專利名稱：在癸二酸生產(chǎn)中回收硫酸鈉晶體的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)癸二酸生產(chǎn)中的硫酸鈉廢液進(jìn)行蒸發(fā)處理的工藝，屬于化工領(lǐng)域，特別是一種采用蒸汽循環(huán)處理癸二酸生產(chǎn)中的硫酸鈉廢液、從而實(shí)現(xiàn)硫酸鈉回收的工藝。
背景技術(shù)：
癸二酸是一種重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于制造耐寒增塑劑、生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)工程塑料(包括尼龍)以及香料。癸二酸在具有廣泛的應(yīng)用前景的同時(shí)，也帶來了許多的負(fù)面影響，因?yàn)樵谏a(chǎn)癸二酸中會(huì)伴隨產(chǎn)生很多廢水，硫酸鈉就是其中一種，而隨著人們環(huán)保意識(shí)的 提高和環(huán)境保護(hù)法的完善，國家和地區(qū)對(duì)于含鹽廢水的排放監(jiān)管力度逐漸加強(qiáng)，不允許硫酸鈉含量超標(biāo)的廢液直接排放。同時(shí)，由于硫酸鈉是一種較為重要的無機(jī)化工原料，可以用于合成洗滌劑、維綸、玻璃、染料、硫化堿、泡花堿等化學(xué)工業(yè)，在醫(yī)藥、飼料等領(lǐng)域也有重要應(yīng)用。因此，將硫酸鈉廢液進(jìn)行處理并回收硫酸鈉，不僅對(duì)于降低水污染，保護(hù)環(huán)境，改善居民生活條件具有重要的社會(huì)效益，而且通過硫酸鈉回收，可以變廢為寶，直接提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)有硫酸鈉廢液的提煉技術(shù)中，有研究者采用雙極膜水處理技術(shù)可將硫酸鈉直接轉(zhuǎn)化為氫氧化鈉和硫酸，將其返回送進(jìn)癸二酸生產(chǎn)工序，處理后的水可以重新使用，這樣可以大大節(jié)約生產(chǎn)成本；也有研究者采用電滲析器將含硫酸鈉廢酸水進(jìn)行處理并回收。但是上述這些方法仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，至今還沒有工業(yè)化成功先例。目前，工業(yè)上應(yīng)用較為成熟的硫酸鈉廢水處理方法是采用的蒸汽蒸發(fā)技術(shù)，以蒸汽為加熱熱源，使硫酸鈉廢水保持沸騰狀態(tài)，使其中水分不斷汽化為蒸汽，硫酸鈉濃度得以不斷提高，最后硫酸鈉結(jié)晶體得以析出?，F(xiàn)有技術(shù)中，為了提高蒸發(fā)效率盡可能節(jié)能蒸汽，現(xiàn)在的蒸發(fā)系統(tǒng)大多采用多效蒸發(fā)，即在前級(jí)料液蒸發(fā)室中產(chǎn)生的二次蒸汽作為后級(jí)料液蒸發(fā)室的熱源，硫酸鈉廢水不斷濃縮至過飽和，最后硫酸鈉晶體得以析出。理論上來說，蒸發(fā)效數(shù)越多，節(jié)約的蒸汽熱能越大，但在實(shí)際生產(chǎn)中，由于受傳熱溫差、沸點(diǎn)升高以及設(shè)備投資及動(dòng)力消耗限制，料液蒸發(fā)室不可能無限增加，目前常見的多效蒸發(fā)為三效至五效蒸發(fā)。在上述多效蒸發(fā)硫酸鈉廢水的連續(xù)生產(chǎn)過程中，生蒸汽必須從外界源源不斷的補(bǔ)充，能耗高，引發(fā)的鍋爐排放量巨大，污染環(huán)境。因此，本著節(jié)約能源、降低能耗、降低環(huán)境污染的目標(biāo)，需要對(duì)現(xiàn)有采用蒸汽處理硫酸鈉廢液的工藝加以改進(jìn)，但如何才能實(shí)現(xiàn)一種能耗低、環(huán)境污染力度小的硫酸鈉廢液處理工藝方法絕非易事，并一直困擾著本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決硫酸鈉廢液蒸汽處理工藝由于耗能高從而造成生產(chǎn)成本高、環(huán)境污染大的技術(shù)問題，設(shè)計(jì)了在癸二酸生產(chǎn)中回收硫酸鈉晶體的工藝，為了克服多效蒸發(fā)能耗高、蒸汽使用量巨大的弊端，采用蒸汽再壓縮循環(huán)加熱的方式處理癸二酸生產(chǎn)中產(chǎn)生的硫酸鈉廢液。