氯化铵干燥和冷却系统的制作方法

本实用新型涉及一种氯化铵干燥和冷却系统。

背景技术：

氯化铵，例如作为采用联碱工艺进行纯碱生产时的产物，通常由氨和含氯的卤水产生，卤水也含有来自上游工艺链的其它离子，如钠离子和碳酸氢离子。氯化铵工艺通常包含冷却结晶、机械脱水、以及作为主要工艺步骤的热力干燥和冷却，以获得便于储存、装袋和装运的干燥氯化铵。

一般采用过滤离心机进行机械脱水，用对流干燥机和冷却机对经过机械脱水的氯化铵进行热力干燥和冷却。通常，它们是流化床干燥机和流化床冷却机，所述流化床干燥机和流化床冷却机利用用于传热(干燥和冷却)的、浸入流化层的换热器表面。与纯用对流干燥和冷却相比，流化床技术向废气流提供的气体量更低，因此通常更节能。

联碱工艺的氯化铵冷却结晶生产的氯化铵晶体通常悬浮在母液卤水中，卤水母液包含氯化铵、其它铵盐、氯化钠和溶入水中的氨。机械脱水后，这些副产品组分通常以3％至15％的比例粘附在氯化铵晶体上。脱水过程中洗涤滤饼有可能减少粘附的杂质，但不能足够有效地保证干燥过程中氨气和二氧化碳排放的显著减少。此外，通常会因氯化铵在水中的高溶解度而带来明显的氯化铵产品损失。

随后的热力干燥过程确可除去晶体内的水分和氨水中的氨。此外，通过干燥机内高温态下的铵盐(例如碳酸铵)的热分解，释放二氧化碳、水和氨气。

用这种方法，通过热力干燥过程中的排气流，氨气和二氧化碳被大量排放到大气中。尽管通过酸性洗涤器的洗涤过程可以在一定程度上除去氨气。但是洗涤过程的效率有限，且需要与其他物质进行酸性反应，酸性反应不可避免产生需要进一步处理的废水排污。此外，排气流中的二氧化碳被稀释，并被排至大气。

技术实现要素：

因此，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种氯化铵干燥和冷却系统，该氯化铵干燥和冷却系统能够将干燥机排气中不希望出现的固体和气体化合物捕获并转化成固体、液体和气体副产品。这些副产品可以被回收利用，并在其它生产过程中(例如在联碱工艺中)被重复利用。该氯化铵干燥和冷却系统能够明显降低氨和二氧化碳的排气量。

上述技术问题通过一种如下所述的氯化铵干燥和冷却系统加以解决。该氯化铵干燥和冷却系统包括：干燥机，在该干燥机内，湿氯化铵被加热至工艺温度，产生水蒸气，并在铵盐热分解中释放氨，水和二氧化碳；冷却机，该冷却机被设计用于冷却已完成干燥的氯化铵，得到干氯化铵产品；其中，该氯化铵干燥和冷却系统集成有第一吸收装置，所述第一吸收装置被设计用于捕获所述干燥机的排气流中的固体和气体混合物并将它们转化成固体、液体和气体的副产品，其中，该氯化铵干燥和冷却系统包括用于干燥的气体系统，所述干燥机和所述第一吸收装置包含在所述用于干燥的气体系统内，其中，所述第一吸收装置的排气被供给回所述干燥机以形成所述用于干燥的气体系统内的气体循环。

