一種基于氣液直接換熱的芒硝脫水方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種芒硝脫水的方法，屬于化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域，尤其涉及廢舊鉛酸蓄電池鉛膏預(yù)脫硫副產(chǎn)物芒硝的脫水方法。
技術(shù)背景
[0002]硫酸鈉是一種應(yīng)用非常廣泛的重要化工原料，主要用于紡織、玻璃、洗滌劑等工業(yè)，也用于水玻璃、群青及其他化工產(chǎn)品的原料，還用于有色金屬、醫(yī)藥和瓷釉等工業(yè)。硫酸鈉在我國國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位，從各種化工產(chǎn)品生產(chǎn)和其他有關(guān)的工業(yè)“三廢”中回收的硫酸鈉資源越來越多，很多是以十水硫酸鈉(也就是芒硝)的形態(tài)存在，芒硝脫水是硫酸鈉生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這些企業(yè)芒硝的產(chǎn)量一般都不大，傳統(tǒng)大工業(yè)的芒硝脫水方法如熔融法、蒸發(fā)法、煙道氣加熱干燥法、鹽析法等投資大，維護(hù)難，適應(yīng)性差。
[0003]在中國專利號CN200510137987.2中介紹了用天然鹽湖芒硝生產(chǎn)大顆粒無水硫酸鈉的方法，其過程為強制蒸發(fā)，離心脫水，熱風(fēng)干燥，制成成品，該方法得到的硫酸鈉最后會結(jié)塊。
[0004]在中國專利號CN00112995.3中介紹了用冷卻、熱熔法及其熱熔塔生產(chǎn)無水芒硝的方法，采用熱熔法將芒硝晶體中的結(jié)晶水脫除，雖然該方法的工藝流程較短，但是電能消耗較大。
[0005]上述幾種方法存在結(jié)垢嚴(yán)重、熱量消耗大、原料利用率低、產(chǎn)品質(zhì)量差等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于氣液直接換熱的芒硝脫水方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種基于氣液直接換熱的芒硝脫水方法，包括如下步驟:
(1)熔融預(yù)處理:對一部分芒硝加熱制備芒硝熱母液，然后加入待處理的剩余芒硝物料熔融，得到硫酸鈉溶液；
(2)氣液直接換熱蒸發(fā):將未處理的芒硝粉體或步驟(I)所得硫酸鈉溶液置于蒸發(fā)器，打開燃料燃燒系統(tǒng)，充入可燃?xì)馀c空氣的混合氣，通過蒸發(fā)器的氣流分布元件，在未處理的芒硝粉體或步驟(I)所得硫酸鈉溶液斷面產(chǎn)生均勻鼓泡氣體，在鼓泡氣體的作用下，得到含硫酸鈉結(jié)晶的漿液，漿液中硫酸鈉晶體達(dá)到4-6%濃縮分離，澄清母液返回蒸發(fā)器，含40-75%硫酸鈉的濃晶漿進(jìn)入離心機，從離心機出來的母液返回蒸發(fā)器，并得到固相硫酸鈉物料；
(3)后續(xù)處理:將離心機出來的硫酸鈉物料進(jìn)行干燥，得到產(chǎn)品。
[0008]進(jìn)一步，所述的可燃?xì)鉃樘烊粴饣蛞夯瘹狻?br>[0009]進(jìn)一步，所述的氣流分布元件為篩板、穿孔管或支管。
[0010]進(jìn)一步，所述的濃縮分離方式為體內(nèi)沉降或體外濃縮。
[0011]進(jìn)一步，所述的體內(nèi)沉降為自然沉降或采用稠厚器，所述的體外濃縮為采用旋流濃縮器濃縮。
[0012]進(jìn)一步，所述的干燥方式為采用儲倉、回轉(zhuǎn)烘干窯或振動流化干燥機進(jìn)行干燥。
[0013]本發(fā)明的有益效果在于:
(I)本發(fā)明的方法簡單，芒硝脫水效果好，處理后得到的產(chǎn)品的含水率低于1%。
[0014](2)本發(fā)明的鼓泡氣體既能夠?qū)θ芤杭訜嵊帜軌驇ё呷芤褐姓舭l(fā)的水分，從而明顯降低了能量消耗，有效節(jié)約了能源。
