %的精製硫酸鈉水溶液吸收蜜胺工序的尾氣，控制溫度為 42 45°C，保證蜜胺尾氣的完全吸收，調節精製硫酸鈉水溶液量以製成含氨9. 5%的碳酸銨-硫酸鈉水溶液。向碳酸銨-硫酸鈉水溶液中繼續通入(X)2氣體，控制反應溫度為65°C， 使得碳酸銨-硫酸鈉水溶液與二氧化碳逐步反應得到碳酸氫鈉，再使用冷卻水進一步降低溫度並恆定為36°C，得到碳酸氫鈉晶體含量為16wt%的懸浮漿液。對上述懸浮漿液進行真空或離心過濾，得到母液I和碳酸氫鈉濾餅，將得到的碳酸氫鈉濾餅於190°C進行煅燒，即可製得固態純鹼產品。在該步驟中對碳酸氫鈉濾餅進行煅燒時生成的二氧化碳和水蒸汽，可經熱量回收、洗滌淨化和壓縮升壓後，返回重碳酸化析鹼步驟中進行循環利用。參照附圖1和圖2，該蜜胺尾氣被全部送往純鹼和硫酸銨裝置作原料可聯產3. 0噸純鹼，同時可以消耗1. 3 1. 4噸(X)2氣體。用來自蜜胺裝置的工藝餘熱蒸汽加熱上述經過濾後得到的濾液，保證濾液所在反應塔內的塔釜溫度為105°C，塔頂絕對壓力為95kPa，使濾液(也可稱為濾鹼母液，或母液I) 中的NH40H、(NH4)2C03、NH4HCO3等分解釋放出ΝΗ3、0)2和飽和水蒸汽，從而在塔釜內生成硫酸銨和硫酸鈉混合水溶液；分解後得到的ΝΗ3、ω2和飽和水蒸汽經塔頂出氣，並經與濾液換熱回收熱量後返回蜜胺尾氣吸收工序。將上述工藝的得到的蒸氨液溶解一定量的D鹽後進行I段蒸發。I段蒸發採用低壓蒸汽加熱多效蒸發，在75 115°C及相應溫度的飽和壓力下進行脫水濃縮，析出妝2504結晶形成懸浮液。其中，多效蒸發級數根據低壓蒸汽的壓力等級確定。懸浮液經離心過濾，得到濾液II和Na2SO4濾餅。將Na2SO4濾餅經洗滌、乾燥製成各種Na2SO4產品出售。按此工藝，1噸蜜胺可以聯產2. 2噸Na2SO4產品。將分離Na2SO4濾餅後的濾液II和分離硫酸銨後的IV濾液置於D鹽結晶器中，混合濾液被循環冷卻至36°C，析出D鹽結晶形成懸浮液。懸浮液經離心過濾得到D鹽和母液 III，D鹽與蒸氨液混合後循環處理。將上述分離D鹽後得到的母液III進行II段蒸發。II段蒸發用低壓蒸汽加熱多效蒸發，在75 115°C及相應溫度的飽和壓力下進行脫水濃縮，析出(NH4)2SO4結晶形成懸浮液。經離心過濾、洗滌製得硫酸銨，另外得到的濾液IV循環回至D鹽結晶器中進行循環處理。按此工藝，1噸蜜胺可以聯產3. 8噸硫酸銨。[0277]實施例2實施例2按照表1所示的條件進行，將Na2SO4濾餅返回制鹼工序作原料，其他步驟和條件與實施例1相同。實施例3實施例3按照表1所示的條件進行，將Na2SO4濾餅返回制鹼工序作原料，其他步驟和條件與實施例1相同。實施例4實施例3按照表1所示的條件進行，其他步驟和條件與實施例1相同。表1實施例的工藝條件
實施例1實施例2實施例3實施例4(a)提供硫酸鈉水溶液Na2SO4含量 (wt%)29292929(b)尾氣吸收溫度(°c)42 4530 3348 5042 45氨含量(Wt %)9.57108(C)重碳化反應溫度(°c)65608070冷卻溫度(°c)36154225(d)煅燒溫度(°c)190160250200(e)蒸氨塔釜溫度(°c)105100120110塔頂絕對壓力 (kPa)9590105100(f) I段蒸發溫度(°c)75 11565 11085 1 75 115(g)冷卻結晶溫度(°c)36。C153830(h) II段蒸發溫度(°c)75 11585 ⑵65 11075 115純鹼產量噸/噸蜜胺3.02.893.12.9硫酸銨產量噸/噸蜜胺3.83.63.93.7Na2SO4產量噸/噸蜜胺2.2——2.1注表中單位「噸/噸蜜胺」是指生產1噸蜜胺，聯產的所列產品的產量(噸)。雖然本實用新型已經通過上述具體實施例對其進行了詳細闡述，但是，本專業普通技術人員應該明白，在此基礎上所做出的未超出權利要求保護範圍的任何形式和細節的變化，均屬於本實用新型所要保護的範圍。
權利要求1.一種聯合生產純鹼和硫酸銨的系統，其特徵在於，包括(A)硫酸鈉水溶液供應裝置；(B)蜜胺尾氣供應裝置；(C)二氧化碳氣體供應裝置；(D)蜜胺尾氣吸收裝置，與所述(A)硫酸鈉水溶液供應裝置和所述(B)蜜胺尾氣供應裝置相連，具有(Dl)碳酸銨-硫酸鈉水溶液出口 ；(E)重碳酸化析鹼裝置，與所述(C)二氧化碳氣體供應裝置和所述(D)蜜胺尾氣吸收裝置的(Dl)碳酸銨-硫酸鈉水溶液出口相連，具有(El)碳酸氫鈉晶體懸浮漿液出口 ；(F)第一固液分離裝置，與所述(El)碳酸氫鈉晶體懸浮漿液出口相連，並具有(Fl)碳酸氫鈉晶體固體出口，和(F2)母液I出口，(G)碳酸氫鈉煅燒裝置，與所述(Fl)碳酸氫鈉晶體固體出口相連；(H)蒸氨塔，與所述(F2)母液I出口相連，具有(Hl)加熱裝置，位於所述(H)蒸氨塔的塔釜，(H2)塔頂混合氣出口，和(H3)脫氨液出口，位於所述(H)蒸氨塔的塔釜；(I)硫酸鈉分離單元，與所述OK)脫氨液出口相連，具有(11)硫酸鈉固體出口，和(12)母液II出口；(J)母液II冷卻結晶單元，與所述(12)母液II出口相連，具有(Jl)Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20 晶體出口，和(J2)母液III出口 ；(K)硫酸銨分離單元，與所述(E)母液III出口相連，具有(Kl)硫酸銨固體出口，和(K2)母液IV出口。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，進一步包括(Al)硫酸鈉水溶液精製裝置， 位於所述(A)硫酸鈉水溶液供應裝置與所述(D)蜜胺尾氣吸收裝置之間。
3.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述(G)碳酸氫鈉煅燒裝置包括(Gl)二氧化碳出口，連接至(E)重碳酸化析鹼裝置。
4.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述(H2)塔頂混合氣出口連接至所述 (D)蜜胺尾氣吸收裝置。
5.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述(I)硫酸鈉分離單元包括(13)脫氨液蒸發脫水裝置，與所述OK)脫氨液出口相連，並具有(131)硫酸鈉固體懸浮液出口，(14)第二固液分離裝置，與所述(131)硫酸鈉固體懸浮液出口相連。
6.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述(J)母液II冷卻結晶單元包括(J3) 母液II冷卻結晶裝置，與所述(12)母液II出口相連，並具有Na2SO4 · (NH4)2SO4 ·4Η20晶體懸浮液出口，和(J4)第三固液分離裝置，與所述Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4Η20晶體懸浮液出口相連，並具有所述(Jl)Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4Η20 晶體出口和所述(J2)母液 III 出口。
7.根據權利要求1至6任一項所述的系統，其特徵在於，所述(K)硫酸銨分離單元包括(K3)母液III蒸發脫水裝置，與所述(E)母液III出口相連，並具有硫酸銨晶體懸浮液出口，和(K4)第四固液分離裝置，與所述硫酸銨晶體懸浮液出口相連，並具有所述(Kl)硫酸銨固體出口和所述(K2)母液IV出口。
8.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，進一步包括=Na2SO4· (NH4)2SO4 · 4H20 溶解裝置，位於所述(H)蒸氨塔與所述⑴硫酸鈉分離單元之間，並與所述(Jl) Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20 晶體出口相連。
9.根據權利要求7所述的系統，其特徵在於，所述(13)脫氨液蒸發脫水裝置和所述 (K3)母液III蒸發脫水裝置是低壓蒸汽加熱多效蒸發脫水裝置。
10.根據權利要求7所述的系統，其特徵在於，所述(K2)母液IV出口連接至所述(J3) 母液II冷卻結晶裝置。
專利摘要本實用新型涉及聯合生產純鹼和硫酸銨的系統。本實用新型的系統包括(A)硫酸鈉水溶液供應裝置；(B)蜜胺尾氣供應裝置；(C)二氧化碳氣體供應裝置；(D)蜜胺尾氣吸收裝置，與(A)硫酸鈉水溶液供應裝置和(B)蜜胺尾氣供應裝置相連；(E)重碳酸化析鹼裝置，與(C)二氧化碳氣體供應裝置和(D)蜜胺尾氣吸收裝置相連；(F)第一固液分離裝置，與(E1)碳酸氫鈉晶體懸浮漿液出口相連，具有(F2)母液I出口；(G)碳酸氫鈉煅燒裝置；(H)蒸氨塔，與(F2)母液I出口相連；(I)硫酸鈉分離單元，具有(I2)母液II出口；(J)母液II冷卻結晶單元；(K)硫酸銨分離單元。本實用新型的系統原料利用率高、能耗低。
文檔編號C01C1/24GK202016881SQ20112009968
公開日2011年10月26日 申請日期2011年4月7日 優先權日2011年4月7日
發明者劉朝慧, 吳本勇, 唐印, 尹明大, 易江林, 李剛, 李旭初, 陳剛, 陳端陽, 雷林 申請人:北京燁晶科技有限公司, 四川金聖賽瑞化工有限責任公司