一種生產(chǎn)硝酸鉀時(shí)對(duì)氯化銨的蒸發(fā)結(jié)晶方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及溶液的蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生產(chǎn)硝酸鉀時(shí)對(duì)氯化銨的蒸 發(fā)結(jié)晶方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 硝酸鉀是一種重要的無(wú)機(jī)化工原料，硝酸鉀的生產(chǎn)方法在我國(guó)主要是采用硝酸銨 與氯化鉀復(fù)分解轉(zhuǎn)化法，該種方法在生成硝酸鉀的同時(shí)還生成了一種副產(chǎn)品氯化銨，而將 氯化銨廢液排出會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大的污染，所以一般需要對(duì)副產(chǎn)品氯化銨進(jìn)行分離，一般 來(lái)說(shuō)，分離氯化銨時(shí)通常需要對(duì)氯化銨母液進(jìn)行蒸發(fā)、結(jié)晶、離心分離等一系列步驟。
[0003] 現(xiàn)有的氯化銨母液蒸發(fā)結(jié)晶方法大都以單效強(qiáng)制外循環(huán)蒸發(fā)或雙效順流強(qiáng)制外 循環(huán)蒸發(fā)的形式為主。單效強(qiáng)制外循環(huán)蒸發(fā)方法的工藝參數(shù)為：待結(jié)晶液的溫度為70°C， 待結(jié)晶液中氯化銨濃度為11.9% ;雙效順流強(qiáng)制外循環(huán)蒸發(fā)方法的工藝參數(shù)為：待結(jié)晶液 的溫度為69°C，待結(jié)晶液中氯化銨濃度為11.8%。但在實(shí)際生產(chǎn)中，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)上述氯化 銨母液蒸發(fā)結(jié)晶方法存在一些不足，主要表現(xiàn)在：
[0004] (1)蒸汽耗量尚。單效強(qiáng)制外循環(huán)蒸發(fā)方式的蒸汽耗量為I. 1~I. 2kg/kg水，雙 效順流強(qiáng)制外循環(huán)蒸發(fā)方式的蒸汽耗量為0. 69~0. 73kg/kg水。
[0005] (2)投資和運(yùn)行費(fèi)用高。由于強(qiáng)制外循環(huán)蒸發(fā)器的換熱管內(nèi)的液體流速一般較大， 所以強(qiáng)制外循環(huán)蒸發(fā)器往往會(huì)配備大流量、低揚(yáng)程的大功率循環(huán)泵，從而大大增加了投資 和運(yùn)行費(fèi)用。
[0006] (3)產(chǎn)品晶體粒度分布寬、質(zhì)量較差。強(qiáng)制外循環(huán)蒸發(fā)器的末效中往往會(huì)產(chǎn)生晶 體，在使用強(qiáng)制循環(huán)泵時(shí)，漿液中的晶粒就會(huì)與高速旋轉(zhuǎn)的葉輪發(fā)生碰撞，造成對(duì)晶體本身 的損壞，80%以上的產(chǎn)品晶體粒度在0. 08~0. 2mm之間，晶體粒度分布較寬、質(zhì)量較差、產(chǎn) 品的收率較低；與此同時(shí)，在碰撞過(guò)程中，晶體對(duì)泵體本身也會(huì)造成一定的磨損，從而增加 了維修成本。
[0007] (4)對(duì)于單效蒸發(fā)器來(lái)說(shuō)，由于換熱面相對(duì)較小，則需要換熱面兩側(cè)的介質(zhì)保持一 個(gè)較大的溫差，但較大的溫差容易造成溶液與換熱面接觸的地方局部過(guò)熱，從而使得物料 在換熱面上造成堆積，導(dǎo)致?lián)Q熱面的傳熱效果變差，后續(xù)處理的勞動(dòng)量加大。
