CN108249461A - 脱胺提纯方法与设备及其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种脱胺提纯方法与设备及其用途，涉及废盐脱胺技术领域，该脱胺提纯方法是在含有胺类制剂的溶液中通入高压气体得到高压溶气混合液，所述高压溶气混合液经低压释放后产生吸附有胺类制剂的微气泡，所述微气泡上浮与溶液分离完成脱胺。利用该方法能够缓解现有技术的脱胺方法工艺复杂，添加化学药剂造成的污染环境以及成本高等技术问题，达到降低脱胺成本和减少环境污染的目的。
Description
技术领域
本发明涉及废盐脱胺领域，尤其是涉及一种脱胺提纯方法与设备及其用途。
背景技术
浮选法生产氯化钾过程中，会附产大量的氯化钠尾盐。目前察尔汗盐湖的氯化钠堆积量已达千万吨，造成严重的土地侵占、环境污染和资源浪费。由于这部分氯化钠品味低，杂质多，如果不做分离精制，没有任何工业价值。经过论证，精制后氯化钠作为离子膜烧碱原料是一条行之有效的“变废为宝”途径。
离子膜烧碱生产工艺采用电解饱和氯化钠溶液制得烧碱，同时产生氢气和氯气。由于氯化钾生产使用有机胺类药剂作为浮选剂，导致氯化钠尾盐中夹带一部分此类药剂，势必会在化盐过程中进入液相。在离子膜烧碱生产工艺中，如果反应体系中胺含量较高，可能会与电解产生的氯气反应生成三氯化氮，当三氯化氮在气相中达到5％－6％时就会有***危险。所以，胺的脱除就成为氯化钠精制的重点。
目前的氯化钠精制方法中，是以卤水洗涤和次氯酸钠氧化进行处理，所得氯化钠产品满足离子膜烧碱原料要求。但其固有的缺点显而易见，例如：处理路线冗长，添加化学药剂造成的污染环境和成本高等。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种脱胺提纯方法，以缓解现有技术的脱胺方法工艺复杂，添加化学药剂造成的污染环境以及成本高等技术问题。
本发明的第二目的在于提供一种脱胺提纯设备，利用该脱胺提纯设备能够实现上述脱胺提纯方法。
本发明的第三目的在于提供一种上述脱胺提纯方法或脱胺提纯设备在钾肥生产废气氯化钠精制中的用途。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种脱胺提纯方法，在含有胺类制剂的溶液中通入高压气体得到高压溶气混合液，所述高压溶气混合液经低压释放后产生吸附有胺类制剂的微气泡，所述微气泡上浮与溶液分离完成脱胺。
进一步的，先在部分含有胺类制剂的溶液中通入高压气体得到中间气液混合物，然后将所述中间气液混合物与剩余部分含有胺类制剂的溶液进行混合得到所述高压溶气混合液；
优选地，所述高压溶气混合液经低压释放后产生液滴和吸附有胺类制剂的微气泡，所述微气泡上浮与所述液滴分离完成脱胺；
优选地，所述液滴为雾化液滴；
优选地，所述高压气体中的气体选自空气、氦气或氮气。
一种脱胺提纯设备，包括物料混合器和与所述物料混合物连通的释放装置，所述物料混合器中的含有胺类制剂的高压溶气混合液经释放装置低压释放后产生吸附有胺类制剂的微气泡，所述微气泡上浮与溶液分离完成脱胺。
进一步的，所述释放装置包括脱氨塔和设置于所述脱氨塔内的释放器，所述物料混合器与所述释放器连通；
优选地，所述释放器为喷嘴；
优选地，所述喷嘴为雾化喷嘴；
优选地，所述喷嘴为M个，M≥3且M为自然数。
进一步的，所述脱氨塔内设有用于吸附所述微气泡的收集板，所述收集板位于所述释放器的上方；
