CN111729335A - 一种硫化钠的浓缩装置及其工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及硫化钠技术领域，具体涉及一种硫化钠的浓缩装置及其工艺，包括原料罐、鲜蒸汽冷凝水预热器以及蒸发分离器；所述原料罐通过原料泵连接于所述鲜蒸汽冷凝水预热器，所述鲜蒸汽冷凝水预热器连接于所述蒸发分离器，所述蒸发分离器通过出料泵输出浓缩液；所述蒸发分离器包括一效蒸发分离器、二效蒸发分离器以及三效蒸发分离器；所述鲜蒸汽冷凝水预热器连接于所述一效蒸发分离器，所述一效蒸发分离器通过第一转料泵连接于所述二效蒸发分离器，所述二效蒸发分离器通过第二转料泵连接于所述三效蒸发分离器。

Description

一种硫化钠的浓缩装置及其工艺
技术领域
本发明涉及硫化钠技术领域，具体涉及一种硫化钠的浓缩装置及其工艺。
背景技术
硫化钠化学式为Na2S，是以九水合物Na2S·9H2O的形式存在的无色结晶粉末状无机盐类。硫化钠又称臭碱、臭苏打、黄碱、硫化碱。硫化钠是无色可溶的固体，在水溶液中水解呈强碱性。露置在空气中时，硫化钠会放出有臭鸡蛋气味的有毒硫化氢气体，在各行各业中都有广泛的应用。
染料工业中用于生产硫化染料，是硫化青和硫化蓝的原料。印染工业用作溶解硫化染料的助染剂。制革工业中用于水解使生皮脱毛，还用以配制多硫化钠以加速干皮浸水助软。造纸工业用作纸张的蒸煮剂。纺织工业用于人造纤维脱硝和硝化物的还原，以及棉织物染色的媒染剂。制药工业用于生产非那西丁等解热药。此外还用于制硫代硫酸钠、硫氢化钠、多硫化钠等。在铝及合金碱性蚀刻溶液中添加适量的硫化钠可明显改善蚀刻表面质量，同时也可用于碱性蚀刻液中锌等碱溶性重金属杂质的去除。硫化钠还可用于直接电镀中导电层的处理，通过硫化钠与钯反应生成胶体硫化钯来达到在非金属表面形成良好导电层的目的。用作缓蚀剂。也是硫代硫酸钠、多硫化钠、硫化染料等的原料。用于制造硫化染料，皮革脱毛剂，金属冶炼，照相，人造丝脱硝等。
按实际情况每生产1吨硫酸钡可生产硫化钠0.555吨，硫酸钡年产按9万吨计算，可生产硫化钠49950吨。年生产时间8000小时，平均每小时生产硫酸钡11.25吨，即每小时生产硫化钠6.244吨。
按照现有技术中的硫化钠的产量无法满足市场对硫化钠需求，因此，本发明设计了一种硫化钠的浓缩装置及其工艺。
发明内容
本申请中为了解决上述技术问题，本发明提供了一种硫化钠的浓缩装置及其工艺。
本发明提供了如下的技术方案：一种硫化钠的浓缩装置，其特征在于，包括原料罐、鲜蒸汽冷凝水预热器以及蒸发分离器；所述原料罐通过原料泵连接于所述鲜蒸汽冷凝水预热器，所述鲜蒸汽冷凝水预热器连接于所述蒸发分离器，所述蒸发分离器通过出料泵输出浓缩液；所述蒸发分离器包括一效蒸发分离器、二效蒸发分离器以及三效蒸发分离器；所述鲜蒸汽冷凝水预热器连接于所述一效蒸发分离器，所述一效蒸发分离器通过第一转料泵连接于所述二效蒸发分离器，所述二效蒸发分离器通过第二转料泵连接于所述三效蒸发分离器。
优选的，所述一效蒸发分离器下侧配置有鲜蒸汽冷凝水罐，所述鲜蒸汽冷凝水罐上端连接于所述一效蒸发分离器，其下端连接于所述鲜蒸汽冷凝水预热器。
优选的，所述三效蒸发分离器下侧设有与其连接的二次蒸汽冷凝水罐，所述二次蒸汽冷凝水罐通过二次蒸汽冷凝水泵将冷凝水排出。
