專利名稱：利用石灰粉分解氯化銨制備高濃度氯化鈣溶液的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種利用石灰粉分解氯化銨制備高濃度氯化鈣溶液的方法。
背景技術(shù)：
作為世界上最大的純堿生產(chǎn)國，我國目前純堿年產(chǎn)量已達(dá)2000多萬噸，有氨堿法、聯(lián)堿法和天然堿法三種生產(chǎn)方法，其中氨堿法占總產(chǎn)量的2(T40%左右。氨堿白泥主要產(chǎn)生于蒸餾回收氨エ序和鹽水精制過程，蒸餾廢液約擴(kuò)IOmVt純堿，約產(chǎn)生20(T300kg干基白泥/t純堿，廢液中含10%左右的氯化鈣，5%左右的氯化鈉，由于廢液排放量大，難以實現(xiàn)徹底治理，不僅污染環(huán)境，也導(dǎo)致氯化鈉和氯化鈣等物質(zhì)的浪費(fèi)。目前大多數(shù)氨堿企業(yè)利·用廢液回收法生產(chǎn)氯化鈣，但該方法是將蒸餾廢液澄清浄化后直接蒸發(fā)，由于其中氯化鈣濃度低(約10%)，蒸汽消耗量大，成本高。因此尋求ー種降低廢液生成量，提高廢液氯化鈣濃度成為關(guān)系到堿鈣聯(lián)合生產(chǎn)企業(yè)生存的大問題。這不僅可以大大降低廢棄物的排放量，減少對環(huán)境的危害，而且由于廢液氯化鈣濃度升高，氯化鈣的生產(chǎn)成本將成倍降低。公司于1990年從荷蘭阿克蘇引進(jìn)了干法加灰蒸餾エ藝，蒸餾廢液氯化鈣濃度已從10%左右升為13 14%，用干法廢液生產(chǎn)CaCl2. 2H20消耗0. 5MPa的蒸汽比濕法蒸餾降低約8%，干基白泥排放量約降低5%。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決上述技術(shù)的不足，采用氨堿法與聯(lián)堿II過程相結(jié)合的エ藝，利用石灰粉分解氯化銨制備高濃度氯化鈣溶液的方法。本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的，所采取的技術(shù)方案為
(1)氯化銨的分解反應(yīng)來自聯(lián)堿II過程的濕氯化銨與來自石灰制粉系統(tǒng)的石灰粉經(jīng)計量分別通過料倉進(jìn)入混合輸送絞龍，混合后進(jìn)入I級反應(yīng)器，I級反應(yīng)器中石灰粉CaO過剩量3%以上，反應(yīng)溫度為7(T90°C，加入一定量從淡液蒸餾塔來的淡液經(jīng)攪拌充分混合、部分反應(yīng)，生成I級反應(yīng)液，通過I級輸送泵輸送，其中有一部分I級反應(yīng)液返回I級反應(yīng)器進(jìn)行循環(huán)，其余送至I級蒸餾塔上部，與從I級蒸餾塔下部進(jìn)入的來自II級蒸餾塔頂部排出的蒸汽和氨氣的混合氣逆流接觸，進(jìn)行傳熱傳質(zhì)、蒸氨、反應(yīng)，成為I級蒸餾液，I級蒸餾液從I級蒸餾塔塔底溢流進(jìn)入II級反應(yīng)器繼續(xù)反應(yīng)，II級反應(yīng)器底部通入一定量低壓蒸汽，反應(yīng)溫度在100°C以上，生成II級反應(yīng)液，由II級輸送泵輸送，其中有一部分II級反應(yīng)液返回II級反應(yīng)器進(jìn)行循環(huán)，其余送至II級蒸餾塔上部，經(jīng)蒸汽噴射器噴射的蒸汽從II級蒸餾塔的下部進(jìn)入，蒸出II級反應(yīng)液中剰余的氨，成為II級蒸餾液，從II級蒸餾塔塔底流出；
(2)高濃度氯化鈣溶液的生成從II級蒸餾塔塔底流出的II級蒸餾液經(jīng)閃發(fā)器閃發(fā)成為高濃度氯化鈣溶液，高濃度氯化鈣溶液含氨低于100mg/L，氯化鈣質(zhì)量百分比含量^ 38%，由濃鈣輸送泵送至氯化鈣生產(chǎn)系統(tǒng)，閃發(fā)出的二次蒸汽進(jìn)入蒸汽噴射器；
