本發(fā)明涉及聯(lián)合制堿法純堿生產(chǎn)系統(tǒng)及方法，具體涉及一種聯(lián)合制堿法新型環(huán)保循環(huán)工藝系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
我國純堿生產(chǎn)主要采用“氨堿法”和“聯(lián)堿法”兩種生產(chǎn)工藝，少量以天然堿為原料加工制作。由于聯(lián)堿具有原鹽利用率高、污染少、能耗低等優(yōu)點，近年來聯(lián)堿工藝得到了較快的發(fā)展，我國聯(lián)堿裝置總產(chǎn)能已經(jīng)超過氨堿。
聯(lián)堿法純堿生產(chǎn)采用母液循環(huán)方式，制堿母液去制取氯化銨，制銨母液再循環(huán)回來制堿，使得母液當(dāng)量較氨堿法高出50％以上，而且碳化取出液固含量低、游離氨含量高，傳統(tǒng)的工藝和設(shè)備，效率較低，難于生產(chǎn)出高品質(zhì)的產(chǎn)品。本發(fā)明在傳統(tǒng)的工藝和設(shè)備基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)循環(huán)工藝作了完善與發(fā)展。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供一種聯(lián)合制堿法新型環(huán)保循環(huán)工藝系統(tǒng)，既可以解決現(xiàn)有的聯(lián)堿工藝循環(huán)系統(tǒng)生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品質(zhì)量不高的技術(shù)問題，更為重要的是利用循環(huán)工藝徹底解決原系統(tǒng)面臨的環(huán)保問題。
本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
一種聯(lián)合制堿法新型環(huán)保循環(huán)工藝系統(tǒng)，包括母液Ⅱ桶、母液Ⅱ吸氨器、氨母液Ⅱ桶、碳化塔系統(tǒng)、壓縮裝置、出堿槽、過濾機(jī)、輕灰煅燒爐、輕灰涼堿系統(tǒng)、水合機(jī)、重灰煅燒爐、涼堿器、母液Ⅰ桶、母液Ⅰ吸氨器、換熱器、半母液Ⅱ桶、集合槽、冷析結(jié)晶器、鹽析結(jié)晶器、2#堰式流量計、鹽析稠厚器、1#堰式流量計、冷析稠厚器、離心濾銨機(jī)、農(nóng)銨包裝系統(tǒng)、干銨爐、干銨包裝系統(tǒng)，所述母液Ⅱ吸氨器分別與母液Ⅱ桶和氨母液Ⅱ桶連接，所述碳化塔系統(tǒng)分別與所述壓縮裝置、氨母液Ⅱ桶以及出堿槽連接，所述過濾機(jī)分別與出堿槽、母液I桶和輕灰煅燒爐連接，所述輕灰煅燒爐分別與輕灰涼堿系統(tǒng)和水合機(jī)連接，所述重灰煅燒爐分別與水合機(jī)和涼堿器連接，所述母液I吸氨器分別與母液I桶和換熱器連接，所述集合槽分別與換熱器和冷析結(jié)晶器連接，所述冷析結(jié)晶器分別與半母液Ⅱ桶、鹽析結(jié)晶器和1#堰式流量計連接，所述2#堰式流量計分別與鹽析結(jié)晶器和鹽析稠厚器連接，所述鹽析稠厚器分別與所述母液Ⅱ桶和冷析結(jié)晶器連接，所述冷析稠厚器分別與1#堰式流量計和離心濾銨機(jī)連接，所述離心濾銨機(jī)分別與農(nóng)銨包裝系統(tǒng)和干銨爐連接，所述干銨爐與所述干銨包裝系統(tǒng)連接。