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是，在癸二酸生產(chǎn)中回收硫酸鈉晶體的工藝，本工藝是以配置有蒸汽通道及料液通道的蒸發(fā)罐為基本裝備，工藝中采用蒸汽為熱源加熱含硫酸鈉的廢液、工藝流程中包括連續(xù)蒸發(fā)、形成過飽和相下的硫酸鈉結(jié)晶體析出、固液分離、過飽和液回輸和硫酸鈉晶體回收工序，在蒸發(fā)罐的蒸汽導(dǎo)出口后增設(shè)蒸汽壓縮機(jī)，在此基礎(chǔ)上，本工藝采用的連續(xù)蒸發(fā)工序中包括以下步驟A、由料液入口通入癸二酸生產(chǎn)中含硫酸鈉的廢液進(jìn)入蒸發(fā)罐；從蒸汽入口引入熱源蒸汽進(jìn)入蒸發(fā)罐加熱含硫酸鈉的廢液至沸騰態(tài)后，關(guān)閉熱源蒸汽的進(jìn)口控制閥，蒸汽冷凝水經(jīng)由排水口排出；B、將蒸發(fā)罐中產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)由蒸汽導(dǎo)出口、借助蒸汽回收管路通入蒸汽壓縮機(jī)中、進(jìn)行蒸汽壓縮升溫處理；C、將壓縮升溫處理后的二次蒸汽、經(jīng)蒸汽入口通入蒸發(fā)罐、補(bǔ)充熱量使硫酸鈉廢液維持沸騰狀態(tài)、持續(xù)經(jīng)排水口排出冷凝水；D、重覆B-C直至結(jié)晶硫酸鈉在過飽和液中的重量百分比至少達(dá)到30%。本發(fā)明的關(guān)鍵是為了克服多效蒸發(fā)能耗高、蒸汽使用量巨大的弊端，本發(fā)明采用蒸汽再壓縮循環(huán)加熱的方式處理癸二酸生產(chǎn)中產(chǎn)生的硫酸鈉廢液，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)蒸汽加熱系統(tǒng)。也就是，生蒸汽一次性充入蒸發(fā)系統(tǒng)，蒸發(fā)硫酸鈉廢水產(chǎn)生的二次蒸汽不再作為下一效的熱源，而直接作為本效的加熱熱源。由于蒸汽在加熱過程會(huì)產(chǎn)生熱量損耗，為了補(bǔ)充熱量損耗，采用渦輪壓縮機(jī)壓縮二次蒸汽，使其壓力、溫度升高，然后重新送到蒸發(fā)器的加熱室當(dāng)作加熱蒸汽使用，使硫酸鈉料液始終維持沸騰狀態(tài)，水分 不斷蒸發(fā)，最后硫酸鈉達(dá)到過飽和而析出晶體。本發(fā)明除了在系統(tǒng)開啟時(shí)使用蒸汽將系統(tǒng)預(yù)熱外，整個(gè)蒸發(fā)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)只需使用電力驅(qū)動(dòng)渦輪壓縮機(jī)，不需補(bǔ)充生蒸汽。熱源蒸汽由于加熱硫酸鈉廢液產(chǎn)生熱交換，在熱交換時(shí)熱源蒸汽溫度降低形成高溫冷凝水，高溫冷凝水被用于將物料預(yù)熱至接近沸點(diǎn)，壓縮機(jī)壓縮蒸汽時(shí)產(chǎn)生的熱能將用于完成剩余的物料預(yù)熱，補(bǔ)償系統(tǒng)產(chǎn)生的熱損失。


圖I代表本發(fā)明中連續(xù)蒸發(fā)循環(huán)處理硫酸鈉廢液的蒸汽循環(huán)加熱系統(tǒng)原理圖。附圖中，I代表蒸發(fā)罐，1-1代表蒸汽入口，1-2代表蒸汽導(dǎo)出口，1-3代表料液入口，1-4代表卸料口，1-5代表排水口，1-6代表進(jìn)口控制閥，1-7代表生蒸汽補(bǔ)償口，A代表蒸汽壓縮機(jī)。
