CN108584991B - 一种低氯光热熔盐生产工艺及生产装置 - Google Patents
一种低氯光热熔盐生产工艺及生产装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种低氯光热熔盐生产工艺及生产装置,所述生产工艺包括:a)熔盐溶液的制备:将碱类液体和硝酸溶液作为原料送入中和反应器中进行中和反应,通过中和反应产生的蒸汽进行热量回收;b)中和反应得到一定浓度的中和溶液通过蒸发结晶工序后得到熔盐晶体;c)熔盐晶体经过离心分离、干燥后得到产品,离心母液返回前端工序。本发明以碱类溶液为原料生产高品质熔盐,采用带静态混合器的喷射管式反应器进行中和反应,中和后得到的熔盐溶液通过蒸发浓缩、结晶或喷浆干燥方法生产固体,并经后续处理包装后作为最终熔盐产品,其氯含量可低至15~20ppm,可减少熔盐产品用户的设备腐蚀,从而延长设备使用寿命和保证太阳能光热发电装置长周期安全运行。
Description
技术领域
本发明属于光热熔盐技术领域,特别涉及一种低氯光热熔盐生产工艺及生产装置。
背景技术
目前国内太阳能光热发电是一种太阳能规模化高温热能利用的方式,既可以减少化石燃料的使用,又可以达到减少温室气体排放与降低大气污染的目的,是一个迅速崛起的新兴产业,其中硝酸熔盐系列是在本产业中应用最广泛的适合聚光太阳能高温热发电的熔盐。由于光热熔盐领域对熔盐产品品质的要求非常苛刻,也是本工艺技术提出的原因。
国内外光热熔盐产品的成分组成为硝酸钠和硝酸钾二元或多元混合熔盐。生产硝酸钠和硝酸钾的主要生产工艺如下:
一、硝酸钠生产工艺现状:
硝酸钠产品的生产工艺目前国内外主要有碱液吸收法(含尾气吸收法,也称直接法)、硝酸中和法、复分解法和钠硝石提纯法等,几种方法的主要特点如下:
(1)碱液吸收法(含尾气吸收法,也称直接法)
该法是气氨和空气经氧化炉内铂催化剂,将气氨氧化为NO,经废热锅炉回收反应热之后,出废热锅炉含高浓度NOx的气体,进入碱液吸收塔,用碱液吸收制取中和液,中和液,经转化工序制得硝酸钠溶液,然后送固体分离(蒸发、结晶和分离等)工序,制取硝酸钠。
其反应如下:
Na2CO3+2NO2→NaNO2+NaNO3+CO2
NO+NO2+Na2CO3→2NaNO2+CO2
3NaNO2+2HNO3→3NaNO3+2NO+H2O
如图1所示,为其具体工艺流程框图。
该技术方案的主要特点:
1、主要用于生产两钠(亚硝酸钠/硝酸钠=1~2:1)工艺技术成熟,但单独生产硝酸钠的工艺技术还不成熟。
2、在常压和低压操作,大型化困难(两钠的规模是12万吨/年,硝酸钠的规模最大是8万吨/年,由4条生产线组成,即每条生产线仅2万吨/年硝酸钠规模)。
3、实现了连续化生产。
4、尾气NOx排放600~800ppm,尾气还需要处理才能达标排放。
5、与硝酸装置独立运行的硝酸钠装置比,该方案可以减少一台大稀硝酸吸收塔,减少了一台氧化氮压缩机,需要增加一台小稀硝酸吸收塔,5~6台碱吸收塔,一台转化塔,尾气NOx(氨催化还原)处理系统。
6、生产的亚硝酸钠产品属于有毒物质。
7、能耗较大。
(2)硝酸中和法
该法是用硝酸直接与纯碱中和反应,制得硝酸钠中和液,中和液经固体分离(蒸发、结晶和分离等)工序,制取硝酸钠产品。
其反应如下:
Na2CO3+2HNO3→2NaNO3+CO2↑+H2O
如图2所示,为其具体工艺流程框图,其中固体分离包含蒸发、结晶、分离和干燥等工序。
该技术方案的主要特点:
