專利名稱:一種生產硝酸鈉的方法和裝置的制作方法
技術領域:
本發(fā)明屬于無機化工產品生產技術領域,涉及一種生產硝酸鈉的方法和裝置,具體涉及利用蒸發(fā)器I效蒸發(fā)的蒸汽冷凝水對原料液預蒸發(fā)和除去NaNO3中Cl離子,提高產品質量和節(jié)能的方法和裝置。
背景技術:
目前,生產硝鹽的過程中,蒸發(fā)是必不可少的工序之一,其主要任務是將轉化工序轉化生成的原料液,經過蒸發(fā)濃縮,使NaNO3達到過飽和狀態(tài),為結晶制備合格溶液。而在蒸發(fā)過程中,消耗蒸汽的同時還產生了大量的蒸汽冷凝水,蒸汽冷凝水中帶有相當大的余熱。現有技術I效蒸發(fā)產生的蒸汽冷凝水經過除氧器除氧后直接送到鍋爐作軟化水。蒸汽冷凝水仍有較高品位的能量未被徹底利用,絕大部分未被利用直接排放,或直接用作軟化水,造成了能源的浪費。在NaNO3的生產過程中,原料液中含有微量的NaCl,在轉化工藝過程中生成微量的氯化亞硝酰及氯等低沸點的雜質溶解在溶液中,反應式如下
4HN03+3NaCl=3 NaN03+CI2+H20+N0C1 NOCl+ 2HN03=l/2 Cl2+ 3N02+ H2O
原料液中的氯離子不僅影響產品的質量,氯化亞硝酰、氯以及鹽酸和硝酸的混合物沉積在設備的焊縫處生成王水對不銹鋼設備造成嚴重的腐蝕,一旦出現漏點,很難再補焊好, 既增加了生產中設備維護的難度,又降低了設備使用壽命,成為硝酸鈉生產過程中設備維護的難題。
發(fā)明內容
為克服上述現有技術的不足,本發(fā)明提供一種生產硝酸鈉的方法,以原料液蒸發(fā)過程產生的蒸汽冷凝水為熱源,加熱預蒸發(fā)器并除去氯離子,節(jié)約能源,提高產品質量,減少設備腐蝕。本發(fā)明的另一目的是提供一種實現上述方法裝置。本發(fā)明生產硝酸鈉的方法,過程包括氨氧化制備氮氧化物、純堿溶液制備吸收,母液轉化,原料液蒸發(fā)、結晶、離心分離和干燥工序,所述母液轉化工序由轉化段、預轉化段和吸收段組成。過程還包括預蒸發(fā)過程,離開轉化工序的原料液進入預蒸發(fā)器,通過外循環(huán)加熱器利用蒸發(fā)段蒸發(fā)器I效蒸發(fā)產生的蒸汽冷凝水加熱進行預蒸發(fā),除去原料液中的氯離子和亞硝酰氯。預蒸發(fā)的壓力為0. 1 0.3Mpa,溫度為105 125°C。離開預蒸發(fā)器的原料到原料液蒸發(fā)段,經過蒸發(fā)、結晶、離心分離和干燥工序制成硝酸鈉產品。本發(fā)明生產硝酸鈉的裝置,包括氨氧化制備氮氧化物系統,純堿溶液制備吸收系統,母液轉化系統,原料液蒸發(fā)、結晶、離心分離系統,干燥和包裝系統。母液轉化系統由轉化塔、預轉化塔、吸收塔和母液槽組成。原料液蒸發(fā)的蒸發(fā)器為雙效蒸發(fā)器。裝置還設有預蒸發(fā)系統,預蒸發(fā)系統包括預蒸發(fā)器、分離器、冷凝器和閉式回收器。預蒸發(fā)器設有外循環(huán)加熱器、原料液入口、原料液出口、蒸發(fā)汽出口、循環(huán)液入口和循環(huán)液出口。原料液入口通過管路連接到吸收塔,原料液出口連接到雙效蒸發(fā)器。汽體出口通過分離器、冷凝器連接到負壓系統。外循環(huán)加熱器分為管程和殼程,管程上部出口與預蒸發(fā)器的循環(huán)液入口連接,管程下部入口與預蒸發(fā)器的循環(huán)液出口連接;殼程的蒸汽冷凝水入口與蒸汽疏水器出口的冷凝水管路連接,殼程的冷凝水出口與閉式回收器連接。預蒸發(fā)器還設有分離液入口,分離器設有分離器入口、分離汽出口和分離液出口, 分離液出口連接到預蒸發(fā)器中部的分離液入口,分離汽出口連接到冷凝器。閉式回收器設有汽體出口和液體出口,汽體出口連接到車間供暖系統,液體出口通過除氧器連接到鍋爐, 凝結水加熱補加的冷無離子水,除氧后用作鍋爐軟化水。由于HCl的沸點(IlO0C )、NOCl的沸點(-5. 5°C )和Cl2的沸點(-33. 8°C )遠低于 NaNO3的沸點(380°C),蒸發(fā)溫度達到100°C時NOCl即分解為Cl2和NO。