一种制碱盐水脱硝副产物生产元明粉的工艺流程及设备的制作方法

本发明涉及元明粉制备领域，具体涉及一种制碱盐水脱硝副产物生产元明粉的工艺流程及设备。

背景技术

离子膜法制碱在盐水精制膜法除硝装置副产物十水芒硝无法处理，芒硝堆积滞销，长期堆放易出现风化现象并产生粉尘，并对周围环境产生影响，特别是容易对建筑物产生较强腐蚀性，同时芒硝还容易随雨水流失对地面造成腐蚀，现只能靠掩埋的方式处理对环境存，且因含水量较高固体在32.8度时会溶于自身所附带的结晶水中，无法散装接运，因此现急需对废弃芒硝进行处理。

国内将芒硝制取为元明粉普遍采用热溶法蒸发结晶方式将芒硝转化为元明粉，蒸发是高耗能的相变过程，将芒硝转化为元明粉的过程能源消耗高，浪费过多能源，因此需要对制备元明粉工艺的能源消耗进行减小。

技术实现要素：

本发明为了解决上述技术问题提供一种制碱盐水脱硝副产物生产元明粉的工艺流程及设备，能够解决芒硝转化为元明粉过程中能源消耗高问题，且得到的元明粉品质较高，操作自动化，减小人员操作强度。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种制碱盐水脱硝副产物生产元明粉的工艺流程，所述工艺流程具体包括以下步骤：

步骤一，将制碱过程中脱硝后形成的芒硝输送到化硝罐，对化硝罐加热后使得芒硝形成硫酸钠晶体混合溶液；

步骤二，将步骤一中得到的硫酸钠晶体混合溶液输送至二效加热器内进行换热后输送至二效分离器，通过二效分离器分离出气体，使得硫酸钠晶体析出；

步骤三，将二效分离器底部固液比为8-12％的硫酸钠晶体混合溶液输送至一效加热器，二效分离器内剩余的硫酸钠晶体混合溶液在二效分离器中通过二效强制循环泵进行循环分离；

步骤四，固液比为8-12％的硫酸钠晶体混合溶液在一效加热器内通过与外网蒸汽换热后，输送至一效分离器，硫酸钠晶体混合溶液中的部分液体经过换热后变成气体，气体从一效分离器进入二效加热器对初始硫酸钠晶体混合溶液进行换热；

步骤五，将一效分离器底部固液比达到15％及以上的硫酸钠晶体混合溶液通过泵体输送至离心机，对硫酸钠晶体混合溶液离心甩干分离后，形成元明粉。

本发明的有益效果是：物料经多级加热和分离后，能够提高元明粉制作的品质，而且多级加热和分离之间剩余的热能相互利用，能够解决芒硝转化为元明粉过程中能源消耗高问题，且得到的元明粉品质较高。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述步骤二中，二效分离器内的硫酸钠晶体混合溶液中的部分液体经换热后变成气体，气体从二效分离器进入冷凝器，通过冷凝器换热后流向盐水回收系统。

采用上述进一步方案的有益效果是：对换热后的水源进行回收，避免资源浪费。

进一步，所述步骤二中，二效分离器为负压，压力为-70kpa。

采用上述进一步方案的有益效果是：能够很好的将硫酸钠晶体混合液中的硫酸钠析出部分。

一种制碱盐水脱硝副产物生产元明粉生产工艺的设备，包括一效加热器、二效加热器、一效分离器、二效分离器、一级进料泵、二级进料泵、一效强制循环泵、二效强制循环泵、离心机、化硝罐、化硝泵，所述化硝罐的底端通过管道连接所述化硝泵的输入端，所述化硝泵的输出端通过管道连接所述二效加热器的输入端，所述二效强制循环泵的输出端通过管道连接所述二效加热器的输入端，所述二效加热器的输出端连接所述二效分离器，所述二效分离器的底端通过管道分别连接所述二级进料泵的输入端和所述二效强制循环泵的输入端，所述二级进料泵的输出端通过管道连接所述一效加热器的输入端，所述一效强制循环泵的输出端通过管道连接所述一效加热器的输入端，所述一效加热器的输出端连接所述一效分离器，所述一效分离器的底端分别连接所述一级进料泵的输入端和所述一效强制循环泵的输入端，所述一级进料泵的输出端连接所述离心机，所述离心机的底端连接一元明粉池。

本发明的有益效果是：通过本设备能够使得工艺能够完全进行，能够有效的降低能耗，循环利用能源，并且对硫酸钠混合溶液多次循环分离，能够制得品质较高的元明粉。

进一步，所述一效分离器的顶端通过管道连接所述二效加热器的换热管输入端，所述二效加热器的换热管输出端通过管道连接一冷凝水罐，所述一效加热器的换热管输入端连接外部蒸汽，所述一效加热器的换热管输出端连接所述冷凝水罐。