优选地，所述脱氨塔内设有刮沫装置，所述刮沫装置能够沿所述收集板表面推动吸附于所述收集板上的微气泡移动；
优选地，所述脱氨塔内设有用于收集所述微气泡的第一收集槽，所述刮沫装置将吸附于所述收集板上的微气泡推入所述第一收集槽内；
优选地，所述第一收集槽底部设有泡沫排放口。
进一步的，所述脱氨塔的底部设有集液槽；
优选地，所述集液槽为圆锥形漏斗结构，所述集液槽底部设有排放控制阀。
进一步的，所述脱氨塔设有溢流排放单元，所述溢流排放单元包括用于溢流的液体排放口和第二收集槽；
优选地，所述第二收集槽内设有三角堰；
优选地，溢流液面位于三角堰锯齿高度的(1/2－2/3)处。
进一步的，所述物料混合器包括三相混合物和与所述三相混合器连通的静态混合器；
先将部分含有胺类制剂的溶液与高压气体在三相混合器中混合得到中间气液混合物，然后将所述中间气液混合物通入静态混合器中与剩余部分含有胺类制剂的溶液进行混合得到所述高压溶气混合液；
优选地，所述中间气液混合物的体积为所述剩余部分含有胺类制剂的溶液的体积的20％－70％。
进一步的，所述三相混合器为N个且N个所述三相混合器并联连接；
其中，N≥2且N为自然数。
一种上述脱胺提纯方法或上述脱胺提纯设备在钾肥生产废气氯化钠精制中的用途。
与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的脱胺提纯方法，是在含有胺类制剂的溶液中通入高压气体得到高压溶气混合液，然后将高压溶气混合液进行低压释放。经低压释放后，高压溶气混合液中的气体在压力降低后形成微气泡，而胺类制剂易于与微小气泡粘附，因此，当微气泡上浮与溶液分离后即可以实现溶液的脱胺过程。该方法仅仅通过高压溶气和释放即可实现脱胺，具有工艺流程相对简单，处理效果好的优点。本发明提供的脱胺提纯方法中，由于未添加额外的药剂，仅仅通入高压气体，所以该方法更环保，且能耗低，能显著降低生产陈本。
本发明提供的脱胺提纯设备，利用物理混合物实现在含有胺类制剂的溶液中通入高压气体，利用释放装置实现高压溶气混合液的低压释放，该设备结构简单，可操作性强，能够满足钾肥生产中附产氯化钠的精制要求。本发明提供的脱胺提纯设备处理效果好，运行稳定，能耗低，可在化工、环保、化学行业推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的脱胺提纯设备的结构示意图。
图标：1－三相混合器；2－静态混合器；3－脱胺塔；31－进料管；32－喷嘴；33－刮沫装置；34－收集板；35－第一收集槽；36－泡沫排放口；37－集液槽；38－排放控制阀；39－液体排放口，40－第二收集槽。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的一个方面提供了一种脱胺提纯方法，在含有胺类制剂的溶液中通入高压气体得到高压溶气混合液，所述高压溶气混合液经低压释放后产生吸附有胺类制剂的微气泡，所述微气泡上浮与溶液分离完成脱胺。
本发明提供的脱胺提纯方法，是在含有胺类制剂的溶液中通入高压气体得到高压溶气混合液，然后将高压溶气混合液进行低压释放。经低压释放后，高压溶气混合液中的气体在压力降低后形成微气泡，而胺类制剂易于与微小气泡粘附，因此，当微气泡上浮与溶液分离后即可以实现溶液的脱胺过程。该方法仅仅通过高压溶气和释放即可实现脱胺，具有工艺流程相对简单，处理效果好的优点。本发明提供的脱胺提纯方法中，由于未添加额外的药剂，仅仅通入高压气体，所以该方法更环保，且能耗低，能显著降低生产陈本。