[0015](3)本方法的能量利用率高，系統(tǒng)簡單，運行穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的工藝流程框圖。
[0017]圖2是本發(fā)明實施例的工藝流程設(shè)備示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不限于此。
[0019]實施例1
如圖2所示，在蒸發(fā)器4 (Φ0.6m，高0.8m)中裝填200kg芒硝粉體，控制燃料燃燒機I中的天然氣流量2Nm3/h，調(diào)節(jié)空氣過濾器2中的空氣量，控制風(fēng)機3中出來的熱風(fēng)溫度60°C，得到固體含量15%的漿液(漿液比重約2t/m3)，開啟循環(huán)泵5，漿液循環(huán)流量50L/h，旋流濃密器6濃相為48%的漿液，進(jìn)入離心機7，得到含水4.6%的無水硫酸鈉。旋流濃密器6和離心機7分離得到稀相返回蒸發(fā)器4。產(chǎn)品儲倉中引入4m3/h 60°C的熱風(fēng)進(jìn)行干燥30min，產(chǎn)品含水率低于1%。
[0020]實施例2
如圖2所示，在蒸發(fā)器4 (Φ0.6m，高0.8m)中裝填200kg芒硝粉體，控制燃料燃燒機I中的天然氣流量3Nm3/h，調(diào)節(jié)空氣過濾器2中的空氣量，控制風(fēng)機3中出來的熱風(fēng)溫度
600C，得到固體含量21%的漿液(漿液比重約2.3t/m3)，開啟循環(huán)泵5，漿液循環(huán)流量50L/h，旋流濃密器6濃相為50%的漿液，進(jìn)入離心機7，得到含水4.2%的無水硫酸鈉。旋流濃密器6和離心機7分離得到稀相返回蒸發(fā)器4。產(chǎn)品儲倉中引入4m3/h 60°C的熱風(fēng)進(jìn)行干燥30min，產(chǎn)品含水率低于1%。
[0021]實施例3
對芒硝進(jìn)行熔融預(yù)處理:對50kg芒硝加熱制備芒硝熱母液，然后加入150kg芒硝物料熔融，得到硫酸鈉溶液；
如圖2所示，在蒸發(fā)器4 ( Φ0.6m，高0.8m)中裝填200kg硫酸鈉溶液，控制燃料燃燒機I中的天然氣流量2NmVh，調(diào)節(jié)空氣過濾器2中的空氣量，控制風(fēng)機3中出來的熱風(fēng)溫度80°C，得到固體含量13%的漿液(漿液比重約1.9t/m3)，開啟循環(huán)泵5，漿液循環(huán)流量50L/h，旋流濃密器6濃相為48%的漿液，進(jìn)入離心機7，得到含水4.5%的無水硫酸鈉。旋流濃密器6和離心機7分離得到稀相返回蒸發(fā)器4。產(chǎn)品儲倉中引入4m3/h 80°C的熱風(fēng)進(jìn)行干燥30min，產(chǎn)品含水率低于1%。
[0022]實施例4
如圖2所示，在蒸發(fā)器4 (Φ0.6m，高0.8m)中裝填200kg芒硝粉體，控制燃料燃燒機I中的天然氣流量2Nm3/h，調(diào)節(jié)空氣過濾器2中的空氣量，控制風(fēng)機3中出來的熱風(fēng)溫度100°C，得到固體含量13%的漿液(漿液比重約1.9t/m3)，開啟循環(huán)泵5，漿液循環(huán)流量50L/h，旋流濃密器6濃相為48%的漿液，進(jìn)入離心機7，得到含水4.5%的無水硫酸鈉。旋流濃密器6和離心機7分離得到稀相返回蒸發(fā)器4。產(chǎn)品儲倉中引入3m3/h 100°C的熱風(fēng)進(jìn)行干燥30min，產(chǎn)品含水率低于1%。
[0023] 實施例5
對芒硝進(jìn)行熔融預(yù)處理:對90kg芒硝加熱制備芒硝熱母液，然后加入IlOkg芒硝物料熔融，得到硫酸鈉溶液；