根据本实用新型的氯化铵干燥和冷却系统的一种优选实施形式，所述干燥机和所述冷却机中的至少一个是对流式的或接触式的，或者是对流式和接触式之间的混合形式。

根据本实用新型的氯化铵干燥和冷却系统的一种优选实施形式，所述干燥机和冷却机中的至少一个是配设有浸入流化产品层的换热器的流化床。

根据本实用新型的氯化铵干燥和冷却系统的一种优选实施形式，所述第一吸收装置是布置在所述干燥机下游的冷凝器，所述冷凝器被设计成适于回收氨和二氧化碳的湿式回收装置。

根据本实用新型的氯化铵干燥和冷却系统的一种优选实施形式，所述冷凝器被设计为适于同时起到洗涤器的作用。

根据本实用新型的氯化铵干燥和冷却系统的一种优选实施形式，所述氯化铵干燥和冷却系统还包括布置在所述干燥机和所述冷凝器之间的单独的洗涤器。

根据本实用新型的氯化铵干燥和冷却系统的一种优选实施形式，所述氯化铵干燥和冷却系统还包括在所述干燥机下游布置在所述冷凝器上游的第一除尘装置，所述第一除尘装置被设计成适于回收来自所述干燥机的微粒的干式回收装置。

根据本实用新型的氯化铵干燥和冷却系统的一种优选实施形式，所述第一除尘装置为单独的袋式过滤器或者单独的旋风分离器或者以任意方式串、并联的若干旋风分离器与若干的袋式过滤器的组合。

根据本实用新型的氯化铵干燥和冷却系统的一种优选实施形式，所述用于干燥的气体系统还包括用于压缩循环气体的一个或多个风机。

根据本实用新型的氯化铵干燥和冷却系统的一种优选实施形式，在所述冷凝器的下游，在所述干燥机之前布置有用于加热循环气流的加热器。

根据本实用新型的氯化铵干燥和冷却系统的一种优选实施形式，所述氯化铵干燥和冷却系统包括汽提装置，该汽提装置被设计用于除去来自氯化铵生产流的微粒之间容积内的氨、表面吸附的氨以及毛细管吸附的氨，并且是所述冷却机之外的独立装置。

根据本实用新型的氯化铵干燥和冷却系统的一种优选实施形式，所述氯化铵干燥和冷却系统包括汽提装置，该汽提装置用于除去来自氯化铵生产流的微粒之间容积内的氨、表面吸附的氨以及毛细管吸附的氨，并且是所述冷却机的组成部分。

根据本实用新型的氯化铵干燥和冷却系统的一种优选实施形式，所述氯化铵干燥和冷却系统还包括用于冷却的气体系统，所述汽提装置被包含在所述用于冷却的气体系统内。

根据本实用新型的氯化铵干燥和冷却系统的一种优选实施形式，所述用于冷却的气体系统还包括布置于所述冷却机下游的第二除尘装置。

根据本实用新型的氯化铵干燥和冷却系统的一种优选实施形式，所述用于冷却的气体系统内还布置有用于压缩循环气体的一个或多个风机。

根据本实用新型的氯化铵干燥和冷却系统的一种优选实施形式，所述用于冷却的气体系统为开放式系统或循环系统。

根据本实用新型的氯化铵干燥和冷却系统的一种优选实施形式，所述冷却机为接触式的，用于冷却的气体在流经所述氯化铵干燥和冷却系统之后直接进入大气或经过吸收处理后进入大气。

根据本实用新型的氯化铵干燥和冷却系统的一种优选实施形式，该氯化铵干燥和冷却系统还包括提供受控的冲洗气体流的装置，所述冲洗气体流由水蒸气、二氧化碳、氨、氮气、空气中的一种或含有水蒸气、二氧化碳、氨、氮气、空气中的几种的混合物组成，或者由空气与水蒸气、二氧化碳、氨、氮气中的一种混合而成，或者由水蒸气、二氧化碳、氨、氮气中的几种的混合物与空气混合而成。

根据本实用新型的氯化铵干燥和冷却系统的一种优选实施形式，在经过所述汽提装置后，所述冲洗气体流被供给至所述用于干燥的气体系统内或作为过量气体在第二吸收装置中被处理。

