CN205740383U - 一种铬酸酐连续熔融法生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种铬酸酐连续熔融法生产系统，所述铬酸酐连续熔融法生产系统包括配料装置、反应装置、收集装置和废气处理装置，所述配料装置、所述反应装置和所述收集装置顺次连通，且均与所述废气处理装置相连通。本实用新型提供的铬酸酐连续熔融法生产系统，其工艺流程短、设备简单。在分离器的一端设置可以升降的液压装置，另一个设置虹吸管，利用“虹吸”原理持续不断的导出铬酸酐，自动化程度高，节省人力，分离出来的铬酸酐杂质少，产品纯度高，生产成本低，产品竞争力较强，经济效益高。

Description

一种铬酸酐连续熔融法生产系统

技术领域

本实用新型涉及铬酸酐生产技术领域，尤其涉及铬酸酐生产系统技术领域。

背景技术

铬酸酐又称为三氧化铬，溶于水而成铬酸；铬酸酐和重铬酸钠是生产其他铬化合物的基础产品。我国的铬酸酐生产工艺技术落后、资源利用率低、环境污染严重、生产成本高、产品质量差，难以同进口产品竞争。与国外上百种产品相比，我国铬盐品种仅有二三十种，且多数为试剂，工业品种不超过10中；而由铬盐厂生产的仅有重铬酸钠、铬酸酐、铬盐精、氧化铬、铬酸钠等几种。品种少、规模小、产量低的状态限制了铬盐厂深加工的水平，不仅阻碍铬盐厂自身发展情况，也不利于国民经济的整体发展；因此，迫切需要开发新的生产技术，生产优质的铬酸酐产品，提高与国外高品质铬酸酐的竞争力，提高经济效益，满足市场需求。

目前，铬酸酐的生产工艺主要有电解法、结晶法和熔融法。其中，电解法生产铬酸酐的优点是产品纯度高，氢氧化钠、氧气和氢气等副产品均易于回收利用，无硫酸氢钠循环或排放，清洁环保。美国和德国已有电催化合成铬酸酐的工业化报道，但技术绝密，基础理论研究未见报道；同时，该方法耗电量大、成本高，而且钠离子浓度高的问题一直未得到有效解决。结晶法生产的铬酸酐质量优良、纯度高，是很有前景的一种方法，但是目前只有极少数公司有这样的技术；其缺点是成本高、投资大，现在已经停止大规模工业生产。

熔融法是世界各国通用的铬酸酐生产方法，也是目前中国生产铬酸酐的主要方法，工艺比较成熟。其多数工艺为间歇法或内热法，由于反应文稿难以精确控制，铬酸酐处于熔融状态，不稳定、易发生分解反应，造成产品的收益率及质量严重下降，而且工人的劳动强度大，生产成本高，并且污染严重。

此外，还有离心反应器法生产铬酸酐，其过程是采用发烟硫酸和无水重铬酸钠在阶梯式离心反应器中进行反应，靠反应放出的热能使产物熔融，再进行分离、制片得到产品。该法生产的铬酸酐纯度高，收率高达95％，副产品硫酸氢钠中含三价铬少；但是其原料要求极为苛刻，原料消耗明显高于其他方法，而且不能完全连续化生产。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型旨在解决上面描述的问题。本实用新型的一个目的是提供一种解决以上问题中的任何一个的铬酸酐生产系统。具体地，本实用新型提供能够连续生产、节能、污染少的铬酸酐连续熔融法生产系统。

根据本实用新型的第一方面，本实用新型提供了一种铬酸酐连续熔融法生产系统，所述铬酸酐连续熔融法生产系统包括配料装置、反应装置、收集装置和废气处理装置，所述配料装置、所述反应装置和所述收集装置顺次连通，且均与所述废气处理装置相连通；

其中，所述收集装置包括液压器、分离器和虹吸管，所述分离器的第一端与所述反应装置相连通，所述液压器与所述分离器的第一端连接，所述分离器的第二端与所述虹吸管相连通。

其中，所述反应装置包括熔化器、熔盐储存器和熔盐炉，其中，所述熔化器、所述熔盐储存器和所述熔盐炉依次连通，组成闭环回路，且所述配料装置、所述分离器和所述废气处理装置均与所述熔化器相连通。