進(jìn)一步地，還包括氨母液Ⅱ澄清桶，所述氨母液Ⅱ澄清桶分別與母液Ⅱ吸氨器和氨母液Ⅱ桶連接。
進(jìn)一步地，所述碳化塔系統(tǒng)包括清洗碳化塔、中和水桶和制堿碳化塔。
進(jìn)一步地，所述過濾機(jī)為水平帶式過濾機(jī)。
進(jìn)一步地，所述輕灰煅燒爐包括頭部和星形出料器。
進(jìn)一步地，所述冷析結(jié)晶器包括三臺軸流泵、中心管和冷析結(jié)晶器晶床；所述鹽析結(jié)晶器包括中心管、一臺軸流泵和鹽析結(jié)晶器晶床。
進(jìn)一步地，所述壓縮裝置包括緩沖罐、壓縮機(jī)、冷卻器和氣離器。
進(jìn)一步地，還包括冷凍系統(tǒng)，所述冷凍系統(tǒng)包括依次連接的制冷壓縮機(jī)組、蒸發(fā)式氨冷凝器、輔助緩沖罐、油冷卻器和液氨緩沖罐。
進(jìn)一步地，所述冷凍系統(tǒng)還包括緊急泄氨器。
本發(fā)明還提供了一種循環(huán)方法，所述方法包括如下步驟：
步驟一：母液Ⅱ進(jìn)入母液Ⅱ吸氨器吸收氨氣，制備成氨母液Ⅱ，氨母液Ⅱ在氨母液Ⅱ澄清桶中沉降，經(jīng)加入分散劑后，其中的鈣鎂離子復(fù)鹽、水不溶物、泥沙等雜質(zhì)形成AII泥，溢流液入氨母液Ⅱ桶；
步驟二：氨母液Ⅱ經(jīng)氨母液Ⅱ泵送入碳化塔，在碳化塔內(nèi)吸收其中的二氧化碳，生成碳酸氫鈉的懸浮液，出堿液靠液位差自壓至出堿槽；出堿槽中的懸浮液經(jīng)水平帶式過濾機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行固液分離、洗滌，分離出來的濕重堿進(jìn)入步驟三；濾過母液進(jìn)入母液I桶進(jìn)入步驟六；
步驟三：濕重堿經(jīng)3#重堿帶式輸送機(jī)運(yùn)輸，經(jīng)卸料器分別送入輕灰煅燒爐頭部，由頭部的重堿螺旋輸送機(jī)送入輕灰煅燒爐內(nèi)，被蒸汽加熱分解成為輕質(zhì)純堿；輕質(zhì)純堿從煅燒爐的頭部取出，通過煅燒爐的星形出料器卸至1#輕灰埋刮板輸送機(jī)，再經(jīng)輕灰提升機(jī)、2#輕灰埋刮板輸送機(jī)送至4#輕灰埋刮板輸送機(jī)后，一部分經(jīng)粉料器送往水合機(jī)；另一部分經(jīng)輕灰堿篩、和粉碎機(jī)篩分、破碎后送至輕灰涼堿系統(tǒng)處理后得輕質(zhì)純堿成品；
步驟四：輕質(zhì)純堿在水合機(jī)內(nèi)與化合水進(jìn)行水合反應(yīng)，生成一水碳酸鈉，一水碳酸鈉進(jìn)入重灰煅燒爐；
步驟五：送至重灰煅燒爐的一水碳酸鈉送入重灰煅燒爐內(nèi)，用蒸汽間接加熱，除去水份，形成重質(zhì)純堿，將重質(zhì)純堿送入涼堿器進(jìn)行冷卻熱堿得重質(zhì)純堿成品；
