專利名稱：一種分離重堿晶漿的生產(chǎn)工藝及設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于重堿晶漿分離工藝及設備。
背景技術(shù)：
純堿生產(chǎn)的濾堿工序各國普遍采用真空過濾機過濾重堿晶漿，生產(chǎn)連續(xù)，能力大，適應大規(guī)模生產(chǎn)。其缺點是過濾推動力小，重堿水分一般為18~20％；生產(chǎn)流程長，設備多，動力消耗大；濾堿損失多；洗水消耗量大，母液稀釋嚴重。為了克服以上缺點，各純堿企業(yè)都著力于開發(fā)離心機分離重堿技術(shù)。
80年代蘇爾壽艾雪維斯公司(Sulzer Escher Wyss)開發(fā)了離心機分離重堿晶漿技術(shù)。堿液先進入特殊結(jié)構(gòu)的增稠器，在300-500kPa壓縮空氣作用下，將堿液固液比從16.8提高到50-55％，再經(jīng)緩沖槽進入離心機分離。所得重堿含水＜13％，NaC≤10.15％。離開增稠器的母液含重堿結(jié)晶＜0.2％。該技術(shù)已應用于波蘭360kt/a的純堿廠[1]。但至今未見該技術(shù)在其他純堿廠使用。
日本北九州工廠于80年代在500t/d的新旭法裝置中用4臺篩籃直徑Φ1000的p-型離心機分離外冷碳化塔的重堿晶漿。先經(jīng)Φ6000稠厚器增稠后進行離心分離，重堿水分10-12％，離心機單臺能力200-250t/d。該裝置與500t/d氨堿法裝置相并聯(lián)；并配有4臺18.7m2的真空過濾機，單開真空過濾機已足可處理完兩套裝置的全部重堿。可見離心機并未完全過關(guān)，須用真空過濾機保駕[2-4]U。
印度瓦拉納斯的哈里化肥公司120t/d純堿的聯(lián)合制堿裝置，晶漿經(jīng)稠厚器增稠后用P-500/2離心機分離，重堿水分12％，單機能力3-4t/h(純堿)[5]。
其他各純堿廠仍普遍采用真空過濾機分離重堿，可見離心機分離重堿晶漿技術(shù)尚未成熟。
有的廠在真空過濾后用推料式離心機進行二次分離，如我國的濰坊堿廠和歐洲、日本的一些堿廠。這種方法雖可降低重堿水分，節(jié)省煅燒能耗，但生產(chǎn)流程更長，用電更多，操作更復雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是在純堿生產(chǎn)中應用多級推料式離心機分離碳化過程的重堿晶漿，簡化濾堿工序的工藝過程，節(jié)省動力消耗；使離心分離后的重堿水分降到10％左右，節(jié)省煅燒能耗，提高煅燒能力；回收利用碳化取出液減壓時所解析的C02；減少濾堿時濾餅的洗水用量，減輕對母液的稀釋。
本發(fā)明的分離重堿晶漿的生產(chǎn)工藝，其特征是重堿晶漿經(jīng)碳化取出，經(jīng)C02解析罐1解析CO2，經(jīng)解析C02后的晶漿自流入稠厚器2，晶漿在增稠區(qū)中增稠后自流入多級推料式離心機3，在多級推料式離心機3中濾餅由噴淋裝置洗滌后送入煅燒工段。
本發(fā)明的稠厚器，稠厚器器體8為帶錐底的圓柱體，有中心桶10，錐底有框式攪拌器11，其特征是在稠厚器直桶段設有蜂窩填料段9，蜂窩填料段9由緊密排列的蜂窩管組成；蜂窩管管徑40mm～60mm，蜂窩管水平傾角50°-70°，蜂窩填料垂直高度0.3～0.8m，蜂窩填料整齊置于篦子板上，上面用篦子或網(wǎng)子壓緊，蜂窩管的傾斜方向保持一致。
多級推料式離心機3為多級轉(zhuǎn)鼓推料式離心機，各級轉(zhuǎn)鼓長度不同，一級轉(zhuǎn)鼓長度200mm-300mm，末級轉(zhuǎn)鼓長度180mm-240mm。
多級推料式離心機的噴淋裝置由3根半環(huán)形噴灑管組成，在噴灑管上分別開有6-30個橫向縫隙，等距離分布，開口方向順轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)方向成20°-50°角。
以下是本發(fā)明的詳細描述1、工藝見附圖1。碳化取出液(晶漿)經(jīng)減壓后進入CO2解析罐1，在此析出過量的溶解CO2從罐頂排出。此氣體可送往煅燒爐氣洗滌塔，經(jīng)洗氨壓縮后供碳化使用。同時由于碳化取液(晶漿)經(jīng)入CO2解析罐1后，所含過量的CO2解析完全，對下面的工藝操作有利。經(jīng)解析CO2后的晶漿自流入稠厚器2，帶有細晶的母液在稠厚器中上升經(jīng)過蜂窩填料使大部分細晶沉降落入晶漿增稠區(qū)。澄清后的清液去母液桶。晶漿在增稠區(qū)中增稠后自流入離心機3進行離心分離。濾液自流入濾液桶6，再用泵7送至母液桶。濾液桶底部所沉積的晶漿間斷用泵7送回稠厚器2。