图1示出了带有固体、液体和气体副产品回收的氯化铵干燥和冷却系统的原理图。该氯化铵干燥和冷却系统包括：干燥机，在该干燥机内，湿氯化铵被加热至工艺温度，产生水蒸气并在分解反应中产生氨和二氧化碳；冷却机，该冷却机被设计用于冷却已完成干燥的氯化铵，得到干氯化铵产品。该氯化铵干燥和冷却系统还包括用于干燥的气体系统，所述用于干燥的气体系统内包括干燥机、第一除尘装置、第一吸收装置。湿氯化铵被供给到干燥机，在此，干燥机2是带有浸入式换热器的流化床干燥机，但是也可以采用任何其它形式的干燥机。氯化铵在干燥机2内被加热至工艺温度，水分被蒸发，分解反应中产生的氨和二氧化碳被稀释，进入干燥机排气流。干燥机排气流随后经过在第一除尘装置内进行的干态除尘和在第一吸收装置内进行的湿式除尘。在此，第一吸收装置被设计用于捕获所述干燥机的排气流中的固体和气体混合物并将它们转化成固体、液体和气体的副产品。然后，一部分又循环回到干燥机内，而另一部分未循环的气体则作为过量气体排出。在干燥机内的氯化铵完成干燥之后，将其输送到冷却机内进行冷却，从而获得干氯化铵产品。

应当理解，在图1所示原理图中，用于干燥的气体系统内包括了第一除尘装置，但根据工艺条件的不同，在吸收装置之前布置这样的除尘装置并不是必需的。因此，也可以在一种变形的实施形式中设计一种仅包括干燥机和吸收装置的用于干燥的气体系统。

另外，在图1所示原理图中，干燥后的氯化铵被输送到冷却机内进行冷却。冷却机的类型和型号在此可以任意地选择。常见的对流式、接触式和其两者的混合形式的冷却机都能够被用于实施本实用新型的技术方案。在采用对流式冷却机进行冷却时，该冷却机处于用于冷却的气体系统内，而此用于冷却的气体系统可以是其中有循环气体的闭环的气体系统，也可以是排气直接进入大气或经过处理后进入大气的开放式气体系统。在采用接触式冷却机进行冷却时，由于接触式冷却机的工作本身不需要引入气体。因此，该冷却机就不再处于一个用于冷却的气体系统内。

如图1所示，上述的干态除尘(第一除尘装置的功能)主要回收循环气体中的固体微粒，而湿式除尘(第一吸收装置的功能)则去除循环气体中的铵盐、其它盐、溶解氨、溶解二氧化碳、水。

附图说明

图1示意地示出了带有固体、液体和气体副产品回收的氯化铵干燥和冷却系统的原理图；

图2示意地示出了图1所示氯化铵干燥和冷却系统的一种优选实施形式，其带有输入到干燥机和/或冷却机的气体系统内的冲洗气体。

具体实施方式

图2示出了带有输入到干燥机和/或冷却机的气体系统内的冲洗气体的氯化铵干燥和冷却系统。

该氯化铵干燥和冷却系统包括：干燥机，在此是带有浸入式换热器的流化床干燥机；在该干燥机内，湿氯化铵被加热至工艺温度，水分被蒸发，分解反应中产生的氨和二氧化碳被稀释，进入干燥机排气流；冷却机，该冷却机被设计用于冷却已完成干燥的氯化铵，得到干氯化铵。在此，干燥机是带有浸入式换热器的流化床干燥机，但是也可以采用任何其它形式的干燥机。

另外，有多种方式能够制备本实用新型的氯化铵干燥和冷却系统所需的氯化铵原料。在图2所示实施例中，本实用新型的氯化铵干燥和冷却系统所需的氯化铵原料(湿氯化铵)通过离心机制备，所述离心机用于对氯化铵悬浮液进行机械脱水以得到湿氯化铵滤饼，过滤离心机1可配有或不配滤饼冲洗。滤饼被直接地送入干燥机2或通过输送机后送入干燥机2。

如图2所示，氯化铵干燥和冷却系统还包括分开的用于干燥的气体系统和用于冷却的气体系统；其中，所述用于干燥的气体系统内包括干燥机、第一除尘装置，其中，所述干燥机对来自所述离心机的离心脱水产物进行干燥，所述第一除尘装置被设计成适于回收从所述干燥机带入所述闭环气体系统的微粒的干式回收装置。干燥机排气流内携带的氯化铵微粒基本上在所谓的干态除尘步骤被排除。通常使用旋风分离器和/或袋式过滤器作为用于干态除尘的第一除尘装置3。