[0008] 此外，還存在著裝置占地面積大等問(wèn)題。由于現(xiàn)有的氯化銨母液蒸發(fā)結(jié)晶生產(chǎn)過(guò) 程中存在以上不足，使得該工藝在高成本運(yùn)行的條件下卻獲得低生產(chǎn)產(chǎn)能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種產(chǎn)品質(zhì)量好、低能耗的氯化銨蒸發(fā)結(jié)晶工 -H- 〇
[0010] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：
[0011] 一種生產(chǎn)硝酸鉀時(shí)對(duì)氯化銨的蒸發(fā)結(jié)晶方法，包括將氯化銨母液通入多效蒸發(fā)裝 置中利用蒸汽進(jìn)行多效逆流蒸發(fā)的過(guò)程以及結(jié)晶過(guò)程，所用蒸發(fā)器均為降膜蒸發(fā)器，加熱 室均為管式換熱器，閃蒸結(jié)晶器為DTB真空結(jié)晶器；
[0012] 氯化銨母液的流向?yàn)椋郝然@母液首先進(jìn)入末效蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)，然后泵入上一 效的蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)，直到到達(dá)一效蒸發(fā)器，從一效蒸發(fā)器中完成蒸發(fā)的濃縮液泵入閃蒸 結(jié)晶器，濃縮液在閃蒸結(jié)晶器進(jìn)一步濃縮并且降溫結(jié)晶，在閃蒸結(jié)晶器中進(jìn)行濃縮過(guò)程中 通過(guò)與閃蒸結(jié)晶器相連的細(xì)晶消除器對(duì)閃蒸結(jié)晶器中產(chǎn)生的一次清液進(jìn)行加熱以溶解一 次清液中的細(xì)晶并返回閃蒸結(jié)晶器中；在閃蒸結(jié)晶器中進(jìn)行濃縮過(guò)程中產(chǎn)生的一次晶漿泵 入稠厚器中進(jìn)行增稠得到二次清液和二次晶漿，二次晶漿從稠厚器進(jìn)入離心機(jī)進(jìn)行離心分 離，得到氯化銨固體和離心液，離心液進(jìn)入母液罐中；稠厚器中產(chǎn)生的二次清液溢流進(jìn)入沉 降器內(nèi)進(jìn)一步沉降澄清得澄清液和沉降液，澄清液為硝酸鉀母液從沉降器上部溢出，沉降 液排入到母液罐中；母液罐中的氯化銨母液還用于對(duì)稠厚器和沉降器進(jìn)行反沖；
[0013] 加熱用蒸汽及其冷凝水流向?yàn)椋杭訜嵊玫恼羝M(jìn)入到一效蒸發(fā)器的一效加熱室， 一效加熱室內(nèi)產(chǎn)生的冷凝水從一效加熱室下部的一效蒸汽冷凝水出口排出；一效加熱室內(nèi) 產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)一效蒸發(fā)器的一效分離室進(jìn)入二效蒸發(fā)器的二效加熱室，以此類推，直 到末效蒸發(fā)器；同時(shí)，加熱用的蒸汽進(jìn)入到細(xì)晶消除器，細(xì)晶消除器中產(chǎn)生的冷凝水從細(xì)晶 消除器上的蒸汽冷凝水出口排出，細(xì)晶消除器中產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)入閃蒸結(jié)晶器并從閃蒸 二次蒸汽出口排出。
[0014] 本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述多效蒸發(fā)裝置為雙效蒸發(fā)蒸發(fā)器，其逆流蒸發(fā)的具 體步驟為：將氯化銨母液由二效蒸發(fā)器的二效加熱室頂端的原液進(jìn)料口加入到二效加熱室 內(nèi)進(jìn)行加熱蒸發(fā)，并通過(guò)與二效加熱室相連通的二效分離室對(duì)二效加熱室蒸發(fā)后的料液進(jìn) 行氣液分離，二效加熱室和二效分離室內(nèi)所得料液為二效料液；所述二效料液一部分由二 效循環(huán)泵再打回二效加熱室中形成一個(gè)循環(huán)回路用于對(duì)二效料液再次循環(huán)加熱蒸發(fā)，另一 部分二效料液由二效過(guò)料泵打入一效加熱室內(nèi)進(jìn)行加熱蒸發(fā)、并通過(guò)與一效加熱室相連通 的一效分離室對(duì)一效加熱室蒸發(fā)后的料液進(jìn)行氣液分離，一效加熱室和一效分離室所得料 液為一效料液；
