一种高效的联碱碳滤生产系统的制作方法

1.本实用新型涉及纯碱制备系统，尤其涉及一种高效的联碱碳滤生产系统。


背景技术：

2.在化工工业中，碳化过程是集化学反应、能量转化、物料溶质传输与扩散、过饱和溶液结晶等多种物理化学过程，同时又有固、液、气三种物质状态共同存在并反应。碳化塔是纯碱(碳酸钠)制造工艺中的核心设备，制备纯碱的主要化学反应在碳化塔内进行，并使用氨碱法制备纯碱。
3.纯碱(na2co3)的制备以食盐、二氧化碳、氨气、水为原料。先使用氨气通入饱和食盐水中形成铵盐水，再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠和氯化铵溶液。将过滤、洗涤得到的碳酸氢钠微小晶体加热煅烧制得纯碱。化学反应方程式如下所示：
4.nacl co2 nh3 h2o＝nahco3↓ꢀ
nh4cl
5.2nahco3＝na2co3 h2o co2↑
6.在纯碱的制备过程中，需要在碳化塔中使用铵盐水和二氧化碳制备碳酸氢钠(nahco3)。由于碳酸氢钠在碳化塔塔体内积聚结疤，长时间不清理将导致碳化塔通道堵塞，进而降低碳化效果。为此，需要对碳化塔进行周期性的清洗作业，现今主要是通过结晶工段产出的铵盐水（nh3、h2o、nacl、nh4cl、少量碳酸盐）和低压氮气在清洗塔内对碳化塔内结疤（nahco3、nh4hco3等）进行清洗，清洗后产出洗塔液送入制碱塔与碳化塔中段气、下段气中的co2充分反应制备重碱晶浆（nahco3），重碱晶浆进入带式过滤机进行固液分离，其中滤饼送煅烧工序制备纯碱，滤液为碳滤母液送结晶工序制备氯化铵。由于重碱晶浆内存在较多小粒径碳酸氢钠，在过滤过程中极易导致带式过滤机滤布堵塞，从而缩短滤布的作业周期，导致制碱碳滤系统运行不畅，生产率降低；此外，含有小颗粒碳酸氢钠的碳滤母液在进入结晶工序后，随着温度的降低，重碱结晶进一步析出，从而导致联碱结晶系统严重结疤，进一步影响联碱系统生产效率。


