[实用新型]一种靛蓝生产中碱平衡的喷淋吸收塔式碳化反应装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种喷淋吸收塔式反应装置，具体说是一种靛蓝生产中碱平衡的喷淋吸收塔式碳化反应装置。

背景技术

目前靛蓝的工业合成工艺为：苯胺基乙酸钾/钠盐与氨基钠在KOH和NaOH的混合碱做溶剂的体系中发生碱熔反应，生成吲哚酚钾/钠、氨气和氢氧化钠。碱熔物用水稀释后，通空气氧化，经压滤后得到靛蓝，压滤后的母液为含碱12%的KOH和NaOH的混合碱溶液。

在碱熔反应时，KOH和NaOH的混合碱K:Na=1:1，由于在反应时，氨基钠中的钠转化为NaOH，使得母液中的钾钠比为0.6:1，氢氧化钠过量，经脱水回收后，达不到做碱熔溶剂的要求。现有的方法为：在混碱中补加氢氧化钾来调节钾钠比，这就造成了混合碱有富余，富余碱一部分在后续氧化工段时被碳化，变成碳酸钠碱渣，作为固废；富余碱一部分随靛蓝的洗水流失，洗水中的稀碱经硫酸中和，变成盐，最终变成废水，不仅污染环境，而且造成钾的流失，浪费了钾资源。

发明内容

为了解决现有中的不足，本实用新型提供了一种结构简单、使用方便，能有效调节混碱钾钠比，满足靛蓝生产中碱平衡的喷淋吸收塔式碳化反应装置。

本实用新型采用的技术方案是：一种靛蓝生产中碱平衡的喷淋吸收塔式碳化反应装置，包括塔筒体、上封头、喷淋头、锥封头和插底出料管，喷淋头设置于上封头内，上封头上设有高于喷淋头的进气口，上封头封装于塔筒体顶端，锥封头呈倒锥状封装于塔筒体底端，插底出料管下管口对应锥封头倒锥下部，插底出料管上管口由塔筒体内穿出高于锥封头倒锥上部的塔筒体侧壁，其技术特点是还包括循环吸入管、循环管、循环泵和进液管，循环吸入管穿接于高出插底出料管上管口的塔筒体上连通塔筒体内，循环吸入管和进液管均连接循环泵，循环泵经循环管连通喷淋头。

进一步地，所述塔筒体内设有高于循环吸入管的内锥体，内锥体呈倒锥状且底端开口。

进一步地，所述塔筒体内设有搅拌器。

进一步地，所述搅拌器为推进式搅拌器，推进式搅拌器垂直设置于塔筒体侧壁上。

进一步地，所述塔筒体或上封头内设有连通外部自来水的清洗盘管，清洗盘管沿塔筒体或上封头截面设置，清洗盘管外侧设有清洗孔。

进一步地，所述喷淋头为多个喷嘴同一水平面均布结构。

进一步地，所述喷淋头向下喷淋角度为中心对称的120°。

进一步地，所述塔筒体侧壁上设有人孔。

再进一步地，所述锥封头底部设有排净口，锥封头下部锥面上设有检查口。

本装置使用时，将含KOH和NaOH46%-48%的混合碱液由进液管、循环泵打循环，在带压CO₂密闭塔筒体内，经喷淋头雾化喷淋吸收CO₂，发生化学反应，产生碳酸盐，由于Na₂CO₃的溶解度远小于K₂CO₃的溶解度，再加上混碱中含大量钠离子，在混碱中Na₂CO₃过饱和，使得结晶通过插底出料管析出，钾钠比提高的混碱再由循环吸入管通过循环泵打循环，重新回到塔筒体内进一步提高调节钾钠比，最终达到了调节混碱的钾钠比。

采用上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、喷淋头的多个喷嘴在同一水平平面喷淋，各喷嘴相互不干扰，能有效避免上下布置的喷嘴上层喷出的液滴落在下层的喷嘴上形成结晶造成的堵塞；循环的碱液经喷淋头雾化形成60°的细小的雾滴锥体，雾滴受气体阻力的作用，扩散至只受重力的作用时做自由落体运动，雾滴到达不了塔壁，塔壁上无碱液，能有效避免塔壁上形成碳酸盐结晶粘壁，无堵塔、塔壁晶体沉积现象。

2、由喷淋头喷出的细小雾滴分散在连续的CO₂中，吸收CO₂，雾滴不受任何阻挡落至液面上，设备阻力小，能耗低，配合侧向设置的推进式搅拌器进行液体搅拌，进一步提高反应效率。

3、清洗盘管连通外部自来水管上，通过清洗孔清洗塔壁，清洗便捷。塔筒体内设内椎体，Na₂CO₃结晶沿内椎体锥壁下沉、聚集到塔筒体中心，最终沉降到锥封头下部，通过插底出料管压出，有利于快速洁晶、沉降和析出。