一种氨碱法纯碱生产中滤过离心母液循环利用的方法与流程

1.本发明涉及氨碱法制碱领域，具体涉及一种氨碱法纯碱生产中滤过离心母液循环利用的方法。


背景技术：

2.滤过工序是氨碱法纯碱生产中的一个重要工序，它的主要任务是：从碳化塔取出的悬浮液中分离出以碳酸氢钠为主要成分的重碱滤饼；分离的同时要尽可能抽干和洗去滤饼中的高盐母液，使纯碱产品中的氯化钠含量指标合格；这就要求提高洗涤效率，减少洗水用量，降低滤过损失，使滤饼中的含水量达到较低的水平。工艺流程简述如下：从碳化塔出来的出碱液即悬浮液经出碱装置进入滤碱机的碱液槽，转鼓在碱液槽内转动，悬浮液受到转鼓的真空吸附作用，液体进入转鼓内部形成母液，经错气盘和气液分离器自流进入母液桶；固体被吸附在转鼓表面形成重碱滤饼层，滤饼层用软水或淡液进行洗涤，除去重碱滤饼中的盐份，淡液是指含盐量较低的蒸氨冷凝液，滤饼层洗涤后再通过压辊挤压和真空抽吸的作用，对滤饼进行脱水干燥，最后用刮刀将滤饼刮下后送往离心机进行二次脱水。
3.为了进一步降低重碱滤饼水份和盐份，在经过转鼓真空过滤机过滤之后，进入煅烧工序之前，再对重碱滤饼进行离心机二次过滤。重碱滤饼经皮带传送至离心机进料口，在离心机内部，高速旋转的布料漏斗将滤饼加速并均匀的洒向内转鼓，滤饼中的大部分液体受到离心力的作用被离心除去，滤液即离心母液自流进入离心母液桶，与母液一同送往母液联合塔洗涤炉气，滤饼经二次脱水后落入重碱皮带，送往煅烧炉生产轻灰产品。
4.滤碱机洗水用量的多少和重碱滤饼含水量的高低，直接关系到软水、蒸汽等物料的消耗。因此，减少软水用量，降低滤饼洗涤损失和滤饼含水量是降低纯碱生产消耗和制造成本的重要途径。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是提供一种氨碱法纯碱生产中滤过离心母液循环利用的方法，将离心母液作为滤碱机洗水使用，来洗涤滤饼，降低滤饼含盐量，该方法可减少软水用量，降低滤过损失和重碱含水量，降低各项物料消耗，降低制造成本。
6.为解决上述技术问题，本发明包括如下步骤：（1）在滤碱机的转鼓洗涤区设置洗水槽，转鼓洗涤区的洗水槽之前设置离心母液洒水装置；（2）将滤碱机得到的重碱滤饼送入离心机进行二次脱水，得到离心母液；（3）将离心母液送入离心母液洒水装置，作为转鼓洗涤区第一道洗水，洗水槽作为转鼓洗涤区第二道洗水。
7.先将离心母液送入旋液分离器，经过旋液分离器分离得到上层清液和浊液，再将上层清液送入离心母液洒水装置，作为转鼓洗涤区第一道洗水。
8.所述旋液分离器包括一体结构且相互连通的直管段和锥形段，直管段顶部中心设有上层清液出口，直管段的上部一侧沿着管壁的切线方向设有离心母液进口，锥形段底部设有浊液出口。
9.所述直管段和锥形段的高度比为1:5-1:9；所述离心母液进口、上层清液出口和浊液出口的直径比为10:9:3-10:7:4。
10.所述上层清液的固含量控制在离心母液固含量的10%-20%。
11.所述离心母液洒水装置包括集液槽，所述集液槽具有一侧壁，侧壁下端连接有底板，侧壁与底板长度方向两端设有端壁，两端壁之间设有远离侧壁的挡液板，挡液板底端与底板之间留有间隙，挡液板相对外侧的底板上设有倾斜设置的布液板，布液板上端高出挡液板底沿，布液板下端斜伸出底板，布液板下端刃部设有向上翘起的抛射仰角；所述集液槽上方设有进液管。
