本實用新型涉及一種裝置，更具體的說，是涉及一種生產(chǎn)大粒度小蘇打的裝置。

背景技術(shù)：

作為一種重要的化工產(chǎn)品，小蘇打已經(jīng)應(yīng)用到了醫(yī)藥化工等生活中的各個領(lǐng)域。近些年來經(jīng)濟的發(fā)展，我國已經(jīng)成為生產(chǎn)小蘇打的重要組成國家之一，每年小蘇打產(chǎn)量的增速居世界首位。

現(xiàn)如今國內(nèi)的小蘇打的應(yīng)用領(lǐng)域，已由傳統(tǒng)的工業(yè)，食品行業(yè)逐漸擴展到了飼料，醫(yī)藥等其它領(lǐng)域，國內(nèi)小蘇打消費量中，食品工業(yè)占比為31.01％；化學(xué)工業(yè)占比為22.32％；消防工業(yè)占比為15.57％；醫(yī)藥行業(yè)占比為12.79％；飼料添加劑占比為8.08％，清洗劑，入浴劑，打磨等其它行業(yè)占比為10.23％。

對于粒度沒有要求的食品、醫(yī)藥、工業(yè)等領(lǐng)域，我國的消費結(jié)構(gòu)同國外相差不大，而對粒度有一定要求的飼料添加劑、清洗劑、入浴劑、打磨行業(yè)等，國內(nèi)所占消費比例遠(yuǎn)低于國外。近幾年國內(nèi)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級，使得大粒度的小蘇打需求量在不斷的增長，該領(lǐng)域市場潛能巨大，因此大粒度小蘇打的工業(yè)化生產(chǎn)成為了當(dāng)前眾多企業(yè)緊密關(guān)注的熱點問題。

中國專利CN101185484A公開了“連續(xù)控制復(fù)分解食品級小蘇打生產(chǎn)工藝”，該工藝以氯化鈉和碳酸氫銨為原料復(fù)分解反應(yīng)連續(xù)性制備出20-300目多種規(guī)格小蘇打產(chǎn)品。因該反應(yīng)在一級攪拌反應(yīng)器當(dāng)中進(jìn)行，使得復(fù)分解反應(yīng)和產(chǎn)品結(jié)晶粒度的控制較難，粒度分布不均勻，且后續(xù)工序當(dāng)中洗水用量大，生產(chǎn)成本較高。

而中國專利CN101696022A公開的“復(fù)分解生產(chǎn)食品級小蘇打的工藝方法”，雖然相比于專利CN101185484A技術(shù)而言，生產(chǎn)成本有所降低，但是采用的卻是間歇式生產(chǎn)，規(guī)模較小，且產(chǎn)品的粒徑也不容易控制。

索爾維公司申請的公開號為CN1047839A的專利，采用外加流化床結(jié)晶器，碳酸氫鈉的飽和溶液經(jīng)過結(jié)晶器再次重結(jié)晶，使晶體長大。然而該方法所涉及到 的結(jié)晶器僅僅起到在晶種的作用下延長結(jié)晶時間，增大粒徑的作用，結(jié)晶器中加入的晶種事先得進(jìn)行預(yù)處理研磨，工藝要求較高，到目前為止還未見國內(nèi)有工業(yè)化應(yīng)用的報道。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種生產(chǎn)大粒度小蘇打的裝置，集反應(yīng)和結(jié)晶于一體，且能夠連續(xù)制備出粒徑介于20目-60目之間的大顆粒小蘇打產(chǎn)品，低成本，工藝操作簡單。

本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。

本實用新型的一種生產(chǎn)大粒度小蘇打的裝置，包括設(shè)置有備用口、第一壓力表、溫度控制儀表和氣體鼓泡器的反應(yīng)結(jié)晶器，所述反應(yīng)結(jié)晶器頂部連接有尾氣回收管線，所述反應(yīng)結(jié)晶器底部連接有混合氣輸入管線和液體排空管線，所述反應(yīng)結(jié)晶器的堿液循環(huán)出口通過堿液循環(huán)管線與堿液循環(huán)入口相連通，所述堿液循環(huán)管線設(shè)置有第一閥門和晶漿循環(huán)泵，所述堿液循環(huán)管線分別與母液管線和堿液輸入管線相連通；所述反應(yīng)結(jié)晶器中上部連接有帶調(diào)節(jié)閥的細(xì)晶排出管線，所述反應(yīng)結(jié)晶器連接有控制調(diào)節(jié)閥的第一液位聯(lián)鎖控制儀表；所述反應(yīng)結(jié)晶器的晶漿排出口通過晶漿排出管線連接有帶攪拌器的稠厚緩沖罐，所述稠厚緩沖罐連接有沿液體輸送方向設(shè)置有晶漿泵和離心機的晶漿稠厚管線，所述稠厚緩沖罐連接有控制晶漿泵的第二液位聯(lián)鎖控制儀表。

