CN220951197U - 天然碱尾液循环利用制备烧碱的*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种天然碱尾液循环利用制备烧碱的***，其包括有尾液处理单元、盐水净化单元、氯碱生产单元；尾液处理单元的吸收反应装置的进液口与天然碱进液管连接，尾液处理单元的化盐桶的出口与盐水净化单元的盐水预处理器的入口管线连接，盐水净化单元的鳌合树脂塔组的出口与氯碱生产单元的电解槽的阳极室入口管线连接，氯碱生产单元的氯化氢合成炉的出口与尾液处理单元的吸收反应装置的进气口管线连接。本实用新型的优点：整个***以氯做为平衡元素，在***里循环利用，制备烧碱，氯碱生产单元和尾液处理单元所产生的氢气、氯气和盐又互为原料，实现了天然碱生产与氯碱化工循环一体化的生产工艺，基本实现零排放，环保且节能。
Description
技术领域
本实用新型涉及烧碱技术领域，具体涉及天然碱尾液循环利用制备烧碱的***。
背景技术
天然碱尾液即是天然碱制纯碱工艺***循环生产富集的高盐卤水，需要定量排放以保证纯碱产品的质量，国外传统的天然碱尾液处理均为建设母液池堆存，国内则利用该尾液生产高盐碱或者用来脱硫。尾液用做脱硫剂既受使用量限制同时也是高等资源低用。而生产高盐碱和工业盐杂质含量高，市场接受程度差，经济效益差。
氯碱工艺制备烧碱是指用电解饱和盐水溶液的方法制取烧碱的方法，存在的问题是附属产品氢气和氯气因其***和毒性，处理比较困难，投资、存储和运输的成本高且下游产品市场饱和，附加值较低。
天然碱尾液也可选用苛化法制备烧碱，利用尾液中的碳酸钠和碳酸氢钠与石灰反应生产烧碱，此工艺生产的烧碱浓度低，且工艺产生的废水废渣处理困难。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种天然碱尾液循环利用制备烧碱的***。
本实用新型由如下技术方案实施：天然碱尾液循环利用制备烧碱的***，其包括有尾液处理单元、盐水净化单元、氯碱生产单元；
所述尾液处理单元的吸收反应装置的进液口与天然碱进液管连接，所述尾液处理单元的化盐桶的出口与所述盐水净化单元的所述盐水预处理器的入口管线连接，所述盐水净化单元的鳌合树脂塔组的出口与所述氯碱生产单元的电解槽的阳极室入口管线连接，所述氯碱生产单元的氯化氢合成炉的出口与所述尾液处理单元的吸收反应装置的进气口管线连接。
进一步的，所述尾液处理单元包括有吸收反应装置、十水碱结晶器、十水碱过滤器、脱硝制盐母液桶、制盐结晶器、盐过滤器、化盐桶；
所述吸收反应装置的出液口与所述十水碱结晶器的入口管线连接，所述十水碱结晶器的出口与所述十水碱过滤器的入口管线连接，所述十水碱过滤器的出口与所述脱硝制盐母液桶的入口管线连接，所述脱硝制盐母液桶的出口与所述制盐结晶器的入口管线连接，所述制盐结晶器的出口与所述盐过滤器的入口管线连接，所述盐过滤器的出口与所述化盐桶的入口管线连接。
进一步的，所述尾液处理单元的吸收反应装置包括依次串联设置的第一吸收反应器、第一母液桶、第二吸收反应器、第二母液桶，所述第一吸收反应器和所述第二吸收反应器的进气口分别与所述氯碱生产单元的氯化氢合成炉的出口管线连接，所述第一吸收反应器和所述第二吸收反应器的出气口与尾气处理管线连接。