本发明中的高压和低压是一个相对概念，即气体在高压作用下与液体混合后，在相对低压的环境中释放，则原来高压下的气体释放长大形成微气泡。可以理解的是，高压和低压可以不限定具体的数值，只要能通过压力的调整实现微气泡的生成即可。若低压选为常压状态，则高压可以选为0.8MPa－1.2MPa。
高压溶气混合液经低压释放后产生吸附有胺类制剂的微气泡，而剩余的溶液可以以射流的方式向外流出，也可以形成雾滴与微气泡分离。
在本发明的一些实施方式中，高压与低压的压力差为：0.7MPa－1.1MPa。
在本发明的一些实施方式中，先在部分含有胺类制剂的溶液中通入高压气体得到中间气液混合物，然后将所述中间气液混合物与剩余部分含有胺类制剂的溶液进行混合得到所述高压溶气混合液。通过采用该方法得到的高压溶气混合液，气液混合均匀度更好，并且可以使液体中的胺类制剂充分与气体接触。
在本发明的一些实施方式中，所述高压溶气混合液经低压释放后产生液滴和吸附有胺类制剂的微气泡，所述微气泡上浮与所述液滴分离完成脱胺。通过低压释放使高压溶气混合液形成液滴和微气泡，更有利于微气泡与液体物质的分离。
在本发明的一些实施方式中，所述液滴为雾化液滴。
在本发明的一些实施方式中，所述高压气体中的气体选自空气、氦气或氮气。为了使形成的微气泡更易于上浮可以选用空气、氦气或氮气。
本发明的第二个方面提供了一种脱胺提纯设备，包括物料混合器和与所述物料混合物连通的释放装置，所述物料混合器中的含有胺类制剂的高压溶气混合液经释放装置低压释放后产生吸附有胺类制剂的微气泡，所述微气泡上浮与溶液分离完成脱胺。
本发明提供的脱胺提纯设备，利用物理混合物实现在含有胺类制剂的溶液中通入高压气体，利用释放装置实现高压溶气混合液的低压释放，该设备结构简单，可操作性强，能够满足钾肥生产中附产氯化钠的精制要求。本发明提供的脱胺提纯设备处理效果好，运行稳定，能耗低，可在化工、环保、化学行业推广应用。
在本发明的一些实施方式中，所述释放装置包括脱氨塔和设置于所述脱氨塔内的释放器，所述物料混合器与所述释放器连通。
在脱氨塔内进行低压释放，从释放器释放得到的微气泡可以上浮处于脱氨塔的上部空间，液体物质下沉后在脱氨塔的底部汇集，更有利于微气泡和溶液的收集。
在本发明的一些实施方式中，所述释放器为喷嘴，所述喷嘴为雾化喷嘴。通过采用喷嘴，尤其是雾化喷嘴，高压溶气混合液经喷嘴释放后可以形成微气泡和雾化液滴，更有利于微气泡与液体物质的分离。
其中，喷嘴的数量可以为一个，但是为了提高生成效率，喷嘴的数量设置为为M个，M≥3且M为自然数，例如喷嘴的数量可以为6－12个。多个喷嘴通过星型布置方式均匀布置。
在本发明的一些实施方式中，所述喷嘴的喷射方向与水平面之间夹角为50－70°，以利于微气泡与液体物质的分离。
在本发明的一些实施方式中，所述脱氨塔内设有用于吸附所述微气泡的收集板，所述收集板位于所述释放器的上方。微气泡上浮有吸附于收集板上，当吸附的微气泡的厚度达到一定数值后，可以通过手动方式去除。
在本发明的一些实施方式中，所述脱氨塔内设有刮沫装置，所述刮沫装置能够沿所述收集板表面推动吸附于所述收集板上的微气泡移动。相应地，可以在脱氨塔内设置用于收集所述微气泡的第一收集槽，所述刮沫装置将吸附于所述收集板上的微气泡推入所述第一收集槽内，在所述第一收集槽底部可以设有泡沫排放口。