优选的，所述三效蒸发分离器上方设置有末效冷凝器，所述末效冷凝器连接于可将不凝气排出的真空泵。
优选的，所述一效蒸发分离器顶部连接于所述二效蒸发分离器中部，所述二效蒸发分离器顶部连接于所述三效蒸发分离器中部，所述三效蒸发分离器的顶部连接于所述末效冷凝器。
优选的，所述末效冷凝器上配置有循环水进口和循环水出口。
优选的，所述蒸发分离器上部设有分离腔，其下部设有搅拌腔，其中部设有换热腔，所述换热腔中设有至少一个换热管，所述换热管分别连通于所述分离腔和所述搅拌腔，所述分离腔和所述换热腔之间设有上管板，所述换热腔与所述搅拌腔之间设有下管板，所述蒸发分离器的下端面设有搅拌装置，所述搅拌装置的搅拌桨延伸至所述搅拌腔中。
所述硫化钠的浓缩工艺，包括如下步骤：
S1：物料从原液罐出来，由原料泵将溶液泵送入鲜蒸汽冷凝水预热器中，与鲜蒸汽冷凝水换热后，通过鲜蒸汽冷凝水泵进入一效蒸发分离器进行蒸发浓缩；
S2:物料在一效蒸发分离器的换热管中升温升压，而后在一效蒸发分离器的换热管的分离腔内进行闪蒸浓缩，浓缩液和二次蒸汽在一效蒸发分离器的分离腔中进行汽液分离，达到一定浓度后由第一转料泵送至二效蒸发分离器；
S3:浓缩液在二效蒸发分离器的换热管内升温升压，而后在二效蒸发分离器的分离腔内进行闪蒸浓缩；浓缩液和二次蒸汽在二效蒸发分离器的分离腔中进行汽液分离，达到一定浓度后第二转料泵送至三效蒸发分离器；
S4：浓缩液在三效蒸发分离器的换热管内升温升压，而后在三效蒸发分离器的分离腔内进行闪蒸浓缩；浓缩液和二次蒸汽在三效蒸发分离器的分离腔中进行汽液分离，气液分离后的浓缩液达到出料浓度后被出料泵输送出系统，三效蒸发分离器的分离腔的二次蒸汽进入到三效蒸发分离器进行冷凝，冷凝产生的水进入到二次蒸汽冷凝水罐，通过二次蒸汽冷凝水泵排出系统。
优选的，130℃的新鲜蒸汽作为热源蒸汽进入一效蒸发分离器的换热腔中，与换热管中的物料进行换热蒸发，一效蒸发分离器产生的蒸汽在一效蒸发分离器的分离腔内进行气液分离，后进入二效蒸发分离器，作为二效蒸发分离器的热源，二效蒸发分离器产生的蒸汽在二效蒸发分离器的分离腔内进行气液分离，后进入三效蒸发分离器，作为三效蒸发分离器的热源，三效蒸发分离器产生的蒸汽在三效蒸发分离器的分离腔内进行气液分离，后进入末效冷凝器进行冷凝，冷却后的冷却水进入二次蒸汽冷凝水罐，通过二次蒸汽冷凝水泵排出系统；鲜蒸汽作为一效蒸发分离器的热源，与物料换热后，冷凝为鲜蒸汽冷凝水，进入到鲜蒸汽冷凝水罐，通过鲜蒸汽冷凝水泵打入鲜蒸汽冷凝水预热器与原液换热后打出系统。
本发明涉及一种硫化钠的浓缩装置及其工艺，其有益效果在于：下搅拌式蒸发分离器主要由分离腔、换热腔、换热管、搅拌腔以及搅拌装置组成，蒸发分离器里面换热腔是壳程，换热管是管程，与常规强制循环换热器的区别是取消了强制循环泵，利用搅拌来增加液体的流动性，分离腔和换热腔为一体式，节省了占地面积，并且节省了材料成本。考虑了换热管之间，换热管和壳体之间流动关系，不再使用折流板强行阻挡的方式逼出湍流，而是靠换热管之间自然诱导形成交替漩涡流，并在保证换热管不互相摩擦的前提下保持应有的颤动力度。换热管的刚性和柔性配置良好，不会彼此碰撞，既克服了浮动盘管换热器之间相互碰撞造成损伤的问题，又避免了普通管壳式蒸发分离器易结垢的问题。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明装置的结构示意图；