將蒸發(fā)I效疏水器出口的一次蒸汽冷凝水的余熱作為NaNO3原料液預蒸發(fā)的熱源,進入外循環(huán)加熱器加熱 NaNO3原料液,NaNO3原料液加熱后進入預蒸發(fā)器瞬間釋放出蒸汽,微量的HC1、NO和Cl2等雜質隨水蒸汽一同被蒸發(fā)出去,經負壓冷凝器冷凝后回收至二次循環(huán)水中再進行處理。本發(fā)明通過帶有外循環(huán)加熱器的預蒸發(fā)器回收利用蒸發(fā)I效產生的一次蒸汽冷凝水的余熱,用于預蒸發(fā)濃縮和除去NaNO3原料液中氯離子及亞硝酰氯等有害物質,既提高了硝酸鈉產品的質量又節(jié)省了能源,消除了有害氣體對設備的腐蝕,有利于延長設備的使用壽命。預蒸發(fā)器外循環(huán)加熱器使用后的低品位余熱蒸汽冷凝水,經過閉式回收器分離后, 汽體用于車間供暖系統,冷凝水經除氧器加熱補加的冷無離子水并除氧后送至鍋爐作無離子軟化水,實現了硝酸鈉I效蒸發(fā)一次蒸汽冷凝水余熱分級回收利用的目的。
圖1為本發(fā)明生產硝酸鈉的工藝流程框圖; 圖2為預蒸發(fā)系統的流程示意圖。其中
1 一預蒸發(fā)器、2—原料液入口、3—原料液出口、4一循環(huán)液出口、5—外循環(huán)加熱器、6— 分離器入口、7—分離液出口、8—蒸汽冷凝水入口、9一冷凝水出口、10—分離汽出口、11 一分離器、12 —閉式回收器、13—冷凝器、14 一除氧器、15—泵、16—蒸發(fā)汽出口、17—分離液入口、18—循環(huán)液入口。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的的說明
本發(fā)明生產硝酸鈉的裝置如圖1、圖2所示,包括氨氧化制備氮氧化物系統,純堿溶液制備吸收系統,母液轉化系統,預蒸發(fā)系統,原料液蒸發(fā)、結晶、離心分離系統,干燥和包裝系統。母液轉化系統由轉化塔、預轉化塔、吸收塔和母液槽組成。預蒸發(fā)系統由預蒸發(fā)器1、 分離器11、冷凝器13、閉式回收器12和除氧器14組成。預蒸發(fā)器設有外循環(huán)加熱器5、原料液入口 2、原料液出口 3、蒸發(fā)汽出口 16、分離液入口 17、循環(huán)液入口 18和循環(huán)液出口 4。 分離器11設有分離器入口 6、分離汽出口 10和分離液出口 7,原料液入口 2通過管路連接到母液轉化系統的吸收塔,原料液出口連接到原料液蒸發(fā)、結晶、離心分離系統的雙效蒸發(fā)器,蒸發(fā)汽出口 16連接到分離器入口 6,分離液出口 7連接到預蒸發(fā)器中部的分離液入口18。分離氣出口連接到冷凝器13,通過冷凝器連接到負壓系統。外循環(huán)加熱器5分為管程和殼程,管程上部出口與預蒸發(fā)器的循環(huán)液入口 18連接,管程下部入口與循環(huán)液出口 4連接,殼程的蒸汽冷凝水入口 8與蒸汽疏水器出口的冷凝水管路連接,冷凝水出口 9與閉式回收器12連接。閉式回收器12設有汽體出口和液體出口,汽體出口連接到車間供暖系統,液體出口通過除氧器14連接到鍋爐,除氧器下部出口通過泵15連接到鍋爐。
本發(fā)明生產硝酸鈉的過程如下,氨氧化制備氮氧化物系統制備氮氧化物,氮氧化物經母液轉化系統的轉化塔,在硝酸的作用下制成轉化氣。轉化氣經過預轉化塔除去酸霧后到吸收塔,在吸收塔轉化氣與純堿溶液逆向接觸制成原料液。原料液經原料液入口 2進入預蒸發(fā)器1,在外加熱器的加熱狀態(tài)下進行預蒸發(fā),預蒸發(fā)的壓力為0. 2Mpa,溫度為 115°C。在預蒸發(fā)器原料液經下部的循環(huán)液出口 4進入外循環(huán)加熱器5的管程,由殼程的蒸汽冷凝水間壁加熱后經上部的出口和循環(huán)液入口 18返回預蒸發(fā)器。蒸發(fā)出的N0C1、C12* 輕組分經蒸發(fā)汽出口 16到分離器11,經分離器分離后的分離液經分離器的分離液出口 7和預蒸發(fā)器的分離液入口 17返回預蒸發(fā)器。經過預蒸發(fā)除去氯離子和氯化亞硝酰等有害元素的原料液經原料液出口 3到雙效蒸發(fā)器,經過蒸發(fā),經過結晶、離心分離和干燥工序制成硝酸鈉產品。分離器分離出的氣體組分經分離汽出口 10到冷卻器13,冷卻器以水為冷卻介質,冷卻后到負壓系統。蒸汽疏水器出口的冷凝水經蒸汽入口進入外循環(huán)加熱器5,加熱原料液放出熱量后經冷凝水出口 9到閉式回收器12。在閉式回收器分出的汽體經頂部的汽體出口到車間供暖系統,繼續(xù)回收余熱,凝結水經下部的液體出口到除氧器14,加熱加熱補加的冷無離子水,經過除氧后到鍋爐作軟化水用。
