专利名称：一种由十水硫酸钠生产无水芒硝的工艺及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及化工工艺及装备技术领域，尤其是一种由十水硫酸钠生产无水芒硝的 工艺以及用于该工艺的装置。
背景技术：
现有化工企业用十水硫酸钠(十水芒硝)制取无水芒硝的工艺方法一般有以 下几种蒸汽加热、热管加热、热风干燥，现有化工企业每生产一吨无水芒硝需消耗蒸 汽0. 8-1. 6吨，电力消耗40-60kwh。现有大型多效蒸发装置的能耗较小，通常消耗蒸汽 0. 6-1. 2吨，但大型多效蒸发装置的投资规模大、占地面积大、结构复杂。目前，国内有许多副产芒硝的化工企业，这些企业的芒硝产能有限，无法投资大型 装置，造成芒硝生产能耗高，甚至无法处理副产的芒硝，使得企业的经济效益较低。
发明内容
针对以上现有工艺和装备的不足，本发明的目的在于提供由十水硫酸钠生产无水 芒硝的方法，通过熔融十水硫酸钠，并采用蒸汽压缩技术进行蒸发，以降低蒸发能耗，再进 行离心、干燥得到无水芒硝。本发明的目的是通过采用以下技术方案来实现的 由十水硫酸钠生产无水芒硝的工艺，包括以下步骤
(1)将芒硝热熔槽内的温度控制在33-90°C，将十水硫酸钠投入芒硝热熔槽内熔融，形 成硫酸钠溶液；
(2)将步骤(1)所得的硫酸钠溶液，经过加热后输送进入蒸发器，在蒸发器内浓缩蒸发， 部分无水硫酸钠结晶析出；
(3)将从所述蒸发器输出的二次蒸汽，经压缩机压缩，压缩比维持在1:1.2到1:2. 5，使 蒸汽的压力、温度升高、热焓增加，然后送到所述蒸发器的加热室当作加热蒸汽使用，使料 液维持沸腾状态，并使加热蒸汽本身冷凝成水；
(4)将步骤(2)得到的部分结晶析出的硫酸钠溶液经离心机进行固液分离，得到固体无 水硫酸钠，溶液返回蒸发器进一步浓缩。作为本发明的优选技术方案，所述步骤(2)中通过真空泵调节所述蒸发器内的压 力，使水的沸点降低，从而使蒸发器内的硫酸钠溶液无需加热并直接沸腾蒸发。作为本发明的优选技术方案，所述步骤(2)中硫酸钠溶液直接沸腾蒸发的温度范 围控制在40_90°C。作为本发明的优选技术方案，将步骤(3)产生的冷凝水输送进入换热器与步骤 (1)产生的所述硫酸钠溶液换热，以提高硫酸钠溶液的温度；然后再将换热后的热水输送到 热熔槽加热十水硫酸钠。作为本发明的优选技术方案，将步骤(4)中产生的无水硫酸钠，经过干燥除去附着 的微量水分，达到成品的含水要求，再称重包装。
由十水硫酸钠生产无水芒硝的装置，包括芒硝热熔槽、芒硝储液槽、输料泵、蒸发 器、离心机、离心母液槽、离心母液泵、烘干机和称重包装机，所述芒硝热熔槽与芒硝储液槽 连通，芒硝储液槽通过输料泵及管道与所述蒸发器的进料口连接；
所述蒸发器的出料口通过输料管道与离心机连接，离心机通过管道依次与离心母液 槽、离心母液泵和所述蒸发器的进料口连接；
所述离心机通过送料装置依次与烘干机和称重包装机连接。作为本发明的优选技术方案，所述芒硝储液槽与所述蒸发器之间还设有换热器， 芒硝储液槽通过输料泵及管道与换热器的进口连接，换热器的出口与蒸发器的进料口连 接。作为本发明的优选技术方案，所述装置还包括冷凝水泵，所述蒸发器的冷凝水出 口通过冷凝水泵和管道与换热器的进口连接。作为本发明的优选技术方案，所述蒸发器的蒸汽出口通过管道依次与分离器、压 缩机和蒸发器的加热室连接。作为本发明的优选技术方案，所述装置还包括真空泵，所述真空泵通过管道与所 述蒸发器的料室连接。本发明的有益效果是相对于现有技术，本发明通过熔融十水硫酸钠，并采用蒸汽 压缩技术进行蒸发，以降低蒸发能耗，再进行离心、干燥得到无水芒硝，产品纯度可以达到 99%以上，符合国家产品质量标准GB/T6009-2003，每生产一吨芒硝耗能在90_130kwh之间， 能耗相对于普通蒸汽蒸发节能50-70%以上，具有很高的经济效益。本发明的工艺流程短、装置结构紧凑、占地面积小、所需空间也小，并且无需循环 水冷却系统。本发明既能节省投资，又能取得较好的节能效果。
