一种负压蒸馏系统的制作方法

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1.本实用新型涉及化工领域，尤其涉及一种负压蒸馏系统。


背景技术：

2.在制备纯碱的过程中，氨盐水在碳化塔内与co2气进行碳酸化反应，制得重碱，即制取nahco3悬浮液，之后，nahco3悬浮液进行固液分离，取得nahco3固体，在煅烧炉内煅烧分解后制得纯碱(na2co3)，分离出来的液体称作母液，其主要成分是nh4cl溶液。为了对母液中的氨进行回收再利用，通常要将母液送入预灰桶，使母液中的nh4cl在预灰桶内与石灰乳反应，生成nh4oh和cacl2，然后进入母液蒸馏塔，将nh4oh蒸出，蒸出的氨送入吸收塔，被精盐水吸收，制成氨盐水，重新用于纯碱的制备过程中。
3.传统的母液蒸馏一般通过泡罩蒸氨塔来完成，蒸汽由泡罩蒸氨塔底部进入，母液由泡罩蒸氨塔顶部进入，泡罩蒸氨塔的每圈塔盘上有一定高度的液面，泡罩边缘浸没在液体内，所以，形成“液封”。从泡罩蒸氨塔底部上来的蒸汽(气)通过“液封”时，会受到一定的阻力，故使泡罩蒸氨塔内产生正压，通常，泡罩蒸氨塔中部达25～30kpa，底部压力达45～50kpa，单塔蒸量为110m3/h，蒸汽消耗为1600kg/t。塔内产生的正压会提高塔内液体上部“气液平衡分压”，导致蒸出母液中含有的氨气和二氧化碳就需要消耗更多的热量，从而增加了蒸汽的消耗，严重影响企业的经济效益。同时，随着塔内进汽量的增加，塔内温度也上升；由于原盐中存在so
42-离子，使得氨盐水和nahco3悬浮液中也存在so
42-离子，随着塔内温度的上升，母液中的硫酸根极易在蒸馏塔中生成硫酸钙及半水结合物的结疤；随着蒸氨的进行，母液中的so
42-离子浓度逐渐升高，导致蒸氨塔结疤速度加快，堵塞蒸氨塔气液通道，缩短蒸氨塔的运行周期，一般运行5～15天，蒸馏塔结疤厚度可达20～50mm，严重影响系统的连续稳定运行。
4.为了降低系统的蒸汽消耗量，一些企业会采用高低压真空蒸馏的工艺技术，即提高后续设备的真空度，从而降低蒸氨塔底部的压力。然而，这样虽然可以降低蒸氨塔内的压力，也可以减少蒸汽的消耗量，但是，提高后续设备的真空度会造成工艺流程复杂，操作不方便，不利于推广应用。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种负压蒸馏系统。
6.本实用新型由如下技术方案实施：一种负压蒸馏系统，其包括筛板蒸氨塔、预灰桶、氨气冷凝器、氨气冷却器、冷凝液桶、蒸汽喷射器、吸收塔、尾气洗涤塔以及真空泵；
7.母液管线的出液端与所述氨气冷凝器的冷介质进口连通，所述氨气冷凝器的冷介质出口通过管线与所述筛板蒸氨塔加热分解段上部的进液口连通，所述筛板蒸氨塔加热分解段的出液口通过管线与所述预灰桶进液口连通，所述预灰桶顶部的出气口通过管线与所述筛板蒸氨塔加热分解段的进气口连通，所述预灰桶底部的出液口通过管线与所述筛板蒸氨塔加灰蒸馏段的进液口连通，所述筛板蒸氨塔加灰蒸馏段的出气口通过管线与所述预灰
桶上部的进气口连通；
8.蒸汽管线的出汽端通过管线与所述蒸汽喷射器的进汽口连通，所述蒸汽喷射器的出汽口通过管线与所述筛板蒸氨塔底圈的进汽口连通；
9.所述筛板蒸氨塔顶部的出气口通过管线与所述氨气冷凝器的热介质进口连通，所述氨气冷凝器的热介质出口通过管线与所述氨气冷却器的热介质进口连通，所述氨气冷却器的热介质气相出口通过管线与所述吸收塔的进气口连通，所述氨气冷却器的热介质液相出口通过管线与所述冷凝液桶的进液口连通；