通过设置刮沫装置，可以实现自动刮除微气泡的功能。例如，刮沫装置可以包括刮板和推动该刮板沿收集板表面移动的驱动机构，刮板在驱动机构的作用下沿收集板表面移动，将收集板表面吸附的微气泡推入脱胺塔外或第一收集槽内，第一收集槽内的微气泡泡沫通过第一收集槽底部设置的泡沫排放口排出脱胺塔外。
在本发明的一些实施方式中，所述脱氨塔的底部设有集液槽；该集液槽可以为圆锥形漏斗结构，所述集液槽底部设有排放控制阀。经释放器释放出的液体在集液槽汇集，该液体即为已经脱胺的精制液体。经过一定时间的积累，精制液体从集液槽底部设置的排放控制阀排出脱胺塔。
在本发明的一些实施方式中，所述脱氨塔设有溢流排放单元，所述溢流排放单元包括用于溢流的液体排放口和第二收集槽。
液体排放口设于释放器与收集槽之间，当收集槽内的溶液液位逐步升高至液体排放口处时，溶液从液体排放口流入第二收集槽。工作人员根据第二收集槽内的液体流出情况开启集液槽底部设置的排放控制阀对集液槽内的溶液进行阶段性收集。
在本发明的一些实施方式中，所述第二收集槽内设有三角堰，溢流液面位于三角堰锯齿高度的(1/2－2/3)处。三角堰可以为锯齿形三角堰，以利于液体均匀流出。
在本发明的一些实施方式中，所述物料混合器包括三相混合物和与所述三相混合器连通的静态混合器；先将部分含有胺类制剂的溶液与高压气体在三相混合器中混合得到中间气液混合物，然后将所述中间气液混合物通入静态混合器中与剩余部分含有胺类制剂的溶液进行混合得到所述高压溶气混合液。
利用三相混合器能完成高压气体在溶液中的溶解，同时生成气泡晶核，并有利于胺类制剂与气体形成中空超轻化絮体，使胺类制剂与气体充分接触。
利用静态混合器可以实现混合物的均质化过程，使溶解于溶液中的气体均匀分散。
在本发明的一些实施方式中，所述中间气液混合物的体积为所述剩余部分含有胺类制剂的溶液的体积的20％－70％。
在本发明的一些实施方式中，所述三相混合器为N个且N个所述三相混合器并联连接；其中，N≥2且N为自然数。例如，三相混合器为4－10个。
本发明的第三个方面提供了一种上述脱胺提纯方法或上述脱胺提纯设备在钾肥生产废气氯化钠精制中的用途。
实施例1
如图1所示，本实施例是一种脱胺提纯设备，包含三相混合器1和与三相混合器1连通的静态混合器2，静态混合器2通过进料管31与脱胺塔3连通。静态混合器2中的高压溶气混合液经喷嘴32释放后形成微气泡和液体雾滴，微气泡上浮后吸附于收集板34上。当吸附于收集板34表面的微气泡达到一定厚度时，刮沫装置33开始运动以将吸附于收集板上的泡沫推入第一收集槽35内，进入第一收集槽35内的泡沫从与泡沫排放口36连接的泡沫排放管排出脱胺塔。液体雾滴向下降落进入脱胺塔3底部的集液槽37，当集液槽37内的液体液位逐渐上升至液体排放口39时，集液槽37中的液体从液体排放口39流入第二收集槽40。
其中，喷嘴的数量为10个，且喷嘴均匀分布于星型布置支管上。静态混合器内部填充左扭转的螺旋片和右扭转的螺旋片。喷嘴32焊接于脱胺塔3的进料管31。刮沫装置33的机架通过法兰与脱胺塔固定连接。
实施例2
本实施例是一种钾肥生产废气氯化钠的脱胺提纯方法，该方法中用实施例1提供的脱胺提纯设备进行脱胺提纯。具体过程如下：
首先将压缩空气和饱和盐水在三相混合器内部进行溶气过程得到溶气盐水，然后溶气盐水和盐浆原料在静态混合器内实现均匀混合得到高压溶气混合盐液，之后该高压溶气混合盐液通过进料管从喷嘴处进行释放形成粘附胺类制剂的微气泡和液体雾滴，微气泡上浮与液体雾滴分离实现盐水的精制脱胺过程。