(3)氨氣的回收I、II級反應(yīng)器頂部排出的氨氣進(jìn)入I級蒸餾塔中部，I級蒸餾塔塔頂出氣溫度為9(T10(TC，蒸出的氨氣從塔頂排出，經(jīng)1#氨冷器冷凝后的氨氣送至吸氨塔，其冷凝液進(jìn)入淡液蒸餾塔，淡液蒸餾塔頂部蒸出的氨氣經(jīng)2#氨冷器冷凝后也送至吸氨塔，淡液蒸餾塔塔底流出的淡液返回I級反應(yīng)器用于氯化銨溶解和石灰粉消化反應(yīng)。I級反應(yīng)器投入氯化銨與石灰粉的量是按照氯化銨完全反應(yīng)配料的，石灰粉CaO過剩量按3 10%配料最好。II級反應(yīng)器的反應(yīng)溫度在100 120で之間，可完全分解氯化銨。為確保I級蒸餾液氯化鈣濃度及反應(yīng)完全，I級蒸餾液的溫度應(yīng)> 115°C。為確保II級蒸餾液氯化鈣濃度及反應(yīng)完全，II級蒸餾液的溫度應(yīng)> 115°C。優(yōu)選質(zhì)量百分比含量在75%以上的石灰粉，可延長設(shè)備生產(chǎn)周期，提高設(shè)備生產(chǎn)能力，減少廢棄物排放。本發(fā)明的主要優(yōu)點·
本發(fā)明利用石灰粉分解氯化銨制備高濃度氯化鈣溶液的方法，相比傳統(tǒng)氨堿法純堿生產(chǎn)中利用石灰乳與濾過母液反應(yīng)得到的蒸餾廢液，氯化鈣濃度由109^13%增為38%以上，可顯著降低雙水氯化鈣生產(chǎn)的蒸汽消耗，0. 5MPa蒸汽消耗比濕法蒸餾降低30%以上，干基白泥排放量也降低約30%。


附圖是本發(fā)明流程示意圖。圖中1 一氯化銨料倉；2—石灰粉料倉；3 —I級反應(yīng)器；4一I級輸送泵；5 —II級反應(yīng)器；6 — II級輸送泵；7 — I級蒸餾塔；8 — II級蒸餾塔；9一蒸汽噴射器；10—閃發(fā)器；11 一 1#氨冷器；12—淡液蒸餾塔；13 — 2#氨冷器；14一濃鈣輸送泵；15—混合輸送絞龍。
具體實施例方式如圖所示，I、II級蒸餾塔的結(jié)構(gòu)均為篩板塔，該塔汽液傳質(zhì)傳熱效果好。圖中低壓蒸汽采用0. 5MPa蒸汽。結(jié)合附圖敘述本發(fā)明流程來自氯化銨料倉I的濕氯化銨與來自石灰粉料倉2的石灰粉經(jīng)計量送入混合輸送絞龍15，混合后進(jìn)入I級反應(yīng)器3，加入一定量從淡液蒸餾塔12來的淡液經(jīng)攪拌進(jìn)行充分混合并部分反應(yīng)，生成的I級反應(yīng)液通過I級輸送泵4送至I級蒸餾塔7上部與來自II級蒸餾塔8的蒸汽和氨氣的混合氣逆流接觸進(jìn)行傳熱傳質(zhì)，所得I級蒸餾液從I級蒸餾塔7塔底溢流去II級反應(yīng)器5進(jìn)ー步反應(yīng)；為確保氯化銨分解反應(yīng)完全，在II級反應(yīng)器5中加入一定量蒸汽，反應(yīng)溫度100 120で，且控制I級反應(yīng)器3中石灰粉CaO過剩量為3 10% ;在II級反應(yīng)器5生成的II級反應(yīng)液由II級輸送泵6送至II級蒸餾塔8上部，0. 5MPa低壓蒸汽和II級蒸餾液經(jīng)閃發(fā)器10閃發(fā)后回收的二次蒸汽一起通過蒸汽噴射器9噴射進(jìn)入II級蒸餾塔8下部，蒸出II級反應(yīng)液中剰余的氨，I級反應(yīng)器3和II級反應(yīng)器5產(chǎn)生的氨氣進(jìn)入I級蒸餾塔7中部，I級蒸餾塔7蒸出的氨氣從塔頂排出，經(jīng)1#氨冷器11冷凝后冷凝液去淡液蒸餾塔12，冷凝液經(jīng)淡液蒸餾塔12蒸出氨后的溶液為淡液，該淡液進(jìn)入I級反應(yīng)器3溶解氯化銨與消化石灰粉的反應(yīng)，淡液蒸餾塔12蒸出的氨經(jīng)2#氨冷器13冷凝后與從1#氨冷器11來的氨氣一起去吸氨塔回收氨氣；II級蒸餾塔8塔底排出的蒸氨后溶液為II級蒸餾液。