10.所述吸收塔的出气口通过管线与所述尾气洗涤塔的进气口连通，所述尾气洗涤塔的出气口通过管线与所述真空泵的进气口连通。
11.优选的，其还包括闪发器、废液泵和废液库；所述筛板蒸氨塔底圈的出液口通过管线与所述闪发器的进液口连通，所述闪发器底部的出液口通过管线与所述废液泵的进口连通，所述废液泵的出口通过管线与所述废液库的进液口连通，所述闪发器顶部的出汽口通过管线与所述蒸汽喷射器的进汽口连通。
12.优选的，所述氨气冷凝器的冷凝液出口通过管线与所述冷凝液桶的进液口连通。
13.优选的，所述冷凝液桶顶部的出气口通过管线与所述吸收塔的进气口连通。
14.优选的，所述蒸汽喷射器的数量为两个，且两个所述蒸汽喷射器并联设置。
15.本实用新型的优点：1、由于对低压蒸汽要求不高，可大大减少蒸汽用量，降低系统运行能耗，提高企业经济效益；2、通过增加闪发器，有效回收了废液中所携带的热蒸汽，进一步降低系统的能耗；3、通过蒸汽喷射器强制闪发废液，可提高闪发效果，不需要二次闪发，减少了二次闪发设备的使用，降低了设备的投入成本；4、本实用新型中，筛板蒸氨塔内的温度和压力均有所降低，可减缓硫酸钙结疤形成速度，延长筛板蒸氨塔的运行周期，提高了生产的连续性，降低了生产成本；5、省略了传统的高低压真空装置，简化了工艺流程，效率高，操作方便。
附图说明：
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为一种负压蒸馏系统示意图；
18.图中：1、筛板蒸氨塔，2、预灰桶，3、氨气冷凝器，4、氨气冷却器，5、冷凝液桶，6、蒸汽喷射器，7、吸收塔，8、尾气洗涤塔，9、母液管线，10、蒸汽管线，11、闪发器，12、真空泵，13、废液泵，14废液库。
具体实施方式：
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.实施例1：
21.如图1所示：一种负压蒸馏系统，其包括筛板蒸氨塔1、预灰桶2、氨气冷凝器3、氨气冷却器4、冷凝液桶5、蒸汽喷射器6、吸收塔7、尾气洗涤塔8以及真空泵12；还包括闪发器11、废液泵13和废液库14；
22.母液管线9的出液端与氨气冷凝器3的冷介质进口连通，氨气冷凝器3的冷介质出口通过管线与所述筛板蒸氨塔1加热分解段上部的进液口连通，筛板蒸氨塔1加热分解段的出液口通过管线与预灰桶2进液口连通，预灰桶2顶部的出气口通过管线与筛板蒸氨塔1加热分解段的进气口连通，预灰桶2底部的出液口通过管线与筛板蒸氨塔1加灰蒸馏段的进液口连通，筛板蒸氨塔1加灰蒸馏段的出气口通过管线与预灰桶2上部的进气口连通。
23.蒸汽管线10的出汽端通过管线与蒸汽喷射器6的进汽口连通，蒸汽喷射器6的出汽口通过管线与筛板蒸氨塔1底圈的进汽口连通。蒸汽喷射器6的数量为两个，且两个所述蒸汽喷射器6并联设置。
24.筛板蒸氨塔1顶部的出气口通过管线与氨气冷凝器3的热介质进口连通，氨气冷凝器3的热介质出口通过管线与氨气冷却器4的热介质进口连通，氨气冷却器4的热介质气相出口通过管线与吸收塔7的进气口连通，氨气冷却器4的热介质液相出口通过管线与冷凝液桶5的进液口连通。氨气冷凝器3的冷凝液出口通过管线与冷凝液桶5的进液口连通。冷凝液桶5顶部的出气口通过管线与吸收塔7的进气口连通。吸收塔7的出气口通过管线与尾气洗涤塔8的进气口连通，尾气洗涤塔8的出气口通过管线与真空泵12的进气口连通。