图1是本发明的工艺流程示意图； 图2是本发明装置的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明
如图1和图2所示，由十水硫酸钠生产无水芒硝的工艺，包括以下步骤
(1)通过芒硝热熔槽1内的加热棒或加热盘管，将热熔槽1内的温度控制在33-90°C， 将十水硫酸钠投入芒硝热熔槽1内熔融，形成硫酸钠溶液；
(2)将步骤(1)所得的硫酸钠溶液，经过加热后输送进入蒸发器5，在蒸发器5内浓缩 蒸发，部分无水硫酸钠结晶析出；
(3)将从所述蒸发器5输出的二次蒸汽，经压缩机7压缩，压缩比维持在1 1. 2到 1:2. 5，使蒸汽的压力、温度升高、热焓增加，然后送到所述蒸发器5的加热室当作加热蒸汽 使用，使料液维持沸腾状态，并使加热蒸汽本身冷凝成水；
(4)将步骤(2)得到的部分结晶析出的硫酸钠溶液经离心机10进行固液分离，得到固 体无水硫酸钠，溶液返回蒸发器5进一步浓缩。(5)将步骤(4)中产生的固体无水硫酸钠，经过干燥除去附着的微量水分，达到成品的含水要求，再称重包装。作为本发明较好的实施方式，在所述步骤(2)中，通过真空泵8调节所述蒸发器5 内的压力，使水的沸点降低，从而使蒸发器5内的硫酸钠溶液无需加热并直接沸腾蒸发，所 述步骤(2)中硫酸钠溶液直接沸腾蒸发的温度范围控制在40-90°C。将步骤(3)产生的冷 凝水输送进入换热器4与步骤(1)产生的所述硫酸钠溶液换热，以提高硫酸钠溶液的温度； 然后再将换热后的热水输送到热熔槽1加热十水硫酸钠，以降低能耗，节省能源。如图2所示，由十水硫酸钠生产无水芒硝的装置，包括芒硝热熔槽1、芒硝储液槽 2、输料泵3、蒸发器5、离心机10、离心母液槽11、离心母液泵12、烘干机13和称重包装机 14，所述芒硝热熔槽1与芒硝储液槽2连通，芒硝储液槽2通过输料泵3及管道与所述蒸发 器5的进料口连接；所述蒸发器5的出料口通过输料管道与离心机10连接，离心机10通过 管道依次与离心母液槽11、离心母液泵12和所述蒸发器5的进料口连接；所述离心机10通 过送料装置依次与烘干机13和称重包装机14连接。本实施例中，所述芒硝储液槽2与所述蒸发器5之间还设有换热器4，芒硝储液槽 2通过输料泵3及管道与换热器4的进口连接，换热器4的出口与蒸发器5的进料口连接。 本实施例还包括真空泵8和冷凝水泵9，所述真空泵8通过管道与所述蒸发器5的料室连 接，用于降低蒸发器5内料液的沸点。蒸发器5的冷凝水出口通过冷凝水泵9和管道与换 热器4的进口连接，用于提高硫酸钠溶液的温度，同时将换热后的热水输送到热熔槽1加热 十水硫酸钠，以节省能源、降低能耗。所述蒸发器5的蒸汽出口通过管道依次与分离器6、压 缩机7和蒸发器5的加热室连接，通过压缩使蒸汽的压力、温度升高、热焓增加，然后送到蒸 发器5的加热室当作加热蒸汽使用，使蒸发器5内的料液维持沸腾状态，并使加热蒸汽本身 冷凝成水。本实施例中，所述换热器4和蒸发器5的材料均采用316L不锈钢。
权利要求