所述母液管線、堿液輸入管線、液體排空管線、晶漿排出管線、細(xì)晶排出管線和稠厚緩沖罐均連接有沖洗管線。

所述堿液循環(huán)管線和晶漿稠厚管線均連通有設(shè)置有第二閥門的殘留液體排放管線。

所述調(diào)節(jié)閥的進(jìn)液口和出液口之間連通有帶第三閥門的備用管線。

所述氣體鼓泡器由燒結(jié)管構(gòu)成，設(shè)置為內(nèi)外雙環(huán)高度對稱結(jié)構(gòu)，且外環(huán)設(shè)置有二十四個均勻分布的鼓泡口，內(nèi)環(huán)設(shè)置有十六個均勻分布的鼓泡口。

所述反應(yīng)結(jié)晶器設(shè)置為上寬下窄的錐形結(jié)構(gòu)。

所述晶漿泵至少并聯(lián)設(shè)置有兩個。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的技術(shù)方案所帶來的有益效果是：

(1)本實用新型中，氣體鼓泡器由燒結(jié)管構(gòu)成，設(shè)置為內(nèi)外雙環(huán)高度對稱 結(jié)構(gòu)，且外環(huán)設(shè)置有二十四個均勻分布的鼓泡口，內(nèi)環(huán)設(shè)置有十六個均勻分布的鼓泡口，能夠最大程度的分布?xì)怏w，相比于普通的盤管鼓泡器而言，這類鼓泡器不容易發(fā)生管口堵塞，且氣體分布更加的均勻，氣液接觸更加充分；

(2)本實用新型中，反應(yīng)結(jié)晶器的堿液循環(huán)出口和堿液循環(huán)入口之間連接有堿液循環(huán)管線，堿液循環(huán)管線分別與母液管線和堿液輸入管線相連，同時在反應(yīng)結(jié)晶器中上部連接有細(xì)晶排出管線，反應(yīng)結(jié)晶器的晶漿排出口通過晶漿排出管線連接有帶攪拌器的稠厚緩沖罐，使得本實用新型集反應(yīng)與結(jié)晶于一體，原料進(jìn)入結(jié)晶器之后，與二氧化碳?xì)怏w反應(yīng)，體系內(nèi)產(chǎn)生碳酸氫鈉結(jié)晶，維持整個溶液的過飽和度，之后通過堿液循環(huán)管線，延長反應(yīng)停留時間促使結(jié)晶的長大，同時為控制體系內(nèi)晶體顆粒數(shù)量和晶體顆粒粒度大小，將部分的細(xì)晶通過細(xì)晶排出管線排出，使溶質(zhì)圍繞一定數(shù)量和較大粒徑的晶種生長，促使結(jié)晶產(chǎn)品粒度進(jìn)一步增大；

(3)本實用新型中，母液管線、堿液輸入管線、液體排空管線、晶漿排出管線、細(xì)晶排出管線和稠厚緩沖罐均連接有沖洗管線，能夠有效防止本實用新型中各個管線結(jié)晶堵塞；

(4)本實用新型中，反應(yīng)結(jié)晶器設(shè)置為上寬下窄錐形結(jié)構(gòu)，具備粒度分級功能，粒度較小的小蘇打結(jié)晶懸浮在反應(yīng)結(jié)晶器中上部，通過細(xì)晶排出管線排出，粒度較大的小蘇打結(jié)晶沉到反應(yīng)結(jié)晶器的中下部，通過晶漿排出管線導(dǎo)入到稠厚緩沖罐中，經(jīng)過稠厚干燥可得到大粒度小蘇打產(chǎn)品；

(5)本實用新型，無需采用傳統(tǒng)意義上的大型碳化塔進(jìn)行碳化的工藝流程，即可實現(xiàn)產(chǎn)品粒度增大，操作簡單，各項指標(biāo)均達(dá)到行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，工業(yè)上能夠連續(xù)生產(chǎn)粒徑處于20目-60目之間的大顆粒小蘇打產(chǎn)品。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型中氣體鼓泡器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型生產(chǎn)的小蘇打產(chǎn)品粒度和質(zhì)量百分比分布圖；

