專利名稱：低溫蒸發(fā)過硫酸鈉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種過硫酸鈉的生產(chǎn)方法，特別是一種蒸發(fā)過硫酸鈉的方法。
背景技術(shù)：
過硫酸鈉在溫度較高的時(shí)候會(huì)分解變性，生成其它的物質(zhì)，得不到需要的物質(zhì)，現(xiàn)有技術(shù)采用低溫蒸發(fā)結(jié)晶過硫酸鈉的方法，采用蒸汽鍋爐，蒸發(fā)器的熱效率低、比能耗高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種低溫蒸發(fā)過硫酸鈉的方法，要解決的技術(shù)問題是降低蒸發(fā)過硫酸鈉的成本。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種低溫蒸發(fā)過硫酸鈉的方法，包括以下步驟一、進(jìn)料，溫度為25°C的飽和過硫酸鈉溶液原液A儲(chǔ)存在原液罐中，由進(jìn)料泵打入板式換熱器內(nèi)， 在板式換熱器內(nèi)的原液A與強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器中的二次蒸汽冷凝液進(jìn)行熱交換，原液A經(jīng)過一次預(yù)熱后，進(jìn)入列管式換熱器，在列管式換熱器內(nèi)，原液A與來自強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的蒸汽不凝氣C以及混在蒸汽不凝氣中的二次蒸汽進(jìn)行熱交換，原液A經(jīng)過二次預(yù)熱后溫度升至 38°C，被送入強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器，在預(yù)熱后的原液A進(jìn)入到強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的同時(shí)，開啟真空泵對(duì)強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器抽真空；二、預(yù)熱后的原液A進(jìn)入強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)加熱蒸發(fā)，達(dá)到蒸發(fā)溫度38°C，過飽和母液從強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的出料口開始進(jìn)入結(jié)晶分離器，關(guān)閉強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的進(jìn)料口，開啟蒸汽壓縮機(jī)、強(qiáng)制循環(huán)泵和結(jié)晶循環(huán)出料泵；三、過飽和母液進(jìn)入結(jié)晶分離器，在結(jié)晶分離器中進(jìn)行閃蒸與汽液分離，過硫酸鈉晶粒在結(jié)晶分離器內(nèi)被淘析、結(jié)晶、緩慢成長(zhǎng)，長(zhǎng)大后的晶粒沉淀在結(jié)晶分離器底部；四、結(jié)晶循環(huán)出料泵將含結(jié)晶母液B抽出，達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)后出料，由泵排出到緩沖反應(yīng)釜，從結(jié)晶分離器出來的二次蒸汽，進(jìn)入蒸汽壓縮機(jī)，二次蒸汽被壓縮后，溫度升高到50°C左右，被送入強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器內(nèi)的蒸發(fā)室加熱原液A，加熱原液A的過程中，蒸汽被冷凝成蒸汽冷凝液由蒸餾水泵經(jīng)板式換熱器與原液A熱交換后排出，其溫度為30°C，預(yù)熱后的原液A進(jìn)入強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器后，與壓縮后升高到50°C的二次蒸汽進(jìn)行換熱，強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器達(dá)到熱平衡；五、含結(jié)晶母液B經(jīng)過離心，離心分離出過硫酸鈉晶粒和母液，再用母液回流泵輸送到，重新進(jìn)入板式換熱器， 加熱、強(qiáng)制循環(huán)加熱蒸發(fā)、結(jié)晶，如此不停循環(huán)，將原液A全部處理完畢，最終產(chǎn)品為蒸餾水 D與過硫酸鈉結(jié)晶。本發(fā)明的步驟一連接在真空泵抽氣口的比例調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)裝置的真空度為0. 09mpa 以下。本發(fā)明的步驟二中的蒸發(fā)壓力控制在60mbar內(nèi)，60分鐘內(nèi)。本發(fā)明的蒸汽壓縮機(jī)的蒸發(fā)量為1. 5t/h。本發(fā)明的強(qiáng)制循環(huán)泵的流量為380m3/h，揚(yáng)程為20m。本發(fā)明的結(jié)晶循環(huán)出料泵的流量為20m3/h，揚(yáng)程為20m。本發(fā)明的含結(jié)晶母液B的合格標(biāo)準(zhǔn)為經(jīng)檢測(cè)固液比達(dá)到1/5且顆粒達(dá)到0. 6mm以上。本發(fā)明的含結(jié)晶母液B未達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，則重新進(jìn)入結(jié)晶分離器進(jìn)行閃蒸與汽液分離。本發(fā)明的熱平衡采用蒸汽壓縮機(jī)來維持強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的熱平衡。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，使用機(jī)械式蒸汽再壓縮蒸發(fā)器蒸發(fā)過硫酸鈉，降低過硫酸鈉蒸發(fā)溫度，節(jié)能環(huán)保，蒸發(fā)1噸水的能耗大約是傳統(tǒng)蒸發(fā)器的1/6到1/5，完全擺脫了對(duì)蒸汽鍋爐的依賴，只要有電就能使用，而且自動(dòng)化程度高，全自動(dòng)工作流程，不需要人工監(jiān)控。


