CN1214272A - 过堰搅拌真空连续硫酸钠结晶工艺 - Google Patents

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Abstract

一种用于化纤生产过程中硫酸钠回收的过堰搅拌真空连续硫酸钠结晶工艺,是将浓缩纺丝浴先泵入预冷器预冷后进入多级结晶器结晶成盐浆,再泵入增浓器增浓后由脱水机进行液固分离,脱盐母液经脱气罐再次进入结晶器结晶分离,而增浓母液经另一脱气罐进入浴液冷凝器,对预冷器蒸发出的蒸气进行冷凝,同时自身得到直接加热,升温后回到纺丝浴槽循环使用。本发明工艺所需设备简单,耗水耗能低,并有利于环境保护。

Description

过堰搅拌真空连续硫酸钠结晶工艺
本发明涉及通过结晶方法从液体中分离出固定物质的技术领域，更具体地讲是涉及人造纤维生产过程中从纺丝浴中除去硫酸钠的工艺。
在化纤行业粘胶纤维生产过程中，含碱的粘胶液在计量泵作用下，从纺丝浴槽内的喷丝头中喷出，与硫酸进行化学反应生成纤维，酸碱中和生成了大量的水和硫酸钠，使纺丝浴的恒定组份发生变化，影响纤维质量。为了稳定纺丝条件，保证纤维质量，除了不断补加浓硫酸和硫酸锌，还需除去多余的硫酸钠。目前，化纤厂家从纺丝浴中除去硫酸钠的工艺设备主要有以下两种：一种是艾伯纳真空连续芒硝结晶机，邵明福等编写的《酸站》一书(中国纺织出版社1995年1月出版)第84-86页对其作了详细介绍，该机虽结晶工艺合理，但其蒸气和水的耗量太高，影响经济效益，特别是不适合水资源贫乏地区采用；另一种是恩卡芝硝真空结晶机，黄家玉等编著的《人造纤维工厂装备》一书(青岛海洋大学出版社1993年6月出版)第368-369页对其作了较详细的阐述，该机虽然克服了艾伯纳型结晶机耗水、耗蒸气高的缺点，但其整机设备结构复杂，制造难度大，成本昂贵。
本发明的目的是要设计一种耗水耗能低、所用设备的成本低，用于化纤行业从纺丝浴中除去硫酸钠的硫酸钠结晶新工艺。
本发明的工艺流程如下：
a、将浓缩纺丝浴从浴槽内由泵送入预冷器中进行预冷却，使浴液温度降至32℃，然后进入多级结晶器中；
b、低温浴液依次流过多级结晶器，在过堰折流搅拌作用下，上下翻转流动均匀散热，温度降至18℃以下，在多级结晶器的最后一级结晶出硫酸钠。
c、在多级结晶器最后一级结晶成的盐浆，由泵输送至增浓器，经增浓后落入脱水机进行液固分离，增浓器的母液溢流入脱气罐，并在真空作用下吸入浴液冷凝器中；
d、由脱水机分离出的硫酸钠晶粒落入芒硝仓，而脱盐母液进入另一脱气罐，在真空作用下进入多级结晶器的最后一级，再次进行结晶分离；
e、预冷器真空蒸发出的蒸气进入浴液冷凝器中，由增浓器溢流出来的低温母液进行冷凝，同时低温母液得到直接加热，当其温度升至37℃时，回到纺丝浴槽内循环使用；
f、浴液冷凝器中的残余气体以及多级结晶器中的蒸发气体进入废气冷凝器中冷凝为水排入落水池中，未冷凝的残余气体再由蒸气喷射泵和水喷射泵排入落水池，同时、预冷器、浴液冷凝器和多级结晶器的真空度亦由废气冷凝器、蒸气喷射泵及水喷射泵来保持。
本发明与化纤行业现有硫酸钠结晶工艺相比，具有以下明显的优点：一是该工艺是利用水喷射泵抽吸低温水蒸气，经废气冷凝器发生气液相变，水蒸气在温度0℃下几乎都冷凝为液体状态，水喷射泵只抽吸残余蒸气和不冷凝气体，负担较轻，因此省去了多台造价昂贵的不锈钢蒸气喷射泵、混合冷凝器、机械真空泵及相应配套的辅助设备与阀门管道，从而所用设备结构简单可靠，大大降低了造价；二是提高了对生产中所产生热量的利用，能耗少，运行费用低；三是耗水较少，耗蒸气极少，特别适合水资源缺乏地区采用，而且污水排量少，有利于环境保护。下表是本发明工艺与现有艾伯纳和恩卡结晶工艺的效益比较：
工艺类型 结晶能力(t/h) 耗水量(m/h) 耗电量(kwH) 耗冷冻水量(t/h) 蒸气耗量(t/h) 所用设备造价(万元)
艾伯纳     4     384     70    0.523     250
恩卡     4     100     100     165    0.113     500
本发明     4     80     40     68     0.02     100
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步描述。
附图是本发明工艺流程图。
本发明用于粘胶化纤生产过程中硫酸钠的回收，也适用于碳酸钠、氯化钠及其它盐类的低温结晶。其工艺流程如下：
a、从蒸发装置送来的浓缩纺丝浴由泵SP211从浴槽12内送入三级预冷器VK1-VK31进行预冷降温，浴液温度降至32℃以下时，进入四级结晶器K1-K42中；
b、四级结晶器K1-K42各室气相不串，且真空度不一，低温浴液由左向右流动，在过堰折流搅拌作用下，上下翻转均匀散热，温度降至18℃以下：在四级结晶器2的最后一级K4中结晶出硫酸钠；
c、在四级结晶器2最后一级K4中结晶好的盐浆，由盐浆泵SP17输送到旋流增浓器E10，经增浓后晶粒长大，然后落入脱水机Z9进行液固分离，增浓器E10的母液溢流进入脱气罐EG116，并在真空作用下吸入三级浴液冷凝器BK1-BK33中；
d、由脱水机Z9分离出的硫酸钠晶粒落入芒硝仓13用于制造元明粉，而脱盐母液进入另一脱气罐EG28，在真空作用下进入四级结晶器2的最后一级K4中，再次进行结晶分离；
e、三级预冷器VK1-VK31真空蒸发出的蒸气分别进入三级浴液冷凝器BK1-BK33中，由增浓器E10溢流出来的低温母液进行冷凝，同时低温母液得到直接加热，当其温度升至37℃时，回到纺丝浴槽14内循环使用；
f、三级浴液冷凝器BK1-BK33中的残余气体，以及四级结晶器K1-K42中的蒸发气体被吸入废气冷凝器LQ4中冷凝为水排入落水池15中，未冷凝的残余气体由蒸气喷射泵D6和水喷射泵SPB5排入落水池15，废气冷凝器LQ4、蒸气喷射泵D6和水泵射泵SPB5的另一作用是保持预冷器VK1-WK31、浴液冷凝器BK1-BK33和结晶器K1-K42的真空度，特别是废气冷凝器LQ4的作用。

