一种高效自循环湿法连续制备红矾钠的系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高效自循环湿法连续制备红矾钠的系统，包括：打浆罐，与打浆罐通过料液输送管道依次连接的第一输送泵、预热装置、液相氧化反应装置、闪蒸装置、第一分离装置、第一浓缩装置、碳化装置、第二分离装置、电解槽、第二浓缩装置、冷却结晶装置和离心装置；供氧装置，其用于向液相氧化反应装置通入氧气；其中，预热分解产生的CO2、氧化产生的CO2和蒸汽、以及闪蒸产生的蒸汽可输送至浓缩装置，蒸汽用于料液浓缩，CO2气体输入碳化装置用于碳化反应；第二分离装置中分离得到的含铬碳酸氢钠可输送至打浆罐用作配料。本发明专利技术中，将副产的、蒸汽及碳酸氢钠用于碳化、料液浓缩及配料，实现了钠元素、CO2和热能高效自循环利用，减少了能源的浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种高效自循环湿法连续制备红矾钠的系统
本专利技术属于红矾钠的制备领域，特别涉及一种高效自循环湿法连续制备红矾钠的系统。
技术介绍
红矾钠作为铬盐基础产品是重要的无机化工原料之一，在国民经济中占有重要地位，具有十分广泛的用途。其传统生产工艺前端采用铬铁矿、纯碱、返渣等原料在回转窑内于1000℃以上煅烧，焙烧熟料经浸取得到铬酸钠溶液，后端采用硫酸酸化铬酸钠得到红矾钠溶液，经蒸发结晶脱水得到红矾钠产品。但该生产工艺装置存在严重二次污染、资源浪费、能耗高、生产效率低等问题，对当地环境造成极大危害，严重制约铬盐行业的可持续发展。因此，为解决传统工艺装置存在的缺陷，寻求新的工艺技术迫在眉睫。在CN201210466756中公开了“一步法制备红矾钠的方法”，文献中提到红矾钠的制备采用铬铁粉末、含钠碱和水的分散体在氧气存在下、在二氧化碳催化剂存在下于一定温度和压力下进行水热氧化反应，经补充酸化得到重铬酸钠溶液，该工艺突破了传统工艺，大大缩短了工艺流程，且能耗低，生产环境友好，是制备红矾钠的有利生产途径。但该工艺对生产设备有极大的要求，且需煅烧副产物碳酸氢钠，人工劳动强度增加，生产装置无法满足连续生产，资源无法得到完全利用，所产生的热量回收利用率低。因此，改善新的生产装置已成趋势。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种高效自循环湿法连续制备红矾钠的系统，其实现了制备红矾钠过程中钠元素、二氧化碳和热能的高效自循环利用，减少了能源的浪费，综合利用了工艺过程中产生的副产物。为了实现根据本专利技术的这些目的和其他优点，提供了一种高效自循环湿法连续制备红矾钠的系统，包括：打浆罐，其上设置有输入原料碳酸氢钠、铬铁粉、碳酸钠和水的入料口；打浆罐通过料液输送管道依次连接第一输送泵、预热装置、液相氧化反应装置、闪蒸装置、第一分离装置、第一浓缩装置、碳化装置、第二分离装置、电解槽、第二浓缩装置、冷却结晶装置和离心装置；供氧装置，其与所述液相氧化反应装置通过管道连接；用于向所述液相氧化反应装置通入氧气；其中，所述所述预热装置中预热分解产生的CO2、液相氧化反应装置中氧化产生的CO2和蒸汽、以及闪蒸装置中产生的蒸汽通过气体输送管道输送至第一浓缩装置和第二浓缩装置，蒸汽用于料液浓缩；CO2气体分别从第一浓缩装置和第二浓缩装置的输气口输出并通过冷冻干燥机除水、CO2压缩机压缩后输入所述碳化装置用于碳化反应；所述第二分离装置中分离得到的含铬碳酸氢钠可通过管道输送至打浆罐的入料口用作配料。