CN207811280U - 循环式氨耦合反应、过滤、洗涤、干燥系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种循环式氨耦合反应、过滤、洗涤、干燥系统，包括化学反应单元和物理处理单元，物理处理单元包括真空抽滤装置、滤液收集槽、洗涤液存储槽、蒸馏水收集槽、水喷射泵、鼓风装置、第一离心泵、第二离心泵、滤液存储槽，真空抽滤装置包括上、下设置的抽滤筒和滤液收集槽，从第二离心泵出来的管道分支为第一支管、第二支管和第三支管；化学反应单元包括浸出反应釜、氨吸收釜、第三离心泵、第四离心泵和第二水喷射泵；氨吸收釜和抽滤筒通过管道连接，第三支管的出口连接浸出反应釜，滤液存储槽的出口通过管道连接第五离心泵，第五离心泵的出口通过管道连接浸出反应釜。

Description

循环式氨耦合反应、过滤、洗涤、干燥系统

技术领域

本实用新型涉及化工领域的化学反应及过滤、洗涤、干燥装置，尤其涉及一种循环式氨耦合反应、过滤、洗涤、干燥系统。

背景技术

生物医药、化工生产、矿物加工中产物的制备过程中，过滤、洗涤、干燥一般在不同的设备中进行，物料需要在不同的设备中转移，不仅操作繁琐，设备较多，占地面积大，而且由于是敞开体系，容易造成物料损失、泄露、交叉污染，一部分挥发有毒物质恶化生产条件。

目前，现有的过滤、干燥、洗涤一体机装置内部构造复杂，成本高，维修繁琐，仅用于食品、制药、精细化工产品生产，批次小，在无机化工，矿物加工等领域内难以大规模使用。同时，设施均需要外加洗涤水，为过滤物料质量的3～4倍，不仅增加了制水设备和工序，而且产生较多的洗涤废液，需要浓缩处理才能排放，导致能耗大，成本较高。

铵盐浸出提纯氢氧化镁是利用轻烧镁粉、轻烧白云石等氧化镁矿物能与铵盐在加热或减压下反应，得到镁盐与氨气，在常温常压下生成氢氧化镁和铵盐，铵盐循环利用。铵盐浸出提纯碳酸钙是利用石灰石、大理石、方解石等含碳酸钙矿物在加热或减压条件下与铵盐反应，得到钙盐和氨气、二氧化碳，低温下逆向反应，重新得到碳酸钙，铵盐溶液循环使用。氟化铵浸出提纯硅胶是利用石英矿物在加热或减压条件下与氟化铵反应，得到氟硅酸铵和氨气，低温下逆向反应生成硅胶，氟化铵溶液循环使用。由此，可以制备提纯氢氧化镁、碳酸钙、硅胶等产物，具有选择性强，成本低，产品纯度高的优点。

然而，上述工艺存在如下缺陷：1)目前反应装置密封性差，而氨挥发性强，溢出会影响操作环境；2)该方法产生的物料过滤，洗涤中产生的洗涤废水中含有氨，排放废水污染水体，产生富营养化； 3)化学沉淀所得产物悬浮液粒度细，过滤困难，易堵塞过滤滤孔，抽滤困难；4)过滤，洗涤，干燥一般分为几个操作单元，间歇式生产，既形成氨挥发，又降低生产率。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种环保、节水、连续一体化生产的氨耦合反应及过滤、洗涤、干燥系统。

本实用新型的技术方案如下：

一种循环式氨耦合反应、过滤、洗涤、干燥系统，包括化学反应单元和物理处理单元，所述物理处理单元包括真空抽滤装置、滤液收集槽、洗涤液存储槽、蒸馏水收集槽、水喷射泵、鼓风装置、第一离心泵、第二离心泵、滤液存储槽，所述真空抽滤装置包括上、下设置的抽滤筒和滤液收集槽，所述鼓风装置与滤液收集槽通过管道连接，滤液收集槽与所述滤液存储槽、第一离心泵、抽滤筒通过管道依次连接形成一个回路，滤液收集槽与所述水喷射泵、蒸馏水收集槽通过管道依次连接，蒸馏水收集槽还与第二离心泵、抽滤筒通过管道依次连接，所述滤液存储槽与滤液收集槽通过管道连接，从第二离心泵出来的管道分支为第一支管、第二支管和第三支管，所述第一支管连通第二离心泵和水喷射泵，所述第二支管连通第二离心泵和抽滤筒，滤液收集槽与滤液存储槽之间的管道上设置有第一阀门，第二支管上设置有第二阀门，蒸馏水收集槽外设置有水浴冷却外套；