步驟六：將母液I桶中的母液I送至母液I吸氨器，形成氨母液Ⅰ自流到氨母液Ⅰ桶，再由氨母液Ⅰ泵經(jīng)氨母液Ⅰ冷卻器和母液換熱器，先后與水和母液Ⅱ換熱降溫后，進(jìn)入集合槽，與液氨蒸發(fā)外冷器來的循環(huán)半母液Ⅱ混合后一起進(jìn)入冷析結(jié)晶器；
步驟七：從冷析結(jié)晶器頂部溢流的半母液Ⅱ去鹽析結(jié)晶器，進(jìn)入步驟八；而取出的晶漿則經(jīng)1#堰式流量計計量后，自流入冷析稠厚器，進(jìn)入步驟九；
步驟八：鹽析結(jié)晶器取出晶漿經(jīng)2#堰式流量計計量后，自流入鹽析稠厚器，其溢流母液Ⅱ去母液Ⅱ桶，去步驟一；稠厚的晶漿用逆料泵送至冷析結(jié)晶器；
步驟九：冷析稠厚器的溢流液去濾銨液桶，稠厚后的晶漿去離心濾銨機(jī)，經(jīng)分離后的濕氯化銨，一部分由3#濕氨帶式輸送機(jī)直接輸送至農(nóng)銨包裝系統(tǒng)，一部分由1#濕氨帶式輸送機(jī)送至干銨爐后送至干銨包裝系統(tǒng)得成品氯化銨。
本發(fā)明的有益效果是：
1、過濾尾氣的處理：利用淡液蒸餾塔的塔底殘液在濾過尾氣塔中吸收過濾尾氣的NH3和CO2，尾氣達(dá)標(biāo)排放。過濾尾氣洗水去綜合回收塔處理碳化尾氣；
2、碳化尾氣的處理：碳化尾氣中的NH3和CO2先經(jīng)母液Ⅰ吸收，再用來自濾過尾氣塔洗水吸收，最后通過軟水吸收，凈氨后的碳化尾氣達(dá)標(biāo)排至大氣，吸收后的洗水在其他工序循環(huán)利用；
3、重灰爐尾氣的處理：重灰爐產(chǎn)生的尾氣經(jīng)重灰爐氣洗滌塔洗滌其中的堿粉后，尾氣達(dá)標(biāo)排放，洗滌液作為制取重灰的原料循環(huán)使用；
4、干銨尾氣的處理：利用淡液蒸餾塔的塔底殘液在干銨尾氣塔中吸收NH3和NH4Cl顆粒，尾氣達(dá)標(biāo)排放。吸收后的洗水去其他工序循環(huán)使用；
5、AII泥的處理：澄清桶底部的AII泥液，經(jīng)板框壓濾機(jī)處理后，濾液經(jīng)母液回收泵送回氨母液Ⅱ澄清桶。氨Ⅱ泥濾餅用車送至排渣場，再運(yùn)送到鍋爐作為脫硫劑使用；
6、本系統(tǒng)生產(chǎn)效率高，氯化銨的產(chǎn)量達(dá)65萬噸/年，純堿的產(chǎn)量達(dá)60萬噸/年(其中重質(zhì)純堿為40萬噸/年)。
附圖說明
圖1為本發(fā)明中循環(huán)工藝系統(tǒng)的設(shè)備連接框圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
如附圖1所示，一種聯(lián)合制堿法新型環(huán)保循環(huán)工藝系統(tǒng)，包括母液Ⅱ桶、母液Ⅱ吸氨器、氨母液Ⅱ桶、碳化塔系統(tǒng)、壓縮裝置、出堿槽、過濾機(jī)、輕灰煅燒爐、輕灰涼堿系統(tǒng)、水合機(jī)、重灰煅燒爐、涼堿器、母液Ⅰ桶、母液Ⅰ吸氨器、換熱器、半母液Ⅱ桶、集合槽、冷析結(jié)晶器、鹽析結(jié)晶器、2#堰式流量計、鹽析稠厚器、1#堰式流量計、冷析稠厚器、離心濾銨機(jī)、農(nóng)銨包裝系統(tǒng)、干銨爐、干銨包裝系統(tǒng)，所述母液Ⅱ吸氨器分別與母液Ⅱ桶和氨母液Ⅱ桶連接，所述碳化塔系統(tǒng)分別與所述壓縮裝置、氨母液Ⅱ桶以及出堿槽連接，所述過