[发明专利]一种高效自循环湿法连续制备红矾钠的系统

说明书

技术领域

本发明属于红矾钠的制备领域，特别涉及一种高效自循环湿法连续制备红矾钠的系统。

背景技术

红矾钠作为铬盐基础产品是重要的无机化工原料之一，在国民经济中占有重要地位，具有十分广泛的用途。其传统生产工艺前端采用铬铁矿、纯碱、返渣等原料在回转窑内于1000℃以上煅烧，焙烧熟料经浸取得到铬酸钠溶液，后端采用硫酸酸化铬酸钠得到红矾钠溶液，经蒸发结晶脱水得到红矾钠产品。但该生产工艺装置存在严重二次污染、资源浪费、能耗高、生产效率低等问题，对当地环境造成极大危害，严重制约铬盐行业的可持续发展。因此，为解决传统工艺装置存在的缺陷，寻求新的工艺技术迫在眉睫。

在CN201210466756中公开了“一步法制备红矾钠的方法”，文献中提到红矾钠的制备采用铬铁粉末、含钠碱和水的分散体在氧气存在下、在二氧化碳催化剂存在下于一定温度和压力下进行水热氧化反应，经补充酸化得到重铬酸钠溶液，该工艺突破了传统工艺，大大缩短了工艺流程，且能耗低，生产环境友好，是制备红矾钠的有利生产途径。但该工艺对生产设备有极大的要求，且需煅烧副产物碳酸氢钠，人工劳动强度增加，生产装置无法满足连续生产，资源无法得到完全利用，所产生的热量回收利用率低。因此，改善新的生产装置已成趋势。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种高效自循环湿法连续制备红矾钠的系统，其实现了制备红矾钠过程中钠元素、二氧化碳和热能的高效自循环利用，减少了能源的浪费，综合利用了工艺过程中产生的副产物。

为了实现根据本发明的这些目的和其他优点，提供了一种高效自循环湿法连续制备红矾钠的系统，包括：

打浆罐，其上设置有输入原料碳酸氢钠、铬铁粉、碳酸钠和水的入料口；

打浆罐通过料液输送管道依次连接第一输送泵、预热装置、液相氧化反应装置、闪蒸装置、第一分离装置、第一浓缩装置、碳化装置、第二分离装置、电解槽、第二浓缩装置、冷却结晶装置和离心装置；

供氧装置，其与所述液相氧化反应装置通过管道连接；用于向所述液相氧化反应装置通入氧气；

其中，所述所述预热装置中预热分解产生的CO₂、液相氧化反应装置中氧化产生的CO₂和蒸汽、以及闪蒸装置中产生的蒸汽通过气体输送管道输送至第一浓缩装置和第二浓缩装置，蒸汽用于料液浓缩；CO₂气体分别从第一浓缩装置和第二浓缩装置的输气口输出并通过冷冻干燥机除水、CO₂压缩机压缩后输入所述碳化装置用于碳化反应；所述第二分离装置中分离得到的含铬碳酸氢钠可通过管道输送至打浆罐的入料口用作配料。

优选的是，所述打浆罐的入料口有四个，分别为碳酸氢钠入口、铬铁粉入口、碳酸钠入口和水入口。

优选的是，所述供氧装置包括氧气空分装置、氧气压缩机和氧气缓冲罐，氧气压缩机分别与所述氧气空分装置和氧气缓冲罐连通，所述氧气缓冲罐与所述液相氧化反应装置通过管道连通。

优选的是，所述第一浓缩装置上设置有第一浓缩装置排汽口，所述第二浓缩装置上设置有第二浓缩装置排汽口。

优选的是，所述第一分离装置和第二分离装置均为立式自动板框压滤机。

优选的是，所述预热装置上设置有用于检测预热装置内温度的温度计。

优选的是，所述闪蒸装置为四级闪蒸罐。

优选的是，所述液相氧化反应装置和闪蒸装置之间的料液输送管道上连接第二输送泵；所述闪蒸装置和第一分离装置之间的料液输送管道上连接第三输送泵；所述第一浓缩装置和碳化装置之间的料液输送管道上连接第四输送泵；所述碳化装置和第二分离装置之间的料液输送管道上连接第五输送泵；所述电解槽和第二浓缩装置之间的料液输送管道上连接第六输送泵；所述第二浓缩装置与冷却结晶装置之间的料液输送管道上连接第七输送泵；所述冷却结晶装置与离心装置之间的料液输送管道上连接第八输送泵。

本发明至少包括以下有益效果：

(1)清洁生产：完成了红矾钠全流程湿法连续制备工艺技术，彻底改变了传统的旋窑煅烧生产模式，实现红矾钠制造工艺系统全封闭，无三废排放，减少环境污染，达成工业规模的红矾钠清洁生产。