圖1是本發(fā)明采用設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示，本發(fā)明的低溫蒸發(fā)過硫酸鈉的方法，包括以下步驟一、進(jìn)料，溫度為25°C的飽和過硫酸鈉溶液原液A儲(chǔ)存在原液罐中，由進(jìn)料泵打入板式換熱器1內(nèi)，在板式換熱器1內(nèi)的原液A與強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器9中的二次蒸汽冷凝液進(jìn)行熱交換。原液A經(jīng)過一次預(yù)熱后，進(jìn)入列管式換熱器8，在列管式換熱器8內(nèi)，原液A與來自強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器9的蒸汽不凝氣C以及混在蒸汽不凝氣中的二次蒸汽進(jìn)行熱交換。原液 A經(jīng)過二次預(yù)熱后溫度升至38°C，被送入強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器9，在預(yù)熱后的原液A進(jìn)入到強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器9的同時(shí)，開啟真空泵5對(duì)強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器9抽真空，連接在真空泵5抽氣口的比例調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)裝置的真空度為0. 09mpa以下。二、預(yù)熱后的原液A進(jìn)入強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器9進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)加熱蒸發(fā)蒸發(fā)壓力控制在60mbar內(nèi)，60分鐘內(nèi)，達(dá)到蒸發(fā)溫度38°C，過飽和母液從強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器9的出料口開始進(jìn)入結(jié)晶分離器11，關(guān)閉強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器9的進(jìn)料口，開啟蒸汽壓縮機(jī)10、強(qiáng)制循環(huán)泵6 和結(jié)晶循環(huán)出料泵7，蒸汽壓縮機(jī)10蒸發(fā)量1. 5t/h，強(qiáng)制循環(huán)泵6流量380m3/h，揚(yáng)程20m， 結(jié)晶循環(huán)出料泵7流量20m3/h，揚(yáng)程20m。三、過飽和母液進(jìn)入結(jié)晶分離器11，在結(jié)晶分離器11中進(jìn)行閃蒸與汽液分離，通過強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器9，將物料從38°C加熱至40°C，由于與結(jié)晶分離器11內(nèi)存在3米液位差，此時(shí)沸點(diǎn)高于物料溫度，沒有蒸發(fā)，物料進(jìn)入壓力較低的結(jié)晶分離器11后，沸點(diǎn)降低到 38°C，因此物料在分離器內(nèi)迅速沸騰汽化并進(jìn)行兩相分離。本裝置中氣液分離的原理是利用氣液兩相密度不同，此時(shí)氣相密度為0. 046kg/m3而液相密度為1000kg/m3，，進(jìn)行重力沉降，上升流速控制在2m/s以內(nèi)，分離效果比較理想。過硫酸鈉晶粒在結(jié)晶分離器11內(nèi)被淘析、結(jié)晶、緩慢成長(zhǎng)，長(zhǎng)大后的晶粒沉淀在結(jié)晶分離器11底部。四、結(jié)晶循環(huán)出料泵7將含結(jié)晶母液B抽出，含結(jié)晶母液B的合格標(biāo)準(zhǔn)為經(jīng)檢測(cè)固液比達(dá)到1/5且顆粒達(dá)到0. 6mm以上，達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)后出料，由泵排出到緩沖反應(yīng)釜。如果未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，則重新進(jìn)入結(jié)晶分離器11進(jìn)行閃蒸與汽液分離。從結(jié)晶分離器11出來的二次蒸汽，進(jìn)入蒸汽壓縮機(jī)10，二次蒸汽被壓縮后，溫度升高到50°C左右，被送入強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器9內(nèi)的蒸發(fā)室加熱原液A，加熱原液A的過程中，這部分蒸汽被冷凝成蒸汽冷凝液由蒸餾水泵2經(jīng)板式換熱器1與原液A熱交換后排出，其溫度為30°C。預(yù)熱后的原液A進(jìn)入強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器9后，與壓縮后升高到50°C的二次蒸汽進(jìn)行換熱，強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器9達(dá)到熱平衡，此時(shí)只需要蒸汽壓縮機(jī)10來維持強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器9的熱平衡。五、含結(jié)晶母液B經(jīng)過三足離心機(jī)，(功率7. 