為加強(qiáng)對反應(yīng)液的攪拌以促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行，I級、II級反應(yīng)液均有一部分分別返回各自的反應(yīng)器進(jìn)行循環(huán)。II級蒸餾液從塔底流出經(jīng)閃發(fā)器10閃發(fā)后的溶液為高濃度氯化鈣溶液，其氯化鈣濃度達(dá)到38%以上，含氨低于100mg/L，由濃鈣輸送泵14送至氯化鈣生產(chǎn)系統(tǒng)。下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)ー步說明
實施例I :
如圖所示流程，自氯化銨料倉I加入95%的氯化銨300kg/h與來自石灰粉料倉2的石灰粉(CaO含量77. 32%)215kg/h送入混合輸送絞龍15混合后進(jìn)入I級反應(yīng)器3，同時加入0. 24m3/h淡液經(jīng)攪拌進(jìn)行充分混合并部分反應(yīng)，反應(yīng)溫度89. 5°C, I級反應(yīng)液石灰粉CaO過剩量9. 91%，由I級輸送泵4送至I級蒸餾塔7頂部與來自II級蒸餾塔8的蒸汽和氨氣的混合氣逆流接觸進(jìn)行傳熱傳質(zhì)，從I級蒸餾塔7塔底溢流出的I級蒸餾液溫度為118. 1°C，I級蒸餾液從I級蒸餾塔底溢流去II級反應(yīng)器5進(jìn)ー步反應(yīng)，為確保氯化銨分解反應(yīng)，在II級反應(yīng)器5加入10kg/h蒸汽，溫度120°C。II級反應(yīng)器5的反應(yīng)液由II級輸送泵6送至II級蒸餾塔8頂部，0. 5MPa低壓蒸汽和II級蒸餾液閃發(fā)的二次蒸汽一起經(jīng)蒸汽噴射器9進(jìn)入II級蒸餾塔8底圈下部以蒸出剰余的氨，I、II級反應(yīng)器產(chǎn)生的氨氣進(jìn)入I級蒸餾塔7中·部，I級蒸餾塔7出氣溫度為99. TC從塔頂排出，經(jīng)1#氨冷器11冷凝后所得冷凝液去淡液蒸餾塔12蒸出氨后的溶液稱為淡液，去進(jìn)入I級反應(yīng)器3與石灰粉、氯化銨充分混合、發(fā)生部分反應(yīng)，淡液蒸餾塔12蒸出的氨經(jīng)2#氨冷器13冷凝后與從1#氨冷器11來的氨氣ー起去吸氨塔回收氨氣。II級蒸餾塔底排出的蒸氨后溶液稱為II級蒸餾液，溫度119. 8°C，經(jīng)閃發(fā)器10閃發(fā)后的溶液為高濃度氯化鈣溶液，其氯化鈣質(zhì)量百分比濃度為39. 76%，總氨為96. 37 mg/Lo實施例2:
如圖所示流程，自氯化銨料倉I加入95%的氯化銨300kg/h與來自石灰粉料倉2的石灰粉(CaO含量75. 76%)210kg/h送入混合輸送絞龍15混合后進(jìn)入I級反應(yīng)器3，同時加入0. 25m3/h淡液經(jīng)攪拌進(jìn)行充分混合并部分反應(yīng)，反應(yīng)溫度79. 7°C, I級反應(yīng)液石灰粉CaO過剩量5. 30%,由I級輸送泵4送至I級蒸餾塔7頂部與來自II級蒸餾塔8的蒸汽和氨氣的混合氣逆流接觸進(jìn)行傳熱傳質(zhì)，從I級蒸餾塔7塔底溢流出的I級蒸餾液溫度為117. 6 °C,I級蒸餾液從I級蒸餾塔底溢流去II級反應(yīng)器5進(jìn)ー步反應(yīng)，為確保氯化銨分解反應(yīng)，在II級反應(yīng)器5加入7. 8kg/h蒸汽，溫度114. 7°C。II級反應(yīng)器5的反應(yīng)液由II級輸送泵6送至II級蒸餾塔8頂部，0. 5MPa低壓蒸汽和II級蒸餾液閃發(fā)的二次蒸汽一起經(jīng)蒸汽噴射器9進(jìn)入II級蒸餾塔8底圈下部以蒸出剰余的氨，I、II級反應(yīng)器產(chǎn)生的氨氣進(jìn)入I級蒸餾塔7中部，I級蒸餾塔7出氣溫度為94. 