一种硫酸钠结晶和还原系统技术方案

本实用新型专利技术涉及化工设备领域，公开了一种硫酸钠结晶和还原系统，包括还原炉、结晶釜，还包括蒸气收集罐；所述结晶釜内设有盘管，所述盘管连接至蒸气收集罐和冷源；所述结晶釜上连接有进液管和排放管；所述排放管具有第一出口和第二出口，所述第一出口通过第一泵、第一管道连接至还原炉；所述还原炉上连接有冷却夹套；所述冷却夹套上连接有进水管和蒸气排放管；所述蒸气排放管连接至蒸气收集罐。该系统采用低温结晶、高温脱水、高温还原并利用还原余热将水合硫酸钠脱水成为硫酸钠粉末的工艺路线来收集硫酸钠并还原，其工艺流程简单、能源利用率高。源利用率高。源利用率高。

【技术实现步骤摘要】
一种硫酸钠结晶和还原系统


[0001]本技术涉及化工设备领域，尤其涉及一种硫酸钠结晶和还原系统。

技术介绍

[0002]CN105460941A公开了一种利用硫酸钠生产硅酸钠的方法，该方法也可以应用于生产水玻璃或白炭黑。该方法包括如下步骤：(1)原料准备：将硫酸钠、石英砂和还原剂按一定质量比装入熔融还原炉；(2)还原反应：原料在熔融还原炉内经加热反应、同时进行搅拌；(3)获得产品：反应结束后生成的硅酸钠熔体水淬制成硅酸钠产品，反应产生的SO2气体收集制备浓硫酸。
[0003]该方案仅仅考虑到通过硫酸钠还原来制备硫化钠或其他产品；
[0004]具体到本方案的基于冶炼尾气含硫废气的脱硫液体的硫酸钠该如何制备该文件并未提及。
[0005]关于从溶液中提取硫酸钠，有如下文献公开：
[0006]CN114804484A公开一种焦化废水结晶分离装置，其至少包括能够分别对分离出的至少两种焦化废水成分进行结晶处理的结晶组件，焦化废水在分离组件中分离出的过滤液和截留液分别选择性地进入所述结晶组件的不同蒸发结晶通道中，从而通过不同的蒸发工序分别完成过滤液和截留液的盐分蒸发结晶处理，其中，所述结晶组件上还设置有能够依次对分离处理后的过滤液和截留液进行预加热的预热单元，所述预热单元包覆在所述结晶组件的液流支路上，使得所述预热单元能够同时期且有序地完成过滤液和截留液的预加热处理。
[0007]该方案通过蒸发浓缩的方式结晶，获取硫酸钠。
[0008]CN210559482U公开一种冷冻结晶除硫酸钠装置，属于结晶装置领域，包括冷析罐，外部冷却器；还包括提升泵，冷却盘管，沉降筒，搅拌机构，清洗刷板组件；外部冷却器的顶部设有冷却液回流管，清洗刷板组件与搅拌机构同步旋转并清除冷析罐内壁上的硫酸钠结晶层。
[0009]该方案提出了通过降温来析出硫酸钠，并通过刮板来去除结晶物。
[0010]以上多种方案并未给出针对硫酸钠的较为简单、可靠的结晶和收集的方法。
[0011]所以，本技术需要解决的技术问题是：如何采用较为简单的工艺流程实现硫酸钠结晶和还原，并实现能源的有效利用。