[0015] 所述一效料液一部分由一效循環(huán)泵打回一效加熱室中形成一個(gè)循環(huán)回路用于對(duì) 一效料液再次循環(huán)加熱蒸發(fā)，另一部分一效料液由一效循環(huán)泵打入閃蒸結(jié)晶器中進(jìn)行濃縮 降溫結(jié)晶得到一次晶漿和含有細(xì)晶的一次清液；所述一次清液從閃蒸結(jié)晶器中部的流出口 流出并由細(xì)晶消除泵打入細(xì)晶消除器中對(duì)一次清液中的細(xì)晶進(jìn)行加熱溶解，溶解后的一次 清液重新流入閃蒸結(jié)晶器中形成一個(gè)循環(huán)回路；
[0016] 所述一次晶漿由結(jié)晶出料泵打入稠厚器中進(jìn)行增稠得到二次晶漿和二次清液；二 次晶漿進(jìn)入離心機(jī)中進(jìn)行離心分離得到氯化銨固體和離心液，氯化銨固體由離心機(jī)底端的 氯化銨固體出料口排出，離心液進(jìn)入母液罐中；二次清液進(jìn)入沉降器進(jìn)行沉降澄清得到沉 降液和硝酸鉀母液，沉降液進(jìn)入母液罐中，硝酸鉀母液從沉降器上部的硝酸鉀母液出口流 出；
[0017] 所述一效加熱室上設(shè)置有上下兩個(gè)不凝氣出口供一效加熱室內(nèi)的不凝氣排出，從 一效分離室進(jìn)入二效加熱室中的二次蒸汽對(duì)氯化銨母液進(jìn)行加熱，二效加熱室中所含的不 凝氣分別通過(guò)二效加熱室上部和下部的不凝氣出口排出，二次蒸汽經(jīng)換熱后形成的冷凝水 通過(guò)二效加熱室下部的二效二次蒸汽冷凝水出口排出，未冷凝的二次蒸汽進(jìn)入與二效加熱 室相連的二效分離室內(nèi)然后從二效分離室頂端的二效二次蒸汽出口排出。
[0018] 本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述多效蒸發(fā)裝置為三效蒸發(fā)蒸發(fā)器，氯化銨母液從三 效蒸發(fā)器的頂端進(jìn)入，依次到達(dá)二效蒸發(fā)器、一效蒸發(fā)器，三效蒸發(fā)器上也設(shè)置有上下兩個(gè) 不凝氣出口。
[0019] 本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于：還包括一個(gè)利用蒸汽冷凝水安裝在末效蒸發(fā)器氯化銨母 液入口處用于預(yù)熱待蒸發(fā)結(jié)晶的氯化銨母液的預(yù)熱器，預(yù)熱器與末效蒸發(fā)器的蒸汽冷凝水 出口接通。
[0020] 由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明所取得的技術(shù)進(jìn)步在于：
[0021] 本發(fā)明采用蒸發(fā)器為降膜蒸發(fā)器的多效逆流降膜蒸發(fā)方式，可明顯降低蒸汽耗 量，同時(shí)也有助于降低蒸汽所需冷凝水的耗量；結(jié)晶器采用閃蒸結(jié)晶方式，即利用真空降低 料液的溫度，大大減小了熱負(fù)荷和換熱面積、降低了設(shè)備投資；閃蒸結(jié)晶器的外部設(shè)置有細(xì) 晶消除器，可以有效消除閃蒸結(jié)晶器內(nèi)清液中所含細(xì)晶對(duì)氯化銨整體晶體粒度的影響同時(shí) 也提高了氯化銨的提純率；閃蒸結(jié)晶器為DTB真空結(jié)晶器，該結(jié)晶器的內(nèi)循環(huán)所需的壓頭 低，結(jié)晶器內(nèi)的料液攪拌速度慢，大大減少了晶體與結(jié)晶器之間的碰撞，也即采用DTB閃蒸 結(jié)晶過(guò)程，可以使產(chǎn)品晶體粒度分布均勻，產(chǎn)品收率高、質(zhì)量好；母液