其中，所述熔化器内设置有可自由转动的滚筒。

其中，所述收集装置还包括稀化装置，所述分离器与所述稀化装置相连通，所述稀化装置与所述废气处理装置相连通。

其中，所述稀化装置内设置有第一搅拌器。

其中，所述配料装置包括第一计量罐、第二计量罐和配料器，其中，所述第一计量罐和所述第二计量罐均与所述配料器相连通，所述配料器与所述反应装置相连通，且所述第一计量罐、所述第二计量罐和所述配料器均与所述废气处理装置相连通。

其中，所述第一计量罐、所述第二计量罐和所述配料器内各设置有一个第二搅拌器。

其中，所述废气处理装置包括净化吸收塔、引风机和排风筒，其中，所述配料装置、所述反应装置和所述收集装置均与所述净化吸收塔相连通，所述净化吸收塔、所述引风机和所述排风筒依次相连通。

其中，所述废气处理装置还包括洗液循环池，所述洗液循环池与所述净化吸收塔相连通。

其中，所述收集装置还包括制片器和包装机，其中，所述虹吸管、所述包装机均与所述制片器相连通，且所述制片器与所述废气处理装置相连通。

本实用新型提供的铬酸酐连续熔融法生产系统，其工艺流程短、设备简单。在分离器的一端设置可以升降的液压装置，另一个设置虹吸管，利用“虹吸”原理持续不断的导出铬酸酐，自动化程度高，节省人力，分离出来的铬酸酐杂质少，产品纯度高，生产成本低，产品竞争力较强，经济效益高。

参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述，本实用新型的其他特性特征和优点将变得清晰。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且与描述一起用于解释本实用新型的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示例性地示出了根据本实用新型的铬酸酐连续熔融法生产系统的结构示意图。

具体实施方式

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中的附图，对本实用新型实施例中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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。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任意组合。

本实用新型的基本思想是，利用虹吸原理分离产品，提高产品分离设备的自动化程度，确保分离出的铬酸酐的质量，提高其市场竞争力，以期带来经济效益。

下面结合附图，对根据本实用新型所提供的铬酸酐连续熔融法生产系统进行详细描述。

本实用新型提供了一种能够连续生产、节能、污染少的铬酸酐连续熔融法生产系统，图1示出了该铬酸酐连续熔融法生产系统的一种实施例的结构示意图。连续熔融法生产铬酸酐是利用重铬酸钠与浓硫酸在熔融状态下进行化学反应，制得铬酸酐和硫酸氢钠。参照图1所示，该铬酸酐连续熔融法生产系统包括配料装置10、反应装置20、收集装置30和废气处理装置40，其中，配料装置10、反应装置20和收集装置30顺次连通，且均与废气处理装置40相连通。

具体地，收集装置30包括液压器(图中未示出)、分离器31和虹吸管32，其中，分离器31的第一端与反应装置20相连通，液压器与分离器31的第一端连接，分离器31的第二端与虹吸管32相连通。经由反应装置20中生成的熔融液态铬酸酐和硫酸氢钠进入分离器31内后，静置一段时间，利用重力分层原理使比重较大的铬酸酐处于下层、硫酸氢钠处于上层；同时，分离器31利用高压蒸汽保温，防止产物成为固态。分层完毕后，利用液压器将分离器31的第一端升起，便于处于分离器31第二端的虹吸管32进行引流，使铬酸酐持续不断的通过虹吸管32从分离器31内导出。

具体地，反应装置20包括熔化器21、熔盐储存器22和熔盐炉23，其中，熔化器21、熔盐储存器22和熔盐炉23依次连通，组成闭环回路，且配料装置10、分离器31和废气处理装置40均与熔化器21相连通。熔盐储存器22中的固态熔盐利用高压蒸汽预热至熔化，然后输送至熔盐炉23中进一步升温至260℃～290℃后，输送到熔化器21，对熔化器21进行外部加热，使得导入熔化器21中的混合原料发生反应；用过的熔盐再回到熔盐储存器22中进行储存，以待循环利用；在熔化器21内反应的过程中，产生的废气进入废气处理装置40中进行处理。其中，熔化后的熔盐输送至熔盐炉23的过程，可以通过泵来实现。示例性地，使用的熔盐可以为一种盐类，也可以是组合盐类。例如，可以选择7％的NaNO₃、40％的NaNO₂和53％的KNO₃进行组合使用。