进一步的，所述盐水净化单元包括有盐水预处理器、盐水精制过滤器、精制盐水桶、鳌合树脂塔组；
所述盐水预处理器的出口与所述盐水精制过滤器的入口管线连接，所述盐水精制过滤器的出口与所述精制盐水桶的入口管线连接，所述精制盐水桶的出口与所述鳌合树脂塔组的入口管线连接。
进一步的，所述鳌合树脂塔组包括第一鳌合树脂塔、第二鳌合树脂塔、第三鳌合树脂塔，所述第一鳌合树脂塔、所述第二鳌合树脂塔、所述第三鳌合树脂塔之间并联设置，且第一鳌合树脂塔的出口与所述第二鳌合树脂塔的入口、所述第二鳌合树脂塔的出口与所述第三鳌合树脂塔的入口之间分别连接有切换管线。
进一步的，所述盐水净化单元还包括有脱氯塔、脱氯淡盐水桶、膜式脱硝装置；
所述氯碱生产单元的淡盐水桶的出口与所述脱氯塔的入口管线连接，所述脱氯塔的出口与所述脱氯淡盐水桶的入口管线连接，所述脱氯淡盐水桶的出口与所述膜式脱硝装置的入口管线连接，所述膜式脱硝装置的贫硝盐水出口与所述化盐桶管线连接，所述膜式脱硝装置的富硝盐水出口与第二母液桶的入口管线连接。
进一步的，所述氯碱生产单元包括有电解槽、淡盐水桶、烧碱桶、氢气洗涤塔、氢气压缩机、氯气洗涤塔、第一氯气干燥塔、第二氯气干燥塔、氯气压缩机、氯化氢合成炉；
所述电解槽的阳极室出液口与所述淡盐水桶的入口管线连接，所述电解槽的阴极室出液口与所述烧碱桶的入口管线连接，所述烧碱桶的出口分别通过管线与所述电解槽的阴极室入口和氢氧化钠外送管线连接，所述电解槽的氯气出口与所述氯气洗涤塔的入口管线连接，所述氯气洗涤塔的出口与所述第一氯气干燥塔的入口管线连接，所述第一氯气干燥塔的出口与所述第二氯气干燥塔的入口管线连接，所述第二氯气干燥塔的出口与所述氯气压缩机的入口管线连接，所述氯气压缩机的出口与所述氯化氢合成炉的入口管线连接；
所述电解槽的氢气出口与所述氢气洗涤塔的入口管线连接，所述氢气洗涤塔的出口与所述氢气压缩机的入口管线连接，所述氢气压缩机的出口与所述氯化氢合成炉的入口管线连接。
本实用新型的优点：天然碱尾液通过尾液处理单元蒸发生产的盐可作为氯碱生产单元的原料生产烧碱，烧碱送至纯碱装置供生产使用；氯碱生产单元伴随产生的氢气和氯气分别处理后，在合成炉生产氯化氢送至吸收反应装置，利用天然碱尾液作为吸收剂，在吸收氯化氢的同时伴随转化反应，将碱液里的碳酸钠转化为氯化钠，氯化钠又可作为氯碱的主要原料再次循环利用；
整个***以氯做为平衡元素，在***里循环利用，制备烧碱，氯碱生产单元和尾液处理单元所产生的氢气、氯气和盐又互为原料，充分合理的利用了资源，实现了天然碱生产与氯碱化工循环一体化的生产工艺，基本实现零排放，环保且节能；
将天然碱尾液中氯以氯化钠的形式析出，过滤处理后再次化盐溶解后生产烧碱，优点是析出的氯化钠纯度较高，可以避免将大量干扰离子带入到氯碱生产单元里，延长了离子交换膜法电解槽的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为该实用新型的结构示意图；
图2为该实用新型中尾液处理单元的示意图；
图3为该实用新型中盐水净化单元的示意图；
图4为该实用新型中氯碱生产单元的示意图；
图中：尾液处理单元1、吸收反应装置1.1、第一吸收反应器1.1.1、第一母液桶1.1.2、第二吸收反应器1.1.3、第二母液桶1.1.4、尾气处理管线1.1.5、十水碱结晶器1.2、十水碱过滤器1.3、脱硝制盐母液桶1.4、制盐结晶器1.5、盐过滤器1.6、化盐桶1.7、天然碱进液管1.8；