所述化学反应单元包括浸出反应釜、氨吸收釜、第三离心泵、第四离心泵和第二水喷射泵，所述浸出反应釜、第三离心泵、氨吸收釜通过管道依次连接，浸出反应釜、第二水喷射泵、氨吸收釜通过管道依次连接，第四离心泵分别与氨吸收釜和第二水喷射泵通过管道连接使得三者形成一个回路；

所述氨吸收釜和抽滤筒通过管道连接，所述第三支管的出口连接浸出反应釜，所述滤液存储槽的出口通过管道连接第五离心泵，所述第五离心泵的出口通过管道连接浸出反应釜。

作为优选地，所述真空抽滤装置为一体结构，真空抽滤装置的主体中部设置有一块滤板将主体隔成位于上方的抽滤筒和位于下方的滤液收集槽，真空抽滤装置的密封性好，抽滤效果好，结构简单、易于制造。

作为优选地，所述滤液收集槽和浸出反应釜外均设置有水浴加热外套，可以对滤液收集槽进行加热，将滤液收集槽中的水分蒸发出去。浸出反应釜上设置有压力表、温度表和排气阀可以对反应釜内的压力、温度进行监控，保证化学反应的正常进行。

作为优选地，所述抽滤筒内设置有搅拌装置，抽滤筒上设置有第一排料阀，抽滤筒外还设置有水浴加热外套，用水浴加热使得物料洗涤效果更好，处理完后的物料可以直接从第一排料阀排出得到。

作为优选地，所述蒸馏水收集槽上设置有压力表和排气阀，所述滤液收集槽上设置有排气阀和第二排料阀，排气阀可以帮助调节滤液收集槽内的气压，保证抽滤效果，洗涤过滤后的滤液收集槽内的浓缩料浆可以通过第二排料阀排出。

作为优选地，所述浸出反应釜(16)与第三离心泵(18)之间的管道在靠近浸出反应釜(16)一端处设有圆锥形滤嘴，滤嘴内设有滤布，防止反应釜中的颗粒物进入管道引起堵塞。

本实用新型的有益效果是：1)装置能在连接的装置内部形成循环闭路，解决了氨溢出产生污染的问题；2)过滤、洗涤、干燥中洗涤用纯水自给自足，既简化制水装置，又避免产生新的氨洗涤废水；3)浸出矿物，制备产物，过滤，洗涤，干燥能同时进行，能实现从原料到产物的直接转化，既便于连续化生产，又能缩短时间提高生产率；4)能适用多种反应，生产灵活，此外解决了氢氧化镁，硅胶物料过滤黏性强，堵塞滤孔的问题。

本实用新型的物理处理单元的洗涤水能在内部循环，无需多次外加洗涤水，产生洗涤废水少，同时具有干燥物料的功能，适用于热敏、黏性、含挥发物料浆，具有构造简单、节水、节能、环保的优点；不用将物料移到不同设备中分别进行过滤、洗涤、干燥处理，工作效率高、污染少，成本低。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1所示的一种循环式氨耦合反应、过滤、洗涤、干燥系统，主要由化学反应单元和物理处理单元组成。

物理处理单元包括真空抽滤装置、滤液收集槽2、洗涤液存储槽3、蒸馏水收集槽4、第一水喷射泵5、鼓风装置6、第一离心泵7、第二离心泵8、滤液存储槽15。真空抽滤装置包括上、下设置的抽滤筒1和滤液收集槽2，真空抽滤装置为一体结构，真空抽滤装置的主体中部设置有一块滤板1a将主体隔成位于上方的抽滤筒1和位于下方的滤液收集槽2。滤液收集槽2上设置有排气阀，蒸馏水收集槽4上设置有压力表和排气阀。

抽滤筒1内设置有搅拌装置，抽滤筒1上设置有第一排料阀1c，抽滤筒1外还设置有水浴加热外套。鼓风装置6与滤液收集槽2通过管道连接，滤液收集槽2与洗涤液存储槽3、第一离心泵7、抽滤筒1通过管道依次连接形成一个回路，滤液收集槽2与第一水喷射泵5、蒸馏水收集槽4通过管道依次连接，蒸馏水收集槽4还与第二离心泵8、抽滤筒1 通过管道依次连接，滤液存储槽15与滤液收集槽2通过管道连接，从第二离心泵8出来的管道分支为第一支管9、第二支管10和第三支管 21，第一支管9连通第二离心泵8和第一水喷射泵5，第二支管10连通第二离心泵8和抽滤筒1，滤液收集槽2与洗涤液存储槽3之间的管道上设置有第一阀门，第二支管10上设置有第二阀门，蒸馏水收集槽4外设置有水浴冷却外套。