濾機(jī)分別與出堿槽、母液I桶和輕灰煅燒爐連接，所述輕灰煅燒爐分別與輕灰涼堿系統(tǒng)和水合機(jī)連接，所述重灰煅燒爐分別與水合機(jī)和涼堿器連接，所述母液I吸氨器分別與母液I桶和換熱器連接，所述集合槽分別與換熱器和冷析結(jié)晶器連接，所述冷析結(jié)晶器分別與半母液Ⅱ桶、鹽析結(jié)晶器和1#堰式流量計連接，所述2#堰式流量計分別與鹽析結(jié)晶器和鹽析稠厚器連接，所述鹽析稠厚器分別與所述母液Ⅱ桶和冷析結(jié)晶器連接，所述冷析稠厚器分別與1#堰式流量計和離心濾銨機(jī)連接，所述離心濾銨機(jī)分別與農(nóng)銨包裝系統(tǒng)和干銨爐連接，所述干銨爐與所述干銨包裝系統(tǒng)連接。本系統(tǒng)中由過濾機(jī)分離的碳化尾氣進(jìn)入碳化尾氣分離器，氣液分離后的分離液自流入氨母液II桶，碳化尾氣進(jìn)入綜合回收塔母液洗滌段和水洗段用母液Ⅰ和濾過尾氣洗水洗滌吸收尾氣中的NH3和CO2，凈氨后的碳化尾氣排至大氣，水合機(jī)的出氣和重灰煅燒爐的爐氣一起進(jìn)入重灰爐氣洗滌塔，經(jīng)水洗滌后的爐氣通過排風(fēng)機(jī)送經(jīng)尾氣排氣槽排入大氣，氨母液Ⅱ澄清桶排出的氨Ⅱ泥自壓入氨II泥桶，與小蘇打裝置送來的廢泥再經(jīng)氨II泥泵送入氨Ⅱ泥壓濾機(jī)。壓濾后的濾液排入母液回收桶，經(jīng)母液回收泵送回氨母液Ⅱ澄清桶；氨Ⅱ泥濾餅用車送至排渣場，本系統(tǒng)還設(shè)置洗水桶，各設(shè)備洗水均可送入其中，以回收水資源。因此本系統(tǒng)對于產(chǎn)生的“廢雜水”完全自身循環(huán)消化；對于廢氣經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放；對于AII泥廢渣經(jīng)處理后作為鍋爐的脫硫劑循環(huán)利用，且本系統(tǒng)生產(chǎn)效率高，氯化銨的產(chǎn)量達(dá)65萬噸/年，純堿的產(chǎn)量達(dá)60萬噸/年(其中重質(zhì)純堿為40萬噸/年)。
其中，還包括氨母液Ⅱ澄清桶，所述氨母液Ⅱ澄清桶分別與母液Ⅱ吸氨器和氨母液Ⅱ桶連接。氨母液Ⅱ在氨母液Ⅱ澄清桶中沉降，分離其中的鈣、鎂、不溶物等雜質(zhì)后，溢流入氨母液Ⅱ桶，經(jīng)氨母液Ⅱ泵送入各清洗作業(yè)的碳化塔。
其中，所述碳化塔系統(tǒng)包括清洗碳化塔、中和水桶和制堿碳化塔。在清洗碳化塔內(nèi)，以氮氣為清洗介質(zhì)進(jìn)行攪動，利用熱氨母液Ⅱ溶解清洗碳化塔內(nèi)壁的結(jié)疤。清洗完后的碳氨母液II自流入中和水桶，用碳氨母液II泵經(jīng)碳氨母液II冷卻器送入制堿碳化塔內(nèi)，分別與壓縮裝置送來的合成氣和爐氣逆流接觸吸收其中的二氧化碳，生成碳酸氫鈉的懸浮液，出堿液靠液位差自壓至出堿槽。
其中，所述過濾機(jī)為水平帶式過濾機(jī)。出堿槽中的懸浮液經(jīng)水平帶式過濾機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行固液分離、洗滌。分離出來的濕重堿經(jīng)1#帶式輸送機(jī)送至煅燒工序，濾過母液進(jìn)入母液I桶，濾過尾氣送綜合回收塔。