盐水净化单元2、盐水预处理器2.1、盐水精制过滤器2.2、精制盐水桶2.3、鳌合树脂塔组2.4、第一鳌合树脂塔2.4.1、第二鳌合树脂塔2.4.2、第三鳌合树脂塔2.4.3、切换管线2.4.5、脱氯塔2.5、脱氯淡盐水桶2.6、膜式脱硝装置2.7；
氯碱生产单元3、电解槽3.1、淡盐水桶3.2、烧碱桶3.3、氢气洗涤塔3.4、氢气压缩机3.5、氯气洗涤塔3.6、第一氯气干燥塔3.7、第二氯气干燥塔3.8、氯气压缩机3.9、氯化氢合成炉3.10、氢氧化钠外送管线3.11。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1-3所示，天然碱尾液循环利用制备烧碱的***，其包括有尾液处理单元1、盐水净化单元2、氯碱生产单元3；
尾液处理单元1的吸收反应装置1.1的进液口与天然碱进液管1.8连接，尾液处理单元1的化盐桶1.7的出口与盐水净化单元2的盐水预处理器2.1的入口管线连接，盐水净化单元2的鳌合树脂塔组2.4的出口与氯碱生产单元3的电解槽3.1的阳极室入口管线连接，氯碱生产单元3的氯化氢合成炉3.10的出口与尾液处理单元1的吸收反应装置1.1的进气口管线连接。
尾液处理单元1包括有吸收反应装置1.1、十水碱结晶器1.2、十水碱过滤器1.3、脱硝制盐母液桶1.4、制盐结晶器1.5、盐过滤器1.6、化盐桶1.7；
吸收反应装置1.1的出液口与十水碱结晶器1.2的入口管线连接，十水碱结晶器1.2的出口与十水碱过滤器1.3的入口管线连接，十水碱过滤器1.3的出口与脱硝制盐母液桶1.4的入口管线连接，脱硝制盐母液桶1.4的出口与制盐结晶器1.5的入口管线连接，制盐结晶器1.5的出口与盐过滤器1.6的入口管线连接，盐过滤器1.6的出口与化盐桶1.7的入口管线连接。
尾液处理单元1的吸收反应装置1.1包括依次串联设置的第一吸收反应器1.1.1、第一母液桶1.1.2、第二吸收反应器1.1.3、第二母液桶1.1.4，第一吸收反应器1.1.1和第二吸收反应器1.1.3的进气口分别与氯碱生产单元3的氯化氢合成炉3.10的出口管线连接，第一吸收反应器1.1.1和第二吸收反应器1.1.3的出气口与尾气处理管线1.1.5连接。
盐水净化单元2包括有盐水预处理器2.1、盐水精制过滤器2.2、精制盐水桶2.3、鳌合树脂塔组2.4；
盐水预处理器2.1的出口与盐水精制过滤器2.2的入口管线连接，盐水精制过滤器2.2的出口与精制盐水桶2.3的入口管线连接，精制盐水桶2.3的出口与鳌合树脂塔组2.4的入口管线连接。
鳌合树脂塔组2.4包括第一鳌合树脂塔2.4.1、第二鳌合树脂塔2.4.2、第三鳌合树脂塔2.4.3，第一鳌合树脂塔2.4.1、第二鳌合树脂塔2.4.2、第三鳌合树脂塔2.4.3之间并联设置，且第一鳌合树脂塔2.4.1的出口与第二鳌合树脂塔2.4.2的入口、第二鳌合树脂塔2.4.2的出口与第三鳌合树脂塔2.4.3的入口之间分别连接有切换管线2.4.5。
盐水净化单元2还包括有脱氯塔2.5、脱氯淡盐水桶2.6、膜式脱硝装置2.7；