12.所述抛射仰角与水平面夹角控制在30-50
°
之间。
13.所述进液管与集液槽底板平行设置，长度与集液槽相等，进液管顶部设有进液口，底部设有8-12个间隔分布的出液孔。
14.所述进液管一端设有插入进液管的通条，通条端部与进液管端部密封连接。
15.所述离心母液洒水装置与滤碱机转鼓水平轴线平行设置，离心母液洒水装置位于滤碱机转鼓轴线水平面上方30-45
°
处，洗水槽位于滤碱机转鼓轴线水平面上方60-70
°
处。
16.所述离心母液洒水装置及洗水槽与滤碱机转鼓轴线连线之间的夹角为20-30
°
。
17.所述离心母液洒水装置通过角钢连接到滤碱机转鼓两侧的侧板上，角钢设有高度可调的丝杠。
18.采用上述方法后，由于在滤碱机的转鼓洗涤区设有离心母液洒水装置，离心母液洒水装置与离心母液桶之间经过回流管连通，将离心母液作为滤碱机第一道洗水使用，洗水槽作为转鼓洗涤区第二道洗水，可显著减少软水用量，降低滤饼洗涤损失和滤饼含水量及含盐量，降低软水和蒸汽消耗，降低纯碱制造成本。而在离心母液进入洒水装置之前设置旋液分离器，离心母液经旋液分离器分离后得到上层清液和浊液，再将上层清液送入离心母液洒水装置，作为转鼓洗涤区第一道洗水，可将离心母液中大部分细晶分离出来，以此来防止进液管和集液槽堵塞，改善洗水洗涤效果。
19.本发明将离心母液作为第一道洗水有两个好处：一是利用离心母液将滤饼中的母液置换出来，大大降低了滤饼中的含盐量，有利于减少洗水用量；二是使母液脱离碱饼的速度加快，减少了脱母液区范围，与原设计工艺相比，洗涤区提前，相应的脱水干燥区的范围增加，延长了滤饼脱水干燥的时间，进一步降低滤饼含水量。
附图说明
20.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述：图1为离心母液工艺流程图；图2为旋液分离器示意图；图3为图2的a-a剖面图；图4为离心母液洒水装置立体示意图；图5为离心母液洒水装置正面示意图；
图6为图5的b-b剖面图；图7为图5的c-c剖面图；图8为离心母液洒水装置与侧板组装示意图；图9为滤碱机作业图；图10为滤碱机洗涤装置位置关系图。
21.上述图中的标记均为：1、滤碱机；2、离心机；3、离心母液桶；4、旋液分离器；5、母液桶；6、洗水桶；7、洗水槽；8、离心母液洒水装置；9、离心母液进口；10、上层清液出口；11、浊液出口；12、集液槽；13、进液管；14、挡液板；15、布液板；16、角钢；17、丝杠；18、滚轴；19、侧板；20、通条；21、进液口；22、出液孔；23、端壁。
具体实施方式
22.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
23.参照附图，该氨碱法纯碱生产中滤过离心母液循环利用的装置包括前后设置的滤碱机1、离心机2，离心机2位于滤碱机1后方，滤碱机1为转鼓真空过滤机，滤碱机1前侧上方设有洗水槽7，洗水槽7的位置对应滤碱机1的洗涤区，洗水槽7前方设有洗水桶6，洗水桶6中的洗水为软水或淡液。滤碱机1下方设有母液桶5，用于收集滤碱机1产生的母液，离心机2下方设有离心母液桶3，用于收集离心机2产生的离心母液。前述各装置的结构及对应位置关系为现有技术。