圖4是本實用新型生產(chǎn)的小蘇打產(chǎn)品的顯微鏡10×40倍的放大照片；

圖5是本實用新型生產(chǎn)的小蘇打產(chǎn)品掃描電鏡照片。

附圖標(biāo)記:1反應(yīng)結(jié)晶器；2備用口；3第一壓力表；4溫度控制儀表；5氣 體鼓泡器；6尾氣回收管線；7混合氣輸入管線；8液體排空管線；9堿液循環(huán)出口；10堿液循環(huán)管線；11堿液循環(huán)入口；12第一閥門；13晶漿循環(huán)泵；14母液管線；15堿液輸入管線；16調(diào)節(jié)閥；17細(xì)晶排出管線；18第一液位聯(lián)鎖控制儀表；19晶漿排出口；20晶漿排出管線；21攪拌器；22稠厚緩沖罐；23晶漿泵；24離心機；25晶漿稠厚管線；26第二液位聯(lián)鎖控制儀表；27沖洗管線；28第二閥門；29殘留液體排放管線；30備用管線。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的描述。

如圖1和圖2所示，本實用新型的一種生產(chǎn)大粒度小蘇打的裝置，包括設(shè)置有備用口2、第一壓力表3、溫度控制儀表4和氣體鼓泡器5的反應(yīng)結(jié)晶器1，所述氣體鼓泡器5由燒結(jié)管構(gòu)成，設(shè)置為內(nèi)外雙環(huán)高度對稱結(jié)構(gòu)，且外環(huán)設(shè)置有二十四個均勻分布的鼓泡口，內(nèi)環(huán)設(shè)置有十六個均勻分布的鼓泡口。所述反應(yīng)結(jié)晶器1設(shè)置為上寬下窄的錐形結(jié)構(gòu)，在循環(huán)流體的作用下，粒度較小的產(chǎn)品浮在反應(yīng)結(jié)晶器1的中上部，粒度較大的產(chǎn)品分布在反應(yīng)結(jié)晶器1的中下部。所述反應(yīng)結(jié)晶器1頂部連接有尾氣回收管線6，所述反應(yīng)結(jié)晶器1底部連接有混合氣輸入管線7和液體排空管線8。所述反應(yīng)結(jié)晶器1的堿液循環(huán)出口9均通過堿液循環(huán)管線10與堿液循環(huán)入口11相連通，所述堿液循環(huán)管線10設(shè)置有第一閥門12和晶漿循環(huán)泵13，所述堿液循環(huán)管線10分別與母液管線14和堿液輸入管線15相連通，所述堿液循環(huán)管線10連通有殘留液體排放管線29。所述反應(yīng)結(jié)晶器1的細(xì)晶排出口連接有帶調(diào)節(jié)閥16的細(xì)晶排出管線17，所述調(diào)節(jié)閥16的進(jìn)液口和出液口之間連通有帶第二閥門28的備用管線30，所述調(diào)節(jié)閥16的左右兩端均可設(shè)置有閥門。所述反應(yīng)結(jié)晶器1連接有控制調(diào)節(jié)閥16的第一液位聯(lián)鎖控制儀表18。所述反應(yīng)結(jié)晶器1的晶漿排出口19通過晶漿排出管線20連接有帶攪拌器21的稠厚緩沖罐22，所述稠厚緩沖罐22底部連接有晶漿稠厚管線25，所述晶漿稠厚管線25連通有殘留液體排放管線29，所述晶漿稠厚管線25沿液體輸送方向設(shè)置有晶漿泵23和離心機24，所述晶漿泵23至少并聯(lián)設(shè)置有兩個，所述稠厚緩沖罐22連接有控制晶漿泵23的第二液位聯(lián)鎖控制儀表26，所述晶漿泵23與稠厚緩沖罐22之間通過第二液位連鎖控制儀表26控制流量，最終將稠厚后的碳酸氫鈉結(jié)晶連續(xù)輸送至離心機24初步脫水。所述母液管線14、堿液輸入管線15、液體 排空管線8、晶漿排出管線20、細(xì)晶排出管線17和稠厚緩沖罐22上部均連接有沖洗管線27，所述沖洗管線27可以是熱水沖洗管線，也可以是蒸汽沖洗管線等。另外，根據(jù)實際需要本實用新型中各線路均可設(shè)置閥門、流量計和壓力表，例如混合氣輸入管線7、母液管線14、堿液輸入管線15、殘留液體排放管線29、晶漿排出管線20、沖洗管線27、晶漿稠厚管線25和液體排空管線8等。

