CN212504020U - 一种利用反应热节能蒸发生产硫酸铵装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种利用反应热节能蒸发生产硫酸铵装置，本实用新型利用反应热节能蒸发生产硫酸铵装置的主要设备包括：中和反应器(含文丘里结构)、加热器、分离室、蒸发循环泵、淘盐罐、冷凝器、真空缓冲罐、真空泵。本发明的优点在于：原料来源广泛，可使用氨水、硫酸溶液直接作为原料，反应原料加入循环溶液中在中和反应器内进行反应，通过中和反应器的文丘里结构，保证原料的充分混合及反应，充分利用反应热实现蒸发结晶，尽量减少利用外界热源，产生的浆液经淘盐罐分离出大颗粒硫酸铵浆液去旋流、离心分离、干燥设备生产固体硫酸铵，旋流、离心分离母液返回反应蒸发结晶装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及化工及环保领域，具体为一种利用反应热节能蒸发生产硫酸铵装置。
背景技术
由于硫酸的用途广泛，应用硫酸的行业很多，如有色金属行业、钛白粉行业、钢铁及金属酸洗行业、石化行业、氯碱行业、有机化工行业等，都会产生产量不一、浓度高低不一、杂质含量不一的废硫酸，危害大，处理难度大，处理费用高，一直是困扰企业的一大难题。产生废氨水或氨气的行业也相当广泛，如合成氨行业、炼焦行业、煤炭干馏行业、石化行业和LED行业等也可副产浓度不同的废氨水或氨气。目前废硫酸、废氨水的利用难度大，处理成本高，寻找一种废硫酸、废氨水或氨气的简单、节能、有效治理方法，更进一步说实现节能型“以废治废”的治理方法，市场需求广泛，具有较大的经济和节能环保效益。
申请号CN201910145860.7的中国专利公开了一种利用工业废硫酸生产硫酸铵的方法，本发明先将废硫酸用活性炭处理，降低了其中的有机物含量，然后用氨气与废硫酸反应生成硫酸铵，硫酸铵通过降温至0-10℃析晶得到。但是此方法产生的含酸活性炭处理难度大，成本高，硫酸铵通过降温至0-10℃析晶得到，未能充分利用反应热，反复升温、降温的能耗也高。
申请号CN201110268763.0的中国专利公开了氨气(硫酸铵结晶)处理技术工艺系统，氨气气体进入反应塔与硫酸溶液进行充分接触发生结晶反应后，硫酸铵溶液与结晶体进入冷却再结晶装置，本发明解决了LED行业在生产过程中氨气排放的处理达标问题，但冷却再结晶装置能耗高，反应热未得到充分利用，系统流程长、投资大。
申请号CN201510830845.8的中国专利公开了一种硫酸铵的制备方法，步骤如下：a、向结晶器内通入氨气和硫酸，氨气进行冷凝冷却反应得到氨水，氨水与硫酸反应生成硫酸铵母液；b、向结晶器内加入质量分数27％的双氧水； c再经结晶器结晶、振动流化床干燥得到硫酸铵产品。该方法能耗高，采用双氧水氧化的方法去除其中的有机物，成本高，安全性低，操作繁琐。
由于现在所采用的硫酸铵结晶装置多利用外供热源进行蒸发结晶或降温结晶，能量利用不合理、能耗高，目前国内外还没有一种充分利用反应热的节能蒸发结晶生产硫酸铵装置。
实用新型内容
针对背景技术的不足，本实用新型提供了一种利用反应热节能蒸发生产硫酸铵装置，解决了上述背景技术提出的问题。
本实用新型提供如下技术方案：一种利用反应热节能蒸发生产硫酸铵装置，该装置包括中和反应器、加热器、分离室、蒸发循环泵、淘盐罐、冷凝器、真空缓冲罐、真空泵；
蒸发结晶装置分离室出料进入淘盐罐，与来自旋流、离心分离的母液进行逆流淘洗，在淘盐罐中进行硫酸铵大、小颗粒的分离，大颗粒随淘盐罐底部出料去旋流、离心分离，小颗粒随淘盐罐上部母液进入蒸发循环泵入口，再次进行蒸发结晶；
蒸发结晶装置采用减压蒸发结晶，分离室汽相出料进入冷凝器，冷凝液进入真空缓冲罐，进行冷凝液与不凝气的分离，不凝气经真空泵抽吸后外排，蒸汽凝液或汽相出料凝液回收利用，作为工艺水补水及冲洗水或厂区其他用水，所述中和反应器的下端安装有文丘里。
优选的，氨水、硫酸溶液直接加入循环溶液中在中和反应器内进行反应。
优选的，所述加热器设计为可按需用生蒸汽对溶液进行加热。
优选的，蒸发结晶系统可为一效、二效或多效蒸发结晶，也可为MVR等蒸发结晶形式。
优选的，通过中和反应器的文丘里结构，保证了原料的充分混合及反应，反应后溶液进入加热器，可按需用生蒸汽对溶液进行加热，加热器出来的溶液再进入分离室进行蒸发结晶，分离室蒸发后的溶液经蒸发循环泵循环回中和反应器进行再次反应。
本实用新型具备以下有益效果：该利用反应热节能蒸发生产硫酸铵装置，本实用新型与现有技术相比，充分利用反应热实现蒸发结晶，尽量减少利用外界热源，克服现有装置能量利用不合理、能耗高的问题，该方法操作简单，能耗低，处理成本低，市场需求广泛，结晶母液返回系统循环利用，无需二次处理，具有较大的经济和节能环保效益。本实用新型无废水排放，蒸汽凝液或汽相出料凝液回收利用；无废渣排放，生产的固体硫酸铵可直接出售作化肥或作复合肥原料；仅有少量真空系统不凝气经处理达标后排放。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图；