类似于对图1的解释说明，尽管在图2所示实施例中，用于干燥的气体系统内包括了第一除尘装置，但在吸收装置之前布置这样的除尘装置并不是必需的。本领域技术人员完全可以根据工艺条件的不同提出不含第一除尘装置的其它变型实施例。

该氯化铵干燥和冷却系统还集成有第一吸收装置，所述第一吸收装置被设计用于捕获所述干燥机的排气流中的固体和气体混合物并将它们转化成固体、液体和气体的副产品，在此其包括洗涤器5和冷凝器6。

洗涤器5执行所谓的湿式除尘步骤。洗涤器5可以是冷凝器6的集成部件，也可以是独立于冷凝器6的另外部件。在洗涤器5为另外的独立部件的情况下，尤其有利于实现这样的次工艺目标：仅将洗涤器5用作氯化铵的最大预浓缩装置来溶解干态除尘步骤后剩余的微粒排放。

冷凝器6至少部分地使用循环的再冷却液体运行，并用于去除干燥机2 内气相的蒸发水分。液体的再冷却是为了去除冷凝热、去除气化物的溶解热、以及去除冷凝器6内的气体和固体。使用冷却水和/或冷冻水完成再冷却。

冷凝器6同时起到二氧化碳和氨的吸收器的作用，主要除去气体回路中的氨。冷凝器/吸收器可是单级式或多级式的。

气体回路内二氧化碳的分压力越高，通过冷凝器/吸收器的气相和固相的运行温度越低，则离开冷凝器/吸收器进入过量气体和/或干燥机的氨气浓度就越低。

在这种实施形式中，冷凝器/吸收器的排气的一部分成为循环至干燥机2 的循环气流，而余下的未循环气流则被受控地排放至过量气体流，以便进行进一步的处理。

可选的是，冷凝器/吸收器输出的循环气流在第二风机7中被进一步压缩。通常，在作为流化气体再次进入干燥机2之前，上述循环气流在一个间接气体加热器8内被加热至容许的或可能的热气温度。

离开干燥机2的干氯化铵通过一个汽提装置除去产品中大部分的氨。汽提装置的运行采用非活性气体，诸如二氧化碳、氮气、空气、低浓度水蒸气和低浓度氨。汽提装置的任务是交换来自微粒间容积以及表面和毛细管吸附的氨。在该实施形式中，汽提装置是冷却机9的组成部分，冷却机9在闭环气体系统内运行。

在另外的变型实施例中，冷却机9亦可以设计成处于开放气体系统内，此时，经过冷却机冷却的气体被直接排放到大气中或在经过吸收处理(例如在经过一个类似第三吸收装置的吸收装置内)后直接排放到大气中。

在此，冷却机9是配有浸入式换热器的流化床冷却机，采用冷却水或冷冻水或其它冷却剂运行。冷却机9的排气流在微粒除尘步骤被净化微粒，第二除尘器10是旋风分离器和/或袋式过滤器。一个或多个第三风机11用于再压缩冷却机9的流化气体。

与上文所述类似，图2所示实施例中的冷却机也可以在其它变型实施例中有上述流化床冷却机之外的多种选择，换热方式无论是对流式、接触式，还是任何两者的混合形式均可。

冷却的氯化铵产品从冷却机9中排出，用于进一步储存和加工。

在此，受控的冲洗气流用于在干燥机和/或冷却机气体系统内实现所希望的工艺条件。在此实例中，选择二氧化碳作为受控的冲洗气流，也可使用空气、氮气、二氧化碳或这几种气体的任何混合物。使用此类混合物是希望减少冷却和/或干燥气体系统内二氧化碳的分压力。