Claims (5)

1、一种过堰搅拌真空连续硫酸钠结晶工艺，其特征是工艺流程如下：
2、将浓缩纺丝浴从浴槽(12)内由泵(11)送入预冷器(1)中进行预冷却，使浴液温度降至32℃以下，然后进入多级结晶器(2)中；
b、低温浴液依次流过多级结晶器(2)，在过堰折流搅拌作用下，上下翻转流动均匀散热，温度降至18℃以下，在多级结晶器(2)的最后一级结晶出硫酸钠；
c、在多级结晶器(2)最后一级中结晶成的盐浆，由泵(7)输送至增浓器(10)，经增浓后落入脱水机(9)进行液固分离，增浓器的母液溢流入脱气罐(16)，并在真空作用下吸入浴液冷凝器(3)中；
d、由脱水机(9)分离出的硫酸钠晶粒落入芒硝仓(13)，而脱盐母液进入另一脱气罐(8)，在真空作用下进入多级结晶器(2)的最后一级，再次进行结晶分离；
e、预冷器(1)真空蒸发出的蒸气进入浴液冷凝器(3)中，由增浓器溢流出来的低温母液进行冷凝，同时低温母液得到直接加热，当其温度升至37℃时，回到纺丝浴槽(14)内循环使用；
f、浴液冷凝器(3)中的残余气体以及多级结晶器(2)中的蒸发气体进入废气冷凝器(4)中冷凝为水排入落水池(15)中，未冷凝的残余气体由蒸气喷射泵(6)和水喷射泵(5)排入落水池(15)，同时预冷器(1)、浴液冷凝器(3)和多级结晶器(2)的真空度亦由废气冷凝器(4)、蒸气喷射泵(6)及水喷射泵(5)来保持。
2、根据权利要求1所述的过堰搅拌真空连续硫酸钠结晶工艺，其特征是多级结晶器(2)为四级结晶器。
3、根据权利要求1所述的过堰搅拌真空连续硫酸钠结晶工艺，其特征是预冷器(1)为三级预冷器。
4、根据权利要求1所述的过堰搅拌真空连续硫酸钠结晶工艺，其特征是浴液冷凝器(3)为三级冷凝器。
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