具体地，熔化器21内设置有可自由转动的滚筒(图中未示出)。混合均匀的重铬酸钠和浓硫酸被导入到滚筒中，经熔盐炉23进一步加热的熔盐被喷洒到滚筒表面，然后回收到熔盐储存器22中。示例性地，熔盐喷洒到滚筒表面的过程，可以利用多个分配器进行均匀喷洒。在反应过程中，滚筒进行自由旋转，以保证原料受热均匀、反应充分。

需要指出的是，为了保证熔盐的流通顺畅，在熔盐的流通管线内均设置有夹套带蒸汽，以免发生堵塞。另外，在长时间工厂停工期间，可以将熔盐卸载到一个装有高压蒸汽盘蛇管的合适容器中存放；再次启动前，将熔盐熔化，然后返回至循环系统中使用。

另外，收集装置30还包括稀化装置33，分离器31与稀化装置33相连通，稀化装置33与废气处理装置40相连通。分离器31中的副产物硫酸氢钠被导入到稀化装置33中，加入循环水进行稀化处理后，再次回到原料系统中重新利用。稀化过程中产生的废气流入废气处理装置40中进行处理。具体地，稀化装置33内设置有第一搅拌器(图中未示出)，在硫酸氢钠被稀化的过程中进行搅拌，确保硫酸氢钠被均匀稀化。

根据本实用新型的铬酸酐连续熔融法生产系统，其配料装置10包括第一计量罐11、第二计量罐12和配料器13，其中，第一计量罐11和第二计量罐12均与配料器13相连通，配料器13与反应装置20相连通，且第一计量罐11、第二计量罐12和配料器13均与废气处理装置40相连通。第一计量罐11和第二计量罐12分别用于重铬酸钠溶液和浓硫酸的计量，将计量好的原料输送到配料器13中进行混合，混合均匀后的原料被输送到反应装置20中进行反应。在计量过程和混合过程中产生的废气，均进入废气处理装置40仅进行处理。

示例性地，原料由物料储存罐分别进入第一计量罐11和第二计量罐12的过程，均可以采用泵来实现。具体地，第一计量罐11、第二计量罐12和配料器13内各设置有一个第二搅拌器。第二搅拌器的设置，有利于物料混合和利于泵输送液态物料。

需要指出的是，计量重铬酸钠溶液的计量罐，在计量过程中，可以通入低压蒸汽，对重铬酸钠溶液进行预热。在配料器13混合物料的过程中，通入低压蒸汽进行预热，并持续搅拌，以便于物料的均匀混合。

具体地，参照附图所示，废气处理装置40包括净化吸收塔41、引风机42和排风筒43。其中，配料装置10、反应装置20和收集装置30均与净化吸收塔41相连通，净化吸收塔41、引风机42和排风筒43依次相连通。

在使用本实用新型的生产系统利用连续熔融法生产铬酸酐的过程中，所有产生的废气均进入净化吸收塔41内，洗液在净化吸收塔41内对废气进行喷淋处理，处理完毕的废气经由引风机42引入排气筒43中进行排放。

另外，该废气处理装置40还包括洗液循环池(图中未示出)，洗液循环池与净化吸收塔41相连通。洗液循环池中的洗液可以进入净化吸收塔41中对废气进行喷淋，喷淋后的废水流回洗液循环池，循环利用；而且，多余的废水还可以用到原料中配制重铬酸钠溶液。

根据本实用新型的铬酸酐连续熔融法生产系统，其收集装置30还可以包括制片器34和包装机35。其中，虹吸管32、包装机35均与制片器34相连通，且制片器34与废气处理装置40相连通。制片器34可以将虹吸管32吸出的熔融态铬酸酐进行制片，成为成品后，再转入包装机中进行包装，便于储存使用。