5kw,容量200kg/次)，離心分離出過硫酸鈉晶粒和母液，再用母液回流泵輸送到，重新進(jìn)入板式換熱器1，加熱、強(qiáng)制循環(huán)加熱蒸發(fā)、結(jié)晶，如此不停循環(huán)，將原液A全部處理完畢，最終產(chǎn)品為蒸餾水D與過硫酸鈉結(jié)晶。本發(fā)明的低溫蒸發(fā)過硫酸鈉的方法，通過可編程控制器PLC控制處理過程，所有的輸出和輸入信號(hào)，各個(gè)設(shè)備裝置的操作都由其配套的計(jì)算機(jī)完成。如圖1所示，本發(fā)明的低溫蒸發(fā)過硫酸鈉方法，采用以下裝置實(shí)現(xiàn)，所述裝置設(shè)置有換熱器組件，換熱器組件由板式換熱器1和列管式換熱器8串聯(lián)組成，換熱器組件連接強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器9的入口，強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器9的出口連接結(jié)晶分離器11，結(jié)晶分離器11的上部蒸汽出口連接蒸汽壓縮機(jī)10的蒸汽輸入端，蒸汽壓縮機(jī)10的壓縮蒸汽輸出端連接強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器9的蒸汽入口，結(jié)晶分離器11的下部出口經(jīng)強(qiáng)制循環(huán)泵6連接強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器 9的入口，結(jié)晶分離器11的底部出口連接有結(jié)晶循環(huán)出料泵7。其中，板式換熱器1的管程入口連接過硫酸鈉原液A入口，板式換熱器1的管程出口連接列管式換熱器8的管程入口， 列管式換熱器8的管程出口通過強(qiáng)制循環(huán)泵6連接強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器9的入口。同時(shí)，強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器9的蒸餾水出口連接有蒸餾水罐3，蒸餾水罐3通過蒸餾水泵2連接板式換熱器1的殼程蒸餾水入口。強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器9的蒸汽出口連接列管式換熱器8的殼程蒸汽入口，列管式換熱器8的殼程蒸汽出口通過真空泵5連接水罐4，列管式換熱器8的蒸餾水出口連接蒸餾水罐3。實(shí)施例，板式換熱器1采用深圳市瑞升華科技有限公司生產(chǎn)的SUNE001型板式換熱器；列管式換熱器8采用深圳市瑞升華科技有限公司生產(chǎn)的SUNE002型列管式換熱器； 強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器9采用深圳市瑞升華科技有限公司生產(chǎn)的SUNE003型強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器；臥式換熱器采用現(xiàn)有技術(shù)的臥式換熱器；結(jié)晶分離器11采用深圳市瑞升華科技有限公司公司生產(chǎn)的SUNE004型結(jié)晶分離器；蒸汽壓縮機(jī)10采用深圳市瑞升華科技有限公司生產(chǎn)的 SUNE005型機(jī)械式蒸汽再壓縮蒸汽壓縮機(jī)，PLC采用德國(guó)西門子S7-300。本實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)的單效蒸汽蒸發(fā)器的運(yùn)行成本比較運(yùn)行成本的計(jì)算根據(jù)以下數(shù)據(jù)進(jìn)料量本實(shí)施例2. 5t/h，傳統(tǒng)蒸發(fā)器60t/h，蒸發(fā)量本實(shí)施例1. 5t/h，傳統(tǒng)蒸發(fā)器36t/h，出料量本實(shí)施例lt/h，傳統(tǒng)蒸發(fā)器Mt/h，進(jìn)料濃度40%，出料為過硫酸鈉結(jié)晶運(yùn)行能耗比較見表1:表11. 5噸/小時(shí)過硫酸鈉MVR蒸發(fā)量運(yùn)行能耗比較
權(quán)利要求
1.一種低溫蒸發(fā)過硫酸鈉的方法，包括以下步驟一、進(jìn)料，溫度為25°c的飽和過硫酸鈉溶液原液A儲(chǔ)存在原液罐中，由進(jìn)料泵打入板式換熱器(1)內(nèi)，在板式換熱器(1)內(nèi)的原液A與強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器(9)中的二次蒸汽冷凝液進(jìn)行熱交換，原液A經(jīng)過一次預(yù)熱后，進(jìn)入列管式換熱器(8)，在列管式換熱器(8)內(nèi)，原液A與來自強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器(9)的蒸汽不凝氣C以及混在蒸汽不凝氣中的二次蒸汽進(jìn)行熱交換，原液A經(jīng)過二次預(yù)熱后溫度升至38°C， 被送入強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器(9)，在預(yù)熱后的原液A進(jìn)入到強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器(9)的同時(shí)，開啟真空泵(5)對(duì)強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器(9)抽真空；二、預(yù)熱后的原液A進(jìn)入強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器(9)進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)加熱蒸發(fā)，達(dá)到蒸發(fā)溫度38°C，過飽和母液從強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器(9)的出料口開始進(jìn)入結(jié)晶分離器(11)，關(guān)閉強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器(9)的進(jìn)料口，開啟蒸汽壓縮機(jī)(10)、強(qiáng)制循環(huán)泵(6)和結(jié)晶循環(huán)出料泵(7)；三、過飽和母液進(jìn)入結(jié)晶分離器(11)，在結(jié)晶分離器(11) 