化学反应单元包括浸出反应釜16、氨吸收釜17、第三离心泵18、第四离心泵19和第二水喷射泵20，浸出反应釜16、第三离心泵18、氨吸收釜17通过管道依次连接，浸出反应釜16、第二水喷射泵20、氨吸收釜17通过管道依次连接，第四离心泵19分别与氨吸收釜17和第二水喷射泵20通过管道连接使得三者形成一个回路。浸出反应釜16与第三离心泵18之间的管道在靠近浸出反应釜16一端处设有圆锥形滤嘴，滤嘴内设有滤布。滤液收集槽2和浸出反应釜16外均设置有水浴加热外套，浸出反应釜16上设置有压力表、温度表和排气阀。

化学反应单元和物理处理单元的连接关系为：氨吸收釜17和抽滤筒1通过管道连接，第三支管21的出口连接浸出反应釜16，滤液存储槽15的出口通过管道连接第五离心泵22，第五离心泵22的出口通过管道连接浸出反应釜16。

实施例2采用循环式氨耦合反应、过滤、洗涤、干燥系统制备氢氧化镁。

采用实施例1构建的系统制备氢氧化镁，按照如下步骤操作：

1)浸出反应、氨吸收同步进行：在蒸馏水收集槽4中加入蒸馏水，浸出反应釜16中加入硫酸铵溶液和轻烧氧化镁原料，在氨吸收釜17中加入硫酸镁溶液，加热浸出反应釜16，开启第四离心泵19，硫酸铵和氧化镁在负压加热条件下反应，得到氨气和硫酸镁悬浊液，氨气进入氨吸收釜17与硫酸镁反应，得到氢氧化镁和硫酸铵悬浊液，(后续同样的蓝色字体代表同样的操作，其他颜色一样)开启氨吸收釜17与抽滤筒1 间的阀门，氢氧化镁及硫酸铵悬浮液进入抽滤筒1，关闭该阀门，开启第三离心泵18，硫酸镁溶液进入氨吸收釜17，开启第二离心泵8及第三支管21上阀门，洗涤滤渣，滤液泵入氨吸收釜17，排渣，关闭出渣口。

2)浸出反应、氨吸收与过滤洗涤干燥同步进行：在浸出反应釜16 中加入硫酸铵和轻烧氧化镁原料，加热浸出反应釜16，开启第四离心泵 19，硫酸铵和氧化镁在负压加热条件下反应，得到氨气和硫酸镁溶液，氨气进入氨吸收釜17与硫酸镁反应，得到氢氧化镁和硫酸铵悬浊液。同时，开启第二离心泵8，抽滤筒1搅拌，滤液收集槽2中的气体进入蒸馏水收集槽4，抽滤筒1中的悬浊液由于压差在滤板1a上过滤，滤液进入滤液收集槽2，在负压加热条件下部分滤液蒸发，形成水蒸气在蒸馏水收集槽4中冷凝收集，过滤完毕，开启滤液收集槽2与滤液存储槽 15之间的阀门，滤液进入滤液存储槽15，由鼓风装置6向滤液收集槽2 中鼓风增压，氢氧化镁滤饼和滤板1a分离，开启第二离心泵8和第二支管10上的阀门，用蒸馏水洗涤滤饼，开启第二离心泵8和第一支管9 上的阀门洗涤后的氢氧化镁过滤，加热抽滤筒1负压干燥滤饼，搅拌抽滤筒1排出干燥后的氢氧化镁滤饼，开启滤液收集槽2与洗涤液存储槽 3之间的阀门，洗涤液进入洗涤液存储槽3，开启氨吸收釜17与抽滤筒 1间的阀门，氢氧化镁及硫酸铵悬浮液进入抽滤筒1，关闭该阀门，开启第三离心泵18，硫酸镁溶液进入氨吸收釜17，开启第二离心泵8及第三支管21上阀门，洗涤滤渣，滤液泵入氨吸收釜17，排渣，关闭出渣口。

