CN102847338A - 一种酸吸收结晶装置及其工艺流程 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种酸吸收结晶装置，包括真空系统、酸浴处理系统，其中，还包括有硫酸循环系统，酸浴处理系统包括有依次连接的预冷器组、结晶机组、增浓器、离心机、余热冷凝器组；硫酸循环系统包括有循环设置的蒸汽吸收器组、密封槽、酸罐、酸泵以及换热器；结晶机组上部与蒸汽吸收器组连通；真空系统包括有用于对蒸汽吸收器组抽真空的真空喷水器，硫酸循环系统内循环流动有硫酸溶液；增浓器下部与离心机连接，且该增浓器上部连接有余热冷凝器组，预冷器组上部与余热冷凝器组连接。本发明具有结晶过程不依赖水温、耗能少、产能大的优点。

Description

一种酸吸收结晶装置及其工艺流程
技术领域
本发明涉及粘胶纤维生产过程中的脱芒硝技术领域，具体地说是一种酸吸收结晶装置及其工艺流程。
背景技术
在粘胶纤维生产中，要除掉酸浴中多余的硫酸钠，需要将酸浴温度降低，并结晶析出芒硝，分离除掉。
国内通常用艾伯纳结晶机或优化型装置进行降温。艾伯纳结晶机工艺流程如图2所示：约50℃的酸浴，首先进入预冷器VK1，再依次经过VK2和VK3，在真空下经过三级预冷却，使酸浴降至33℃。在结晶机K1-K4中继续冷却，降至18℃，结晶析出芒硝。泵P1将从K4输出的混合液(盐浆)输入增浓器Z,浓缩液由底部进入离心机Z分离出芒硝。上部清液吸入余热冷凝器用于吸收预冷器中蒸发的二次水蒸气。K1-K4中蒸发的二次水蒸汽由MK1和MK2中31℃(或以下)的循环水吸收。MK1处真空保持在-0.095MPa(表压)以上。
该工艺的缺点如下：
1、严重依赖水温，当循环水水温高于32℃时，装置真空度下降，K4温度上升，无法结晶。
2、K2-K4上的蒸汽喷射器消耗大量的蒸汽。
3、正常运行产能在2.8--3.5t/h芒硝。产能过小。
为解决水温问题，国内有企业用冷冻盐水代替MK1和MK2来冷凝二次水蒸气，这样做耗费大量的动力，产能和艾伯纳结晶机一样，结晶机K4温度还是约18℃。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供一种结晶过程不依赖水温、耗能少、产能大的酸吸收结晶装置及其工艺流程。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种酸吸收结晶装置，包括真空系统、酸浴处理系统，其中，还包括有硫酸循环系统，酸浴处理系统包括有依次连接的预冷器组、结晶机组、增浓器、离心机、余热冷凝器组；硫酸循环系统包括有循环设置的蒸汽吸收器组、密封槽、酸罐、酸泵以及换热器；结晶机组上部与蒸汽吸收器组连通；真空系统包括有用于对蒸汽吸收器组抽真空的真空喷水器，硫酸循环系统内循环流动有硫酸溶液；增浓器下部与离心机连接，且该增浓器上部连接有余热冷凝器组，预冷器组上部与余热冷凝器组连接。
为优化上述技术方案，采取的措施还包括：
上述的硫酸循环系统内循环流动的硫酸溶液中硫酸的浓度为60%至80%。
上述的预冷器组包括有依次连接的第一预冷器、第二预冷器及第三预冷器，结晶机组包括有依次连接的第一结晶机、第二结晶机、第三结晶机及第四结晶机，余热冷凝器组包括有依次连接的第一余热冷凝器、第二余热冷凝器及第三余热冷凝器，蒸汽吸收器组包括有依次连接的第一蒸汽吸收器和第一蒸汽吸收器。
上述的结晶机组与增浓器之间连接有离心泵。
上述的酸罐设有硫酸加入口及酸度检测槽，密封槽设有酸液排出口。
上述的余热冷凝器组下部、结晶机组下部以及离心机下部均通过导管与酸槽连接；增浓器与余热冷凝器组之间设有第一脱气罐，离心机与酸槽之间设有第二脱气罐。
上述的第一蒸汽吸收器内真空度不低于-0.095MPa。
上述的真空喷水器为四级喷射真空泵或二级喷射器与水环真空泵的组合。
上述的本发明的酸吸收结晶装置脱芒硝的工艺流程，其中：包括以下步骤：
步骤一、开启上工序，将需要处理的酸浴注入酸浴处理系统，使酸浴进行循环，酸浴从预冷器组进，最终从余热冷凝器组下部出；增浓器底部阀门关闭，暂不开离心机；启动真空系统，进行抽真空；