本實用新型中，所述反應(yīng)結(jié)晶器1具備粒度分級功能。所述反應(yīng)結(jié)晶器1底部相連接的混合氣體輸入管線7可作為本實用新型中的氣體分布系統(tǒng)，混合氣體進(jìn)入反應(yīng)結(jié)晶器1后，通過氣體鼓泡器5均勻的分布在反應(yīng)結(jié)晶器1內(nèi)部，氣液接觸更加充分。所述反應(yīng)結(jié)晶器1中上部堿液循環(huán)出口9和堿液循環(huán)入口11之間連接的帶第一閥門12和晶漿循環(huán)泵13的堿液循環(huán)管線10可作為本實用新型的外循環(huán)系統(tǒng)。所述外循環(huán)系統(tǒng)主要是利用外循環(huán)的方式使反應(yīng)結(jié)晶器1內(nèi)部的結(jié)晶液呈現(xiàn)流動狀態(tài)，并稀釋反應(yīng)結(jié)晶器1進(jìn)料液。所述外循環(huán)系統(tǒng)，優(yōu)選管式混合器方式，液體循環(huán)流量與進(jìn)堿液流量比為10-200:1，優(yōu)選50:1。所述堿液輸入管線15、晶漿排出管線20和母液管線14共同構(gòu)成本實用新型的固液比調(diào)控系統(tǒng)。所述固液比控制系統(tǒng)主要是控制整個反應(yīng)結(jié)晶器1內(nèi)部晶體顆粒的質(zhì)量百分含量。所述固液比調(diào)控系統(tǒng)，優(yōu)選在所述外循環(huán)系統(tǒng)作用下，通過母液返回的方式來調(diào)控反應(yīng)結(jié)晶器1內(nèi)固液比。所述細(xì)晶排出管線17可作為本實用新型的細(xì)晶消除系統(tǒng)，所述細(xì)晶消除系統(tǒng)主要是控制整個反應(yīng)結(jié)晶器體系當(dāng)中的晶體顆粒數(shù)量和晶體顆粒粒度大小。所述細(xì)晶消除系統(tǒng)，優(yōu)選從反應(yīng)結(jié)晶器1中上部小顆粒晶體分布區(qū)引出一根管線，通過第一液位聯(lián)鎖控制儀表18控制調(diào)節(jié)閥16，進(jìn)而控制反應(yīng)結(jié)晶器1的細(xì)晶液體流量，自動排出粒度較小的碳酸氫鈉細(xì)晶。

本實用新型的生產(chǎn)過程：在開車初期，在反應(yīng)體系當(dāng)中預(yù)先加入晶種，一種是由反應(yīng)結(jié)晶器1的備用口2加入一定數(shù)量和粒徑的固體小蘇打顆粒，打開母液管線14經(jīng)過堿液循環(huán)管線10送入反應(yīng)結(jié)晶器1內(nèi)部，讓母液和固體顆粒充分混合形成晶漿液(此溫度下，固體小蘇打顆粒被母液溶解的很少)，另一種從公司小蘇打裝置中碳化塔的出堿液口引出一根管線，將帶有晶漿的堿液從備用口2引入到反應(yīng)結(jié)晶器1中。晶種添加方式，生產(chǎn)中可根據(jù)實際情況選擇上述的一種或兩種。

待反應(yīng)結(jié)晶器1內(nèi)的液位剛剛沒過堿液循環(huán)出口9時，打開堿液輸入管線15和混合氣輸入管線7，讓原料和二氧化碳?xì)怏w在反應(yīng)結(jié)晶器1內(nèi)充分反應(yīng)。所述 堿液輸入管線15輸送的是預(yù)先配置成濃度為20tt的溶有碳酸鈉凈化后的堿液，待體系循環(huán)穩(wěn)定建立之后調(diào)整母液進(jìn)入量。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，體系內(nèi)部的小蘇打晶漿數(shù)目在不斷的增多，通過外循環(huán)管線，可以延長晶漿在反應(yīng)結(jié)晶器1內(nèi)部的反應(yīng)和停留時間，使晶體長大；與此同時，在外循環(huán)系統(tǒng)的作用下，體系當(dāng)中較小的細(xì)晶懸浮在反應(yīng)結(jié)晶器1的中上部，較大顆粒的小蘇打沉降在反應(yīng)結(jié)晶器1的中下部，上部的細(xì)晶通過細(xì)晶排出管線17排出，達(dá)到控制體系內(nèi)部晶種數(shù)目和粒度的目的，排出的細(xì)晶流量根據(jù)第一液位聯(lián)鎖控制儀表18來自動調(diào)節(jié)。中下部結(jié)晶尺寸較大的晶漿通過晶漿排出管線20排放至稠厚緩沖罐22，晶漿液在稠厚緩沖罐22中稠厚之后，經(jīng)由晶漿泵23輸送至離心機24，最終將離心之后的小蘇打濕料進(jìn)行氣流干燥，水分含量達(dá)標(biāo)后，冷卻得到小蘇打成品?？筛鶕?jù)實際需要對本實用新型小蘇打生產(chǎn)過程中的控制參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

