一种低盐重质纯碱的生产方法及其生产低盐重质纯碱的系统

摘要

本发明公开了一种低盐重质纯碱的生产方法及其生产低盐重质纯碱的系统。低盐重质纯碱的生产方法，其依次包括有如下步骤：(1)换热物料流向和(2)主物料的流向等，优点在于：因本发明方法采用了带有湿分解的多效错流蒸发工艺，本生产工艺流程短、投资少，运行成本低，能耗低。采用本方法一水碱结晶半成品物料出料温度(105.5℃)与以往一水碱出料温度95～98℃不同。经过两级湿分解和四效蒸发结晶；湿分解塔分解率达到88％，几乎NaHCO3完全分解。纯碱符合中国国家标准GB210.1－2004；纯度、粒度，完全可满足浮法玻璃、显像管等行业的要求，粒度可与美国天然碱产的重质纯碱相媲美。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种低盐重质纯碱的生产方法及其生产低盐重质纯碱的系统。

背景技术：

现在生产纯碱的方法有氨碱法、联碱法和天然碱加工等。氨碱法、联碱法制纯碱基本上用碳化工艺，由于原料不同工艺流程长、投资多，运行成本高。利用天然碱生产纯碱的主要工艺有碳化法和蒸发法。碳化法生产纯碱工艺流程长，控制参数较多，设备投资也多；天然碱生产纯碱主要使用蒸发工艺。蒸发流程主要分一水碱流程和倍半碱流程。根据原料特点选用一水碱流程或倍半碱工艺流程。倍半碱工艺流程还进一步经过水合工序才能生产重质纯碱。

而倍半碱流程带有水合、轻灰等多个工序，工艺流程比较长、能耗高。倍半碱流程蒸发采用三效顺流蒸发装置。清碱液进入I效蒸发器，然后通过导料管压入II效蒸发器，由II效蒸发器压入III效蒸发器，逐级脱水增浓，同时NaHCO3部分分解，物料组成落在倍半碱区，在III效蒸发结晶器中析出结晶。半成品为倍半碱。生产重质纯碱还需要水合工序。I效蒸发器的二次汽作为II效蒸发器的加热蒸汽，II效蒸发器的二次汽作为III效蒸发器的加热蒸汽，III效蒸发器二次汽进大气冷凝器。操作条件：I效蒸发器：加热蒸汽(生蒸汽)压力：0.49MPa(绝压)；蒸发室操作温度：115～120℃；二次蒸汽压力：0.17MPa(绝压)；温度：110～115℃；II效蒸发器：蒸发室操作温度：88～92℃；二次蒸汽压力：-0.04MPa；温度：83～85℃。III效蒸发器：蒸发室操作温度：65℃；真空度：0.015～0.03MPa

还有一步法生产重质纯碱的一水碱流程是清碱液先进IV效蒸发器加热浓缩后进入预热器，温度92～95℃的碱液进入I效蒸发器进行蒸发，物料进II效蒸发器，再进III效蒸发器进行蒸发浓缩结晶得到半成品。蒸汽是I效蒸发器→II效蒸发器→III效蒸发器→IV效蒸发器的流向，III效蒸发器出料温度95～98℃。

还有三效顺流的倍半碳酸钠流程，蒸发结晶采用三效真空蒸发器；I效蒸发器蒸发温度为80℃、II效蒸发器60℃、III效蒸发器40℃。蒸发器配备强制循环泵、冷凝器及真空泵。第III效蒸发器取出的晶浆进入浓缩器后才去离心机脱水得到半成品。还有平流流程的一水碱流程生产重质纯碱装置。它各效分别进料，蒸发后的浆液均含约30％Na₂CO3·H₂O，各自排入出料总管的平流流程。这几个流程都无法完全分解本次原料里的NaHCO3，产品粒度不合格。总之，不满足生产要求。

发明内容：

本发明的第一个目的在于提供一种生产方法简单，成本低廉，充分利用在各个环节产生的热量可以直接生产低盐重质纯碱的生产方法。

本发明的第二个目的在于提供一种生产低盐重质纯碱的系统。

本发明的目的由如下技术方案实施：低盐重质纯碱的生产方法，其依次包括有如下步骤：(1)、换热物料流向和(2)、主物料的流向，其中

(1)、换热物料流向：通过锅炉排出的0.45MPa的饱和蒸汽一部分进入I效蒸发器加热室，另一部分进入一级湿分解塔；

进入I效蒸发器加热室的饱和蒸汽产生的I效凝水经二级预热器后返回锅炉；进入I效蒸发器加热室的饱和蒸汽产生的I效二次汽一部分进入II级湿分解塔，直接加热物料，另一部分进入II效蒸发器加热室，II效蒸发器加热物料产生的II效二次汽一部分进入III效蒸发器加热室，一部分经蒸汽喷射泵以1.6MPa饱和蒸汽作为工作流体与I效二次汽汇合后返回II效蒸发器加热室。III效蒸发器产生的III效冷凝水进入冷凝水储桶，III效蒸发器产生的III效二次汽进入IV效蒸发器加热室，IV效蒸发器产生的IV效二次汽去IV效表面冷凝器后排空，IV效蒸发器产生的IV效冷凝水进入冷凝水储桶；