1、目前国内工艺技术比较落后,中和反应部分为非连续生产,生产的尾气未经处理。
2、产品质量较差,氯含量达不到熔盐产品要求。
3、装置规模小,自控水平较低。
(3)硝酸铵-纯碱复分解法
该法是用硝酸铵与纯碱复分解反应,制得硝酸钠和碳铵混合物,最终制得硝酸钠产品纯度不高,一般不适宜大规模生产。
其反应如下:
Na2CO3+2NH4NO3→2NaNO3+(NH4)2CO3
如图3所示,为其具体工艺流程框图。
(4)钠硝石提纯法
该法是利用天然钠硝石提纯生产硝酸钠,钠硝石矿属于稀有资源,因此该法受到资源、原料来源的限制,不宜大规模发展。
二、硝酸钾生产工艺
硝酸钾的生产工艺目前主要是复分解法、离子交换法,几种方法的主要特点如下:
(1)硝酸钠-氯化钾复分解法
以硝酸钠和氯化钾为原料配制成适当的浓度,在80~90℃进行反应,然后蒸发析出氯化钠,分离得到氯化钠副产品;再将母液适当稀释冷却后析出硝酸钾,经过离心过滤、洗涤,并干燥后得到产品硝酸钾。此方法是工业上最早采用的方法,优点是流程简单、操作方便,产品质量较好,原料利用率高。缺点是副产品氯化钠利用价值较低,母液需定期排放。
(2)硝酸铵-氯化钾复分解法
以硝酸铵和氯化钾为原料,反应生成硝酸钾副产物氯化铵,反应后溶液由氯化钾、硝酸铵、硝酸钾及氯化铵四种物质组成。经降低温度后可使溶液中硝酸钾大部分结晶析出,再在适当的条件下,氯化铵结晶析出,经分离得到硝酸钾和氯化铵。此法最早由法国Auby公司开发成功,目前国内生产企业大多采用该技术。优点是蒸发能耗低,原料利用率高,氯化铵回收溶液,基本无环境污染,工艺设备简单,操作简便。但产品外观、含量稍差,必须重结晶以提高产品质量。
(3)硝酸铵-氯化钾离子交换法
以硝酸铵和氯化钾为原料,用阳离子交换树脂为交换媒介,通过上钾和洗钾过程完成硝酸钾和氯化钾的生产。交换液硝酸钾纯度高,经蒸发浓缩一次可得硝酸钾产品。此法优点是实现了盐的分离,工艺设备较简单,且可实现连续操作。缺点是交换液硝酸钾浓度低,蒸发成本高;回收的氯化铵浓度低,蒸发的能耗高;对设备材质要求高,需要钛材、钛钼镍合金或其他材料,制造成本高。同时从国内已建成装置的运行情况来看,技术还不够成熟,无法稳定生产。
发明内容
本发明的目的在于:针对上述存在的问题,提供一种以碱类溶液为原料生产高品质熔盐,并且能够实现装置大型化、操作连续化和自动化的低氯光热熔盐生产工艺及生产装置。
本发明的技术方案是这样实现的:一种低氯光热熔盐生产工艺,其特征在于:包括以下步骤:
a)熔盐溶液的制备:将碱类液体和硝酸溶液作为原料送入中和反应器中进行中和反应,通过中和反应产生的蒸汽进行热量回收,并供蒸发结晶工序使用;
b)中和反应得到一定浓度的中和溶液通过蒸发结晶工序后得到熔盐晶体;
c)熔盐晶体经过离心分离、干燥后得到产品,离心母液返回前端工序。
本发明所述的低氯光热熔盐生产工艺,其在步骤a)中,所述碱类液体为氢氧化钠或氢氧化钾溶液。
本发明所述的低氯光热熔盐生产工艺,其所述步骤a)中的碱类液体原料可直接从碱类液体装置中获得,硝酸溶液原料可从稀硝酸装置中获得。
本发明所述的低氯光热熔盐生产工艺,其所述碱类液体和硝酸溶液直接在中和反应器中进行中和反应。
本发明所述的低氯光热熔盐生产工艺,其在步骤a)中,所述中和反应器采用带静态混合器的喷射管式反应器结构,所述碱类液体和硝酸溶液在喷射器和静态混合器中进行连续地中和反应。