具體實(shí)施例方式在癸二酸生產(chǎn)中回收硫酸鈉晶體的工藝，本工藝是以配置有蒸汽通道及料液通道的蒸發(fā)罐I為基本裝備，工藝中采用蒸汽為熱源加熱含硫酸鈉的廢液、工藝流程中包括連續(xù)蒸發(fā)、形成過飽和相下的硫酸鈉結(jié)晶體析出、固液分離、過飽和液回輸和硫酸鈉晶體回收工序，在蒸發(fā)罐I的蒸汽導(dǎo)出口 1-2后增設(shè)蒸汽壓縮機(jī)A，在此基礎(chǔ)上，本工藝采用的連續(xù)蒸發(fā)工序中包括以下步驟A、由料液入口 1-3通入癸二酸生產(chǎn)中含硫酸鈉的廢液進(jìn)入蒸發(fā)罐2 ;從蒸汽入口1-1引入熱源蒸汽進(jìn)入蒸發(fā)罐I加熱含硫酸鈉的廢液至沸騰態(tài)后，關(guān)閉熱源蒸汽的進(jìn)口控制閥1-6，蒸汽冷凝水經(jīng)由排水口 1-5排出；B、將蒸發(fā)罐I中產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)由蒸汽導(dǎo)出口 1-2、借助蒸汽回收管路通入蒸汽壓縮機(jī)A中、進(jìn)行蒸汽壓縮升溫處理；C、將壓縮升溫處理后的二次蒸汽、經(jīng)蒸汽入口 1-1通入蒸發(fā)罐I、補(bǔ)充熱量使硫酸鈉廢液維持沸騰狀態(tài)、持續(xù)經(jīng)排水口 1-5排出冷凝水；D、重覆B-C直至結(jié)晶硫酸鈉在過飽和液中的重量百分比至少達(dá)到30%。上述的步驟D中產(chǎn)生的硫酸鈉晶體及硫酸鈉過飽和溶液，由蒸發(fā)罐I底部的卸料口 1-4排出，并進(jìn)一步引入離心機(jī)中進(jìn)行固液分離，離心處理后得到的硫酸鈉晶體進(jìn)行回收、過飽和硫酸鈉廢液經(jīng)蒸發(fā)罐I的料液入口 1-1回輸至蒸發(fā)罐I中。
上述的蒸汽壓縮機(jī)A上還增設(shè)有生蒸汽補(bǔ)償口 1-7。上述的蒸汽壓縮機(jī)A設(shè)置至少兩臺(tái)。上述的料液蒸發(fā)室1、2最多設(shè)置五組。為了克服多效蒸發(fā)能耗高、蒸汽使用量巨大的弊端，我們采用蒸汽再壓縮循環(huán)加熱的方式處理癸二酸生產(chǎn)廢水。也就是，生蒸汽一次性充入蒸發(fā)系統(tǒng)，蒸發(fā)硫酸鈉廢水產(chǎn)生的二次蒸汽不再作為下一效的熱源，而直接作為本效的加熱熱源。當(dāng)然，蒸汽在加熱過程會(huì)產(chǎn)生熱量損耗，為了補(bǔ)充熱量損耗，采用渦輪壓縮機(jī)壓縮二次蒸汽，使其壓力、溫度升高，然后重新送到蒸發(fā)器的加熱室當(dāng)作加熱蒸汽使用，使硫酸鈉料液始終維持沸騰狀態(tài)，水分不斷蒸發(fā)，最后硫酸鈉達(dá)到過飽和而析出晶體。如此，除了在系統(tǒng)開啟時(shí)使用蒸汽將系統(tǒng)預(yù)熱夕卜，整個(gè)蒸發(fā)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)只需使用電力驅(qū)動(dòng)渦輪壓縮機(jī)，不需補(bǔ)充生蒸汽。因?yàn)橄到y(tǒng)產(chǎn)生的所有高溫冷凝水都被用于將物料預(yù)熱至接近沸點(diǎn)，壓縮機(jī)壓縮蒸汽時(shí)產(chǎn)生的熱能將用于完成剩余的物料預(yù)熱，補(bǔ)償系統(tǒng)產(chǎn)生的熱損失。對(duì)于傳統(tǒng)的多效蒸發(fā)系統(tǒng)，由上一效蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽雖然在下一效得到了使用，但是最末一效產(chǎn)生出的二次蒸汽還是被冷凝排掉了，這就使得二次蒸汽中所蘊(yùn)含的能量被排除系統(tǒng)外浪費(fèi)掉了。對(duì)于本項(xiàng)發(fā)明，整個(gè)系統(tǒng)僅僅損失了很小一部分能量，而系統(tǒng)“殘余”的廢熱幾乎為零。本項(xiàng)發(fā)明可以高效處理癸二酸生產(chǎn)中的硫酸鈉廢水，高鹽廢水可以實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，硫酸鈉同時(shí)實(shí)現(xiàn)回收。較之傳統(tǒng)多效蒸發(fā)方法，本項(xiàng)技術(shù)具有明顯低能耗的優(yōu)勢(shì)。參看圖2，生蒸汽一次充入系統(tǒng)，物料被加熱后產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)壓縮風(fēng)機(jī)壓縮做功，溫度升高，二次蒸汽重新進(jìn)入蒸發(fā)室進(jìn)行蒸發(fā)操作，硫酸鈉廢水不斷得以濃縮，不斷濃縮為過飽和狀態(tài)，硫酸鈉晶體得以析出回收。本方法也可以結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，配合傳統(tǒng)的多效蒸發(fā)裝置聯(lián)合使用。表I為本專利技術(shù)節(jié)能核算表格，與目前工業(yè)上常用的三效蒸發(fā)對(duì)比