进入一级湿分解塔的饱和蒸汽产生的湿分解塔蒸汽进入一级预热器加热；

(2)、主物料的流向：首先由精制工序送来的精制卤液经碱液精制罐预热至65℃的精卤进入IV效蒸发器，目的是利用III效蒸发器二次气的热源，从而提高精卤的温度。所述IV效蒸发器的IV效蒸发浓缩完成液依次进入I级预热器，得到的I级完成液进入II级预热器，预热到108℃后，得到的II级完成液，送至I级湿分解塔，由I级湿分解塔得到的I级湿分解合格液经预热器换热后进入II级湿分解塔，经II级湿分解后，得到的二级湿分解液，使卤液溶液中NaHCO3分解率达到80％合格液，送至I效蒸发器，I效蒸发完成液导入III效蒸发器继续蒸发，III效蒸发继续浓缩，III效蒸发完成液进入II效蒸发器蒸发结晶，进一步加热浓缩后得到的结晶物料固液比35％的一水碱结晶即低盐重质纯碱的半成品。

进入I效蒸发器加热室的饱和蒸汽-生蒸汽的压力为0.45MPa绝压，温度为147.7℃；所述I效蒸发器的蒸发室的操作温度为117℃；从所述I效蒸发器的蒸发室产生的I效二次汽的压力：0.162MP绝压，温度：113.7℃。

所述II效蒸发器的蒸发室操作温度为105.5℃；II效蒸发器产生的II效二次汽的压力：0.101MPa绝压，温度：100℃。

所述III效蒸发器的蒸发室操作温度：83.8℃；所述III效蒸发器产生的III效二次汽压力：0.046MPa绝压；温度：79.4℃。

所述IV效蒸发器的蒸发室操作温度：62.8℃；所述IV效蒸发器产生的IV效二次汽压力：0.02MPa绝压；温度：60℃。

一种生产低盐重质纯碱的系统包括有碱液精制罐，IV效蒸发器，一级预热器，CO₂洗涤塔，二级预热器，一级湿分解塔，I效蒸发器，II效蒸发器，二级湿分解塔，III效蒸发器，IV冷凝器，凝水储桶，其中所述碱液精制罐通过输送管道与所述IV效蒸发器相连，所述IV效蒸发器通过输送管道与所述一级预热器相连，所述一级预热器通过输送管道与所述二级预热器相连，所述二级预热器通过管道与所述一级湿分解塔相连，一级湿分解塔通过管道分别与所述二级湿分解塔和所述I效蒸发器相连，二级湿分解塔通过管道分别与I效蒸发器和II效蒸发器相连，所述I效蒸发器分别通过管道与所述II效蒸发器和III效蒸发器相连，所述III效蒸发器分别通过管道与所述II效蒸发器、所述IV效蒸发器和所述凝水储桶相连，所述IV冷凝器通过管道分别与IV效蒸发器和所述凝水储桶相连。

本发明的优点在于：因本发明方法采用了带有湿分解的多效错流蒸发工艺，本生产工艺流程短、投资少，运行成本低，能耗低。采用本方法一水碱结晶半成品物料出料温度(105.5℃)与以往一水碱出料温度95～98℃不同。经过两级湿分解和四效蒸发结晶；湿分解塔分解率达到88％，几乎NaHCO3完全分解。纯碱符合中国国家标准GB210.1-2004；纯度、粒度，完全可满足浮法玻璃、显像管等行业的要求，粒度可与美国天然碱产的重质纯碱相媲美。

附图说明：

图1为本发明的工艺流程图。

图2为本发明系统的结构示意图。

具体实施方式：

实施例1：一种生产低盐重质纯碱的系统包括有碱液精制罐，IV效蒸发器，一级预热器，CO₂洗涤塔，二级预热器，一级湿分解塔，I效蒸发器，II效蒸发器，二级湿分解塔，III效蒸发器，IV冷凝器，凝水储桶，其中所述碱液精制罐通过输送管道与所述IV效蒸发器相连，所述IV效蒸发器通过输送管道与所述一级预热器相连，所述一级预热器通过输送管道与所述二级预热器相连，所述二级预热器通过管道与所述一级湿分解塔相连，一级湿分解塔通过管道分别与所述二级湿分解塔和所述I效蒸发器相连，二级湿分解塔通过管道分别与I效蒸发器和II效蒸发器相连，所述I效蒸发器分别通过管道与所述II效蒸发器和III效蒸发器相连，所述III效蒸发器分别通过管道与所述II效蒸发器、所述IV效蒸发器和所述凝水储桶相连，所述IV冷凝器通过管道分别与IV效蒸发器和所述凝水储桶相连。

