[发明专利]一种改进的重质纯碱生产装置及方法

权利要求书

1.一种改进的重质纯碱生产装置，包括水合反应器、离心机和流化床，所述水合反应器的排出口通过管线连接离心机的进口，其特征在于，所述离心机固体出口通过管线连接流化床，所述离心机液体出口通过管线连接换热器管程进口；

所述流化床的干燥段尾气出口和冷却段尾气出口通过管线均连接至旋风分离器进料口，所述旋风分离器气体出口通过管线连接尾气洗涤塔进气口，所述旋风分离器重质纯碱出口通过管线连接水合反应器，所述水合反应器还连接有轻质纯碱输入管线；所述尾气洗涤塔循环液排出口经循环泵连接排液阀进口，所述排液阀的两个出口，其中一个连接至尾气洗涤塔的循环液进口，另一个连接母液桶的进液口，所述母液桶的出液口连接水合反应器；所述尾气洗涤塔的蒸汽排出口经蒸汽热泵接入蒸汽系统；

所述换热器管程出口通过管线连接母液桶的进液口，所述换热器壳程进口连接洗涤水管路，所述换热器壳程出口通过管线连接尾气洗涤塔的进水口。

2.根据权利要求1所述的一种改进的重质纯碱生产装置，其特征在于，所述换热器采用波纹管换热器，所述波纹管换热器为列管式换热器。

3.根据权利要求1所述的一种改进的重质纯碱生产装置，其特征在于，所述流化床干燥段连接的干燥炉气管线和冷却段连接的冷却炉气管线上均设有气量控制阀门，所述尾气洗涤塔和蒸汽热泵之间连接的输气管线上设置有气量控制阀门和气压表。

4.一种上述权利要求1至3中任一项所述的改进的重质纯碱生产装置生产重质纯碱的生产方法，其特征在于，包括以下过程：

步骤一，以轻质纯碱和碳酸钠溶液为原料在水合反应器中进行水合反应制备重质纯碱，排出的重质纯碱晶浆经离心机进行固液分离，离心后得到重质纯碱和母液，重质纯碱送往流化床进行干燥冷却，母液与水经换热器换热，降温后的母液输送至母液桶，升温后的水输送至尾气洗涤塔作为尾气洗涤水；

步骤二，将流化床干燥段130±3℃尾气以及冷却段80±3℃尾气混合后通入旋风分离器，经分离得到重质纯碱粉尘和含尘空气，重质纯碱粉尘输送至水合反应器与煅烧后的轻质纯碱混合进行水合反应，含尘空气输送至尾气洗涤塔；

步骤三，尾气洗涤塔对含尘空气中含有的重质纯碱进行再吸收，产生的尾气洗涤液循环使用，同时产生部分低品位蒸汽，低品位蒸汽通过蒸汽热泵与高品位蒸汽共同进入蒸汽系统；其中，当尾气洗涤液中碳酸钠浓度为270g/L-400g/L时，经母液桶输送到水合反应器进行水合反应。

5.根据权利要求4所述的改进的重质纯碱生产装置生产重质纯碱的生产方法，其特征在于，步骤一中轻质纯碱和碳酸钠溶液的重量百分比为1:0.7-1:1。

6.根据权利要求4所述的改进的重质纯碱生产装置生产重质纯碱的生产方法，其特征在于，步骤一水合反应中加入十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂，加入量占碳酸钠溶液与十二烷基苯磺酸钠重量和的0.8%-1.5%，水合反应温度为95-105℃，水合反应时间为5-10min。

7.根据权利要求4所述的改进的重质纯碱生产装置生产重质纯碱的生产方法，其特征在于，步骤一中经离心机分离得到的母液与水经换热器换热，降温后的母液输送至母液桶，升温后的水输送至尾气洗涤塔作为尾气洗涤水，换热器用水流量根据水合反应器温度进行调节。

8.根据权利要求4所述的改进的重质纯碱生产装置生产重质纯碱的生产方法，其特征在于，步骤三中所述蒸汽热泵要根据高品位蒸汽和低品位蒸汽的物性进行选择，用下式计算蒸汽热泵喷射系数：

式中，u_q代表热泵喷射系数，为混合蒸汽焓值矫正系数，H_s、H₀、H_q分别为高品位蒸汽、混合蒸汽、低品位蒸汽的焓值，φ₁、φ₂、φ₃分别为工作喷嘴、混合室、扩散室的速度系数，分别取值为0.95、0.975、0.9；ξ为修正系数，计算时其值取1.1。