權(quán)利要求
1.在癸二酸生產(chǎn)中回收硫酸鈉晶體的工藝，本工藝是以配置有蒸汽通道及料液通道的蒸發(fā)罐(I)為基本裝備，工藝中采用蒸汽為熱源加熱含硫酸鈉的廢液、工藝流程中包括連續(xù)蒸發(fā)、形成過飽和相下的硫酸鈉結(jié)晶體析出、固液分離、過飽和液回輸和硫酸鈉晶體回收工序，其特征在于在蒸發(fā)罐(I)的蒸汽導(dǎo)出口(1-2)后增設(shè)蒸汽壓縮機(jī)(A)，在此基礎(chǔ)上，本工藝采用的連續(xù)蒸發(fā)工序中包括以下步驟 A、由料液入口(1-3)通入癸二酸生產(chǎn)中含硫酸鈉的廢液進(jìn)入蒸發(fā)罐(2);從蒸汽入口(1-1)引入熱源蒸汽進(jìn)入蒸發(fā)罐(I)加熱含硫酸鈉的廢液至沸騰態(tài)后，關(guān)閉熱源蒸汽的進(jìn)口控制閥(1-6)，蒸汽冷凝水經(jīng)由排水口(1-5)排出； B、將蒸發(fā)罐(I)中產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)由蒸汽導(dǎo)出口(1-2)、借助蒸汽回收管路通入蒸汽壓縮機(jī)(A)中、進(jìn)行蒸汽壓縮升溫處理； C、將壓縮升溫處理后的二次蒸汽、經(jīng)蒸汽入口(1-1)通入蒸發(fā)罐(I)、補(bǔ)充熱量使硫酸鈉廢液維持沸騰狀態(tài)、持續(xù)經(jīng)排水口(1-5)排出冷凝水； D、重覆B-C直至結(jié)晶硫酸鈉在過飽和液中的重量百分比至少達(dá)到30%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在癸二酸生產(chǎn)中回收硫酸鈉晶體的工藝，其特征在于所述的步驟D中產(chǎn)生的硫酸鈉晶體及硫酸鈉過飽和溶液，由蒸發(fā)罐(I)底部的卸料口(1-4)排出，并進(jìn)一步引入離心機(jī)中進(jìn)行固液分離，離心處理后得到的硫酸鈉晶體進(jìn)行回收、過飽和硫酸鈉廢液經(jīng)蒸發(fā)罐(I)的料液入口(1-1)回輸至蒸發(fā)罐(I)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在癸二酸生產(chǎn)中回收硫酸鈉晶體的工藝，其特征在于所述的蒸汽壓縮機(jī)(A)上還增設(shè)有生蒸汽補(bǔ)償口(1-7)。
全文摘要
在癸二酸生產(chǎn)中回收硫酸鈉晶體的工藝，解決了硫酸鈉廢液蒸汽處理工藝由于耗能高從而造成生產(chǎn)成本高、環(huán)境污染大的技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案是，本工藝是以配置有蒸汽通道及料液通道的蒸發(fā)罐為基本裝備，工藝中采用蒸汽為熱源加熱含硫酸鈉的廢液、工藝流程中包括連續(xù)蒸發(fā)、形成過飽和相下的硫酸鈉結(jié)晶體析出、固液分離、過飽和液回輸和硫酸鈉晶體回收工序，在蒸發(fā)罐的蒸汽導(dǎo)出口后增設(shè)蒸汽壓縮機(jī)，克服了多效蒸發(fā)能耗高、蒸汽使用量巨大的弊端。
文檔編號(hào)C01D5/00GK102745755SQ201110326920
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2011年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月25日
發(fā)明者張瑞超, 李季, 趙連忠, 邢文蘭, 韓厚義 申請(qǐng)人:河北凱徳生物材料有限公司