氯碱生产单元3的淡盐水桶3.2的出口与脱氯塔2.5的入口管线连接，脱氯塔2.5的出口与脱氯淡盐水桶2.6的入口管线连接，脱氯淡盐水桶2.6的出口与膜式脱硝装置2.7的入口管线连接，膜式脱硝装置2.7的贫硝盐水出口与化盐桶1.7管线连接，膜式脱硝装置2.7的富硝盐水出口与第二母液桶1.1.4的入口管线连接。
氯碱生产单元3包括有电解槽3.1、淡盐水桶3.2、烧碱桶3.3、氢气洗涤塔3.4、氢气压缩机3.5、氯气洗涤塔3.6、第一氯气干燥塔3.7、第二氯气干燥塔3.8、氯气压缩机3.9、氯化氢合成炉3.10；
电解槽3.1的阳极室出液口与淡盐水桶3.2的入口管线连接，电解槽3.1的阴极室出液口与烧碱桶3.3的入口管线连接，烧碱桶3.3的出口分别通过管线与电解槽3.1的阴极室入口和氢氧化钠外送管线3.11连接，电解槽3.1的氯气出口与氯气洗涤塔3.6的入口管线连接，氯气洗涤塔3.6的出口与第一氯气干燥塔3.7的入口管线连接，第一氯气干燥塔3.7的出口与第二氯气干燥塔3.8的入口管线连接，第二氯气干燥塔3.8的出口与氯气压缩机3.9的入口管线连接，氯气压缩机3.9的出口与氯化氢合成炉3.10的入口管线连接；
电解槽3.1的氢气出口与氢气洗涤塔3.4的入口管线连接，氢气洗涤塔3.4的出口与氢气压缩机3.5的入口管线连接，氢气压缩机3.5的出口与氯化氢合成炉3.10的入口管线连接。
该实施例具体的操作过程；
天然碱装置排放尾液(主要为碳酸钠、氯化钠和硫酸钠)首先送至第一吸收反应器1.1.1和第二吸收反应器1.1.3内与氯化氢合成炉3.10送来的氯化氢气体反应，氯化氢气体首先溶解在水中生成盐酸，再与溶液中的碳酸钠反应生成氯化钠溶液和二氧化碳气体，排放的二氧化碳气体经过尾气处理管线1.1.5送至天然碱装置碳化塔生产小苏打，而塔底部的盐硝溶液则送至十水碱结晶器1.2，循环冷冻除硝，除硝后的高盐母液再通过泵送入制盐结晶器1.5，循环高温蒸发结晶出盐，结晶器盐腿析出的盐经卤水淘洗后送入盐过滤器1.6脱水，湿盐送入化盐桶1.7；
化盐桶1.7再用泵送至盐水预处理装置和盐水精制过滤器2.2进行一次盐水精制，除去粗盐水中钙、镁、游离氯和有机质等杂质，然后粗盐水通过泵送至螯合树脂塔组进行二次盐水精制，进一步除去盐水中的微量阳离子，以减少离子对电解槽3.1膜的影响；
精制后盐水泵送入电解槽3.1的盐水高位槽，再自流至电解槽3.1阳极室进行电解反应，电解生成的32％烧碱(NaOH)溶液至烧碱桶3.3，一部分经氢氧化钠外送管线3.11送至天然碱装置自用，一部分加入少量纯水混合后返回电解槽3.1的阴极室，在***内循环；
电解槽3.1阴极室产生的氢气经过氢气洗涤塔3.4处理后送入氢压缩机，阳极室产生的氯气经过氯气洗涤塔3.6、第一干燥塔和第二干燥塔处理后再送入氯气压缩机3.9，压缩后的氢气和氯气进入氯化氢合成炉3.10，高温合成氯化氢气体，然后再送至第一吸收反应器1.1.1和第二吸收反应器1.1.3；
电解槽3.1产生的淡盐水进入脱氯塔2.5，真空脱除游离氯，再经过膜式脱硝设备处理后的贫硝盐水送入化盐桶1.7生产饱和盐水，膜式脱硝设备处理后的富硝盐水则送至第二母液桶1.1.4。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.天然碱尾液循环利用制备烧碱的***，其特征在于，其包括有尾液处理单元、盐水净化单元、氯碱生产单元；
