一种电池级碳酸钠和熔盐级硝酸钠绿色联产装置的制作方法

本技术属于化工生产，涉及工业纯碱联产技术；具体为一种电池级碳酸钠和熔盐级硝酸钠绿色联产装置。

背景技术：

1、碳酸钠（俗称纯碱）作为一种基本工业原料，按用途分为两类，i类为特种工业用重质碳酸钠，适用于制造显像管玻壳、光学玻璃等；ii类为一般工业碳酸钠，包括轻质碳酸钠和重质碳酸钠。碳酸钠产品质量标准执行国家标准（gb210.1-2004），产品中氯化钠含量≤0.30%即满足i类优等品标准。随着技术进步，纯碱生产逐渐向低盐化发展，行业中以低盐为优势产品的重质碳酸钠其氯化钠含量低至0.20%。新能源动力、储能领域的飞速发展使钠离子电池异军突起，其中碳酸钠是钠离子电池正极制造的最有利原材料之一，对其纯度及十几项杂质离子含量有更高的要求，尤其是对氯离子含量提出了≤0.01%的苛刻要求。现有技术中常用的碳酸钠提纯方法为化学沉淀法、微孔滤膜过滤法、共沉淀法、碳化法，这几种提纯方法基本停留在实验室规模上，存在或流程长、或能耗高、或引入杂质离子等缺点，不适于工业化生产，而且在工业化生产的过程中有大量的废气废水产生，对环境造成污染。

2、申请号为202211415483.2的中国专利，提出一种纯碱工业联合制备电池级碳酸钠和食品级小苏打的方法，是将电池级碳酸钠和食品级小苏打生产方法与现有纯碱工业生产系统直接耦合，封闭生产。具有流程短、操作简便、易于工业化、生产成本更低的优点。

技术实现思路

1、本实用新型克服了现有技术的不足，提出一种电池级碳酸钠和熔盐级硝酸钠绿色联产装置，降低在电池级碳酸钠生产过程中废水废气的产生，同时实现与熔盐级硝酸钠的联合生产。

2、为了达到上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的。

3、一种电池级碳酸钠和熔盐级硝酸钠绿色联产装置，包括水解罐、碳酸化塔、中和器和煅烧炉；所述水解罐与碳酸化塔相连接，所述碳酸化塔的出料口与第一离心机相连接，第一离心机的液体出口与中和器相连接，所述中和器的反应液出口与mvr蒸发结晶器相连接，所述mvr蒸发结晶器与离心烘干机相连接，所述离心烘干机产生的洗涤液经过第一回流管路与中和器相连接；所述中和器通过二次蒸汽管路与mvr蒸发结晶器相连接；

4、所述第一离心机的碳酸氢钠出口与水洗涤器相连接，所述水洗涤器的出料口与第二离心机相连接，所述第二离心机的固体出口与煅烧炉相连接，所述第二离心机产生的洗涤液通过第二回流管路与水洗涤器相连接；所述煅烧炉通过气水管路与水解罐相连接。

5、进一步的，还包括加热器，所述加热器连接有去离子水管路，所述加热器的出水口与水解罐相连接。

6、更进一步，所述煅烧炉通过气水管路先与加热器相连接，再通过加热器连接至水解罐。

7、更进一步，加热器通过管路与碳酸化塔相连接。

8、进一步的，还包括保温过滤器，所述水解罐的出料口先连接至保温过滤器，再通过保温过滤器连接至碳酸化塔。

9、进一步的，还包括母液罐，所述第一离心机的液体出口经母液罐连接至中和器。

10、进一步的，所述水解罐连接有工业纯碱进料口和除杂剂进料口。

11、进一步的，所述水洗涤器连接有去离子水管路。

12、本实用新型相对于现有技术所产生的有益效果为：

13、本实用新型将得到的碳酸氢钠晶体用去离子水洗涤，经离心甩干制得碳酸氢钠，产生的洗涤液做为循环洗涤水使用。碳酸氢钠经煅烧炉煅烧脱除水份和co2，制得电池级碳酸钠，在煅烧工序中产生的水及co2返回前工序用于碳酸化使用；制备电池级碳酸钠的过程中，无固废产生、无废水废气产生。