技术实现要素：

7.发明目的：本实用新型的目的是提供一种可高效生产重碱的联碱碳滤生产系统，提高联碱碳滤生产系统的生产效率。
8.技术方案：本实用新型所述的一种高效的联碱碳滤生产系统，联碱碳滤生产系统包括清洗塔和制碱塔；所述清洗塔进气端与清洗供气管路连通，且清洗塔进液端与铵盐水供液管路连通；所述清洗塔排液端通过清洗液输送管路与制碱塔进液端连通；所述制碱塔进气端分别与碳化塔的中段气源和下段气源连通，且制碱塔排液端通过重碱晶浆管路与带式过滤机的进料端连通，所述带式过滤机的滤液端通过真空输送管路与滤液气液分离器进液端连通，且滤液气液分离器排液端依次串接碳滤母液澄清桶和碳滤母液储桶；所述碳滤母液澄清桶和碳滤母液储桶分别通过浓缩浆液循环管路与清洗液输送管路出口端接通，且碳滤母液储桶内碳滤母液通过碳滤母液输出管路外排；所述清洗供气管路、铵盐水供液管
路、清洗液输送管路、重碱晶浆管路、真空输送管路、浓缩浆液循环管路及碳滤母液输出管路均接入调节阀以控制输送管路开度。
9.优选的，所述清洗供气管路进气端分别与供氮管路和下段气源连通。
10.优选的，所述铵盐水供液管路、清洗液输送管路、浓缩浆液循环管路及碳滤母液输出管路均接入输送泵以及与输送泵进口端、排液端配合设置的截止阀。
11.优选的，所述重碱晶浆管路依次接入大碱槽、小碱槽。
12.优选的，与所述带式过滤机进液端配合设有洗水供应管路和洗后水循环管路，带式过滤机排液端与洗后水气液分离器进液端连通，且洗后水气液分离器的排液端与洗后水循环管路进口端连通。
13.优选的，所述带式过滤机机尾对应设有皮带输送机，所述皮带输送机输送滤饼送煅烧工序。
14.优选的，所述碳滤母液澄清桶和碳滤母液储桶为浓缩机。
15.优选的，任一输送管路内均可接入压力传感器、流量传感器、温度传感器及安全阀中其一或组合。
16.有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
17.1、重碱晶浆内细晶通过浓密返至制碱塔进行重碱生产，提高制碱塔内结晶效率和重碱质量，减少细晶的产出；2、重碱晶浆质量提高，提高带式过滤机的过滤性能，提高过滤效率，降低滤布洗水消耗；3、有效降低碳滤母液中细晶含量，提高碳滤母液清洁度，降低制碱结晶工序结疤。
附图说明
18.图1为本实用新型的循环清洗系统流程示意图。
19.附图标记：
20.1、清洗塔；2、制碱塔；3、清洗供气管路；4、供氮管路；5、中段气源；6、下段气源；7、铵盐水供液管路；8、碳滤母液输出管路；9、铵盐水桶；10、皮带输送机；11、带式过滤机；12、洗水供应管路；13、洗后水循环管路；14、大碱槽；15、过滤尾气外排管路；16、小碱槽；17、滤液气液分离器；18、洗后水气液分离器；19、洗后水排液管路；20、真空输送管路；21、输送泵；22、碳滤母液澄清桶；23、碳滤母液储桶；24、煅烧工序；25、调节阀；26、碳化尾气管路；27、重碱晶浆管路；28、清洗液输送管路；29、浓缩浆液循环管路。
具体实施方式
21.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图1所示，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.采用联碱法制备纯碱的过程中，需要使用食盐、二氧化碳、氨气、水等原料在碳化塔中进行气液反应得到碳酸氢钠、碳酸氢铵，由于碳酸氢钠、碳酸氢铵等在溶液中溶解度较小容易在碳化塔塔体内积聚结疤，长时间不清理将导致碳化塔通道堵塞，进而降低碳化效
果。因此，在实际生产中需要配套设置多座碳化塔，其中将结疤严重的碳化塔进行循环清洗并作为制碱系统的清洗塔使用，将无结疤或轻度结疤的碳化塔作为制碱系统的制碱塔使用。在制碱生产周期内，清洗完成的清洗塔转换为制碱塔使用，制碱塔结疤严重后则转为清洗塔，从而保证制碱系统中的碳化塔处于良好的工作状态。