7°C從塔頂排出，經(jīng)1#氨冷器11冷凝后所得冷凝液去淡液蒸餾塔12蒸出氨后的溶液稱為淡液，去進(jìn)入I級反應(yīng)器3與石灰粉、氯化銨充分混合、發(fā)生部分反應(yīng)，淡液蒸餾塔12蒸出的氨經(jīng)2#氨冷器13冷凝后與從1#氨冷器11來的氨氣ー起去吸氨塔回收氨氣。II級蒸餾塔底排出的蒸氨后溶液稱為II級蒸餾液，溫度116. 9°C，經(jīng)閃發(fā)器10閃發(fā)后的溶液為高濃度氯化鈣溶液，其氯化鈣質(zhì)量百分比濃度為38. 45%，總氨為56. 12 mg/し實施例3:
如圖所示流程，自氯化銨料倉I加入95%的氯化銨200kg/h與來自石灰粉料倉2的石灰粉(CaO含量80. 26%) 128kg/h送入混合輸送絞龍15混合后進(jìn)入I級反應(yīng)器3，同時加入
0.20m3/h淡液經(jīng)攪拌進(jìn)行充分混合并部分反應(yīng)，反應(yīng)溫度70. 7°C, I級反應(yīng)液石灰粉CaO過剩量3. 21%，由I級輸送泵4送至I級蒸餾塔7頂部與來自II級蒸餾塔8的蒸汽和氨氣的混合氣逆流接觸進(jìn)行傳熱傳質(zhì)，從I級蒸餾塔7塔底溢流出的I級蒸餾液溫度為117. 2°C，I級蒸餾液從I級蒸餾塔底溢流去II級反應(yīng)器5進(jìn)ー步反應(yīng)，為確保氯化銨分解反應(yīng)，在II級反應(yīng)器5加入5. 4kg/h蒸汽，溫度100. 8°C。II級反應(yīng)器5的反應(yīng)液由II級輸送泵6送至II級蒸餾塔8頂部，0. 5MPa低壓蒸汽和II級蒸餾液閃發(fā)的二次蒸汽一起經(jīng)蒸汽噴射器9進(jìn)入II級蒸餾塔8底圈下部以蒸出剰余的氨，I、II級反應(yīng)器產(chǎn)生的氨氣進(jìn)入I級蒸餾塔7中部，I級蒸餾塔7出氣溫度為90. 2°C從塔頂排出，經(jīng)1#氨冷器11冷凝后所得冷凝液去淡液蒸餾塔12蒸出氨后的溶液稱為淡液，去進(jìn)入I級反應(yīng)器3與石灰粉、氯化銨充分混合、發(fā)生部分反應(yīng)，淡液蒸餾塔12蒸出的氨經(jīng)2#氨冷器13冷凝后與從1#氨冷器11來的氨氣ー起去吸氨塔回收氨氣。II級蒸餾塔底排出的蒸氨后溶液稱為II級蒸餾液，溫度118. 4°C，經(jīng)閃發(fā)器10閃發(fā)后的溶液為高濃度氯化鈣溶液，其氯化鈣質(zhì)量百分比濃度為38. 73%，總氨為71. 63 mg/し·
權(quán)利要求
1.ー種利用石灰粉分解氯化銨制備高濃度氯化鈣溶液的方法，其特征在于包括以下步驟 (1)氯化銨的分解反應(yīng)來自聯(lián)堿II過程的濕氯化銨與來自石灰制粉系統(tǒng)的石灰粉經(jīng)計量分別通過料倉進(jìn)入混合輸送絞龍，混合后進(jìn)入I級反應(yīng)器，I級反應(yīng)器中石灰粉CaO過剩量3%以上，反應(yīng)溫度為7(T90°C，加入一定量從淡液蒸餾塔來的淡液經(jīng)攪拌充分混合、部分反應(yīng)，生成I級反應(yīng)液，通過I級輸送泵輸送，其中有一部分I級反應(yīng)液返回I級反應(yīng)器進(jìn)行循環(huán)，其余送至I級蒸餾塔上部，與從I級蒸餾塔下部進(jìn)入的來自II級蒸餾塔頂部排出的蒸汽和氨氣的混合氣逆流接觸，進(jìn)行傳熱傳質(zhì)、蒸氨、反應(yīng)，成為I級蒸餾液，I級蒸餾液從I級蒸餾塔塔底溢流進(jìn)入II級反應(yīng)器繼續(xù)反應(yīng)，II級反應(yīng)器底部通入一定量低壓蒸汽，反應(yīng)溫度在100°C以上，生成II級反應(yīng)液，由II級輸送泵輸送，其中有一部分II級反應(yīng)液返回II級反應(yīng)器進(jìn)行循環(huán)，其余送至II級蒸餾塔上部，經(jīng)蒸汽噴射器噴射的蒸汽從II級蒸餾塔的下部進(jìn)入，蒸出II級反應(yīng)液中剰余的氨，成為II級蒸餾液，從II級蒸餾塔塔底流出； (2)高濃度氯化鈣溶液的生成從II級蒸餾塔塔底流出的II級蒸餾液經(jīng)閃發(fā)器閃發(fā)成為高濃度氯化鈣溶液，高濃度氯化鈣溶液含氨低于100mg/L，氯化鈣質(zhì)量百分比含量^ 