采用上述进一步方案的有益效果是：循环利用热量，节约能耗。

进一步，所述二效分离器的顶端通过管道连接一冷凝器的输入端，所述冷凝器的输出端通过管道连接所述冷凝水罐。

采用上述进一步方案的有益效果是：对换热后的水源进行回收。

进一步，所述离心机的出液端连通所述化硝罐。

采用上述进一步方案的有益效果是：循环用水，避免浪费。

进一步，所述化硝罐上固定连接有用于对所述化硝罐内部进行搅拌的搅拌器。

采用上述进一步方案的有益效果是：化硝效果更好。

附图说明

图1为本发明工艺设备图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、化硝罐，2、搅拌器，3、化硝泵，4、二效强制循环泵，5、二效加热器，6、二效分离器，7、二级进料泵，8、一效加热器，9、一效强制循环泵，10、一效分离器，11、一级进料泵，12、离心机，13、元明粉池，14、冷凝器，15、冷凝水罐，16、抽风机，17、冷凝水源，18、十水芒硝，19、蒸汽源。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，本制碱盐水脱硝副产物生产元明粉生产工艺的设备，包括一效加热器8、二效加热器5、一效分离器10、二效分离器6、一级进料泵11、二级进料泵7、一效强制循环泵9、二效强制循环泵4、离心机12、化硝罐1、化硝泵3，化硝罐1的顶端连接十水芒硝18管道，化硝罐1的底端通过管道连接化硝泵3的输入端，化硝罐1顶端固定连接有搅拌器2,搅拌器2用于加快十水芒硝18的熔融，化硝罐1的规格为1.5m³，化硝罐1和化硝泵3为两套，化硝泵3的输出端通过管道连接二效加热器5的输入端，二效强制循环泵4的输出端通过管道连接二效加热器5的输入端，二效加热器5的输出端连接二效分离器6，二效分离器6的底端通过管道分别连接二级进料泵7的输入端和二效强制循环泵4的输入端，二级进料泵7的输出端通过管道连接一效加热器8的输入端，一效强制循环泵9的输出端通过管道连接一效加热器8的输入端，一效加热器8的输出端连接一效分离器10，一效分离器10的底端通过管道分别连接一级进料泵11的输入端和一效强制循环泵9的输入端，一级进料泵11为一台，规格为q＝3m³/h，h＝24m，p＝1.5kw，二级进料泵7为一台，规格为q＝5m³/h，h＝24m,p＝2.2kw，一效加热器8和二效加热器5的换热面积均为65m²，一效分离器10的顶端连接二效加热器5的换热管输入端，二效加热器5的换热管输出端连接一冷凝水罐15，一效加热器8的换热管输入端连接外部蒸汽源19，一效加热器8的换热管输出端连接冷凝水罐15，二效分离器6的顶端连接一冷凝器14的输入端，冷凝器14的输出端连接冷凝水罐15，冷凝器14的连接一抽风机16，冷凝器14的换热管进出两端分别连接冷凝水源17，一级进料泵11的输出端通过管道连接离心机12，离心机12的底端连接一元明粉池13,离心机12的出液端连通化硝罐1,还包括dcs控制系统，管道上设有若干控制阀门和仪表，dcs控制系统与若干控制阀门、仪表和搅拌器连通，用于控制流量以及液位。

本制碱盐水脱硝副产物生产元明粉的工艺流程，工艺流程具体步骤为：

步骤一，制碱过程中脱硝后形成的芒硝不落地后直接输送到化硝罐1，化硝罐1加热后使得芒硝形成硫酸钠晶体混合溶液；

步骤二，将步骤一种得到的硫酸钠晶体混合溶液通过化硝泵3输送至二效加热器5，在二效加热器中硫酸钠晶体混合溶液与蒸汽进行换热后输送至二效分离器6，二效分离器6为负压，压力控制为-70kpa，由于硫酸钠晶体混合溶液经过换热后温度升高，混合溶液中的低沸点溶液蒸发成气体，二效分离器6中气体向上移动使得气体分离出来，而余下的硫酸钠混合溶液下落，由于溶液蒸发，硫酸钠处于过饱和溶解状态，因此硫酸钠将析出成颗粒，所以二效分离器6内下端落下的硫酸钠晶体混合溶液的固液比升高，二效分离器6底部得到固液比达到10％的硫酸钠晶体混合溶液；

步骤三，将步骤二中得到固液比达到10％的硫酸钠晶体混合溶液，通过二级送料泵输送至一效加热器8，剩余的硫酸钠晶体混合溶液在二效分离器6中通过二效强制循环泵4进行循环换热分离，二效分离器6内顶部产生的蒸气通过管道进入冷凝器14后，在冷凝器14中冷凝后流向回收系统中的冷凝水罐15，冷凝中的不凝气体通过一抽风机16将不凝气体抽出；

步骤四，固液比为10％的硫酸钠晶体混合溶液输送至一效加热器后，通过与外网连接的蒸汽换热后，输送至一效分离器10，硫酸钠晶体混合溶液中的液体进过换热后变成气体，气体从一效分离器10进入二效加热器对初始硫酸钠晶体混合溶液进行换热，减小能源损耗，得到固液比达到15％-30％的硫酸钠晶体混合溶液；

步骤五，将固液比达到15-30％的硫酸钠晶体混合溶液从一效分离器10底部通过一级进料泵11泵输送至离心机12，离心机12对硫酸钠晶体混合溶液离心甩干分离后，形成元明粉，离心机12甩出的液体通过管道回流到化硝罐1中，循环里，一效分离器10中剩余的硫酸钠晶体混合溶液通过一效强制循环泵9在一效加热器和一效分离器10内循环进行继续分离，整体流程通过dcs控制系统实时控制流量与液位，使得分离出的元明粉品质高，通过本设备与工艺流程可每小时处理3吨芒硝，得到的硫酸钠质量分数均达到国家标准，白度超过国家标准，杂质低。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。