步骤二、调节硫酸循环系统内硫酸溶液浓度，并使硫酸溶液沿着蒸汽吸收器组、密封槽、酸罐、酸泵以及换热器循环流动；然后开启进出换热器的循环水阀门进行冷却；
步骤三、随着真空度和硫酸溶液浓度渐渐达到工艺设定参数，结晶机组内酸浴温度逐渐下降，当第四结晶机温度降至18℃时，启动离心机，然后打开增浓器底部阀门，离心机开始少量出芒硝。
步骤四、当真空度和硫酸溶液浓度稳定在工艺设定参数后，第四结晶机温度也将稳定在13℃左右。此时离心机大量正常出芒硝。
步骤五、通过向酸罐加入浓硫酸以及从密封槽排出稀硫酸，维持硫酸循环系统内的硫酸浓度在工艺范围内。
上述的步骤一中真空系统内的蒸汽压力为0.4MPa至0.5MPa。
本发明是一种酸吸收结晶装置，包括真空系统、酸浴处理系统，其中，还包括有硫酸循环系统，酸浴处理系统包括有依次连接的预冷器组、结晶机组、增浓器、离心机、余热冷凝器组；硫酸循环系统包括有循环设置的蒸汽吸收器组、密封槽、酸罐、酸泵以及换热器；结晶机组上部与蒸汽吸收器组连通；真空系统包括有用于对蒸汽吸收器组抽真空的真空喷水器，硫酸循环系统内循环流动有硫酸溶液；增浓器下部与离心机连接，且该增浓器上部连接有余热冷凝器组，预冷器组上部与余热冷凝器组连接。约50℃的酸浴，首先进入预冷器组，在真空下经过三级冷却，使酸浴降至28℃。在结晶机组中继续冷却，降至13℃，结晶析出芒硝。离心泵将从结晶机组输出的混合液(盐浆)输入增浓器,浓缩液由底部进入离心机分离出芒硝。上部清液吸入余热冷凝器组用于吸收预冷器中蒸发的二次水蒸气。结晶机组中蒸发的二次水蒸汽由蒸汽吸收器组中50℃(或以下)的硫酸溶液吸收。真空保持在-0.095MPa(表压)以上，定量的浓硫酸由酸罐补入，定量的稀硫酸由密封槽排出，用于控制循环的酸浓度在60%—80%之间。本发明的酸吸收结晶装置采用循环硫酸代替循环水来吸收蒸汽，硫酸吸收蒸汽的能力比冷却水吸收蒸汽的能力高出很多，且不依赖水温，故本发明的结晶机组降温效果会比现有技术中的结晶机组降温效果好很多，艾伯纳结晶机的结晶机组一般降至18℃左右，而本发明的结晶机组可以降至13℃，如此一来从酸浴中离析出的芒硝晶体会更多，同时节约蒸汽。本发明的蒸汽用于抽真空，这里用的是四级喷射真空泵，真空度(表压)达-0.095MPa以上。也可以用二级喷射器加水环真空泵的模式；艾伯纳结晶机工艺系统内的蒸汽也是用于抽真空，但在结晶机组上多了3个喷射器，是由于主吸收器吸收能力不强，而在酸吸收结晶机上不需要。
本工艺的优点：
1、不依赖水温，硫酸的吸收水蒸气能力远远强于水的吸收能力。
2、相比其他类似结晶机，节省了蒸汽及动力。
3、产能大，第四结晶机温度可降至13℃(或更低)，芒硝产量7.5t/h至9t/h。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
图2是现有技术中艾伯纳结晶机结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
图1示为本发明的结构示意图。
其中的附图标记为：真空系统1、真空喷水器11、酸浴处理系统2、预冷器组21、第一预冷器211、第二预冷器212、第三预冷器213、结晶机组22、第一结晶机221、第二结晶机222、第三结晶机223、第四结晶机224、离心泵23、增浓器24、离心机25、余热冷凝器组26、第一余热冷凝器261、第二余热冷凝器262、第三余热冷凝器263、第一脱气罐27、第二脱气罐28、酸槽29、硫酸循环系统3、蒸汽吸收器组31、第一蒸汽吸收器311、第一蒸汽吸收器312、密封槽32、酸罐33、酸泵34、换热器35、酸度检测器36。
图2示为现有技术中艾伯纳结晶机结构示意图，图中各结构标号代表含义为：SP为增浓器，Z为离心机，V1为酸槽，EG1-2为脱气罐，BK1-3为余热冷凝器，VK1-3为预冷器，K1-4为结晶机，D1-5为蒸汽喷射器，P1为离心泵，V2为水槽，MK1-2为主吸收器，HK1-2为副吸收器，P2为水环真空泵。