实施例2：低盐重质纯碱的生产方法，其依次包括有如下步骤：(1)、换热物料流向和(2)、主物料的流向，其中

(1)、换热物料流向：通过锅炉排出的0.45MPa的饱和蒸汽一部分进入I效蒸发器加热室，另一部分进入一级湿分解塔；

进入I效蒸发器加热室的饱和蒸汽产生的I效凝水经二级预热器后返回锅炉；进入I效蒸发器加热室的饱和蒸汽产生的I效二次汽一部分进入II级湿分解塔，直接加热物料，另一部分进入II效蒸发器加热室，进入II效蒸发器产生的II效二次汽一部分进入III效蒸发器加热室，一部分经蒸汽喷射泵(以1.6MPa饱和蒸汽作为工作流体)与I效二次汽汇合后返回II效蒸发器加热室；剩余二次汽去II效列管式表面冷凝器换热后排空。II效蒸发器产生的II效冷凝水一部分经碱液精制罐后进入杂水桶，一部分去蒸汽喷射泵的减温器；III效蒸发器产生的III效冷凝水进入冷凝水储桶，III效蒸发器产生的III效二次汽进入IV效蒸发器加热室，IV效蒸发器产生的IV效二次汽去IV效表面冷凝器后经水环真空泵排空，IV效蒸发器产生的IV效冷凝水进入冷凝水储桶；

进入一级湿分解塔的饱和蒸汽产生的湿分解塔蒸汽进入一级预热器的加热室；

(2)、主物料的流向：首先由精制工序送来的精制卤液经碱液精制罐预热至65℃进入IV效蒸发器，(目的是利用IV效蒸发器的热源，从而提高精卤的温度，)所述IV效蒸发器IV效蒸发浓缩完成液依次进入I级预热器，得到的I级完成液进入II级预热器，预热到108℃后，得到的II级完成液，送至I级湿分解塔，由I级湿分解塔得到的I级湿分解合格液(经预热器换热后)进入II级湿分解塔，经II级湿分解后，得到的二级湿分解液(使卤液溶液中NaHCO3分解率达到80％合格液)送至I效蒸发器，I效蒸发完成液导入III效蒸发器继续蒸发，III效蒸发继续浓缩，III效蒸发完成液进入II效蒸发器蒸发结晶，进一步加热浓缩后得到的结晶物料固液比35％的一水碱结晶即低盐重质纯碱。

进入I效蒸发器加热室的饱和蒸汽-生蒸汽的压力为0.45MPa(绝压)，温度为147.7℃；所述I效蒸发器的蒸发室的操作温度为117℃；从所述I效蒸发器的蒸发室产生的I效二次汽的压力：0.162MP(绝压)，温度：113.7℃。

所述II效蒸发器的蒸发室操作温度为105.5℃；II效蒸发器产生的II效二次汽的压力：0.101MPa(绝压)，温度：100℃。

所述III效蒸发器的蒸发室操作温度：83.8℃；所述III效蒸发器产生的III效二次汽压力：0.046MPa(绝压)；温度：79.4℃。

所述IV效蒸发器的蒸发室操作温度：62.8℃；所述IV效蒸发器产生的IV效二次汽压力：0.02MPa(绝压)；温度：60℃。

实施例3：

和其他工艺流程对比：

与以前的安棚工艺流程对比，安棚工艺流程属于倍半碱流程，本次流程无轻灰和水合等工序；但是多了湿分解工序。一步法流程等无法完全分解原料中的碳酸氢钠，所以无法满足此原料生产重质纯碱的要求。

本次工艺系统，原料组成为，NaHCO₃ 115-120g/L，Na₂CO₃75-80g/L，NaCl4-5g/L。原料NaHCO₃含量非常多。上述几个蒸发工艺流程无法把原料里的NaHCO3完全分解，从而半成品里有大量的NaHCO3结晶，严重影响着产品粒度，无法满足直接生产重质纯碱的要求。因此为了分解NaHCO3，工艺流程采用两级湿分解塔、降膜蒸发器等设备；工艺流程主物料走向及换热物料的走向上，都完全不同与以往生产工艺流程。一水碱结晶半成品物料出料温度(105.5℃)也以往一水碱结晶温度95～98℃不同。经过两级湿分解和四效蒸发结晶；湿分解塔分解率达到88％，几乎NaHCO3完全分解。纯碱符合中国国家标准GB210.1-2004；纯度、粒度，完全可满足浮法玻璃、显像管等行业的要求，粒度可与美国天然碱产的重质纯碱相媲美。

本发明方法热源多次重复利用，能源消耗低；以前安棚倍半碱流程1吨碱消耗蒸汽4.1吨左右，消耗电277KWh；现在本发明生产重质纯碱流程1吨耗蒸汽3.5吨左右，消耗电265KWh。大大节省能耗。同时通过本发明发法生产的重质纯碱的质量完全满足2004年10月1日起实施新的纯碱标准：GB210.1-2004。