2.主要設備(1)CO2解析罐罐體為帶錐底的圓柱形密封罐，內(nèi)有氣液分離及洗水噴淋裝置。晶漿從罐體側(cè)面進入，錐底排出，氣體經(jīng)氣液分離后從頂部排出。當使用一段時間后器壁會有結(jié)疤，可用噴淋裝置噴入洗水進行清洗。
(2)稠厚器為常用的重力沉降式稠厚器(見附圖2)。器體8為帶錐底的圓柱體，有中心桶10，錐底有框式攪拌器11。本專利特點是在直桶段的適當位置設有蜂窩填料段9，蜂窩管管徑40mm～60mmm，蜂窩管水平傾角50°-70°，蜂窩填料垂直高度0.3m～0.8m，蜂窩填料整齊置于篦子板上，上面用一定數(shù)量的篦子或網(wǎng)子壓緊。安裝時斜管的傾斜方向應保持一致，盡量減少盲管的數(shù)量。
在大型的稠厚器中蜂窩填料段的桶體及中心桶也可以做成倒截錐體，其傾角與蜂窩填料的傾角相一致。放置蜂窩填料時，使蜂窩管的傾斜方向與此段桶體傾斜方向相一致，形成幅射形排列，這樣可以增大澄清區(qū)面積，而整體容積及重量增加不多(見圖3)。
由于增設了蜂窩填料，在正常情況下，溢流液帶細晶量為0.1％左右(體積％)。濾網(wǎng)的縫隙寬度等于或略大于結(jié)晶平均粒徑。
錐底下部設有排料區(qū)12，保證底部出料暢通。當出料固液比過高，出料管不通暢時，可從底部的母液進口管能入少量母液，使排料區(qū)保持通暢。
(3)離心機采用多級轉(zhuǎn)鼓推料式離心機。特點是各級轉(zhuǎn)鼓長度可以不同，一級轉(zhuǎn)鼓長度200mm-300mm，末級轉(zhuǎn)鼓長度180mm-240mm，有利于提高生產(chǎn)能力和降低濾餅濕含量。
在離心機的每一段設有洗水噴灑裝置，其結(jié)構(gòu)見附圖4用3根半環(huán)形噴灑管，分別開6-30個橫向縫隙，等距離分布，開口方向順轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)方向成20°-50°角，以減輕洗水在濾餅上四散噴濺。根據(jù)生產(chǎn)負荷的變化，可以使用不同數(shù)量的洗水管，調(diào)整洗水量，因此可以獲得良好的洗滌效果，減少洗水用量。
(4)洗滌裝置分離重堿時，濾餅的洗水量大，一般離心機的洗水噴灑裝置不能滿足要求，因此本專利的另一特點是洗水噴灑裝置由3根半環(huán)形噴灑管組成。在噴灑管上分別開有6-30個的橫向縫隙，等距離分布，開口方向順轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)方向成20°-50°角度，以減輕洗水在濾餅上四散噴濺。根據(jù)生產(chǎn)負荷的變化，可以使用不同數(shù)量的洗水管，調(diào)整洗水量，因此可以獲得良好的洗滌效果，減少洗水用量。
分離母液后的濾餅用來自洗水桶4的洗水洗滌，使濾餅所含的NaCl達到要求。濾餅經(jīng)離心機末級轉(zhuǎn)鼓脫水后水分達到10％左右，由刮刀卸料，經(jīng)皮帶運輸機5送煅燒工序。
本專利適用于分離平均粒徑大于100μm的重堿晶漿，具有以下特點I)設有解析罐回收CO2的離心機分離重堿晶漿工藝過程。
II)有蜂窩填料澄清區(qū)及錐底排料區(qū)的稠厚器結(jié)構(gòu)。
III)離心機洗水噴灑裝置。
IV)離心機的轉(zhuǎn)鼓長度可以逐級遞減，以提高生產(chǎn)能力，降低濕含量。
本發(fā)明的效果以60kt/a規(guī)模純堿廠為例，與傳統(tǒng)的真空過濾比較如下1.設備費本裝置的設備費約為98.6萬元，比真空過濾增加約10.8萬元。
2.節(jié)約電由于本技術(shù)用電設備少，本工序平均每噸純堿用電10.6度，真空過濾用電約18.1度，可節(jié)約電7.5度/噸純堿。
3.節(jié)省蒸汽由于重堿水分降低，可節(jié)省煅燒用中壓汽380kg/t純堿，節(jié)省淡液蒸餾用汽35kg/t純堿。
4.節(jié)省軟水，每噸純堿可省軟水0.5m3。
以2、3、4項總計可降低成本30.2元/噸純堿，年收益181.2萬元，離心機分離重堿裝置的投資當年即可收回。
此外由于重堿水分降低，煅燒用返堿量大為減少，運堿負荷大大減少；煅燒爐能力可提高15-30％；爐氣冷凝塔負荷大幅度降低，冷卻水用量減少。對煅燒工序帶來的效益也是顯著的。