本发明所述的低氯光热熔盐生产工艺,其所述碱类液体和硝酸溶液在中和反应器中的反应过程为放热反应,操作压力为1bar(a)~4bar(a),操作温度为103℃~130℃,pH值控制在6.5-7.5。
一种用于上述低氯光热熔盐生产工艺的生产装置,其特征在于:包括稀硝酸槽、碱液槽、中和反应器以及至少一级结晶单元,所述稀硝酸槽通过稀硝酸泵与中和反应器的一个进口端连接,所述碱液槽通过碱液泵经换热器与中和反应器的另一个进口端连接,所述中和反应器的液体出口端与中和液贮槽连接,所述中和液贮槽的出口端通过中和液输送泵与结晶单元连接,所述结晶单元产生的晶浆经晶浆输送泵送至稠厚器处理后,由位差送至离心机分离得到晶体,并经输送机送至干燥单元干燥,干燥后得到熔盐产品。
本发明所述的低氯光热熔盐生产工艺的生产装置,其所述中和反应器包括喷射器、静态混合器、分离器以及除雾器,所述喷射器的两个进口端分别与稀硝酸槽和碱液槽连通,所述喷射器的其出口端与静态混合器的进口端连接,所述静态混合器的出口端与分离器连接,所述除雾器设置在分离器内顶部,所述分离器用于对气液混合物进行分离,所述分离器的液体出口端与中和液贮槽连接,其气体出口端与蒸汽系统连接,所述分离器中的气液混合物在分离过程中产生的水蒸汽经过除雾器后进入蒸汽系统进行热量回收。
本发明所述的低氯光热熔盐生产工艺的生产装置,其所述结晶单元为两级结构,每级结晶单元由蒸发加热器和结晶器组成,所述中和液贮槽的出口端通过第一级蒸发加热器与第一级结晶器连接,所述第一级结晶器通过第二级蒸发加热器与第二级结晶器连接,所述第二级结晶器通过晶浆输送泵与稠厚器连接,所述第一级结晶器通过第一级循环泵与第一级蒸发加热器连接形成循环结构,所述第二级结晶器通过第二级循环泵与第二级蒸发加热器连接形成循环结构。
本发明所述的低氯光热熔盐生产工艺的生产装置,其所述结晶单元的顶部蒸汽出口与蒸发冷凝器连接,所述蒸发冷凝器的冷凝液出口与工艺冷凝槽连接,所述工艺冷凝槽通过泵与工艺冷凝液处理单元连接,所述工艺冷凝液处理单元处理后的浓缩液返回中和液贮槽,净化的工艺水送脱盐水装置,所述蒸发冷凝器的未凝气出口与真空系统连接。
本发明以碱类溶液为原料生产高品质熔盐,采用带静态混合器的喷射管式反应器,使得中和反应更加迅速,缩短了反应停留时间,中和后得到的熔盐溶液可通过蒸发浓缩、结晶或喷浆干燥方法生产固体,并经后续处理包装后作为最终熔盐产品,其氯含量可低至15~20ppm,可减少熔盐产品用户的设备腐蚀,从而延长设备使用寿命和保证太阳能光热发电装置长周期安全运行。
附图说明
图1是现有硝酸钠生产中采用碱液吸收法的工艺流程图。
图2是现有硝酸钠生产中采用硝酸与纯碱中和反应的工艺流程图。
图3是现有硝酸钠生产中采用硝酸铵与纯碱复分解反应的工艺流程图。
图4是本申请中熔盐生产装置的示意框图。
图5是本申请中熔盐生产工艺流程示意图。
图6是本申请中中和反应器的结构示意图。
图中标记:1为稀硝酸槽,2为碱液槽,3为中和反应器,4为稀硝酸泵,5为碱液泵,6为换热器,7为中和液贮槽,8为中和液输送泵,9为晶浆输送泵,10为稠厚器,11为离心机,12为干燥单元,13为喷射器,14为静态混合器,15为分离器,16为除雾器,17a为第一级蒸发加热器,17b为第二级蒸发加热器,18a为第一级结晶器,18b为第二级结晶器,19a为第一级循环泵,19b为第二级循环泵,20为蒸发冷凝器,21为工艺冷凝槽,22为工艺冷凝液处理单元,23为真空系统。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图4和5所示,一种低氯光热熔盐生产工艺,包括以下步骤:
a)熔盐溶液的制备:将碱类液体和硝酸溶液作为原料送入中和反应器中,所述中和反应器采用带静态混合器的喷射管式反应器结构,所述碱类液体和硝酸溶液直接在喷射器和静态混合器中进行连续地中和反应,通过中和反应产生的蒸汽进行热量回收,并供蒸发结晶工序使用;其中,碱类液体原料可直接从碱类液体装置中获得,硝酸溶液原料可从稀硝酸装置中获得,所述碱类液体为氢氧化钠或氢氧化钾溶液,所述碱类液体和硝酸溶液在中和反应器中的反应过程为放热反应,操作压力为1bar(a)~4bar(a),操作温度为103℃~130℃,pH值控制在6.5-7.5,两组分混合后中和反应生成硝酸钠或硝酸钾,反应式是:
HNO3+NaOH→NaNO3+H2O
或HNO3+KOH→KNO3+H2O
b)中和反应得到一定浓度的中和溶液含硝酸钾或硝酸钠溶液,通过蒸发结晶工序后得到硝酸钾或硝酸钠熔盐的晶体。
c)熔盐晶体经过离心分离、干燥后得到产品,离心母液返回前端工序;生成的硝酸盐熔盐产品氯含量低至15~20ppm。
本工艺在中和法基础上,从中和反应器特殊结构、完整的全流程组合(反应、浓缩、蒸发、结晶、干燥到成品颗粒各个工序)、控制方式、热量利用等方面都进行了改进,是一个以碱类溶液为原料生产高品质熔盐、大型化、连续化和自动化装置的新工艺技术。
一种用于低氯光热熔盐生产工艺的生产装置,包括稀硝酸槽1、碱液槽2、中和反应器3以及至少一级结晶单元,所述稀硝酸槽1通过稀硝酸泵4与中和反应器3的一个进口端连接,所述碱液槽2通过碱液泵5经换热器6与中和反应器3的另一个进口端连接,所述中和反应器3的液体出口端与中和液贮槽7连接,所述中和液贮槽7的出口端通过中和液输送泵8与结晶单元连接,所述结晶单元产生的晶浆经晶浆输送泵9送至稠厚器10处理后,由位差送至离心机11分离得到晶体,并经输送机送至干燥单元12干燥,干燥后得到熔盐产品,所述结晶单元的顶部蒸汽出口与蒸发冷凝器20连接,所述蒸发冷凝器20的冷凝液出口与工艺冷凝槽21连接,所述工艺冷凝槽21通过泵与工艺冷凝液处理单元22连接,所述工艺冷凝液处理单元22处理后的浓缩液返回中和液贮槽7,净化的工艺水送脱盐水装置,所述蒸发冷凝器20的未凝气出口与真空系统23连接。
如图6所示,所述中和反应器3包括喷射器13、静态混合器14、分离器15以及除雾器16,所述喷射器13的两个进口端分别与稀硝酸槽1和碱液槽2连通,所述喷射器13的其出口端与静态混合器14的进口端连接,所述静态混合器14的出口端与分离器15连接,所述除雾器16设置在分离器15内顶部,所述分离器15用于对气液混合物进行分离,所述分离器15的液体出口端与中和液贮槽7连接,其气体出口端与蒸汽系统连接,所述分离器15中的气液混合物在分离过程中产生的水蒸汽经过除雾器16后进入蒸汽系统进行热量回收。
其中,所述结晶单元为两级结构,每级结晶单元由蒸发加热器和结晶器组成,所述中和液贮槽7的出口端通过第一级蒸发加热器17a与第一级结晶器18a连接,所述第一级结晶器18a通过第二级蒸发加热器17b与第二级结晶器18b连接,所述第二级结晶器18b通过晶浆输送泵9与稠厚器10连接,所述第一级结晶器18a通过第一级循环泵19a与第一级蒸发加热器17a连接形成循环结构,所述第二级结晶器18b通过第二级循环泵19b与第二级蒸发加热器17b连接形成循环结构。
实施例1:
工艺流程如图5所示:在稀硝酸槽中的硝酸溶液(55%wt~65%wt浓度)经稀硝酸泵泵入中和反应器的喷射器中,同时将在碱液槽中的氢氧化钠溶液(32%左右浓度)经碱液泵泵入换热器预热碱液后加入中和反应器的喷射器单元中,加入中和反应器喷射器单元中的稀硝酸液和氢氧化钠溶液按摩尔比1:1计量后加入,稀硝酸液和氢氧化钠溶液在中和反应器的喷射器单元和静态混合器单元中进行混合并发生中和反应生成硝酸钠,操作压力为1bar(a)~4bar(a),操作温度约103℃~130℃,pH值控制在6.5-7.5;生成的硝酸钠和产生的水蒸汽进入中和反应器的分离器进行分离,硝酸钠溶液进入中和液贮槽,中和产生的水蒸汽进入蒸汽管网回收热量。
自中和工序来的硝酸钠溶液与第一级结晶器循环回的一小部分晶浆混合后进入第一级蒸发加热器蒸发浓缩,出第一级蒸发加热器的气液混合物,在第一级结晶器中一定真空度下分离得到工艺蒸汽和晶浆。出第一级结晶器的晶浆大部分送第二级蒸发加热器蒸发浓缩;出第一级结晶器的一次蒸汽去第二级蒸发加热器循环利用,出第一级蒸发加热器的蒸汽冷凝液经换热器回收热量后进入蒸汽冷凝液管网。
来自第一级结晶器的晶浆与第二级结晶器循环回的晶浆混合后进入第二级蒸发加热器加热后,形成的气液混合物,在第二级结晶器中一定真空度下分离得到工艺蒸汽和晶浆。出第二级结晶器产生的晶浆经泵送至稠厚器处理后,由位差送至离心机,分离得到硝酸钠晶体,经输送机送至干燥工序干燥,干燥后得到产品硝酸钠熔盐经皮带送包装工序,离心母液返回中和液贮槽。出第二级结晶器的工艺蒸汽,经蒸发冷凝器冷凝后,工艺冷凝液去工艺冷凝槽,未凝气去真空系统后至高点安全处放空。出第二级蒸发加热器的冷凝下来的工艺冷凝液收集于工艺冷凝液槽。
来自工艺冷凝液槽的工艺冷凝液,其含有少量硝酸钠,为了减少环境污染,同时回收工艺冷凝液中产品,工艺冷凝液经工艺冷凝液处理工序处理后,浓缩液返回中和液贮槽,净化的工艺水可送脱盐水装置。
其中,一二段结晶器的真空度由真空系统成套包提供。
实施例2
工艺流程如图5所示:在稀硝酸槽中的硝酸溶液(55%wt~65%wt浓度)经稀硝酸泵泵入中和反应器的喷射器单元中,同时将在碱液槽中的氢氧化钾溶液(32%左右浓度)经碱液泵泵入换热器预热碱液后加入中和反应器的喷射器单元中,加入中和反应器喷射器单元中的稀硝酸液和氢氧化钾溶液按摩尔比1:1计量后加入,稀硝酸液和氢氧化钾溶液在中和反应器喷射器单元和静态混合器单元中进行混合并发生中和反应生成硝酸钾,操作压力为1bar(a)~4bar(a),操作温度约103℃~130℃,pH值控制在6.5-7.5;生成的硝酸钾和产生的水蒸汽进入中和反应器的分离器进行分离,硝酸钾溶液进入中和液贮槽,中和产生的水蒸汽进入蒸汽管网回收热量。
其他图实施例1基本相同。
实例3
工艺流程如图5所示:在稀硝酸槽中的硝酸溶液(55%wt~65%wt浓度)经稀硝酸泵泵入中和反应器的喷射器单元中,同时将在碱液槽中的氢氧化钠溶液(32%左右浓度)和氢氧化钾溶液(32%左右浓度)经各自的碱液泵泵入换热器预热碱液并经计量后,同时加入中和反应器的喷射器单元中,加入中和反应器喷射器单元中的稀硝酸液和氢氧化钠、氢氧化钾溶液按比例计量后加入,稀硝酸液和氢氧化钠、氢氧化钾溶液在中和反应器的喷射器单元和静态混合器中进行混合并发生中和反应同时生成硝酸钠和硝酸钾,操作压力为1bar(a)~4bar(a),操作温度约103℃~130℃,pH值控制在6.5-7.5;生成的硝酸钠、钾和产生的水蒸汽进入中和反应器的分离器进行分离,硝酸钠、钾溶液进入中和液贮槽,中和产生的水蒸汽进入蒸汽管网回收热量。