其中，饱和盐水中所用的盐和盐浆原料中的盐均为含有胺类制剂的钾肥生产废气氯化钠。饱和盐水的体积为盐浆原料体积的20％－70％。
本实施例中，释放区处理负荷控制于15m3/m2·h－25m3/m2·h，刮沫装置中的驱动机构的转速控制于3rpm－5rpm，溢流单元中液体上升流速控制于0.01m/s－0.07m/s。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种脱胺提纯方法，其特征在于，在含有胺类制剂的溶液中通入高压气体得到高压溶气混合液，所述高压溶气混合液经低压释放后产生吸附有胺类制剂的微气泡，所述微气泡上浮与溶液分离完成脱胺。
2.根据权利要求1所述的脱胺提纯方法，其特征在于，先在部分含有胺类制剂的溶液中通入高压气体得到中间气液混合物，然后将所述中间气液混合物与剩余部分含有胺类制剂的溶液进行混合得到所述高压溶气混合液；
优选地，所述高压溶气混合液经低压释放后产生液滴和吸附有胺类制剂的微气泡，所述微气泡上浮与所述液滴分离完成脱胺；
优选地，所述液滴为雾化液滴；
优选地，所述高压气体中的气体选自空气、氦气或氮气。
3.一种脱胺提纯设备，其特征在于，包括物料混合器和与所述物料混合物连通的释放装置，所述物料混合器中的含有胺类制剂的高压溶气混合液经释放装置低压释放后产生吸附有胺类制剂的微气泡，所述微气泡上浮与溶液分离完成脱胺。
4.根据权利要求3所述的脱胺提纯设备，其特征在于，所述释放装置包括脱氨塔和设置于所述脱氨塔内的释放器，所述物料混合器与所述释放器连通；
优选地，所述释放器为喷嘴；
优选地，所述喷嘴为雾化喷嘴；
优选地，所述喷嘴为M个，M≥3且M为自然数。
5.根据权利要求4所述的脱胺提纯设备，其特征在于，所述脱氨塔内设有用于吸附所述微气泡的收集板，所述收集板位于所述释放器的上方；
优选地，所述脱氨塔内设有刮沫装置，所述刮沫装置能够沿所述收集板表面推动吸附于所述收集板上的微气泡移动；
优选地，所述脱氨塔内设有用于收集所述微气泡的第一收集槽，所述刮沫装置将吸附于所述收集板上的微气泡推入所述第一收集槽内；
优选地，所述第一收集槽底部设有泡沫排放口。
6.根据权利要求4所述的脱胺提纯设备，其特征在于，所述脱氨塔的底部设有集液槽；
优选地，所述集液槽为圆锥形漏斗结构，所述集液槽底部设有排放控制阀。
7.根据权利要求4所述的脱胺提纯设备，其特征在于，所述脱氨塔设有溢流排放单元，所述溢流排放单元包括用于溢流的液体排放口和第二收集槽；
优选地，所述第二收集槽内设有三角堰；
优选地，溢流液面位于三角堰锯齿高度的(1/2－2/3)处。
8.根据权利要求3－7任一项所述的脱胺提纯设备，其特征在于，所述物料混合器包括三相混合物和与所述三相混合器连通的静态混合器；
先将部分含有胺类制剂的溶液与高压气体在三相混合器中混合得到中间气液混合物，然后将所述中间气液混合物通入静态混合器中与剩余部分含有胺类制剂的溶液进行混合得到所述高压溶气混合液；
优选地，所述中间气液混合物的体积为所述剩余部分含有胺类制剂的溶液的体积的20％－70％。
9.根据权利要求8所述的脱胺提纯设备，其特征在于，所述三相混合器为N个且N个所述三相混合器并联连接；
其中，N≥2且N为自然数。
10.一种权利要求1或2所述的脱胺提纯方法或权利要求3－9任一项所述的脱胺提纯设备在钾肥生产废气氯化钠精制中的用途。
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