本发明的一种酸吸收结晶装置，包括真空系统1、酸浴处理系统2，其中，还包括有硫酸循环系统3，酸浴处理系统2包括有依次连接的预冷器组21、结晶机组22、增浓器24、离心机25、余热冷凝器组26；硫酸循环系统3包括有循环设置的蒸汽吸收器组31、密封槽32、酸罐33、酸泵34以及换热器35；结晶机组22上部与蒸汽吸收器组31连通；真空系统1包括有用于对蒸汽吸收器组31抽真空的真空喷水器11，硫酸循环系统3内循环流动有硫酸溶液；增浓器24下部与离心机25连接，且该增浓器24上部连接有余热冷凝器组26，预冷器组21上部与余热冷凝器组26连接。
实施例中，硫酸循环系统3内循环流动的硫酸溶液中硫酸的浓度为60%至80%。
实施例中，预冷器组21包括有依次连接的第一预冷器211、第二预冷器212及第三预冷器213，结晶机组22包括有依次连接的第一结晶机221、第二结晶机222、第三结晶机223及第四结晶机224，余热冷凝器组26包括有依次连接的第一余热冷凝器261、第二余热冷凝器262及第三余热冷凝器263，蒸汽吸收器组31包括有依次连接的第一蒸汽吸收器311和第一蒸汽吸收器312。
实施例中，结晶机组22与增浓器24之间连接有离心泵23。
实施例中，酸罐33设有硫酸加入口及酸度检测槽36，密封槽32设有酸液排出口。
实施例中，余热冷凝器组26下部、结晶机组22下部以及离心机25下部均通过导管与酸槽29连接；增浓器24与余热冷凝器组26之间设有第一脱气罐27，离心机25与酸槽29之间设有第二脱气罐28。
实施例中，第一蒸汽吸收器311内真空度不低于-0.095MPa。
实施例中，真空喷水器11为四级喷射真空泵或二级喷射器与水环真空泵的组合。
实施例中，本发明的酸吸收结晶装置脱芒硝的工艺流程，其中：包括以下步骤：
步骤一、开启上工序，将需要处理的酸浴注入酸浴处理系统2，使酸浴进行循环，酸浴从预冷器组21进，最终从余热冷凝器组26下部出；增浓器24底部阀门关闭，暂不开离心机25；启动真空系统1，进行抽真空；
步骤二、调节硫酸循环系统3内硫酸溶液浓度，并使硫酸溶液沿着蒸汽吸收器组31、密封槽32、酸罐33、酸泵34以及换热器35循环流动；然后开启进出换热器35的循环水阀门进行冷却；
步骤三、随着真空度和硫酸溶液浓度渐渐达到工艺设定参数，结晶机组22内酸浴温度逐渐下降，当第四结晶机224温度降至18℃时，启动离心机25，然后打开增浓器24底部阀门，离心机25开始少量出芒硝。
步骤四、当真空度和硫酸溶液浓度稳定在工艺设定参数后，第四结晶机224温度也将稳定在13℃左右。此时离心机25大量正常出芒硝。
步骤五、通过向酸罐33加入浓硫酸以及从密封槽32排出稀硫酸，维持硫酸循环系统内的硫酸浓度在工艺范围内。
实施例中，步骤一中真空系统1内的蒸汽压力为0.4MPa至0.5MPa。
约50℃的酸浴，首先进入预冷器组21，在真空下经过三级冷却，使酸预降至28℃。在结晶机组22中继续冷却，降至13℃，结晶析出芒硝。离心泵23将从结晶机组22输出的混合液(盐浆)输入增浓器24,浓缩液由底部进入离心机25分离出芒硝。上部清液吸入余热冷凝器26组用于吸收预冷器组21中蒸发的二次水蒸气。结晶机组22中蒸发的二次水蒸汽由蒸汽吸收器组31中50℃(或以下)的硫酸吸收。真空保持在-0.095MPa(表压)以上，定量的浓硫酸由酸罐补入，定量的稀硫酸由密封槽排出，用于控制循环的酸浓度在60%—80%之间。本发明的酸吸收结晶装置采用循环硫酸代替循环水来吸收蒸汽，浓硫酸吸收蒸汽的能力比冷却水吸收蒸汽的能力高出很多，且不依赖水温，故本发明的结晶机组22降温效果会比现有技术中的结晶机组22降温效果好很多，艾伯纳结晶机的结晶机组22一般降至18℃左右，而本发明的结晶机组22可以降至13℃，如此一来从酸浴中离析出的芒硝晶体会更多，同时节约蒸汽。本发明的蒸汽用于抽真空，这里用的是四级喷射真空泵，真空度(表压)达-0.095MPa以上。也可以用二级喷射器加水环真空泵的模式；艾伯纳结晶机工艺系统内的蒸汽也是用于抽真空，但在结晶机组22上多了3个喷射器，是由于主吸收器吸收能力不强，而在酸吸收结晶机上不需要。
本工艺的优点：
1、不依赖水温，硫酸的吸收水蒸气能力远远强于水的吸收能力。