本實用新型的具體實施過程：

第一階段生產(chǎn)過程(引碳化塔晶漿管線中的晶漿液作為晶種)：

從公司現(xiàn)有小蘇打裝置中碳化塔出堿液口引出一根管線，將帶有晶漿的堿液從備用口2引入到反應(yīng)結(jié)晶器1中，與此同時打開母液管線14和堿液循環(huán)管線10控制整個反應(yīng)結(jié)晶器1內(nèi)部的固液比為0.05-0.15:1，待液位達(dá)到設(shè)定值之后，開啟堿液輸入管線15和混合氣輸入管線7，堿液的進(jìn)液量為0.51m³/h-1m³/h，混合氣體進(jìn)氣量控制在70m³/h-80m³/h，使原料間充分反應(yīng)，反應(yīng)過程中調(diào)整母液輸送量，細(xì)晶排出液流量由第一液位聯(lián)鎖控制儀表18控制，反應(yīng)后的晶漿液通過堿液循環(huán)管線10不斷地進(jìn)行外部循環(huán)，延長在反應(yīng)結(jié)晶器1內(nèi)的反應(yīng)和結(jié)晶時間。尺寸較大的晶漿液從晶漿排出管線20排出至稠厚緩沖罐22中進(jìn)行稠厚，經(jīng)過晶漿泵23送入離心機24，最終將離心之后的小蘇打濕料進(jìn)行氣流干燥，水分含量達(dá)標(biāo)后，冷卻得到小蘇打成品，產(chǎn)品指標(biāo)達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

經(jīng)檢測：得到的產(chǎn)品粒徑<120目(粒徑>125μm)的質(zhì)量含量>65％，80目-120目(125μm﹤粒徑﹤180μm)的質(zhì)量含量>50％，40目-80目(180μm﹤粒徑﹤420μm)的質(zhì)量含量>5％，<40目(粒徑>420μm)>10％。

第二階段生產(chǎn)過程(自配晶漿作為晶種)：

將第一階段生產(chǎn)的粒徑為40-80目小蘇打固體顆粒從反應(yīng)結(jié)晶器1的備用口2加入，打開母液管線14和堿液循環(huán)管線10控制整個反應(yīng)結(jié)晶器1內(nèi)部的固液比為5％-15％。待液位達(dá)到設(shè)定值之后，開啟堿液輸入管線15和混合氣輸入管線 7，堿液的進(jìn)液量為0.51m³/h-1m³/h，混合氣體進(jìn)氣量控制在70m³/h-80m³/h，使原料間充分反應(yīng)，反應(yīng)過程中調(diào)整母液輸送量，細(xì)晶排出液流量由第一液位聯(lián)鎖控制儀表18控制，反應(yīng)后的晶漿液通過堿液循環(huán)管線10不斷地進(jìn)行外部循環(huán)，延長在反應(yīng)結(jié)晶器1內(nèi)的反應(yīng)和結(jié)晶時間。尺寸較大的晶漿液從晶漿排出管線20排出至稠厚緩沖罐22中進(jìn)行稠厚，經(jīng)過晶漿泵23送入離心機24，最終將離心之后的小蘇打濕料進(jìn)行氣流干燥，水分含量達(dá)標(biāo)后，冷卻得到小蘇打成品，產(chǎn)品指標(biāo)達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

經(jīng)檢測：得到的產(chǎn)品<80目(粒徑>180μm)質(zhì)量含量>75％，40目-80目(180μm<粒徑<420μm)質(zhì)量含量>40％，<40目(粒徑>420μm)>35％。

從圖3中可以看出，本實用新型生產(chǎn)出的產(chǎn)品的平均粒徑達(dá)到了363.1μm。另外，從圖4和圖5可以看出，本實用新型生產(chǎn)出的產(chǎn)品主要是以棒狀形式存在，主要是通過結(jié)晶的方式長大，而非后續(xù)造粒加工實現(xiàn)粒徑的增大。

盡管上面結(jié)合附圖對本實用新型的功能及工作過程進(jìn)行了描述，但本實用新型并不局限于上述的具體功能和工作過程，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本實用新型的保護之內(nèi)。