本实用新型提供的铬酸酐连续熔融法生产系统，工艺流程短、投资少、设备简单、且容易操作，可以作为重铬酸钠的深度利用，具有较高的经济效益和较强的竞争力。其原料均采用计量罐计量投料，投料精确，能够更好的控制反应过程的温度，确保反应稳定进行，有效减少产品铬酸酐的分解，利于提高产品质量、减少物料的损耗。

进一步地，本生产系统采用高温熔盐提供化学反应的热量供应，高温熔盐的传热系数高、热稳定性高、容易控制温度，而且可以循环利用，节约能源、对环境影响小。熔盐均匀喷洒在转动的滚筒表面，使得滚筒受热均衡、反应过程稳定进行。

另外，本系统采用特制的收集装置，将液压器、分离器31和虹吸管32巧妙结合，利用虹吸原理，持续不断的导出铬酸酐，自动化程度高、节省人力，而且分离出来的铬酸酐杂质少、纯度高，生产成本低廉、产品的竞争力较强，经济效益高。

上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本实用新型的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种铬酸酐连续熔融法生产系统，其特征在于，所述铬酸酐连续熔融法生产系统包括配料装置(10)、反应装置(20)、收集装置(30)和废气处理装置(40)，所述配料装置(10)、所述反应装置(20)和所述收集装置(30)顺次连通，且均与所述废气处理装置(40)相连通；

其中，所述收集装置(30)包括液压器、分离器(31)和虹吸管(32)，所述分离器(31)的第一端与所述反应装置(20)相连通，所述液压器与所述分离器(31)的第一端连接，所述分离器(31)的第二端与所述虹吸管(32)相连通。

2.如权利要求1所述的铬酸酐连续熔融法生产系统，其特征在于，所述反应装置(20)包括熔化器(21)、熔盐储存器(22)和熔盐炉(23)，其中，所述熔化器(21)、所述熔盐储存器(22)和所述熔盐炉(23)依次连通，组成闭环回路，且所述配料装置(10)、所述分离器(31)和所述废气处理装置(40)均与所述熔化器(21)相连通。

3.如权利要求2所述的铬酸酐连续熔融法生产系统，其特征在于，所述熔化器(21)内设置有可自由转动的滚筒。

4.如权利要求1所述的铬酸酐连续熔融法生产系统，其特征在于，所述收集装置(30)还包括稀化装置(33)，所述分离器(31)与所述稀化装置(33)相连通，所述稀化装置(33)与所述废气处理装置(40)相连通。

5.如权利要求4所述的铬酸酐连续熔融法生产系统，其特征在于，所述稀化装置(33)内设置有第一搅拌器。

6.如权利要求1所述的铬酸酐连续熔融法生产系统，其特征在于，所述配料装置(10)包括第一计量罐(11)、第二计量罐(12)和配料器(13)，其中，所述第一计量罐(11)和所述第二计量罐(12)均与所述配料器(13)相连通，所述配料器(13)与所述反应装置(20)相连通，且所述第一计量罐(11)、所述第二计量罐(12)和所述配料器(13)均与所述废气处理装置(40)相连通。

7.如权利要求6所述的铬酸酐连续熔融法生产系统，其特征在于，所述第一计量罐(11)、所述第二计量罐(12)和所述配料器(13)内各设置有一个第二搅拌器。

8.如权利要求1所述的铬酸酐连续熔融法生产系统，其特征在于，所述废气处理装置(40)包括净化吸收塔(41)、引风机(42)和排风筒(43)，其中，所述配料装置(10)、所述反应装置(20)和所述收集装置(30)均与所述净化吸收塔(41)相连通，所述净化吸收塔(41)、所述引风机(42)和所述排风筒(43)依次相连通。

9.如权利要求8所述的铬酸酐连续熔融法生产系统，其特征在于，所述废气处理装置(40)还包括洗液循环池，所述洗液循环池与所述净化吸收塔(41)相连通。

10.如权利要求1所述的铬酸酐连续熔融法生产系统，其特征在于，所述收集装置(30)还包括制片器(34)和包装机(35)，其中，所述虹吸管(32)、所述包装机(35)均与所述制片器(34)相连通，且所述制片器(34)与所述废气处理装置(40)相连通。