2、相比其他类似结晶机，节省了蒸汽及动力。
3、产能大，第四结晶机温度可降至13℃(或更低)，芒硝产量7.5t/h至9t/h。

Claims (10)

1.一种酸吸收结晶装置，包括真空系统(1)、酸浴处理系统(2)，其特征是：还包括有硫酸循环系统(3)，所述的酸浴处理系统(2)包括有依次连接的预冷器组(21)、结晶机组(22)、增浓器(24)、离心机(25)、余热冷凝器组(26)；所述的硫酸循环系统(3)包括有循环设置的蒸汽吸收器组(31)、密封槽(32)、酸罐(33)、酸泵(34)以及换热器(35)；所述的结晶机组(22)上部与蒸汽吸收器组(31)连通；所述的真空系统(1)包括有用于对蒸汽吸收器组(31)抽真空的真空喷水器(11)，所述的硫酸循环系统(3)内循环流动有硫酸溶液；所述的增浓器(24)下部与所述的离心机(25)连接，且该增浓器(24)上部连接有余热冷凝器组(26)，所述的预冷器组(21)上部与所述的余热冷凝器组(26)连接。
2.根据权利要求1所述的一种酸吸收结晶装置，其特征是：所述的硫酸循环系统(3)内循环流动的硫酸溶液中硫酸的浓度为60%至80%。
3.根据权利要求2所述的一种酸吸收结晶装置，其特征是：所述的预冷器组(21)包括有依次连接的第一预冷器(211)、第二预冷器(212)及第三预冷器(213)，所述的结晶机组(22)包括有依次连接的第一结晶机(221)、第二结晶机(222)、第三结晶机(223)及第四结晶机(224)，所述的余热冷凝器组(26)包括有依次连接的第一余热冷凝器(261)、第二余热冷凝器(262)及第三余热冷凝器(263)，所述的蒸汽吸收器组(31)包括有依次连接的第一蒸汽吸收器(311)和第一蒸汽吸收器(312)。
4.根据权利要求3所述的一种酸吸收结晶装置，其特征是：所述的结晶机组(22)与增浓器(24)之间连接有离心泵(23)。
5.根据权利要求4所述的一种酸吸收结晶装置，其特征是：所述的酸罐(33)设有硫酸加入口及酸度检测槽(36)，所述的密封槽(32)设有酸液排出口。
6.根据权利要求5所述的一种酸吸收结晶装置，其特征是：所述的余热冷凝器组(26)下部、结晶机组(22)下部以及离心机(25)下部均通过导管与酸槽(29)连接；所述的增浓器(24)与余热冷凝器组(26)之间设有第一脱气罐(27)，所述的离心机(25)与酸槽(29)之间设有第二脱气罐(28)。
7.根据权利要求6所述的一种酸吸收结晶装置，其特征是：所述的第一蒸汽吸收器(311)内真空度不低于-0.095MPa。
8.根据权利要求7所述的一种酸吸收结晶装置，其特征是：所述的真空喷水器(11)为四级喷射真空泵或二级喷射器与水环真空泵的组合。
9.一种根据权利要求1所述的酸吸收结晶装置脱芒硝的工艺流程，其特征是：包括以下步骤：
步骤一、开启上工序，将需要处理的酸浴注入酸浴处理系统(2)，使酸浴进行循环，酸浴从预冷器组(21)进，最终从余热冷凝器组(26)下部出；增浓器(24)底部阀门关闭，暂不开离心机(25)；启动真空系统(1)，进行抽真空；
步骤二、调节硫酸循环系统(3)内硫酸溶液浓度，并使硫酸溶液沿着蒸汽吸收器组(31)、密封槽(32)、酸罐(33)、酸泵(34)以及换热器(35)循环流动；然后开启进出换热器(35)的循环水阀门进行冷却；
步骤三、随着真空度和硫酸溶液浓度渐渐达到工艺设定参数，结晶机组(22)内酸浴温度逐渐下降，当第四结晶机(224)温度降至18℃时，启动离心机(25)，然后打开增浓器(24)底部阀门，离心机(25)开始少量出芒硝；
步骤四、当真空度和硫酸溶液浓度稳定在工艺设定参数后，第四结晶机(224)温度也将稳定在13℃左右此时离心机(25)大量正常出芒硝；
步骤五、通过向酸罐(33)加入浓硫酸以及从密封槽(32)排出稀硫酸，维持硫酸循环系统内的硫酸浓度在工艺范围内。
10.根据权利要求9所述的一种脱芒硝工艺流程，其特征是：所述的步骤一中真空系统(1)内的蒸汽压力为0.4MPa至0.5MPa。
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