如圖2所示，在蒸發(fā)器4 ( Φ0.6m，高0.8m)中裝填200kg硫酸鈉溶液，控制燃料燃燒機I中的天然氣流量4NmVh，調(diào)節(jié)空氣過濾器2中的空氣量，控制風(fēng)機3中出來的熱風(fēng)溫度80°C，得到固體含量28%的漿液(漿液比重約2.2t/m3)，開啟循環(huán)泵5，漿液循環(huán)流量50L/h，旋流濃密器6濃相為54%的漿液，進(jìn)入離心機7，得到含水4.2%的無水硫酸鈉。旋流濃密器6和離心機7分離得到稀相返回蒸發(fā)器4。產(chǎn)品儲倉中引入4m3/h 80°C的熱風(fēng)進(jìn)行干燥30min，產(chǎn)品含水率低于1%。
【主權(quán)項】
1.一種基于氣液直接換熱的芒硝脫水方法，其特征在于包括如下步驟: (1)熔融預(yù)處理:對一部分芒硝加熱制備芒硝熱母液，然后加入待處理的剩余芒硝物料熔融，得到硫酸鈉溶液； (2)氣液直接換熱蒸發(fā):將未處理的芒硝粉體或步驟(I)所得硫酸鈉溶液置于蒸發(fā)器，打開燃料燃燒系統(tǒng)，充入可燃?xì)馀c空氣的混合氣，通過蒸發(fā)器的氣流分布元件，在未處理的芒硝粉體或步驟(I)所得硫酸鈉溶液斷面產(chǎn)生均勻鼓泡氣體，在鼓泡氣體的作用下，得到含硫酸鈉結(jié)晶的漿液，漿液中硫酸鈉晶體達(dá)到4-6%濃縮分離，澄清母液返回蒸發(fā)器，含40-75%硫酸鈉的濃晶漿進(jìn)入離心機，從離心機出來的母液返回蒸發(fā)器，并得到固相硫酸鈉物料； (3)后續(xù)處理:將離心機出來的硫酸鈉物料進(jìn)行干燥，得到產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于氣液直接換熱的芒硝脫水方法，其特征在于:所述的可燃?xì)鉃樘烊粴饣蛞夯瘹狻?br>3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于氣液直接換熱的芒硝脫水方法，其特征在于:所述的氣流分布元件為篩板、穿孔管或支管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于氣液直接換熱的芒硝脫水方法，其特征在于:所述的濃縮分離方式為體內(nèi)沉降或體外濃縮。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于氣液直接換熱的芒硝脫水方法，其特征在于:所述的體內(nèi)沉降為自然沉降或采用稠厚器，所述的體外濃縮為采用旋流濃縮器濃縮。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于氣液直接換熱的芒硝脫水方法，其特征在于:所述的干燥方式為采用儲倉、回轉(zhuǎn)烘干窯或振動流化干燥機進(jìn)行干燥。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于氣液直接換熱的芒硝脫水方法，屬于化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域。本方法過程如下：將芒硝粉體或硫酸鈉溶液加入蒸發(fā)器，向蒸發(fā)器內(nèi)通入熱風(fēng)，熱風(fēng)經(jīng)過氣流分布元件在蒸發(fā)器斷面內(nèi)均勻分布，芒硝受熱溶解成硫酸鈉溶液，溶液中的水分在熱量和空氣攜帶的雙重作用下蒸發(fā)，硫酸鈉晶體析出，再將含硫酸鈉晶體的漿液濃縮分離，稀相返回蒸發(fā)器繼續(xù)蒸發(fā)，硫酸鈉濃漿進(jìn)入離心機，離心后的母液返回蒸發(fā)器，含一定水分的硫酸鈉干燥后即制得成品無水硫酸鈉。本發(fā)明的方法簡單，芒硝脫水效果好，處理后得到的產(chǎn)品的含水率低于1%。同時，本方法能量利用率高，系統(tǒng)簡單，運行穩(wěn)定。
【IPC分類】C01D5-18
【公開號】CN104528770
【申請?zhí)枴緾N201410806849
【發(fā)明人】張俊豐, 劉磊, 楊柳春, 黃妍, 曹靖
【申請人】湘潭大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月23日