图2是本发明装置中蒸发分离器的结构示意图；
图中标记为：1、原料罐；2、鲜蒸汽冷凝水预热器；3、蒸发分离器；31、一效蒸发分离器；32、二效蒸发分离器；33、三效蒸发分离器；301、分离腔；302、换热腔；303、换热管；304、搅拌腔；305、搅拌装置；4、原料泵；5、第一转料泵；6、第二转料泵；7、鲜蒸汽冷凝水罐；8、二次蒸汽冷凝水罐；9、二次蒸汽冷凝水泵；10、末效冷凝器；101、循环水进口；102、循环水出口；11、真空泵；12、出料泵；13、鲜蒸汽冷凝水泵。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本发明中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。
下面结合附图详细说明本发明的最优实施方式。
如图1至2所示，一种硫化钠的浓缩装置，包括原料罐1、鲜蒸汽冷凝水预热器2以及蒸发分离器3；所述原料罐1通过原料泵4连接于所述鲜蒸汽冷凝水预热器2，所述鲜蒸汽冷凝水预热器2连接于所述蒸发分离器3，所述蒸发分离器3通过出料泵12输出浓缩液；所述蒸发分离器3包括一效蒸发分离器31、二效蒸发分离器32以及三效蒸发分离器33；所述鲜蒸汽冷凝水预热器2连接于所述一效蒸发分离器31，所述一效蒸发分离器31通过第一转料泵5连接于所述二效蒸发分离器32，所述二效蒸发分离器32通过第二转料泵6连接于所述三效蒸发分离器33。
一效蒸发分离器31下侧配置有鲜蒸汽冷凝水罐7，所述鲜蒸汽冷凝水罐7上端连接于所述一效蒸发分离器31，其下端连接于所述鲜蒸汽冷凝水预热器2。三效蒸发分离器33下侧设有与其连接的二次蒸汽冷凝水罐8，所述二次蒸汽冷凝水罐8通过二次蒸汽冷凝水泵9将冷凝水排出。三效蒸发分离器33上方设置有末效冷凝器10，所述末效冷凝器10连接于可将不凝气排出的真空泵11。一效蒸发分离器31顶部连接于所述二效蒸发分离器32中部，所述二效蒸发分离器32顶部连接于所述三效蒸发分离器33中部，所述三效蒸发分离器33的顶部连接于所述末效冷凝器10。
末效冷凝器10上配置有循环水进口101和循环水出口102。冷却水从末效冷凝器10的循环水进口101进入，和三效蒸发分离器33中产生的二次蒸汽进行热交换，一些不凝性气体通过真空泵11排出系统外，冷却水从循环水出口102排出。
蒸发分离器3包括一效蒸发分离器31、二效蒸发分离器32以及三效蒸发分离器33，三个蒸发分离器结构相同。蒸发分离器3上部设有分离腔301，其下部设有搅拌腔304，其中部设有换热腔302，所述换热腔302中设有至少一个换热管303，所述换热管303分别连通于所述分离腔301和所述搅拌腔304，所述分离腔301和所述换热腔302之间设有上管板，所述换热腔302与所述搅拌腔304之间设有下管板，所述蒸发分离器3的下端面设有搅拌装置305，所述搅拌装置305的搅拌桨延伸至所述搅拌腔304中。下搅拌式蒸发分离器主要由分离腔301、换热腔302、换热管303、搅拌腔304以及搅拌装置305组成，蒸发分离器3里面换热腔是壳程，换热管是管程，与常规强制循环换热器的区别是取消了强制循环泵，利用搅拌来增加液体的流动性，分离腔和换热腔为一体式，节省了占地面积，并且节省了材料成本。