一种由十水硫酸钠生产无水芒硝的工艺，其特征是包括以下步骤(1)将芒硝热熔槽内的温度控制在33 90℃，将十水硫酸钠投入芒硝热熔槽内熔融，形成硫酸钠溶液；(2)将步骤(1)所得的硫酸钠溶液，经过加热后输送进入蒸发器，在蒸发器内浓缩蒸发，部分无水硫酸钠结晶析出；(3)将从所述蒸发器输出的二次蒸汽，经压缩机压缩，压缩比维持在1:1.2到1:2.5，使蒸汽的压力、温度升高、热焓增加，然后送到所述蒸发器的加热室当作加热蒸汽使用，使料液维持沸腾状态，并使加热蒸汽本身冷凝成水；(4)将步骤(2)得到的部分结晶析出的硫酸钠溶液经离心机进行固液分离，得到固体无水硫酸钠，溶液返回蒸发器进一步浓缩。
2.根据权利要求1所述的由十水硫酸钠生产无水芒硝的工艺，其特征是所述步骤(2) 中通过真空泵调节所述蒸发器内的压力，使水的沸点降低，从而使蒸发器内的硫酸钠溶液 无需加热并直接沸腾蒸发。
3.根据权利要求2所述的由十水硫酸钠生产无水芒硝的工艺，其特征是所述步骤(2) 中硫酸钠溶液直接沸腾蒸发的温度范围控制在40-90°C。
4.根据权利要求1所述的由十水硫酸钠生产无水芒硝的工艺，其特征是将步骤(3)产 生的冷凝水输送进入换热器与步骤(1)产生的所述硫酸钠溶液换热，以提高硫酸钠溶液的 温度；然后再将换热后的热水输送到热熔槽加热十水硫酸钠。
5.根据权利要求1所述的由十水硫酸钠生产无水芒硝的工艺，其特征是将步骤(4)中 产生的无水硫酸钠，经过干燥除去附着的微量水分，达到成品的含水要求，再称重包装。
6.一种由十水硫酸钠生产无水芒硝的装置，其特征是所述装置包括芒硝热熔槽、芒 硝储液槽、输料泵、蒸发器、离心机、离心母液槽、离心母液泵、烘干机和称重包装机，所述芒 硝热熔槽与芒硝储液槽连通，芒硝储液槽通过输料泵及管道与所述蒸发器的进料口连接；所述蒸发器的出料口通过输料管道与离心机连接，离心机通过管道依次与离心母液 槽、离心母液泵和所述蒸发器的进料口连接；所述离心机通过送料装置依次与烘干机和称重包装机连接。
7.根据权利要求6所述的由十水硫酸钠生产无水芒硝的装置，其特征是所述芒硝储 液槽与所述蒸发器之间还设有换热器，芒硝储液槽通过输料泵及管道与换热器的进口连 接，换热器的出口与蒸发器的进料口连接。
8.根据权利要求7所述的由十水硫酸钠生产无水芒硝的装置，其特征是所述装置还 包括冷凝水泵，所述蒸发器的冷凝水出口通过冷凝水泵和管道与换热器的进口连接。
9.根据权利要求6或7所述的由十水硫酸钠生产无水芒硝的装置，其特征是所述蒸 发器的蒸汽出口通过管道依次与分离器、压缩机和蒸发器的加热室连接。
10.根据权利要求6或7所述的由十水硫酸钠生产无水芒硝的装置，其特征是所述装 置还包括真空泵，所述真空泵通过管道与所述蒸发器的料室连接。
全文摘要
本发明涉及一种由十水硫酸钠生产无水芒硝的工艺及其装置，工艺如下(1)将十水硫酸钠投入热熔槽内熔融，形成硫酸钠溶液；(2)硫酸钠溶液经加热后送入蒸发器浓缩蒸发，部分无水硫酸钠结晶析出；(3)蒸发器的二次蒸汽经压缩后送到蒸发器加热室；(4)将析出的硫酸钠溶液固液分离，得到固体无水硫酸钠,干燥后称重包装。装置包括依次连接的热熔槽、储液槽、输料泵、换热器及蒸发器；蒸发器依次与离心机、母液槽、母液泵和蒸发器连接；蒸发器设有真空泵，其蒸汽出口与分离器、压缩机和蒸发器加热室连接。本发明采用蒸汽压缩技术熔融蒸发十水芒硝，能降低蒸发能耗，产品纯度达99%以上；本发明投资小、经济效益高、又十分节能。
文档编号C01D5/18GK101966997SQ20101052512
公开日2011年2月9日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者周光明, 洪厚军, 翁关云 申请人:江苏瑞普膜技术有限公司