(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号(10)授权公告号 CN 204550082 U (45)授权公告日(45)授权公告日 2015.08.12
(21)申请号 201520111084.6(22)申请日 2015.02.15
(73)专利权人中盐金坛盐化有限责任公司
地址213200 江苏省常州市金坛市北环东路
129号(72)发明人陈留平 郭超 赵营峰 夏辉(74)专利代理机构常州市英诺创信专利代理事
务所(普通合伙) 32258
代理人王美华(51)Int.Cl.
C01D 5/00(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图1页
(54)实用新型名称
制备高纯度无水硫酸钠及锅炉水的设备(57)摘要
本实用新型涉及一种制备高纯度无水硫酸钠及锅炉水的设备，包括第一预热器、第一反应器、第二反应器、膜过滤器、第二预热器和热压制硝罐，热压制硝罐设置有蒸汽出口和硝浆出口，蒸汽出口连接蒸汽洗涤器的进料口，蒸汽洗涤器的出料口连接蒸汽压缩机的进料口，连接蒸汽压缩机的出料口连接减温器的进料口，减温器的出料口与热压制硝罐的加热室连接，热压制硝罐的硝浆出口连接离心机进料口，离心机出料口连接干燥床，干燥床连接包装机。采用更加节能降耗的新设备，工艺较多效蒸发工艺简单，生产能耗低，只有多效蒸发的75％左右。产品质量稳定，纯度高，可以达到99.4％以上。不仅生产的能耗降低，而且提高了产品质量。 C N 2 0 4 5 5 0 0 8 2 U CN 204550082 U
权 利 要 求 书
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1.一种制备高纯度无水硫酸钠及锅炉水的设备，其特征在于：包括第一预热器、第一反应器、第二反应器、膜过滤器、第二预热器和热压制硝罐，第一预热器的出料口连接第一反应器的进料口，第一反应器的澄清液出口连接第二反应器的进料口，第二反应器的澄清液出口连接膜过滤器的进料口，膜过滤器的出料口连接第二预热器的进料口，第二预热器的出料口连接热压制硝罐的进料口，所述热压制硝罐设置有蒸汽出口和硝浆出口，所述蒸汽出口连接有蒸汽洗涤器，所述蒸汽洗涤器的出料口连接有蒸汽压缩机，所述蒸汽压缩机的出料口连接有减温器，所述减温器的出料口与热压制硝罐的加热室连接，所述热压制硝罐的硝浆出口连接有离心机，所述离心机出料口连接有干燥床，所述干燥床的出料口连接有包装机。
2.如权利要求1所述的制备高纯度无水硫酸钠及锅炉水的设备，其特征在于：所述第一反应器的固体悬浮物出口和第二反应器的固体悬浮物出口连接有压滤机。
3.如权利要求1所述的制备高纯度无水硫酸钠及锅炉水的设备，其特征在于：所述热压制硝罐还设置有母液出口，所述母液出口与第一反应器的进料口连接。
4.如权利要求1所述的制备高纯度无水硫酸钠及锅炉水的设备，其特征在于：所述离心机的甩后液出口连接热压制硝罐的进料口。
5.如权利要求1所述的制备高纯度无水硫酸钠及锅炉水的设备，其特征在于：所述热压制硝罐的加热室与第一预热器的加热室和第二预热器的加热室连通。
6.如权利要求5所述的制备高纯度无水硫酸钠及锅炉水的设备，其特征在于：还包括电厂锅炉，所述热压制硝罐的加热室冷凝水管道、第一预热器的加热室冷凝水管道和第二预热器的加热室冷凝水管道连接电厂锅炉。
7.如权利要求6所述的制备高纯度无水硫酸钠及锅炉水的设备，其特征在于：所述电厂锅炉的废气通道连接第二反应器的进料口。
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说 明 书
制备高纯度无水硫酸钠及锅炉水的设备
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技术领域
本实用新型涉及无机盐制备技术领域，尤其是一种制备高纯度无水硫酸钠及锅炉水的设备。
[0001]
背景技术
目前提硝工艺有两种:一是冷法，二是热法。冷法工艺可靠、产品质量稳定，但它