23.结合图1所示，本实用新型的一种高效的联碱碳滤生产系统，联碱碳滤生产系统包括清洗塔1和制碱塔2；清洗塔1进气端与清洗供气管路3连通，且清洗塔1进液端与铵盐水供液管路7连通，清洗供气管路3进气端分别与供氮管路4和下段气源6连通；铵盐水供液管路7的进口端与铵盐水桶9连通，铵盐水供液管路7接收结晶工序产出的铵盐水，铵盐水主要包括nh3、h2o、nacl、nh4cl、少量碳酸盐；碳化塔的下段气源6主要成分为co2，低压氮气源配合铵盐水在清洗塔1内进行充分混合，利用铵盐水中的nh3·
h2o与结疤成份中hco
3－
反应生成nh
4
和co
32-，从而将溶解度低的碳化氢盐转变为溶解度高的碳酸盐，达到将结疤清除的目的。
24.清洗塔1排液端通过清洗液输送管路28与制碱塔2进液端连通，洗塔液作为制碱塔2的重要原料之一，充分利用nh
4
、co
32-等；制碱塔2进气端分别与碳化塔的中段气源5和下段气源6连通，中段气源、下段气源以及洗塔液在制碱塔中发生制碱反应，制备nahco3。清洗塔1和制碱塔2共用碳化尾气管路26。制碱塔2排液端通过重碱晶浆管路27与带式过滤机11的进料端连通，重碱晶浆管路27依次接入大碱槽14、小碱槽16，重碱晶浆在大碱槽14、小碱槽16中可以初步进行沉淀浓密，以提高带式过滤机的过滤效率。与带式过滤机11进液端配合设有洗水供应管路12和洗后水循环管路13，带式过滤机11排液端与洗后水气液分离器18进液端连通，且洗后水气液分离器18的排液端洗后水排液管路19与洗后水循环管路13进口端连通；带式过滤机11的滤液端通过真空输送管路20与滤液气液分离器17进液端连通；带式过滤机11机尾对应设有皮带输送机10，皮带输送机10输送滤饼送煅烧工序24。滤液气液分离器17和洗后水气液分离器18共用过滤尾气外排管路15。工作时，重碱晶浆进入带式过滤机11进行过滤，滤饼主要成分是nahco3，自带式过滤机机尾落入皮带输送机10并输送至煅烧工序24，进行后续煅烧制备纯碱；带式过滤机产出的滤液流入接液盘汇流后通过真空输送管路20输送至滤液气液分离器进行气液分离。与带式过滤机11配合设置的洗水供应管路12可对带式过滤机完成过滤的滤饼进行水洗，由于洗后液含有有价组分浓度较低，直接与压滤滤液混合会对滤液产生较大稀释；洗后水首先进入洗后水气液分离器18进行气液分离后，通过洗后水循环管路13作为洗水对带式过滤机进行循环清洗，当洗后水有价成分浓度升高后即可与滤液混流进入滤液气液分离器17进行气液分离。
25.滤液气液分离器17排液端依次串接碳滤母液澄清桶22和碳滤母液储桶23，碳滤母液澄清桶22和碳滤母液储桶23为浓缩机；碳滤母液澄清桶22和碳滤母液储桶23分别通过浓缩浆液循环管路29与清洗液输送管路28出口端接通，且碳滤母液储桶23内碳滤母液通过碳滤母液输出管路8外排。工作时，带式过滤机产出的滤液及浓缩的洗后水经过气液分离后作为碳滤母液逐步汇流至碳滤母液澄清桶22进行一次浓密，碳滤母液澄清桶22上层清液溢流至碳滤母液储桶23内进行二次浓密，碳滤母液澄清桶22和碳滤母液储桶23产出的浓密浆液主要为小粒径的碳酸氢钠或碳酸氢铵；浓密浆液通过浓缩浆液循环管路29接入清洗液输送管路28并与洗塔液进行充分混合后进入制碱塔进行制碱作业，其中浓密浆液中的小粒径碳酸氢盐可作为制碱塔的碳酸氢钠的晶种，从而提高碳酸氢钠的结晶速度和晶粒尺寸，降低
在带式过滤机过滤时对滤布的堵塞，提高制碱碳滤系统的生产效率，且可降低结晶工序设备结疤。
26.其中，清洗供气管路3、铵盐水供液管路7、清洗液输送管路28、重碱晶浆管路27、真空输送管路20、浓缩浆液循环管路29及碳滤母液输出管路8均接入调节阀25，通过调节阀可以控制相关输送管路开启、闭合或控制流量。调节阀25可以是球阀、蝶阀等，可以是手动阀，也可以是电动阀、磁控阀等，满足对管路的开度控制即可。铵盐水供液管路7、清洗液输送管路28、浓缩浆液循环管路29及碳滤母液输出管路8均接入输送泵21以及与输送泵进口端、排液端配合设置的截止阀，相关输送管路上接入的输送泵满足对液体增程输送需求。任一输送管路均可接入压力传感器、流量传感器、温度传感器及安全阀中其一或组合，通过接入相应的传感器可对流经该输送管路内的流体压力、流量、体积等指标进行检测。
27.以上是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。