优选的是，所述打浆罐的入料口有四个，分别为碳酸氢钠入口、铬铁粉入口、碳酸钠入口和水入口。优选的是，所述供氧装置包括氧气空分装置、氧气压缩机和氧气缓冲罐，氧气压缩机分别与所述氧气空分装置和氧气缓冲罐连通，所述氧气缓冲罐与所述液相氧化反应装置通过管道连通。优选的是，所述第一浓缩装置上设置有第一浓缩装置排汽口，所述第二浓缩装置上设置有第二浓缩装置排汽口。优选的是，所述第一分离装置和第二分离装置均为立式自动板框压滤机。优选的是，所述预热装置上设置有用于检测预热装置内温度的温度计。优选的是，所述闪蒸装置为四级闪蒸罐。优选的是，所述液相氧化反应装置和闪蒸装置之间的料液输送管道上连接第二输送泵；所述闪蒸装置和第一分离装置之间的料液输送管道上连接第三输送泵；所述第一浓缩装置和碳化装置之间的料液输送管道上连接第四输送泵；所述碳化装置和第二分离装置之间的料液输送管道上连接第五输送泵；所述电解槽和第二浓缩装置之间的料液输送管道上连接第六输送泵；所述第二浓缩装置与冷却结晶装置之间的料液输送管道上连接第七输送泵；所述冷却结晶装置与离心装置之间的料液输送管道上连接第八输送泵。本专利技术至少包括以下有益效果：(1)清洁生产：完成了红矾钠全流程湿法连续制备工艺技术，彻底改变了传统的旋窑煅烧生产模式，实现红矾钠制造工艺系统全封闭，无三废排放，减少环境污染，达成工业规模的红矾钠清洁生产。(2)实现资源高效循环综合利用体系：在本专利技术中，后端碳化工段所产生的碳酸氢钠经输送管道通入前端铬铁液相氧化工段，将氧化反应副产的二氧化碳及蒸汽用于后端铬酸钠碳化和料液浓缩，实现了钠元素、二氧化碳和热能高效自循环利用，减少能源的浪费，综合利用工艺过程所产生的副产物。(3)降低红矾钠制造成本：本专利技术改变铬盐传统粗放式的反应、过滤、蒸发等方式，引进并自主开发了立式自动板框压滤机、高效蒸发器、氧化反应器、碳化反应器、化工泵冷却水自动控制系统等关键装置及配套设备，系统的解决了碳酸氢钠“结疤”、设备磨损大、铬收率低等问题，大幅度降低红矾钠制造成本。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明：图1为本专利技术所述的高效自循环湿法连续制备红矾钠的系统的结构示意图；图2为本专利技术一个实施例中所述的卧式反应釜的结构示意图。具体实施方式：下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。图1示出了本专利技术所述的一种高效自循环湿法连续制备红矾钠的系统，包括：打浆罐5，其上设置有输入原料的碳酸氢钠入口1、铬铁粉入口2、碳酸钠入口3和水入口4；打浆罐5通过料液输送管道依次连接第一输送泵7、预热装置8、液相氧化反应装置17、闪蒸装置21、第一分离装置26、第一浓缩装置30、碳化装置35、第二分离装置39、电解槽43、第二浓缩装置46、冷却结晶装置51和离心装置54；供氧装置12，其与所述液相氧化反应装置17通过管道连接；用于向所述液相氧化反应装置17通入氧气；其中，所述预热装置8中预热分解产生的CO2、液相氧化反应装置17中氧化产生的CO2和蒸汽、以及闪蒸装置21中产生的蒸汽通过气体输送管道64输送至第一浓缩装置30和第二浓缩装置46，输送来的蒸汽用于料液浓缩；CO2气体分别从第一浓缩装置30的第一输气口19和第二浓缩装置46的第二输气口65输出并通过冷冻干燥机66除水、CO2压缩机67压缩后输入所述碳化装置35用于碳化反应；所述第二分离装置39中分离得到的含铬碳酸氢钠可通过管道输送至打浆罐5的碳酸氢钠入口1用作配料。