也有缺点:投资较大、能耗高、冷冻系统腐蚀严重等，因冷冻完了是十水硝，还需要采用熔融法、熔融+蒸发法、盐析法或全溶蒸发法才能制得无水硫酸钠，冷法技术工艺复杂，流程长，能耗高等正逐步被淘汰；热法则刚好与冷法相反,以多效真空蒸发强制循环制硝工艺为代表，其中外加热五效强制循环真空制硝的先进生产工艺成为首选。[0003] 五效真空蒸发逆流进料生产工艺已广泛应用于无水芒硝生产中。由于钙芒硝矿含硫酸钠低,采用水溶法得到的硝水浓度低,所以需用换热面积大的蒸发器。为了充分利用热量,采用逆流进料。此法生产工艺严谨,真空装置采用二级蒸喷,一级水喷,真空度可达0.09MPa以上；采用加两碱除钙、镁,在斜板沉降器中除不溶物,再经砂滤器过滤,得到精制硝水,尾期粉尘采用湿法回收；二次蒸汽、冷凝水热量回收均得到合理应用。该生产工艺的优点是煤耗较低,大致在200kg/t左右,生产成本低。目前这种工艺已在全国推广采用，该工艺产出的无水硫酸钠纯度在98～99％。采用两碱净化工艺(烧碱除镁、纯碱除钙的生产工艺)虽然能保证产品质量,但是存在着烧碱、纯碱耗量大、氢氧化镁难以沉降以及产品成本高等问题。多效蒸发为保证末效蒸发器的温度，末效剩余的二次蒸汽仍具有大量的热能，冷却后直接排放，不仅造成大量的热损失，而且需要大量的冷却水。[0004] 为了适应国家对制硝行业节能减排要求，如何节约蒸汽成本、提高供热效率，是当前使用蒸发浓缩的行业最迫切关注的问题。近年来，MVR技术已成为化工业、食品加工业、制盐业等各类行业蒸发浓缩环节大力推广使用的节能减排技术，其低能耗、高效率的特点明显优于传统的蒸发技术，在未来有着巨大的发展潜力。而制硝行业尚无该技术的自主研发推广应用先例，有着广阔的发展机遇。
[0002]
实用新型内容
[0005] 本实用新型要解决的技术问题是：为了解决现有制硝设备能耗高、效率低、耗时间的问题，提供一种制备高纯度无水硫酸钠及锅炉水的设备。[0006] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种制备高纯度无水硫酸钠及锅炉水的设备，包括第一预热器、第一反应器、第二反应器、膜过滤器、第二预热器和热压制硝罐，第一预热器的出料口连接第一反应器的进料口，第一反应器的澄清液出口连接第二反应器的进料口，第二反应器的澄清液出口连接膜过滤器的进料口，膜过滤器的出料口连接第二预热器的进料口，第二预热器的出料口连接热压制硝罐的进料口，原硝水由矿区经过第一预热器加热后进入第一反应器，向第一反应器加入废碱及助沉剂，上层清液由第一反应器澄清液出口进入第二反应器，向第二反应器通入锅炉废气，第二反应器澄清液进入
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说 明 书
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膜过滤器过滤掉固体悬浮物，经膜过滤器过滤分离后，精制硝水经第二预热器加热后进入制硝热压罐，所述热压制硝罐设置有蒸汽出口和硝浆出口，所述蒸汽出口连接有蒸汽洗涤器，所述蒸汽洗涤器的出料口连接有蒸汽压缩机，所述蒸汽压缩机的出料口连接有减温器，所述减温器的出料口与热压制硝罐的加热室连接，当热压制硝罐产生足够的二次蒸汽后，就停用生蒸汽，热压制硝罐产生的二次蒸汽经过蒸汽洗涤器洗涤后进入蒸汽压缩机压缩，产生高温高压的过热蒸汽，通过减温器减温至饱和，供热压制硝罐的加热室加热罐中硝水用，制硝热压罐内加热后的料液沸腾、蒸发，产生二次蒸汽，继续洗涤、压缩、加热、蒸发，如此往复循环，所以正常生产时，是不需要使用生蒸汽的，只需要消耗电能，所述热压制硝罐的硝浆出口连接有离心机，所述离心机出料口连接有干燥床，所述干燥床的出料口连接有包装机，热压制硝罐排硝浆进入离心机脱水后通过皮带输送装置输送至干燥床，干燥后经包装机包装入库。
[0007] 所述第一反应器的固体悬浮物出口和第二反应器的固体悬浮物出口连接有压滤机，第一反应器和第二反应器产生的盐泥经压滤机压滤后，盐泥回矿注井。[0008] 所述热压制硝罐还设置有母液出口，所述母液出口与第一反应器的进料口连接，硝水在制硝热压罐内充分结晶后母液转至第一反应器净化。[0009] 所述离心机的甩后液出口连接热压制硝罐的进料口，离心机脱水后的甩后液泵回热压制硝罐可用于蒸发结晶。
[0010] 所述热压制硝罐的加热室与第一预热器的加热室和第二预热器的加热室连通，蒸发产生的冷凝水用于第一预热器预热原硝水及第二预热器预热精制硝水，不仅回收了热量，而且提高了原硝水的反应效率，节省了净化反应时间。[0011] 所述热压制硝罐的加热室冷凝水管道、第一预热器的加热室冷凝水管道和第二预热器的加热室冷凝水管道连接有电厂锅炉，因二次蒸汽经过蒸汽洗涤器洗涤，其纯度较高，换热冷凝后的冷凝水经降温后送至电厂锅炉，直接作为锅炉用水，省去了庞大而复杂的水处理系统。
[0012] 所述电厂锅炉的废气通道连接第二反应器的进料口，在第二反应器中通入锅炉废气，烧碱碳化反应制得纯碱，除去溶液中的钙。
[0013] 向第一反应器加入烧碱及少量的助沉剂，与镁离子反应生成更难溶的氢氧化镁沉淀，因为添加的助沉剂具有助沉及吸附能力，可以很好的将絮状氢氧化镁去除；然后在第二反应器中通入锅炉废气，烧碱碳化反应制得纯碱，除去溶液中的钙。其反应式如下：[0014] 反应1：
[0015] MgSO4+2NaOH＝Mg(OH)2↓+Na2SO4[0016] 反应2：