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
本实用新型实施例中的附图：图中不同种类的剖面线不是按照国标进行标注的，也不对元件的材料进行要求，是对图中元件的剖视图进行区分。
请参阅图1，一种利用反应热节能蒸发生产硫酸铵装置，该装置包括中和反应器20、加热器22、分离室23、蒸发循环泵24、淘盐罐25、冷凝器26、真空缓冲罐27、真空泵28；
蒸发结晶装置分离室出料4进入淘盐罐25，与来自旋流、离心分离的母液8进行逆流淘洗，在淘盐罐25中进行硫酸铵大、小颗粒的分离，大颗粒随淘盐罐底部出料5去旋流、离心分离，小颗粒随淘盐罐上部母液9进入蒸发循环泵入口，再次进行蒸发结晶；
蒸发结晶装置采用减压蒸发结晶，分离室汽相出料6进入冷凝器，冷凝液进入真空缓冲罐，进行冷凝液与不凝气的分离，不凝气7经真空泵抽吸后外排，蒸汽凝液或汽相出料凝液10回收利用，作为工艺水补水及冲洗水11 或厂区其他用水，所述中和反应器20的下端安装有文丘里21。
氨水1、硫酸溶液2直接加入循环溶液中在中和反应器内进行反应；加热器22设计为可按需用生蒸汽对溶液进行加热；蒸发结晶系统可为一效、二效或多效蒸发结晶，也可为MVR等蒸发结晶形式；通过中和反应器20的文丘里结构，保证了原料的充分混合及反应，反应后溶液进入加热器，可按需用生蒸汽3对溶液进行加热，加热器出来的溶液再进入分离室进行蒸发结晶，分离室蒸发后的溶液经蒸发循环泵循环回中和反应器进行再次反应；
需要说明的是，原料废氨水1外购，来自石油化工行业、浓度～20％，废硫酸溶液2来自有机化工行业、浓度～70％，直接加入循环溶液中在中和反应器内进行反应，反应温度60-80℃，反应后溶液进入加热器，开车阶段需用生蒸汽3对溶液进行加热，稳定运行后基本不用生蒸汽，加热器出来的溶液再进入分离室进行蒸发结晶，分离室溶液温度比加热器出口温度低～3℃，分离室蒸发后的溶液经蒸发循环泵循环回中和反应器进行再次反应。分离室出料4 进入淘盐罐，淘洗母液在淘盐罐内停留时间2.5h，与旋流、离心分离母液8 流速0.1-0.3m/s进行逆流淘洗，硫酸铵粒径在0.5-0.6mm，硫酸铵颗粒粒度均匀、品质较好。蒸发结晶装置在负压8-10kPa下操作，分离室汽相出料进入冷凝器，冷凝液进入真空缓冲罐，进行冷凝液与不凝气的分离，不凝气7 经真空泵抽吸后外排，回收的汽相出料凝液无色透明，pH值6～7，作为工艺水补水及冲洗水11使用。
本实用新型实施例原料废硫酸为厂区副产物，得到了就地处理，原料废氨水来自外购，价格低，反应生成的产物为高价值的硫酸铵化肥，实现了“以废治废”，具有显著的经济和节能环保效益。
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过程、方法、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过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种利用反应热节能蒸发生产硫酸铵装置，其特征在于，该装置包括中和反应器(20)、加热器(22)、分离室(23)、蒸发循环泵(24)、淘盐罐(25)、冷凝器(26)、真空缓冲罐(27)、真空泵(28)；
蒸发结晶装置分离室出料(4)进入淘盐罐(25)，与来自旋流、离心分离的母液(8)进行逆流淘洗，在淘盐罐(25)中进行硫酸铵大、小颗粒的分离，大颗粒随淘盐罐底部出料(5)去旋流、离心分离，小颗粒随淘盐罐上部母液(9)进入蒸发循环泵入口，再次进行蒸发结晶；
蒸发结晶装置采用减压蒸发结晶，分离室汽相出料(6)进入冷凝器，冷凝液进入真空缓冲罐，进行冷凝液与不凝气的分离，不凝气(7)经真空泵抽吸后外排，蒸汽凝液或汽相出料凝液(10)回收利用，作为工艺水补水及冲洗水(11)或厂区其他用水，所述中和反应器(20)的下端安装有文丘里(21)。
2.根据权利要求1所述的一种利用反应热节能蒸发生产硫酸铵装置，其特征在于：氨水(1)、硫酸溶液(2)直接加入循环溶液中在中和反应器(20)内进行反应。
3.根据权利要求1所述的一种利用反应热节能蒸发生产硫酸铵装置，其特征在于：所述加热器(22)设计为可按需用生蒸汽对溶液进行加热。
4.根据权利要求1所述的一种利用反应热节能蒸发生产硫酸铵装置，其特征在于：蒸发结晶系统可为一效、二效或多效蒸发结晶，也可为MVR等蒸发结晶形式。
5.根据权利要求1所述的一种利用反应热节能蒸发生产硫酸铵装置，其特征在于：通过中和反应器(20)的文丘里结构，保证了原料的充分混合及反应，反应后溶液进入加热器，可按需用生蒸汽(3)对溶液进行加热，加热器出来的溶液再进入分离室进行蒸发结晶，分离室蒸发后的溶液经蒸发循环泵循环回中和反应器进行再次反应。
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