其中，所述輕灰煅燒爐包括頭部和星形出料器。來自重堿工序的重堿被送入輕灰煅燒爐頭部，由頭部的重堿螺旋輸送機(jī)送入輕灰煅燒爐內(nèi)，被蒸汽加熱分解成為輕質(zhì)純堿(即輕灰)。輕灰從煅燒爐的頭部取出，通過煅燒爐的星形出料器卸出，一部分被送往重灰系統(tǒng)；另一部分被送至輕灰涼堿系統(tǒng)。
其中，所述冷析結(jié)晶器包括三臺軸流泵、中心管和冷析結(jié)晶器晶床；所述鹽析結(jié)晶器包括中心管、一臺軸流泵和鹽析結(jié)晶器晶床。自重堿工序來的氨母液Ⅰ自流到氨母液Ⅰ桶，再由氨母液Ⅰ泵經(jīng)氨母液Ⅰ冷卻器和母液換熱器，先后與水和母液Ⅱ換熱降溫后，進(jìn)入集合槽，與液氨蒸發(fā)外冷器來的循環(huán)半母液Ⅱ混合后一起進(jìn)入冷析結(jié)晶器的中心管，然后自下而上地通過氯化銨晶床，氯化銨過飽和度逐漸消失，結(jié)晶逐漸長大。每套冷析結(jié)晶器上有三臺軸流泵，開二臺以使半Ⅱ循環(huán)，在液氨蒸發(fā)外冷器中產(chǎn)生過飽和度。再通過結(jié)晶器晶床消失過飽和度，使晶床中的氯化銨結(jié)晶長大。從冷析結(jié)晶器頂部溢流的半Ⅱ去鹽析結(jié)晶器，而取出的晶漿則經(jīng)1#堰式流量計計量后，自流入冷析稠厚器。每套鹽析結(jié)晶器由一臺軸流泵使母液循環(huán)，在中心管內(nèi)與加入的固體原鹽混合后自下而上通過晶床，原鹽不斷溶解，籍同離子效應(yīng)產(chǎn)生氯化銨過飽和度，同時過飽和度不斷消失使晶床中的氯化銨結(jié)晶逐漸長大，鹽析結(jié)晶器取出晶漿經(jīng)2#堰式流量計計量后，自流入鹽析稠厚器，其溢流母液Ⅱ去母液Ⅱ桶。
其中，所述壓縮裝置包括緩沖罐、壓縮機(jī)、冷卻器和氣離器。CO2合成氣經(jīng)合成氣緩沖罐進(jìn)入合成氣壓縮機(jī)組入口，經(jīng)壓縮后送至合成氣冷卻器，而后進(jìn)入合成氣離器，經(jīng)冷卻、分離后的的合成氣送重堿工序供制堿用。各緩沖罐、冷卻器及分離器收集的冷凝水統(tǒng)一排放入回收水池，由回收水泵輸送，經(jīng)油過濾器后，送至洗水桶，回收利用。還包括冷凍系統(tǒng)，所述冷凍系統(tǒng)包括依次連接的制冷壓縮機(jī)組、蒸發(fā)式氨冷凝器、輔助緩沖罐、油冷卻器和液氨緩沖罐。來自聯(lián)堿裝置氯化銨工序的氣氨，進(jìn)入氨制冷壓縮機(jī)組，氣氨壓縮后然后進(jìn)入蒸發(fā)式氨冷凝器，與冷卻水換熱后冷卻的飽和液氨進(jìn)入輔助緩沖罐，而后一部分從輔助緩沖罐底部進(jìn)入氨制冷壓縮機(jī)組的油冷卻器，在冷凝溫度下蒸發(fā)為氣氨再經(jīng)輔助緩沖罐分離后，從罐頂部出來的氣氨返回到氨冷凝器前重新被冷凝；另一部分溢流出來的液氨進(jìn)入液氨緩沖罐，出液氨緩沖罐的液氨送往聯(lián)堿裝置氯化銨工序。在生產(chǎn)過程中，輔助緩沖罐和液氨緩沖罐底部會積存油，需要定期排放，排放出來的油進(jìn)入集油器，為回收油中的氨，在集油器中通入蒸汽，將氨蒸發(fā)出來，剩下的油排放至容器中。所述冷凍系統(tǒng)還包括緊急泄氨器。為使得事故時能夠及時處理，設(shè)置了緊急泄氨器，事故時，液氨進(jìn)入緊急泄氨器，用生產(chǎn)上水稀釋后排入全廠事故池。