尤其在纯碱厂，选用二氧化碳作为受控的冲洗气流是有利的，因为主工艺流中就有可用的二氧化碳。同样，在联碱工艺厂，主工艺流也有可用的氮气。

冲洗气体被作为用于清洗袋式过滤器的压缩气体引入干燥和冷却气体回路。如果需要的冲洗气体比通过袋式过滤器引入的更多，则所需要的气体量优选引入冷却机气体回路，以便在冷却器9自身内实现氨稀释/汽提的最大效果。

来自冷却机9的过量气体被引入干燥机气体回路(如图2所示)，或者直接被再加入到所在工厂的二氧化碳循环或氮气循环中，或任选地在再加入所在工厂的二氧化碳循环或氮气循环前在另外独立的吸收器内被处理(图2 中未示出)，或在所选工艺条件允许的情况下被直接排入大气。

干燥机气体系统的过量气体是富含二氧化碳或富含氮气，但氨含量少。可进一步在第二吸收器12内减少氨含量，或直接地再加入所在工厂的二氧化碳循环。

作为替代技术方案，干燥机2和冷却机9的气体回路的过量气体被排至大气。根据冷凝器和第二吸收器12的工艺条件和温度，如果氨含量低可直排，否则进一步处理后直接排入大气。

本实用新型的系统中的除尘装置，无论是在用于干燥的气体系统还是在用于冷却的气体系统中使用的，都可以有多种替代的实施形式，例如，单独的袋式过滤器、单独的旋风分离器、串联的若干旋风分离器、并联的若干旋风分离器、以任意方式串、并联的若干旋风分离器与单独的袋式过滤器的组合。

本实用新型的风机用于促进气体在回路中的运动并克服气体系统内产生的压降。它也同样可以有多种不同的变型实施形式。首先，可以在用于干燥的气体系统和/或用于冷却的气体系统内仅布置一台风机，也可以在其中布置多台风机，这些风机可以处于气体回路的任意位置。其次，尽管出于提高氨吸收率的考虑优选将风机布置在冷凝器/吸收装置之前，但这样的步骤会导致较高的电力消耗。因此，如图2所示地在冷凝器前后两个位置分别布置风机就成为了一种效率和成本的优选折衷。

本实用新型的用于干燥的气体系统和用于冷却的气体系统被设计为闭环气体系统，实现了对环境的最大限度的保护。但是应当注意到，首先，本实用新型中所谓的闭环气体系统并不是100％的封闭，仍然允许冲洗气体的流入和过量气体的流出，只不过冲洗气体和过量气体的量与气体系统的总气体流的气体含量相比非常微不足道而已。其次，在汽提装置是冷却机之外的单独部件的情况下，汽提装置可以使用冲洗气体，而冲洗气体在携带氨离开汽提装置之后会被供给到所述用于干燥的气体系统或在单独的步骤中得到吸收处理。此时，由于大部分氨被汽提装置移除，因而冷却机气体系统可以是开放系统，此时能够布置多于一个风机。另外，在采用单独的汽提装置且冷却机是接触式的情况下，无需用于冷却的气体系统，也无需如上所述布置在用于冷却的气体系统内的风机和/或干式除尘装置。

本领域技术人员应当理解，上述系统可能有若干个变型，以适应不同的现场工艺条件和专用工艺装置内次目标的优先次序。

以上记载了本实用新型的优选实施例，但是本实用新型的精神和范围不限于这里所公开的具体内容。本领域技术人员能够根据本实用新型的教导而做出更多的实施方式和应用，这些实施方式和应用都在本实用新型的精神和范围内。本实用新型的精神和范围不由具体实施例来限定，而由权利要求来限定。

附图标记列表

1 离心机

2 干燥机

3 第一除尘装置

4 第一风机

5 洗涤器

6 冷凝器

7 第二风机

8 加热器

9 冷却机

10 第二除尘装置

11 第三风机

12 第二吸收装置

A 湿氯化铵

B 干氯化铵

C 固体微粒回收

D 铵盐、其它盐、溶解氨、溶解二氧化碳、水

E 氯化铵溶液

F 清洗液

G 氯化铵悬浮液

H 冲洗气体