技术实现思路

[0012]本技术的主要目的是提供一种硫酸钠结晶和还原系统，该系统采用低温结晶、高温脱水、高温还原并利用还原余热将水合硫酸钠脱水成为硫酸钠粉末的工艺路线来收集硫酸钠并还原，其工艺流程简单、能源利用率高。
[0013]为实现上述目的，本申请所采用的技术方案：
[0014]一种硫酸钠结晶和还原系统，包括还原炉、结晶釜，还包括蒸气收集罐；所述结晶
釜内设有盘管，所述盘管连接至蒸气收集罐和冷源；所述结晶釜上连接有进液管和排放管；所述排放管具有第一出口和第二出口，所述第一出口通过第一泵、第一管道连接至还原炉；所述还原炉上连接有冷却夹套；所述冷却夹套上连接有进水管和蒸气排放管；所述蒸气排放管连接至蒸气收集罐。
[0015]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0016]本技术采用结晶釜通过降温的方式来进行结晶得到水合硫酸钠晶体，然后排空液体，通入蒸汽加热水合硫酸钠晶体，得到硫酸钠粉末，并将硫酸钠以浆料的形式导入到还原炉进行还原；当还原炉过热时，采用夹套水冷的方式进行控温，水冷产生的蒸气作为水合硫酸钠晶体脱水的热源；其具有工艺流程简单、能源利用率高的优势。
附图说明
[0017]图1为实施例1的结构示意图。
具体实施方式
[0018]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0019]实施例1
[0020]参考图1，一种硫酸钠结晶和还原系统，包括还原炉1、结晶釜2，还包括蒸气收集罐3；所述结晶釜2内设有盘管4，所述盘管4连接至蒸气收集罐3和冷源；所述结晶釜2上连接有进液管5和排放管6；所述排放管6具有第一出口7和第二出口8，所述第一出口7通过第一泵9、第一管道10连接至还原炉1；所述还原炉1上连接有冷却夹套11；所述冷却夹套11上连接有进水管12和蒸气排放管13；所述蒸气排放管13连接至蒸气收集罐3。
[0021]在本实施例中，所述结晶釜2可采用常用的反应釜并内置盘管4的方式进行实现；也可以采用专门设计的结晶釜2来进行；冷源一般为冷却水(如冰水或过冷盐水)；热源为蒸气收集罐3内的蒸气；当接近饱和的硫酸钠溶液导入到结晶釜2内后，盘管4导入冷源，将溶液降温，硫酸钠以水合硫酸钠的形式析出，此时盘管4不仅仅作为冷源的载体，还作为结晶的过程中的附着体。硫酸钠晶体在盘管4上结晶；温度越低，结晶程度越高；当结晶结束后，从第二出口8将釜内溶液排空，盘管4通入热源即蒸气收集罐3内的蒸气(一般为带压蒸气)，对盘管4进行加热，釜内温度加热到100℃以上，水合硫酸钠受热脱水形成硫酸钠粉末，硫酸钠粉末从盘管脱落，以粉体的形式积聚在结晶釜2的底部，此时向釜内注入少量的去离子水，形成硫酸钠、饱和硫酸钠溶液的浆料，通过第一泵9、第一管道10导入到还原炉1中进行还原。还原炉1在还原过程中，需要导入高温烟气或其他高温气体以加热还原炉1，整个还原过程需要保持炉内温度比较平稳，因此需要在还原炉1外设夹套，以适时地通入冷却水进行控温，冷却水被加热后产生的蒸气导入到蒸气收集罐3内。
[0022]优选地，所述进液管5、第一出口7、第二出口8、盘管4和蒸气收集罐3连接的位置、盘管4和冷源的连接的位置均设有阀门。
[0023]在实际生产过程中，所述结晶釜2为两个或三个或四个且并联。
[0024]一般来说，结晶釜2至少一个在结晶，另外一个处于空釜或加热脱水的状态。两个或多个釜交替进行降温结晶和升温脱水的操作。
[0025]在本实施例中，所述硫酸钠可以来源于其他外设工序，也可以来源于二氧化硫吸收塔，该吸收塔具体为喷淋塔14，所述喷淋塔14用于采用碱液吸收烟气中的二氧化硫；所述喷淋塔14的塔釜15和进液管5之间设有蒸发浓缩器21；所述喷淋塔14的塔釜15和第二出口8通过第二泵16连接；所述第二泵16用于将结晶釜2内的液体泵入塔釜15内。
[0026]塔釜15排入蒸发浓缩器21内的液体中亚硫酸钠的浓度一般为5
‑
15wt％，蒸发浓缩器21将亚硫酸钠的浓度浓缩到35
‑
50wt％；
[0027]碱液为氢氧化钠溶液，氢氧化钠和二氧化硫反应，生成亚硫酸钠，因此，在结晶釜2内还应该设有用于使亚硫酸钠氧化成硫酸钠的氧化剂供应模块，比如用于产生臭氧的臭氧发生模块，当然该氧化剂供应模块还可以为通入氧化剂如双氧水的管道。
[0028]塔釜15的液体通过泵抽到喷淋塔14的喷头，从上而下进行喷淋，以吸收烟气中的二氧化硫。
[0029]结晶釜2内的液体经过结晶后，剩余本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硫酸钠结晶和还原系统，包括还原炉、结晶釜，其特征在于，还包括蒸气收集罐；所述结晶釜内设有盘管，所述盘管连接至蒸气收集罐和冷源；所述结晶釜上连接有进液管和排放管；所述排放管具有第一出口和第二出口，所述第一出口通过第一泵、第一管道连接至还原炉；所述还原炉上连接有冷却夹套；所述冷却夹套上连接有进水管和蒸气排放管；所述蒸气排放管连接至蒸气收集罐。2.根据权利要求1所述的硫酸钠结晶和还原系统，其特征在于，所述进液管、第一出口、第二出口、盘管和蒸气收集罐连接的位置、盘管和冷源的连接的位置均设有阀门。3.根据权利要求1所述的硫酸钠结晶和还原系统，其特征在于，所述结晶釜为两个且并联。4.根据权利要求1所述的硫酸钠结晶和还原系统，其特征在于，还包括喷淋塔，所述喷淋塔用...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴世平，艾小军，吴伟平，
申请(专利权)人：湖南先导新材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：