中進(jìn)行閃蒸與汽液分離，過硫酸鈉晶粒在結(jié)晶分離器(11)內(nèi)被淘析、結(jié)晶、緩慢成長(zhǎng)，長(zhǎng)大后的晶粒沉淀在結(jié)晶分離器(11)底部；四、結(jié)晶循環(huán)出料泵⑵將含結(jié)晶母液B抽出，達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)后出料，由泵排出到緩沖反應(yīng)釜，從結(jié)晶分離器(11)出來的二次蒸汽，進(jìn)入蒸汽壓縮機(jī)(10)，二次蒸汽被壓縮后，溫度升高到50°C左右，被送入強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器(9)內(nèi)的蒸發(fā)室加熱原液A，加熱原液A的過程中，蒸汽被冷凝成蒸汽冷凝液由蒸餾水泵( 經(jīng)板式換熱器(1)與原液A熱交換后排出，其溫度為30°C，預(yù)熱后的原液A進(jìn)入強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器(9) 后，與壓縮后升高到50°C的二次蒸汽進(jìn)行換熱，強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器(9)達(dá)到熱平衡；五、含結(jié)晶母液B經(jīng)過離心，離心分離出過硫酸鈉晶粒和母液，再用母液回流泵輸送到，重新進(jìn)入板式換熱器(1)，加熱、強(qiáng)制循環(huán)加熱蒸發(fā)、結(jié)晶，如此不停循環(huán)，將原液A全部處理完畢，最終產(chǎn)品為蒸餾水D與過硫酸鈉結(jié)晶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫蒸發(fā)過硫酸鈉的方法，其特征在于所述步驟一連接在真空泵(5)抽氣口的比例調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)裝置的真空度為0. 09mpa以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低溫蒸發(fā)過硫酸鈉的方法，其特征在于所述步驟二中的蒸發(fā)壓力控制在60mbar內(nèi)，60分鐘內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低溫蒸發(fā)過硫酸鈉的方法，其特征在于所述蒸汽壓縮機(jī) (10)的蒸發(fā)量為1. 5t/h。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低溫蒸發(fā)過硫酸鈉的方法，其特征在于所述強(qiáng)制循環(huán)泵(6) 的流量為380m3/h，揚(yáng)程為20m。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低溫蒸發(fā)過硫酸鈉的方法，其特征在于所述結(jié)晶循環(huán)出料泵(7)的流量為20m3/h，揚(yáng)程為20m。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低溫蒸發(fā)過硫酸鈉的方法，其特征在于所述含結(jié)晶母液B 的合格標(biāo)準(zhǔn)為經(jīng)檢測(cè)固液比達(dá)到1/5且顆粒達(dá)到0. 6mm以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的低溫蒸發(fā)過硫酸鈉的方法，其特征在于所述含結(jié)晶母液B 未達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，則重新進(jìn)入結(jié)晶分離器(11)進(jìn)行閃蒸與汽液分離。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的低溫蒸發(fā)過硫酸鈉的方法，其特征在于所述熱平衡采用蒸汽壓縮機(jī)(10)來維持強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器(9)的熱平衡。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低溫蒸發(fā)過硫酸鈉的方法，要解決的技術(shù)問題是降低蒸發(fā)過硫酸鈉的成本。本發(fā)明的方法，包括以下步驟進(jìn)料預(yù)熱，強(qiáng)制循環(huán)加熱蒸發(fā)，結(jié)晶分離器，抽出，離心分離出過硫酸鈉晶粒和母液。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，使用機(jī)械式蒸汽再壓縮蒸發(fā)器蒸發(fā)過硫酸鈉，降低過硫酸鈉蒸發(fā)溫度，節(jié)能環(huán)保，蒸發(fā)1噸水的能耗大約是傳統(tǒng)蒸發(fā)器的1/6到1/5，完全擺脫了對(duì)蒸汽鍋爐的依賴，只要有電就能使用，而且自動(dòng)化程度高，全自動(dòng)工作流程，不需要人工監(jiān)控。
文檔編號(hào)C01B15/08GK102320575SQ20111024803
公開日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月26日
發(fā)明者張小江 申請(qǐng)人:張小江