權利要求
1.一種生產硝酸鈉的方法,過程包括氨氧化制備氮氧化物、純堿溶液制備吸收,母液轉化,原料液蒸發(fā)、結晶、離心分離和干燥工序,所述母液轉化工序由轉化段、預轉化段和吸收段組成,其特征是過程還包括預蒸發(fā)過程,離開轉化工序的原料液進入預蒸發(fā)器(1),通過外循環(huán)加熱器(5)利用蒸發(fā)段蒸發(fā)器I效蒸發(fā)產生的蒸汽冷凝水加熱進行預蒸發(fā),除去原料液中的氯離子和亞硝酰氯,預蒸發(fā)的壓力為0. 1 0. 3Mpa,溫度為105 125°C ;離開預蒸發(fā)器的原料到原料液蒸發(fā)段,經過蒸發(fā)、結晶、離心分離和干燥工序制成硝酸鈉產品。
2.—種生產硝酸鈉的裝置,包括氨氧化制備氮氧化物系統,純堿溶液制備吸收系統,母液轉化系統,原料液蒸發(fā)、結晶、離心分離系統,干燥和包裝系統;所述母液轉化系統由轉化塔、預轉化塔、吸收塔和母液槽組成,原料液蒸發(fā)的蒸發(fā)器為雙效蒸發(fā)器,其特征是所述裝置還設有預蒸發(fā)系統,所述預蒸發(fā)系統包括預蒸發(fā)器(1)、分離器(11)、冷凝器(13)和閉式回收器(12),所述預蒸發(fā)器設有外循環(huán)加熱器(5)、原料液入口(2)、原料出口(3)、蒸發(fā)汽出口(16)、循環(huán)液入口(18)和循環(huán)液出口(4);原料液入口(2)通過管路連接到吸收塔,原料液出口連接到雙效蒸發(fā)器,蒸發(fā)汽出口( 16)通過分離器(11 )、冷凝器(13)連接到負壓系統;所述外循環(huán)加熱器(5)分為管程和殼程,管程上部出口與循環(huán)液入口(18)連接,管程下部入口與循環(huán)液出口(4)連接,殼程的蒸汽冷凝水入口(8)與蒸汽疏水器出口的冷凝水管路連接,冷凝水出口(9)與閉式回收器(12)連接。
3.根據權利要求1所述生產硝酸鈉的裝置,其特征是所述預蒸發(fā)器還設有分離液入口( 17),所述分離器(11)設有分離器入口(6)、分離氣出口(10)和分離液出口(7),分離液出口連接到預蒸發(fā)器中部的分離液入口(17),分離氣出口連接到冷凝器(13)。
4.根據權利要求1所述生產硝酸鈉的裝置,其特征是所述閉式回收器(12)設有汽體出口和液體出口,汽體出口連接到車間供暖系統,液體出口通過除氧器(14)連接到鍋爐。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產硝酸鈉的方法和裝置,裝置包括氨氧化制備氮氧化物系統,純堿溶液制備吸收系統,母液轉化系統和預蒸發(fā)系統。預蒸發(fā)器設有外循環(huán)加熱器。通過外加熱器利用蒸發(fā)器Ⅰ效產生的蒸汽冷凝水加熱預蒸發(fā)器中的原料液,除去原料液中的氯離子和亞硝酰氯等有害物質,預蒸發(fā)的壓力為0.1~0.3MPa,溫度為105~125℃。離開預蒸發(fā)器的原料經過蒸發(fā)、結晶、離心分離和干燥程序制成硝酸鈉產品。本發(fā)明通過帶有外循環(huán)加熱器的預蒸發(fā)器回收利用蒸發(fā)器Ⅰ效產生的一次蒸汽冷凝水的余熱,既節(jié)省了能源又提高了硝酸鈉產品的質量,消除了有害氣體對設備的腐蝕,有利于延長設備的使用壽命。
文檔編號C01D9/00GK102491375SQ20111040122
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月7日 優(yōu)先權日2011年12月7日
發(fā)明者任保廷, 康延壽 申請人:石家莊鳳山化工有限公司