25.筛板蒸氨塔1底圈的出液口通过管线与闪发器11的进液口连通，闪发器11底部的出液口通过管线与废液泵13的进口连通，废液泵13的出口通过管线与废液库14的进液口连通，闪发器11顶部的出汽口通过管线与蒸汽喷射器6的进汽口连通。本实施例中，废液泵13的数量为两个，且两个废液泵13并联设置，为一备一用。
26.工作说明：
27.母液作为冷介质进入到氨气冷凝器3，与筛板蒸氨塔1顶部出来的氨气进行逆向换热，被加热的母液流入筛板蒸氨塔1热分解段上部，从上至下均匀分布在整个筛板表面上，与筛板蒸氨塔1内上升的热蒸汽逆向接触换热，蒸出大部分游离氨和几乎所有的二氧化碳后成为预热母液；
28.预热母液从筛板蒸氨塔1加热分解段流出进入预灰桶2，在预灰桶2内与石灰乳进行充分反应(反应液即调和液)，将绝大部分的nh4cl分解为游离氨，部分从液相中解析出来的游离氨由预灰桶2顶部出气管进入筛板蒸氨塔1加热分解段被蒸出；
29.分解后的调和液进入筛板蒸氨塔1加灰蒸馏段上部，自上向下与热蒸汽逆流接触换热，几乎将全部氨蒸出，蒸出的氨气从筛板蒸氨塔1中部进入预灰桶2上部，与预灰桶2出气一并进入筛板蒸氨塔1加热分解段，使nh3和co2被蒸出；
30.筛板蒸氨塔1内蒸氨后产生的废液自塔底排出，并进入闪发器11，回收废液带出来的蒸汽；闪发汽汇同低压蒸汽经蒸汽喷射器6一并作为热蒸汽进入筛板蒸氨塔1底圈；闪发后的废液送到废液库14，其主要成分cacl2，可用于制取cacl2固体进行外售。
31.热蒸汽进入筛板蒸氨塔1底圈，自下而上，经塔板与调和液逆流接触，进行热质交换，之后同母液换热后，筛板蒸氨塔1顶部排出的氨气进入氨气冷凝器3被母液冷却，冷却后的氨气进入氨气冷却器4，被循环水再次间接冷却。氨气冷凝器3和氨气冷却器4产生的冷凝
液(冷凝水和氨)流入冷凝液桶5。冷凝液桶5内的冷凝液经过冷凝液泵送入淡液蒸馏塔，在淡液蒸馏塔内蒸出氨，剩余溶液用于化盐。
32.经氨气冷却器4冷却后的氨气与冷凝液桶5桶顶出气一起进入吸收塔7，在吸收塔7内用精盐水吸收氨，所得氨盐水重新回到碳化塔内与co2气进行碳酸化反应，制取重碱。经吸收塔7吸收氨后的吸收尾气(大部分是co2，少部分nh3)由吸收塔7顶部进入尾气洗涤塔8，被精盐水吸收其中剩余的氨后，剩余co2气体经过真空泵12并入炉气总管，经压缩机压缩后送到碳化塔。
33.本实施例通过选用低阻力降的筛板蒸氨塔1，使筛板蒸氨塔1及系统整体的压力有效降低。筛板蒸氨塔1中部压力降至微负压或0kpa左右，筛板蒸氨塔1底部压力为10kpa以下，单塔蒸量提高至180m3/h。
34.筛板蒸氨塔1在负压蒸馏状态下，塔内液体表面气—液平衡分压低，筛板蒸氨塔1中部温度90℃时能蒸出溶液里面氨和二氧化碳，预热母液温度控制在90～91℃，废液温度从105～106℃降到95℃以下，塔内和管道内caso4结疤厚度从原来的20～50mm(运行时间半个月)降到20mm左右(运行时间3个月)，筛板蒸氨塔1运行周期从原来的半个月延长至3个月以上。
35.筛板蒸氨塔1蒸汽消耗为1300kg/t以下(母液蒸量180m3/h)，可见，每吨碱可节约蒸汽200kg左右，使吨碱成本降了21.4元左右(一吨蒸汽107元计算)。全年纯碱产量按35万吨计算，全年节约纯碱成本749万元左右。同时，缓解了筛板蒸氨塔1结疤速度，延长了筛板蒸氨塔1运行周期，每年节约筛板蒸氨塔1清理费用20万元以上。
36.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。