[0017] 2NaOH+CO2(锅炉废气)＝Na2CO3+H2O[0018] CaSO4+Na2CO3＝Na2SO4+CaCO3↓[0019] 使用膜过滤器过滤，不仅避免添加絮凝剂引入新的杂质，解决添加絮凝剂需要自然沉降的时间长、效率低的问题，而且保证过滤硝水的精度，其中固体悬浮物可以控制在0.5mg/L，为后续的高品质硝的蒸发结晶提供了保障。本实用新型的有益效果是，将蒸汽压缩机与热压制硝罐组成联合体的蒸发系统，以实现二次蒸汽余热回收利用。低温的稀溶液经第一预热器和第二预热器预热后进入热压
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制硝罐浓缩，二次蒸汽经压缩机压缩，提高了压力，温度和热焓值，然后将压缩后蒸汽送回热压制硝罐加热室中，作为加热蒸汽。被蒸发料液吸收其潜热后又变成二次蒸汽，后者再进入蒸汽压缩机压缩，如此不断循环，将大量低温位热能转化为高温位热能加以利用，从而节省大量生蒸汽，达到节能减耗的目的。采用废碱代替石灰，回收吸收电厂锅炉废气，有效节省了成本，解决了两碱净化运行费用偏高、蒸发结晶的能耗偏高、流程较长、工艺复杂等问题。该设备经济性好，综合能耗低，产品质量高，而且废气得到很好的利用，变废为宝，并且又净化了环境。附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0022] 图1是本实用新型的结构简图。
[0021]
具体实施方式
[0023] 现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。[0024] 如图1所示的一种制备高纯度无水硫酸钠及锅炉水的设备，包括第一预热器、第一反应器、第二反应器、膜过滤器、第二预热器和热压制硝罐，第一预热器的出料口连接第一反应器的进料口，第一反应器的澄清液出口连接第二反应器的进料口，第二反应器的澄清液出口连接膜过滤器的进料口，膜过滤器的出料口连接第二预热器的进料口，第二预热器的出料口连接热压制硝罐的进料口，所述热压制硝罐设置有蒸汽出口和硝浆出口，所述蒸汽出口连接有蒸汽洗涤器，所述蒸汽洗涤器的出料口连接有蒸汽压缩机，所述蒸汽压缩机的出料口连接有减温器，所述减温器的出料口与热压制硝罐的加热室连接，所述热压制硝罐的硝浆出口连接有离心机，所述离心机出料口连接有干燥床，所述干燥床的出料口连接有包装机。第一反应器的固体悬浮物出口和第二反应器的固体悬浮物出口连接有压滤机。所述热压制硝罐还设置有母液出口，所述母液出口与第一反应器的进料口连接。所述离心机的甩后液出口连接热压制硝罐的进料口。热压制硝罐的加热室与第一预热器的加热室和第二预热器的加热室连通。热压制硝罐的加热室冷凝水管道、第一预热器的加热室冷凝水管道和第二预热器的加热室冷凝水管道连接电厂锅炉。电厂锅炉的废气通道连接第二反应器的进料口。
[0025] 原硝水由矿区经过第一预热器加热后进入第一反应器，向第一反应器加入废碱及助沉剂，上层清液由第一反应器澄清液出口进入第二反应器，向第二反应器通入锅炉废气，第二反应器澄清液进入膜过滤器过滤掉固体悬浮物。第一反应器和第二反应器产生的盐泥经压滤机压滤后，盐泥回矿注井。经膜过滤器过滤分离后，精制硝水经第二预热器加热后进入制硝热压罐，在制硝热压罐内充分结晶后母液转至第一反应器净化。热压制硝罐排硝浆进入离心机脱水后通过皮带输送装置输送至干燥床，干燥后经包装机包装入库。离心机脱水后的甩后液泵回热压制硝罐用于蒸发结晶。
整个制硝系统，只有开车时使用部分生蒸汽进行预热，当热压制硝罐产生足够的
二次蒸汽后，就停用生蒸汽，热压制硝罐产生的二次蒸汽经过蒸汽洗涤器洗涤后进入蒸汽压缩机压缩，产生高温高压的过热蒸汽，通过减温器减温至饱和，供热压制硝罐的加热室加
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热罐中硝水用。加热后的料液沸腾、蒸发，产生二次蒸汽，继续洗涤、压缩、加热、蒸发，如此往复循环。所以，正常生产时，是不需要使用生蒸汽的，只需要消耗电能。
[0027] 蒸发产生的冷凝水用于第一预热器预热原硝水及第二预热器预热精制硝水，不仅回收了热量，而且提高了原硝水的反应效率，节省了净化反应时间。因二次蒸汽经过蒸汽洗涤器洗涤，其纯度较高，换热冷凝后的冷凝水经降温后送至电厂锅炉，直接作为锅炉用水，省去了庞大而复杂的水处理系统。
[0028] 以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
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说 明 书 附 图
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