24.为了减少滤碱机1软水用量，降低滤饼洗涤损失和滤饼含水量，在洗水槽7之前设有离心母液洒水装置8，离心母液洒水装置8与离心母液桶3之间经过回流管连通，回流管上设有回流泵。离心母液洒水装置8设置在滤碱机1转鼓洗涤区对应洗水槽7下方，与转鼓水平轴线平行，位于转鼓轴线水平面上方30-45
°
处，作为第一道洗水；洗水槽7设置在转鼓水平轴线后上方60-70
°
处，作为第二道洗水，离心母液洒水装置8及洗水槽7与滤碱机1转鼓轴线连线之间的夹角控制在20-30
°
。参见图4—图8，该离心母液洒水装置8包括集液槽12，集液槽12具有一侧壁，侧壁下端连接有底板，侧壁竖直设置，底板水平设置，侧壁与底板长度方向两端设有端壁23，两端壁之间设有远离侧壁的挡液板14，挡液板14下端通过肋板与侧壁连接，挡液板14底端与底板之间留有间隙，设置挡液板的目的是提高集液槽内的液位，防止布液板布液不均。挡液板14相对外侧的底板上设有倾斜设置的布液板15，布液板15长度方向两端支撑在两端壁上，挡液板14位于侧壁与布液板15之间，布液板15上端斜向挡液板14，布液板15作为溢流板，布液板15上端高出挡液板14底沿，但低于侧壁及端壁23的高度，挡液板14底端与布液板15上沿的高度差为20-30mm。布液板15下端斜伸出底板，布液板15下端刃部靠近转鼓，但不与滤饼接触，下端刃部设有向上翘起的抛射仰角，布液板15斜板与抛射仰角之间通过圆弧过渡，减轻离心母液对布液板斜板的冲击，减少母液动能损失，抛射仰角与水平面夹角控制在30-50
°
，顺着转鼓旋转方向导向滤饼，目的是改变离心母液的喷洒角度，使离心母液顺着转鼓的旋转方向向斜上方喷洒到滤饼上，不仅能减轻母液对重碱滤饼的冲击，降低洗涤损失，还能防止部分离心母液直接落入碱液槽内，提高母液的利用率。使用时，布液板15靠近转鼓一侧，抛射仰角与滤饼间距控制在80-100mm。集液槽12采用顶部进液的
进液方式，在集液槽12上方设置一道进液管13，进液管13与集液槽12底板平行设置，长度与集液槽12相等，两端支撑在端壁23上，进液管13顶部设有进液口21，底部设有8-12个间隔分布的出液孔22，出液孔22朝向集液槽12内腔。进液管13内部设有通条20，通条20包括手持套圈和通条体部，手持套圈为环状，设置于通条体部端部，与通条体部固接形成一个整体；通条体部为长条状不锈钢棒，长度与进液管相同，直径小于进液管内径，通条体部从进液管一端插入进液管，手持套圈位于进液管之外，通条体端部与进液管之间结合部通过填料密封；通条20用来疏通进液管，防止管内积碱。离心母液洒水装置8离心母液洒水装置8通过角钢16连接到滤碱机1转鼓两侧的侧板19上，角钢16和侧板19通过滚轴18连接成一个整体，角钢16底部设置丝杠17，通过调整丝杠17的高度，可以调整抛射仰角与水平面的夹角；还可以通过起重葫芦固定于转鼓水平轴线的后上方，通过调整起重葫芦的位置，来调整洒水装置8与滤饼的间隙。
25.参见图2、图3所示，离心母液洒水装置8与离心母液桶3之间的回流管上设有旋液分离器4，旋液分离器4本体采用不锈钢材质，包括一体结构且相互连通的直管段和锥形段，直管段和锥形段的高度比为1:5-1:9，直管段顶部中心设有上层清液出口10，直管段的上部一侧沿着管壁的切线方向设有离心母液进口9；锥形段底部设有浊液出口11，离心母液进口9、上层清液出口10和浊液出口11的直径比为10:9:3-10:7:4。离心母液经过旋液分离后，上层清液进入离心母液洒水装置8，作为洗水洗涤重碱滤饼，下层浊液去出碱装置。离心母液中含有大量细小的碳酸氢钠结晶，细晶的存在导致了两个问题，一是造成进液管和集液槽积碱堵塞，二是细晶喷洒到滤饼表面，会导致洗水的穿透力下降，洗涤效果变差，增加洗水用量。因此在离心母液进入洒水装置之前，增加一个旋液分离器，将离心母液中大部分细晶分离出来，以此来防止进液管和集液槽堵塞，改善洗水洗涤效果。