本發(fā)明的操作過程為：
步驟一：母液Ⅱ進(jìn)入母液Ⅱ吸氨器吸收氨氣，制備成氨母液Ⅱ，氨母液Ⅱ在氨母液Ⅱ澄清桶中沉降，經(jīng)加入分散劑后，其中的鈣鎂離子復(fù)鹽、水不溶物、泥沙等雜質(zhì)形成AII泥，溢流液入氨母液Ⅱ桶；
步驟二：氨母液Ⅱ經(jīng)氨母液Ⅱ泵送入碳化塔，在碳化塔內(nèi)吸收其中的二氧化碳，生成碳酸氫鈉的懸浮液，出堿液靠液位差自壓至出堿槽；出堿槽中的懸浮液經(jīng)水平帶式過濾機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行固液分離、洗滌，分離出來的濕重堿進(jìn)入步驟三；濾過母液進(jìn)入母液I桶進(jìn)入步驟六；
步驟三：濕重堿經(jīng)3#重堿帶式輸送機(jī)運(yùn)輸，經(jīng)卸料器分別送入輕灰煅燒爐頭部，由頭部的重堿螺旋輸送機(jī)送入輕灰煅燒爐內(nèi)，被蒸汽加熱分解成為輕質(zhì)純堿；輕質(zhì)純堿從煅燒爐的頭部取出，通過煅燒爐的星形出料器卸至1#輕灰埋刮板輸送機(jī)，再經(jīng)輕灰提升機(jī)、2#輕灰埋刮板輸送機(jī)送至4#輕灰埋刮板輸送機(jī)后，一部分經(jīng)粉料器送往水合機(jī)；另一部分經(jīng)輕灰堿篩、和粉碎機(jī)篩分、破碎后送至輕灰涼堿系統(tǒng)處理后得輕質(zhì)純堿成品；
步驟四：輕質(zhì)純堿在水合機(jī)內(nèi)與化合水進(jìn)行水合反應(yīng)，生成一水碳酸鈉，一水碳酸鈉進(jìn)入重灰煅燒爐；
步驟五：送至重灰煅燒爐的一水碳酸鈉送入重灰煅燒爐內(nèi)，用蒸汽間接加熱，除去水份，形成重質(zhì)純堿，將重質(zhì)純堿送入涼堿器進(jìn)行冷卻熱堿得重質(zhì)純堿成品；
步驟六：將母液I桶中的母液I送至母液I吸氨器，形成氨母液Ⅰ自流到氨母液Ⅰ桶，再由氨母液Ⅰ泵經(jīng)氨母液Ⅰ冷卻器和母液換熱器，先后與水和母液Ⅱ換熱降溫后，進(jìn)入集合槽，與液氨蒸發(fā)外冷器來的循環(huán)半母液Ⅱ混合后一起進(jìn)入冷析結(jié)晶器；
步驟七：從冷析結(jié)晶器頂部溢流的半母液Ⅱ去鹽析結(jié)晶器，進(jìn)入步驟八；而取出的晶漿則經(jīng)1#堰式流量計計量后，自流入冷析稠厚器，進(jìn)入步驟九；
步驟八：鹽析結(jié)晶器取出晶漿經(jīng)2#堰式流量計計量后，自流入鹽析稠厚器，其溢流母液Ⅱ去母液Ⅱ桶，去步驟一；稠厚的晶漿用逆料泵送至冷析結(jié)晶器；
步驟九：冷析稠厚器的溢流液去濾銨液桶，稠厚后的晶漿去離心濾銨機(jī)，經(jīng)分離后的濕氯化銨，一部分由3#濕氨帶式輸送機(jī)直接輸送至農(nóng)銨包裝系統(tǒng)，一部分由1#濕氨帶式輸送機(jī)送至干銨爐后送至干銨包裝系統(tǒng)得成品氯化銨。
應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。