其他与实施例1基本相同。
一、通过本发明的工艺制备出的熔盐产品规格如下:
1、硝酸钠:
硝酸钠(NaNO3)(干基) ≥99.7%%wt
S含量(包括硫和硫化物中硫) ≤0.025%wt
氯含量 10-15PPM
2、硝酸钾:
硝酸钾(KNO3)(干基) ≥99.7%%wt
S含量(包括硫和硫化物中硫) ≤0.025%wt
氯含量 10-15PPM
3、二元熔盐指标:
二、一般工业级硝酸钠及硝酸钾产品标准及本产品规格
(本技术产品优于或等同优等品):
硝酸钠
硝酸钾
三、生产过程中主要消耗指标
熔盐溶液消耗:(以每吨熔盐产品计)
说明:以下消耗包括蒸发、结晶所耗蒸汽(若采用MVR技术,则无蒸汽消耗,而为压缩机电耗),暂未包括真空系统的消耗(蒸汽或电耗)
实例1(以每吨NaNO3熔盐计)
实例2(以每吨KNO3熔盐计)
实例3(以每吨NaNO3/KNO3二元熔盐计)
比较例(根据实际装置提供数据,以每吨KNO3熔盐产品计)
(1)熔盐产品规格(见上)
(2)本生产方法熔盐产品的优点
1、流程简单,开停车方便。
2、氯含量很低,产品熔盐品质高。
3、热量综合阶梯利用,有效降低消耗。
4、装置规模化,大型化,控制水平高。
5、可同时一次性中和反应生产硝酸钠、硝酸钾,直接得到熔盐产品。
6、适用于有NaOH/KOH来源(特别适用于NaOH碱液中钾离子超标或KOH碱液中钠离子超标原料)的情况下,具体可根据技术经济评估。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,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、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种低氯光热熔盐生产工艺,其特征在于:包括以下步骤:
a)熔盐溶液的制备:将碱类液体和硝酸溶液作为原料送入中和反应器中进行中和反应,通过中和反应产生的蒸汽进行热量回收,并供蒸发结晶工序使用;
具体地,在稀硝酸槽中的硝酸溶液经稀硝酸泵泵入中和反应器的喷射器单元中,同时将在碱液槽中的氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液经各自的碱液泵泵入换热器预热碱液并经计量后,同时加入中和反应器的喷射器单元中,加入中和反应器喷射器单元中的稀硝酸液和氢氧化钠、氢氧化钾溶液按比例计量后加入,稀硝酸液和氢氧化钠、氢氧化钾溶液在中和反应器的喷射器单元和静态混合器中进行混合并发生中和反应同时生成硝酸钠和硝酸钾,生成的硝酸钠、钾和产生的水蒸汽进入中和反应器的分离器进行分离,硝酸钠、钾溶液进入中和液贮槽,中和产生的水蒸汽进入蒸汽管网回收热量;
b)中和反应得到一定浓度的中和溶液通过蒸发结晶工序后得到熔盐晶体;
c)熔盐晶体经过离心分离、干燥后得到产品,离心母液返回前端工序。
2.根据权利要求1所述的低氯光热熔盐生产工艺,其特征在于:在步骤a)中,所述碱类液体为氢氧化钠或氢氧化钾溶液。
3.根据权利要求1所述的低氯光热熔盐生产工艺,其特征在于:所述步骤a)中的碱类液体原料可直接从碱类液体装置中获得,硝酸溶液原料可从稀硝酸装置中获得。
4.根据权利要求1所述的低氯光热熔盐生产工艺,其特征在于:所述碱类液体和硝酸溶液直接在中和反应器中进行中和反应。