14、并且，在碳酸化产物离心产生的洗涤液可以与稀硝酸通过中和反应制得硝酸钠溶液，用mvr蒸发设备浓缩结晶，再经离心机脱水，干燥器烘干制得熔盐级硝酸钠。中和反应热用作mvr蒸发设备的热源，co2气体用于碳酸化使用。整体工艺流程无固废产生、无废气产生，生产过程的水及气体均可循环利用，反应中的二次热能也充分进行了利用。

15、本实用新型有效降低了电池级碳酸钠生产过程中废水废气的产生，同时实现与熔盐级硝酸钠的联合生产，具有良好的社会效益和经济效益。

技术特征：

1.一种电池级碳酸钠和熔盐级硝酸钠绿色联产装置，其特征在于，包括水解罐（1）、碳酸化塔（2）、中和器（3）和煅烧炉（4）；所述水解罐（1）与碳酸化塔（2）相连接，所述碳酸化塔（2）的出料口与第一离心机（5）相连接，第一离心机（5）的液体出口与中和器（3）相连接，所述中和器（3）的反应液出口与mvr蒸发结晶器（6）相连接，所述mvr蒸发结晶器（6）与离心烘干机（7）相连接，所述离心烘干机（7）产生的洗涤液经过第一回流管路（8）与中和器（3）相连接；所述中和器（3）通过二次蒸汽管路（9）与mvr蒸发结晶器（6）相连接；

2.根据权利要求1所述的一种电池级碳酸钠和熔盐级硝酸钠绿色联产装置，其特征在于，还包括加热器（14），所述加热器（14）连接有去离子水管路（15），所述加热器（14）的出水口与水解罐（1）相连接。

3.根据权利要求2所述的一种电池级碳酸钠和熔盐级硝酸钠绿色联产装置，其特征在于，所述煅烧炉（4）通过气水管路（13）先与加热器（14）相连接，再通过加热器（14）连接至水解罐（1）。

4.根据权利要求2所述的一种电池级碳酸钠和熔盐级硝酸钠绿色联产装置，其特征在于，加热器（14）通过管路与碳酸化塔（2）相连接。

5.根据权利要求1所述的一种电池级碳酸钠和熔盐级硝酸钠绿色联产装置，其特征在于，还包括保温过滤器（16），所述水解罐（1）的出料口先连接至保温过滤器（16），再通过保温过滤器（16）连接至碳酸化塔（2）。

6.根据权利要求1所述的一种电池级碳酸钠和熔盐级硝酸钠绿色联产装置，其特征在于，还包括母液罐（17），所述第一离心机（5）的液体出口经母液罐（17）连接至中和器（3）。

7.根据权利要求1所述的一种电池级碳酸钠和熔盐级硝酸钠绿色联产装置，其特征在于，所述水解罐（1）连接有工业纯碱进料口（18）和除杂剂进料口（19）。

8.根据权利要求1所述的一种电池级碳酸钠和熔盐级硝酸钠绿色联产装置，其特征在于，所述水洗涤器（10）连接有去离子水管路（15）。

技术总结
本技术公开了一种电池级碳酸钠和熔盐级硝酸钠绿色联产装置，属于化工生产技术领域，涉及工业纯碱联产技术；联产装置包括水解罐、碳酸化塔、中和器和煅烧炉；水解罐与碳酸化塔相连接，碳酸化塔与第一离心机相连接，第一离心机与中和器相连接，中和器与MVR蒸发结晶器相连接，MVR蒸发结晶器与离心烘干机相连接，离心烘干机产生的洗涤液经过第一回流管路与中和器相连接；中和器通过二次蒸汽管路与MVR蒸发结晶器相连接；第一离心机产出的碳酸氢钠通过煅烧炉处理；本技术有效降低了电池级碳酸钠生产过程中废水废气的产生，同时实现与熔盐级硝酸钠的联合生产。

技术研发人员：王宝,王建球,渠文奎,杨志攀
受保护的技术使用者：文水县振兴化肥有限公司
技术研发日：20230526
技术公布日：2024/1/15