考虑了换热管之间，换热管和壳体之间流动关系，不再使用折流板强行阻挡的方式逼出湍流，而是靠换热管之间自然诱导形成交替漩涡流，并在保证换热管不互相摩擦的前提下保持应有的颤动力度。换热管的刚性和柔性配置良好，不会彼此碰撞，既克服了浮动盘管换热器之间相互碰撞造成损伤的问题，又避免了普通管壳式蒸发分离器易结垢的问题。
硫化钠的浓缩工艺，包括如下步骤：
S1：物料从原液罐1出来，由原料泵4将溶液泵送入鲜蒸汽冷凝水预热器2中，与鲜蒸汽冷凝水换热后，通过鲜蒸汽冷凝水泵13进入一效蒸发分离器31进行蒸发浓缩；
S2:物料在一效蒸发分离器31的换热管中升温升压，而后在一效蒸发分离器31的换热管的分离腔内进行闪蒸浓缩，浓缩液和二次蒸汽在一效蒸发分离器31的分离腔中进行汽液分离，达到一定浓度后由第一转料泵送5至二效蒸发分离器32；
S3:浓缩液在二效蒸发分离器32的换热管内升温升压，而后在二效蒸发分离器32的分离腔内进行闪蒸浓缩；浓缩液和二次蒸汽在二效蒸发分离器32的分离腔中进行汽液分离，达到一定浓度后第二转料泵6送至三效蒸发分离器；
S4：浓缩液在三效蒸发分离器33的换热管内升温升压，而后在三效蒸发分离器33的分离腔内进行闪蒸浓缩；浓缩液和二次蒸汽在三效蒸发分离器33的分离腔中进行汽液分离，气液分离后的浓缩液达到出料浓度后被出料泵12输送出系统，三效蒸发分离器的分离腔的二次蒸汽进入到三效蒸发分离器进行冷凝，冷凝产生的水进入到二次蒸汽冷凝水罐8，通过二次蒸汽冷凝水泵9排出系统。
130℃的新鲜蒸汽作为热源蒸汽进入一效蒸发分离器31的换热腔中，与换热管中的物料进行换热蒸发，一效蒸发分离器31产生的蒸汽在一效蒸发分离器31的分离腔内进行气液分离，后进入二效蒸发分离器32，作为二效蒸发分离器32的热源，二效蒸发分离器32产生的蒸汽在二效蒸发分离器32的分离腔内进行气液分离，后进入三效蒸发分离器33，作为三效蒸发分离器33的热源，三效蒸发分离器33产生的蒸汽在三效蒸发分离器33的分离腔内进行气液分离，后进入末效冷凝器10进行冷凝，冷却后的冷却水进入二次蒸汽冷凝水罐8，通过二次蒸汽冷凝水泵9排出系统；鲜蒸汽作为一效蒸发分离器33的热源，与物料换热后，冷凝为鲜蒸汽冷凝水，进入到鲜蒸汽冷凝水罐7，通过鲜蒸汽冷凝水泵打入鲜蒸汽冷凝水预热器2与原液换热后打出系统。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种硫化钠的浓缩装置，其特征在于，包括原料罐、鲜蒸汽冷凝水预热器以及蒸发分离器；所述原料罐通过原料泵连接于所述鲜蒸汽冷凝水预热器，所述鲜蒸汽冷凝水预热器连接于所述蒸发分离器，所述蒸发分离器通过出料泵输出浓缩液；所述蒸发分离器包括一效蒸发分离器、二效蒸发分离器以及三效蒸发分离器；所述鲜蒸汽冷凝水预热器连接于所述一效蒸发分离器，所述一效蒸发分离器通过第一转料泵连接于所述二效蒸发分离器，所述二效蒸发分离器通过第二转料泵连接于所述三效蒸发分离器。
2.根据权利要求1所述硫化钠的浓缩装置，其特征在于，所述一效蒸发分离器下侧配置有鲜蒸汽冷凝水罐，所述鲜蒸汽冷凝水罐上端连接于所述一效蒸发分离器，其下端连接于所述鲜蒸汽冷凝水预热器。