5.根据权利要求1所述的低氯光热熔盐生产工艺,其特征在于:在步骤a)中,所述中和反应器采用带静态混合器的喷射管式反应器结构,所述碱类液体和硝酸溶液在喷射器和静态混合器中进行连续地中和反应。
6.根据权利要求5所述的低氯光热熔盐生产工艺,其特征在于:所述碱类液体和硝酸溶液在中和反应器中的反应过程为放热反应,操作压力为1bar(a)~4bar(a),操作温度为103℃~130℃,pH值控制在6.5-7.5。
7.一种用于如权利要求1至6中任意一项所述的低氯光热熔盐生产工艺的生产装置,其特征在于:包括稀硝酸槽(1)、碱液槽(2)、中和反应器(3)以及至少一级结晶单元,所述稀硝酸槽(1)通过稀硝酸泵(4)与中和反应器(3)的一个进口端连接,所述碱液槽(2)内的氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液通过各自的碱液泵(5)经换热器(6)与中和反应器(3)的另一个进口端连接,所述稀硝酸槽(1)内的稀硝酸液与碱液槽(2)内的氢氧化钠、氢氧化钾溶液在中和反应器(3)的喷射器单元和静态混合器中进行混合并发生中和反应同时生成硝酸钠和硝酸钾,所述中和反应器(3)的液体出口端与中和液贮槽(7)连接,所述中和液贮槽(7)的出口端通过中和液输送泵(8)与结晶单元连接,所述结晶单元产生的晶浆经晶浆输送泵(9)送至稠厚器(10)处理后,由位差送至离心机(11)分离得到晶体,并经输送机送至干燥单元(12)干燥,干燥后得到熔盐产品。
8.根据权利要求7所述的低氯光热熔盐生产工艺的生产装置,其特征在于:所述中和反应器(3)包括喷射器(13)、静态混合器(14)、分离器(15)以及除雾器(16),所述喷射器(13)的两个进口端分别与稀硝酸槽(1)和碱液槽(2)连通,所述喷射器(13)的其出口端与静态混合器(14)的进口端连接,所述静态混合器(14)的出口端与分离器(15)连接,所述除雾器(16)设置在分离器(15)内顶部,所述分离器(15)用于对气液混合物进行分离,所述分离器(15)的液体出口端与中和液贮槽(7)连接,其气体出口端与蒸汽系统连接,所述分离器(15)中的气液混合物在分离过程中产生的水蒸汽经过除雾器(16)后进入蒸汽系统进行热量回收。
9.根据权利要求7所述的低氯光热熔盐生产工艺的生产装置,其特征在于:所述结晶单元为两级结构,每级结晶单元由蒸发加热器和结晶器组成,所述中和液贮槽(7)的出口端通过第一级蒸发加热器(17a)与第一级结晶器(18a)连接,所述第一级结晶器(18a)通过第二级蒸发加热器(17b)与第二级结晶器(18b)连接,所述第二级结晶器(18b)通过晶浆输送泵(9)与稠厚器(10)连接,所述第一级结晶器(18a)通过第一级循环泵(19a)与第一级蒸发加热器(17a)连接形成循环结构,所述第二级结晶器(18b)通过第二级循环泵(19b)与第二级蒸发加热器(17b)连接形成循环结构。
10.根据权利要求7所述的低氯光热熔盐生产工艺的生产装置,其特征在于:所述结晶单元的顶部蒸汽出口与蒸发冷凝器(20)连接,所述蒸发冷凝器(20)的冷凝液出口与工艺冷凝槽(21)连接,所述工艺冷凝槽(21)通过泵与工艺冷凝液处理单元(22)连接,所述工艺冷凝液处理单元(22)处理后的浓缩液返回中和液贮槽(7),净化的工艺水送脱盐水装置,所述蒸发冷凝器(20)的未凝气出口与真空系统(23)连接。
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