在这种技术方案中，原料碳酸氢钠、铬铁粉、碳酸钠和水分别从碳酸氢钠入口1、铬铁粉入口2、碳酸钠入口3和水入口4加入打浆罐5打浆，打浆后的料液从浆料出口6输出，经过第一输送泵7从料液输送管道输送至预热装置入料口9后进入预热装置8，预热的料液经料液输送管道输送至液相氧化反应装置入料口11后进入液相氧化反应装置17；同时，供氧装置12将氧气输送至液相氧化反应装置氧气入口16后进入液相氧化反应装置用于反应；在液相氧化反应装置17中反应后产生的料液经液相氧化反应装置出料口20输出后通过闪蒸装置入料口22进入闪蒸装置21；在闪蒸装置21中对料液进行处理后，将料液从闪蒸装置出料口24输出后通过第一分离装置入料口25进入第一分离装置26；在此过程中，所述预热装置8中预热分解产生的CO2、液相氧化反应装置17中氧化产生的CO2和蒸汽、以及闪蒸装置21中产生的蒸汽分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效自循环湿法连续制备红矾钠的系统，其特征在于，包括：打浆罐，其上设置有输入原料碳酸氢钠、铬铁粉、碳酸钠和水的入料口；打浆罐通过料液输送管道依次连接第一输送泵、预热装置、液相氧化反应装置、闪蒸装置、第一分离装置、第一浓缩装置、碳化装置、第二分离装置、电解槽、第二浓缩装置、冷却结晶装置和离心装置；供氧装置，其与所述液相氧化反应装置通过管道连接；用于向所述液相氧化反应装置通入氧气；其中，所述所述预热装置中预热分解产生的CO2、液相氧化反应装置中氧化产生的CO2和蒸汽、以及闪蒸装置中产生的蒸汽通过气体输送管道输送至第一浓缩装置和第二浓缩装置，蒸汽用于料液浓缩；CO2气体分别从第一浓缩装置和第二浓缩装置的输气口输出并通过冷冻干燥机除水、CO2压缩机压缩后输入所述碳化装置用于碳化反应；所述第二分离装置中分离得到的含铬碳酸氢钠可通过管道输送至打浆罐的入料口用作配料。

【技术特征摘要】
1.一种高效自循环湿法连续制备红矾钠的系统，其特征在于，包括：打浆罐，其上设置有输入原料碳酸氢钠、铬铁粉、碳酸钠和水的入料口；打浆罐通过料液输送管道依次连接第一输送泵、预热装置、液相氧化反应装置、闪蒸装置、第一分离装置、第一浓缩装置、碳化装置、第二分离装置、电解槽、第二浓缩装置、冷却结晶装置和离心装置；供氧装置，其与所述液相氧化反应装置通过管道连接；用于向所述液相氧化反应装置通入氧气；其中，所述所述预热装置中预热分解产生的CO2、液相氧化反应装置中氧化产生的CO2和蒸汽、以及闪蒸装置中产生的蒸汽通过气体输送管道输送至第一浓缩装置和第二浓缩装置，蒸汽用于料液浓缩；CO2气体分别从第一浓缩装置和第二浓缩装置的输气口输出并通过冷冻干燥机除水、CO2压缩机压缩后输入所述碳化装置用于碳化反应；所述第二分离装置中分离得到的含铬碳酸氢钠可通过管道输送至打浆罐的入料口用作配料。2.如权利要求1所述的高效自循环湿法连续制备红矾钠的系统，其特征在于，所述打浆罐的入料口有四个，分别为碳酸氢钠入口、铬铁粉入口、碳酸钠入口和水入口。3.如权利要求1所述的高效自循环湿法连续制备红矾钠的系统，其特征在于，所述供氧装置包括氧气空分装置、氧气压缩机和氧气缓冲罐，氧气压缩机分别与所述氧气空分装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：李先荣，陈宁，董明甫，王方兵，黄先东，周杨，
申请(专利权)人：四川省银河化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51