26.上述各设备上或各设备之间设有必要的泵、电机、传感器及闸阀。
27.参见图9、图10所示，转鼓真空过滤机的操作分为若干个区，现分述如下：1）过滤区，在此区域内，悬浮液中的液体被吸入转鼓内部形成母液，转鼓的表面形成重碱滤饼。
28.2）脱母液区，当转鼓旋出液面后，即进入脱母液区，随着转鼓的升高，转鼓内部的母液受自身重力的作用自流进入母液桶，并通过真空抽吸尽量脱除滤饼中的母液，为洗涤碱饼做准备。
29.3）洗涤区，用软水或淡液洗去滤饼中的母液，降低滤饼含盐，此区域设有洗水槽，用于将软水或淡液洒向滤饼进行洗涤。
30.4）脱水区，通过压辊挤压和真空抽吸，尽量脱除滤饼中的水份。
31.5）闭合区，用刮刀卸下滤饼。
32.6）预吸区，因为空气带液吹洗能提高清洗滤网的效果，故先把少量母液吸入转鼓内，为下一步吹洗滤网做准备。
33.7）吹风区，用压缩空气及预先吸入的母液吹洗滤网，恢复滤网的过滤能力。
34.转鼓垂直中心线前侧5-10
°
处设有压辊，通过滤碱机的大齿轮来驱动压辊转动，压辊本体包括连接件采用不锈钢制作，压辊两侧通过弹簧连接件连接到滤碱机的侧板上，压辊的表面设有刮刀。在压辊斜下方设置一道预刮刮刀，预刮刮刀与转鼓轴线平行，其刃部与转鼓向侧面相切，预刮刮刀刀刃与转鼓滤网间的间距通过其与机体侧板连接的调整，间距
控制30-40mm。
35.本发明的工作过程是：从碳化塔出来的悬浮液经出碱装置进入滤碱机1的碱液槽，转鼓在碱液槽内顺时针转动，悬浮液受到转鼓的真空吸附作用，液体进入转鼓内部形成母液，经错气盘和气液分离器自流进入母液桶5；固体被吸附在转鼓表面形成重碱滤饼层，由离心母液洒水装置8来的离心母液作为第一道洗水，来自洗水桶6的软水或淡液进入洗水槽7作为第二道洗水，对重碱滤饼进行洗涤，除去重碱滤饼中的高盐母液，淡液是指含盐量较低的蒸氨冷凝液，滤饼层洗涤后再通过压辊挤压和真空抽吸的作用，对滤饼进行脱水干燥，最后用滤饼刮刀将滤饼刮下后送往离心机，经过离心机二次脱水后，重碱滤饼送往煅烧工序，脱水产生的离心母液进入离心母液桶3，经泵送至旋液分离器4，分离后产生的浊液返回出碱装置，上层清液进入离心母液洒水装置8洗涤重碱滤饼。将离心母液作为第一道洗水有两个好处：一是利用离心母液将滤饼中的母液置换出来，大大降低了滤饼中的含盐量，有利于减少洗水用量；二是使母液脱离碱饼的速度加快，减少了脱母液区范围，与原设计相比，洗涤区提前，洗水槽较原位置逆着转鼓的旋转方向向后下方移动10
°
，设置在转鼓水平轴线后上方60-70
°
处，相应的脱水干燥区的范围增加，延长了滤饼脱水干燥的时间，进一步降低滤饼含水量。
36.实施例1：一种氨碱法纯碱生产中滤过离心母液循环利用的方法，由滤碱机1刮刀刮下的重碱滤饼经皮带传送至离心机2入口，滤饼在离心机2内部进行二次脱水后，筛分出来的滤液即离心母液自流进入带搅拌的离心母液桶3，在回流泵的作用下离心母液经回流管进入离心母液洒水装置8，作为滤碱机1第一道洗水，洗涤滤饼中的母液。离心母液洒水装置8设置在转鼓洗涤区的洗水槽7之前，与转鼓水平轴线平行，位于转鼓轴线水平面上方30