3)浸出反应、氨吸收与过滤洗涤干燥同步进行：开启第五离心泵 22，将所有硫酸铵滤液泵入浸出反应釜16中，加入轻烧氧化镁原料，加热浸出反应釜16，开启第四离心泵19，硫酸铵和氧化镁在负压加热条件下反应，得到氨气和硫酸镁溶液，氨气进入氨吸收釜17与硫酸镁反应，得到氢氧化镁和硫酸铵悬浊液。同时，开启第二离心泵8，抽滤筒1搅拌，滤液收集槽2中的气体进入蒸馏水收集槽4，抽滤筒1中的悬浊液由于压差在滤板1a上过滤，滤液进入滤液收集槽2，在负压加热条件下部分滤液蒸发，形成水蒸气在蒸馏水收集槽4中冷凝收集，过滤完毕，开启第一离心泵7，用洗涤液洗涤滤饼，开启滤液收集槽2与滤液存储槽15之间的阀门，滤液进入滤液存储槽15，由鼓风装置6向滤液收集槽2中鼓风增压，氢氧化镁滤饼和滤板1a分离，开启第二离心泵8和第二支管10上的阀门，用蒸馏水再次洗涤滤饼，开启第二离心泵8和第一支管9上的阀门洗涤后的氢氧化镁过滤，加热抽滤筒1负压干燥滤饼，搅拌抽滤筒1排出干燥后的氢氧化镁滤饼，开启滤液收集槽 2与洗涤液存储槽3之间的阀门，洗涤液进入洗涤液存储槽3，开启氨吸收釜17与抽滤筒1间的阀门，氢氧化镁及硫酸铵悬浮液进入抽滤筒1，关闭该阀门，开启第三离心泵18，硫酸镁溶液进入氨吸收釜17，开启第二离心泵8及第三支管21上阀门，洗涤滤渣，滤液泵入氨吸收釜17，排渣，关闭出渣口。

4)重复步骤3)，进入下一个生产周期。

Claims (6)

1.一种循环式氨耦合反应、过滤、洗涤、干燥系统，其特征在于：包括化学反应单元和物理处理单元，所述物理处理单元包括真空抽滤装置、滤液收集槽(2)、洗涤液存储槽(3)、蒸馏水收集槽(4)、第一水喷射泵(5)、鼓风装置(6)、第一离心泵(7)、第二离心泵(8)、滤液存储槽(15)，所述真空抽滤装置包括上、下设置的抽滤筒(1)和滤液收集槽(2)，所述鼓风装置(6)与滤液收集槽(2)通过管道连接，滤液收集槽(2)与所述洗涤液存储槽(3)、第一离心泵(7)、抽滤筒(1)通过管道依次连接形成一个回路，滤液收集槽(2)与所述第一水喷射泵(5)、蒸馏水收集槽(4)通过管道依次连接，蒸馏水收集槽(4)还与第二离心泵(8)、抽滤筒(1)通过管道依次连接，所述滤液存储槽(15)与滤液收集槽(2)通过管道连接，从第二离心泵(8)出来的管道分支为第一支管(9)、第二支管(10)和第三支管(21)，所述第一支管(9)连通第二离心泵(8)和第一水喷射泵(5)，所述第二支管(10)连通第二离心泵(8)和抽滤筒(1)，滤液收集槽(2)与洗涤液存储槽(3)之间的管道上设置有第一阀门，第二支管(10)上设置有第二阀门，蒸馏水收集槽(4)外设置有水浴冷却外套；

所述化学反应单元包括浸出反应釜(16)、氨吸收釜(17)、第三离心泵(18)、第四离心泵(19)和第二水喷射泵(20)，所述浸出反应釜(16)、第三离心泵(18)、氨吸收釜(17)通过管道依次连接，浸出反应釜(16)、第二水喷射泵(20)、氨吸收釜(17)通过管道依次连接，第四离心泵(19)分别与氨吸收釜(17)和第二水喷射泵(20)通过管道连接使得三者形成一个回路；

所述氨吸收釜(17)和抽滤筒(1)通过管道连接，所述第三支管(21)的出口连接浸出反应釜(16)，所述滤液存储槽(15)的出口通过管道连接第五离心泵(22)，所述第五离心泵(22)的出口通过管道连接浸出反应釜(16)。

2.如权利要求1所述的循环式氨耦合反应、过滤、洗涤、干燥系统，其特征在于：所述真空抽滤装置为一体结构，真空抽滤装置的主体中部设置有一块滤板(1a)将主体隔成位于上方的抽滤筒(1)和位于下方的滤液收集槽(2)。

3.如权利要求1所述的循环式氨耦合反应、过滤、洗涤、干燥系统，其特征在于：所述滤液收集槽(2)和浸出反应釜(16)外均设置有水浴加热外套，浸出反应釜(16)上设置有压力表、温度表和排气阀。

4.如权利要求1所述的循环式氨耦合反应、过滤、洗涤、干燥系统，其特征在于：所述抽滤筒(1)内设置有搅拌装置，抽滤筒(1)上设置有第一排料阀(1c)，抽滤筒(1)外还设置有水浴加热外套。

5.如权利要求1所述的循环式氨耦合反应、过滤、洗涤、干燥系统，其特征在于：所述蒸馏水收集槽(4)上设置有压力表和排气阀，所述滤液收集槽(2)上设置有排气阀。

6.如权利要求1所述的循环式氨耦合反应、过滤、洗涤、干燥系统，其特征在于：所述浸出反应釜(16)与第三离心泵(18)之间的管道在靠近浸出反应釜(16)一端处设有圆锥形滤嘴，滤嘴内设有滤布。