38%，由濃鈣輸送泵送至氯化鈣生產(chǎn)系統(tǒng)，閃發(fā)出的二次蒸汽進(jìn)入蒸汽噴射器； (3)氨氣的回收I、II級反應(yīng)器頂部排出的氨氣進(jìn)入I級蒸餾塔中部，I級蒸餾塔塔頂出氣溫度為9(T10(TC，蒸出的氨氣從塔頂排出，經(jīng)1#氨冷器冷凝后的氨氣送至吸氨塔，其冷凝液進(jìn)入淡液蒸餾塔，淡液蒸餾塔頂部蒸出的氨氣經(jīng)2#氨冷器冷凝后也送至吸氨塔，淡液蒸餾塔塔底流出的淡液返回I級反應(yīng)器用于氯化銨溶解和石灰粉消化反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用石灰粉分解氯化銨制備高濃度氯化鈣溶液的方法，其特征在于所述的I級反應(yīng)器中石灰粉CaO過剩量為3 10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用石灰粉分解氯化銨制備高濃度氯化鈣溶液的方法，其特征在于所述的II級反應(yīng)器的反應(yīng)溫度為100 120で。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用石灰粉分解氯化銨制備高濃度氯化鈣溶液的方法，其特征在于所述的I級蒸餾塔塔底出的I級蒸餾液的溫度> 115°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用石灰粉分解氯化銨制備高濃度氯化鈣溶液的方法，其特征在于所述的II級蒸餾塔底出的II級蒸餾液的溫度> 115°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用石灰粉分解氯化銨制備高濃度氯化鈣溶液的方法，其特征在于石灰粉總氧化鈣質(zhì)量百分比含量在75%以上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用石灰粉分解氯化銨制備高濃度氯化鈣溶液的方法，其要點是將聯(lián)堿Ⅱ過程的濕氯化銨與石灰粉混合送入Ⅰ級反應(yīng)器，加淡液蒸餾塔來的淡液充分反應(yīng)，產(chǎn)生的Ⅰ級反應(yīng)液經(jīng)Ⅰ級蒸餾塔蒸氨，所得Ⅰ級蒸餾液溢流入Ⅱ級反應(yīng)器繼續(xù)反應(yīng)，產(chǎn)生的Ⅱ級反應(yīng)液泵送至Ⅱ級蒸餾塔蒸氨，所得Ⅱ級蒸餾液經(jīng)閃發(fā)二次蒸汽后成為高濃度氯化鈣溶液，由濃鈣輸送泵送至氯化鈣生產(chǎn)系統(tǒng)，Ⅱ級蒸餾塔排氣作為Ⅰ級蒸餾塔蒸氨的熱源，Ⅰ級蒸餾塔和淡液蒸餾塔排出的氨氣經(jīng)氨冷器回收送至吸氨塔。其優(yōu)點是氯化鈣溶液的濃度達(dá)到38%以上，含氨低于100mg/L，生產(chǎn)每噸雙水氯化鈣0.5MPa蒸汽消耗比原先降低30%以上，干基白泥排放量也降低約30%。
文檔編號C01F11/24GK102786073SQ20121030739
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月27日
發(fā)明者丁珊修, 于英明, 劉曉莉, 宋焱, 尹小春, 徐志國, 李家強(qiáng), 牟國憲, 趙建國, 高山 申請人:青島海灣化工設(shè)計研究院有限公司, 青島堿業(yè)股份有限公司