°
处，作为第一道洗水；洗水槽7设置在转鼓水平轴线后上方60
°
处，作为第二道洗水，离心母液洒水装置8与洗水槽7之间的夹角控制30
°
。
37.实施例2：一种氨碱法纯碱生产中滤过离心母液循环利用的方法，由滤碱机1刮刀刮下的重碱滤饼经皮带传送至离心机2入口，滤饼在离心机2内部进行二次脱水后，筛分出来的滤液即离心母液自流进入带搅拌的离心母液桶3，在回流泵的作用下离心母液经回流管进入旋液分离器4，分离后产生的浊液进入碳化塔出碱装置，上层清液进入离心母液洒水装置8，作为滤碱机1第一道洗水，洗涤滤饼中的母液。经旋液分离器4分离后的上层清液的固含量控制在离心母液固含量的10%-20%之间。离心母液洒水装置8设置在转鼓洗涤区的洗水槽7之前，与转鼓水平轴线平行，位于转鼓轴线水平面上方45
°
处，作为第一道洗水；洗水槽7设置在转鼓水平轴线后上方70
°
处，作为第二道洗水，离心母液洒水装置8与洗水槽7之间的夹角控制25
°
。
38.实施例3实施例3与实施例2的不同之处在于离心母液洒水装置8采用单排喷头代替集液槽作为第一道洗水，喷头设置在转鼓水平轴线上侧50
°
处，喷嘴与转鼓表面的距离为100mm，喷淋方向与转鼓表面垂直。
39.实施例4实施例4与实施例3的不同之处在于离心母液不经过旋液分离器4，直接进入喷头
作为第一道洗水。
40.为了证明本发明的方法可以减少洗水用量，降低滤过损失和滤饼含水量，给出一个对比例，将这四个实施例和一个对比例进行检测，具体检测结果见下表1。
41.对比例滤饼在离心机2内部进行二次脱水后，筛分出来的滤液即离心母液自流进入带搅拌的母液桶5，洗水槽7作为第一道洗水，设置在转鼓水平轴线上侧80
°
处，其它工艺条件均与实施例1相同。
42.表1：实施例1-4和对比例运行检查结果对比
ꢀ洗水用量（方/吨碱）滤过损失%滤饼含水量%备注实施例10.482.5217.68运行30天检查，布液板布水均匀，洗涤效果好，集液槽内无积碱，进液管每班用通条疏通一次，能够保证设备的稳定、连续运行。实施例20.462.4917.62运行30天检查，布液板布水均匀，洗涤效果好，集液槽内无积碱，进液管每班用通条疏通一次，能够保证设备的稳定、连续运行，与实例1相比，各项指标均有提高。实施例30.492.6817.66运行30天检查，喷淋头和进液管基本不会出现积碱的问题，只需每周拆下清理一遍，不影响设备的连续运行，但是设备运行一段时间后，喷头出现结疤现象，造成喷洒不均匀，影响喷淋效果实施例40.52.7217.71运行30天检查，喷淋头和进液管积碱严重，每班需要拆下清理一次，严重影响设备的连续运行，受喷头结疤的影响，喷洒不均匀，喷淋效果差对比例0.722.9918.21运行30天检查，设备能够稳定连续运行，但是与实施例1-4相比，各项指标均有较大的差距
通过实施例1和实施例2的检查结果对比情况来看，设置旋液分离器能进一步改善各项指标，降低消耗；通过实施例1-2与实施例3-4的检查结果来看，离心母液洒水装置的洗涤效果明显好于喷头的洗涤效果，不仅各项指标更优，消耗更低，而且能够保证设备的稳定连续运行；通过表中实施例1-4和对比例的检查结果来看，本发明能显著降低洗水用量，降低滤过损失和重碱滤饼的含水量；降低消耗，提高产能，进而降低制造成本。