[发明专利]新型节能环保重质纯碱生产工艺及系统

说明书

本发明公开了一种新型节能环保重质纯碱生产工艺及系统，其工艺包括：(1)卤水精制，(2)湿分解浓缩，(3)一水碱结晶，(4)离心干燥；其系统包括精制装置、湿分解浓缩系统、结晶系统和离心干燥系统。优点在于，采用一水碱一步法生产重质纯碱，二次蒸汽的压缩循环逐级利用，解决了湿分解率和湿分解浓缩系统能耗过高的矛盾，提高了卤水的湿分解率，重质纯碱产率可达95％以上；直接利用机械压缩方法提级低位热能，低位热能循环利用，能耗低，蒸发吨水电耗≤34kWh；并省却了多效蒸发结晶末效二次蒸汽冷凝消耗的大量循环冷却水，避免了循环水的蒸发及飘逸损失；本发明吨重质纯碱煤耗0.33吨(Q≥5000kcal/kg)，电耗125KWh，水耗3.35m³，降低了重质纯碱生产成本。

技术领域：

本发明涉及纯碱生产领域，特别涉及一种新型节能环保重质纯碱生产工艺及系统。

背景技术：

纯碱，学名碳酸钠，是重要的化工原料之一，广泛应用于轻工、日化、建材、化学工业、食品工业、冶金、纺织、石油、国防、医药等领域。纯碱依据其物理性质的不同，可分为轻质纯碱和重质纯碱，其中，重质纯碱广泛应用于化工、冶金、国防、纺织、印染、食品、玻璃、搪瓷、医药、造纸等领域。

现在生产纯碱的方法有氨碱法、联碱法和天然碱法等。氨碱法、联碱法制纯碱均以原盐为原料采用碳酸化工艺，但工艺流程长、投资高，运行成本高。依托资源的天然碱法纯碱生产工艺有碳酸化工艺和蒸发结晶工艺，碳酸化工艺主要适用于含盐矿石和卤水，但工艺流程长，控制参数多，装置投资高，生产成本高；蒸发工艺适用于含低盐的天然碱资源，目前主要有一水碱流程和倍半碱流程。

倍半碱工艺，由于第一步得到的产品为轻质纯碱，尚需水合及干燥才能得到重质纯碱，其流程长、能耗高、投资高、生产成本高，新建项目已较少采用该技术。

一水碱一步法工艺与倍半碱工艺的主要区别是，一步法直接结晶出一水碱，煅烧得到重质纯碱不需要经过水合，其核心是控制结晶器中碳酸氢钠的浓度，保证结晶处于一水碱结晶区内。一种含NaHCO₃碱卤湿分解蒸发制碱工艺(公告号CN101503204B)是具有湿分解功能的四效五体真空蒸发结晶技术，首先，在四效五体蒸发结晶装置中，将高NaHCO₃含量的碱卤湿分解蒸发，分解一部分NaHCO₃，蒸发与湿分解在一台设备内完成；其次，将湿分解蒸发后含一定浓度的CO₂的二次蒸汽做为下一效加热室的热源，采取一定措施减低CO₂对换热效率的影响。但该工艺仍有以下问题需要解决，1、存在湿分解率不高的问题，该工艺湿分解发生在蒸发分离室内，湿分解过程无法控制，湿分解率较低，重质纯碱产率仅为60～70％，其余为轻质纯碱；2、低位热能不能有效利用，能耗高，生产1吨碱需消耗燃煤0.68吨、耗电72kWh；3、低位热能的冷却需要消耗大量冷却水，生产1吨碱所需水耗高达7.2m³。

发明内容：

本发明的第一个目的在于提供一种重质纯碱产率高、成本低的新型节能环保重质纯碱生产工艺。

本发明的第二个目的在于提供一种满足节能环保重质纯碱生产工艺要求的新型节能环保重质纯碱生产系统。

本发明的第一个目的由如下技术方案实施，新型节能环保重质纯碱生产工艺，其包括如下步骤：(1)卤水精制，(2)湿分解浓缩，(3)一水碱结晶，(4)离心干燥，最终得到重质纯碱；其中，

所述(2)湿分解浓缩中，利用湿分解塔对预热后的精制卤水进行湿分解，总湿分解率为75-85％，利用降膜蒸发器进行浓缩，最终所得的近饱和浓缩液中的碳酸钠质量百分比浓度为24-28％；

所述(2)湿分解浓缩中，所述湿分解塔产生的尾气作为热源进入所述降膜蒸发器的加热室，所述降膜蒸发器产生的二次蒸汽经过蒸汽压缩机升压后作为热源回用至所述湿分解塔中；