附圖1重堿晶漿分離工藝流程圖附圖2、附圖3重力沉降式稠厚器附圖4離心機轉(zhuǎn)鼓及洗水管示意圖具體實施方式
實施例1 60kt/a規(guī)模的純堿廠生產(chǎn)工藝生產(chǎn)工藝碳化取出液(晶漿)經(jīng)減壓后進入CO2解析罐1，在此析出過量的溶解CO2從罐頂排出。此氣體可送往煅燒爐氣洗滌塔，經(jīng)洗氨壓縮后供碳化使用。經(jīng)解析CO2后的晶漿自流入稠厚器2，帶有細晶的母液在稠厚器中上升經(jīng)過蜂窩填料使大部分細晶沉降落入晶漿增稠區(qū)。澄清后的清液去母液桶。晶漿在增稠區(qū)中增稠后自流入離心機3進行離心分離。濾液自流入濾液桶6，再用泵7送至母液桶。濾液桶底部所沉積的晶漿間斷用泵7送回稠厚器2。
稠厚器器體8為帶錐底的圓柱體，有中心桶10，錐底有框式攪拌器11，在稠厚器直桶段設有蜂窩填料段9，蜂窩填料段9由緊密排列的蜂窩管組成；蜂窩管管徑50mm，蜂窩管水平傾角60°，蜂窩填料垂直高度0.4m，蜂窩填料整齊置于篦子板上，上面用篦子或網(wǎng)子壓緊，蜂窩管的傾斜方向保持一致。
多級推料式離心機3為雙級活塞推料式離心機，一級轉(zhuǎn)鼓長度210mm，二級轉(zhuǎn)鼓長度180mm。
噴淋裝置由3根半環(huán)形噴灑管組成，在噴灑管上分別開有6、10、15個橫向縫隙，等距離分布，開口方向順轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)方向成45°角。
所需設備如下表1

實施例2 180kt/a規(guī)模的純堿廠生產(chǎn)工藝所需設備如下

生產(chǎn)工藝同實施例1稠厚器器體8為帶錐底的圓柱體，有中心桶10，錐底有框式攪拌器11，在稠厚器直桶段設有蜂窩填料段9，蜂窩填料段9由緊密排列的蜂窩管組成；蜂窩管管徑50mm，蜂窩管水平傾角60°，蜂窩填料垂直高度0.7m，蜂窩填料整齊置于篦子板上，上面用篦子或網(wǎng)子壓緊，蜂窩管的傾斜方向保持一致。
多級推料式離心機3為三級活塞推料式離心機，一級轉(zhuǎn)鼓長度280mm，三級轉(zhuǎn)鼓長度200mm。
噴淋裝置由3根半環(huán)形噴灑管組成，在噴灑管上分別開有10、20、30個橫向縫隙，等距離分布，開口方向順轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)方向成45°角。
權(quán)利要求
1.一種分離重堿晶漿的生產(chǎn)工藝，其特征是重堿晶漿經(jīng)碳化取出，經(jīng)CO2解析罐1解析CO2，經(jīng)解析CO2后的晶漿自流入稠厚器2，晶漿在增稠區(qū)中增稠后自流入多級推料式離心機3，在多級推料式離心機3中濾餅由噴淋裝置洗滌后送入煅燒工段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稠厚器，稠厚器器體8為帶錐底的圓柱體，有中心桶10，錐底有框式攪拌器11，其特征是在稠厚器直桶段設有蜂窩填料段9，蜂窩填料段9由緊密排列的蜂窩管組成；蜂窩管管徑40mm～60mm，蜂窩管水平傾角50°-70°，蜂窩填料垂直高度0.3～0.8m，蜂窩填料整齊置于篦子板上，上面用篦子或網(wǎng)子壓緊，蜂窩管的傾斜方向保持一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于多級推料式離心機3為多級轉(zhuǎn)鼓推料式離心機，各級轉(zhuǎn)鼓長度不同，一級轉(zhuǎn)鼓長度200mm-300mm，末級轉(zhuǎn)鼓長度180mm-240mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于其多級推料式離心機的噴淋裝置由3根半環(huán)形噴灑管組成，在噴灑管上分別開有6-30個橫向縫隙，等距離分布，開口方向順轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)方向成20°-50°角。
全文摘要
本發(fā)明提出一種新的濾堿工藝及其設備。濾堿工序為，重碳化取出液(晶漿)經(jīng)減壓后進入CO
文檔編號C01D1/28GK1676464SQ200410029889
公開日2005年10月5日 申請日期2004年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月1日
發(fā)明者錢志奎 申請人:大連化工研究設計院