3.根据权利要求1所述硫化钠的浓缩装置，其特征在于，所述三效蒸发分离器下侧设有与其连接的二次蒸汽冷凝水罐，所述二次蒸汽冷凝水罐通过二次蒸汽冷凝水泵将冷凝水排出。
4.根据权利要求1所述硫化钠的浓缩装置，其特征在于，所述三效蒸发分离器上方设置有末效冷凝器，所述末效冷凝器连接于可将不凝气排出的真空泵。
5.根据权利要求4所述硫化钠的浓缩装置，其特征在于，所述一效蒸发分离器顶部连接于所述二效蒸发分离器中部，所述二效蒸发分离器顶部连接于所述三效蒸发分离器中部，所述三效蒸发分离器的顶部连接于所述末效冷凝器。
6.根据权利要求4或5所述硫化钠的浓缩装置，其特征在于，所述末效冷凝器上配置有循环水进口和循环水出口。
7.根据权利要求1所述硫化钠的浓缩装置，其特征在于，所述蒸发分离器上部设有分离腔，其下部设有搅拌腔，其中部设有换热腔，所述换热腔中设有至少一个换热管，所述换热管分别连通于所述分离腔和所述搅拌腔，所述分离腔和所述换热腔之间设有上管板，所述换热腔与所述搅拌腔之间设有下管板，所述蒸发分离器的下端面设有搅拌装置，所述搅拌装置的搅拌桨延伸至所述搅拌腔中。
8.根据权利要求1至7中浓缩装置的所述硫化钠的浓缩工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1：物料从原液罐出来，由原料泵将溶液泵送入鲜蒸汽冷凝水预热器中，与鲜蒸汽冷凝水换热后，通过鲜蒸汽冷凝水泵进入一效蒸发分离器进行蒸发浓缩；
S2:物料在一效蒸发分离器的换热管中升温升压，而后在一效蒸发分离器的换热管的分离腔内进行闪蒸浓缩，浓缩液和二次蒸汽在一效蒸发分离器的分离腔中进行汽液分离，达到一定浓度后由第一转料泵送至二效蒸发分离器；
S3:浓缩液在二效蒸发分离器的换热管内升温升压，而后在二效蒸发分离器的分离腔内进行闪蒸浓缩；浓缩液和二次蒸汽在二效蒸发分离器的分离腔中进行汽液分离，达到一定浓度后第二转料泵送至三效蒸发分离器；
S4：浓缩液在三效蒸发分离器的换热管内升温升压，而后在三效蒸发分离器的分离腔内进行闪蒸浓缩；浓缩液和二次蒸汽在三效蒸发分离器的分离腔中进行汽液分离，气液分离后的浓缩液达到出料浓度后被出料泵输送出系统，三效蒸发分离器的分离腔的二次蒸汽进入到三效蒸发分离器进行冷凝，冷凝产生的水进入到二次蒸汽冷凝水罐，通过二次蒸汽冷凝水泵排出系统。
9.根据权利要求8所述硫化钠的浓缩工艺，其特征在于，130℃的新鲜蒸汽作为热源蒸汽进入一效蒸发分离器的换热腔中，与换热管中的物料进行换热蒸发，一效蒸发分离器产生的蒸汽在一效蒸发分离器的分离腔内进行气液分离，后进入二效蒸发分离器，作为二效蒸发分离器的热源，二效蒸发分离器产生的蒸汽在二效蒸发分离器的分离腔内进行气液分离，后进入三效蒸发分离器，作为三效蒸发分离器的热源，三效蒸发分离器产生的蒸汽在三效蒸发分离器的分离腔内进行气液分离，后进入末效冷凝器进行冷凝，冷却后的冷却水进入二次蒸汽冷凝水罐，通过二次蒸汽冷凝水泵排出系统；鲜蒸汽作为一效蒸发分离器的热源，与物料换热后，冷凝为鲜蒸汽冷凝水，进入到鲜蒸汽冷凝水罐，通过鲜蒸汽冷凝水泵打入鲜蒸汽冷凝水预热器与原液换热后打出系统。
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