所述尾液处理单元的吸收反应装置的进液口与天然碱进液管连接，所述尾液处理单元的化盐桶的出口与所述盐水净化单元的盐水预处理器的入口管线连接，所述盐水净化单元的鳌合树脂塔组的出口与所述氯碱生产单元的电解槽的阳极室入口管线连接，所述氯碱生产单元的氯化氢合成炉的出口与所述尾液处理单元的吸收反应装置的进气口管线连接。
2.根据权利要求1所述的天然碱尾液循环利用制备烧碱的***，其特征在于，所述尾液处理单元包括有吸收反应装置、十水碱结晶器、十水碱过滤器、脱硝制盐母液桶、制盐结晶器、盐过滤器、化盐桶；
所述吸收反应装置的出液口与所述十水碱结晶器的入口管线连接，所述十水碱结晶器的出口与所述十水碱过滤器的入口管线连接，所述十水碱过滤器的出口与所述脱硝制盐母液桶的入口管线连接，所述脱硝制盐母液桶的出口与所述制盐结晶器的入口管线连接，所述制盐结晶器的出口与所述盐过滤器的入口管线连接，所述盐过滤器的出口与所述化盐桶的入口管线连接。
3.根据权利要求2所述的天然碱尾液循环利用制备烧碱的***，其特征在于，所述尾液处理单元的吸收反应装置包括依次串联设置的第一吸收反应器、第一母液桶、第二吸收反应器、第二母液桶，所述第一吸收反应器和所述第二吸收反应器的进气口分别与所述氯碱生产单元的氯化氢合成炉的出口管线连接，所述第一吸收反应器和所述第二吸收反应器的出气口与尾气处理管线连接。
4.根据权利要求1所述的天然碱尾液循环利用制备烧碱的***，其特征在于，所述盐水净化单元包括有盐水预处理器、盐水精制过滤器、精制盐水桶、鳌合树脂塔组；
所述盐水预处理器的出口与所述盐水精制过滤器的入口管线连接，所述盐水精制过滤器的出口与所述精制盐水桶的入口管线连接，所述精制盐水桶的出口与所述鳌合树脂塔组的入口管线连接。
5.根据权利要求4所述的天然碱尾液循环利用制备烧碱的***，其特征在于，所述鳌合树脂塔组包括第一鳌合树脂塔、第二鳌合树脂塔、第三鳌合树脂塔，所述第一鳌合树脂塔、所述第二鳌合树脂塔、所述第三鳌合树脂塔之间并联设置，且第一鳌合树脂塔的出口与所述第二鳌合树脂塔的入口、所述第二鳌合树脂塔的出口与所述第三鳌合树脂塔的入口之间分别连接有切换管线。
6.根据权利要求4所述的天然碱尾液循环利用制备烧碱的***，其特征在于，所述盐水净化单元还包括有脱氯塔、脱氯淡盐水桶、膜式脱硝装置；
所述氯碱生产单元的淡盐水桶的出口与所述脱氯塔的入口管线连接，所述脱氯塔的出口与所述脱氯淡盐水桶的入口管线连接，所述脱氯淡盐水桶的出口与所述膜式脱硝装置的入口管线连接，所述膜式脱硝装置的贫硝盐水出口与所述化盐桶管线连接，所述膜式脱硝装置的富硝盐水出口与第二母液桶的入口管线连接。
7.根据权利要求1所述的天然碱尾液循环利用制备烧碱的***，其特征在于，所述氯碱生产单元包括有电解槽、淡盐水桶、烧碱桶、氢气洗涤塔、氢气压缩机、氯气洗涤塔、第一氯气干燥塔、第二氯气干燥塔、氯气压缩机、氯化氢合成炉；
所述电解槽的阳极室出液口与所述淡盐水桶的入口管线连接，所述电解槽的阴极室出液口与所述烧碱桶的入口管线连接，所述烧碱桶的出口分别通过管线与所述电解槽的阴极室入口和氢氧化钠外送管线连接，所述电解槽的氯气出口与所述氯气洗涤塔的入口管线连接，所述氯气洗涤塔的出口与所述第一氯气干燥塔的入口管线连接，所述第一氯气干燥塔的出口与所述第二氯气干燥塔的入口管线连接，所述第二氯气干燥塔的出口与所述氯气压缩机的入口管线连接，所述氯气压缩机的出口与所述氯化氢合成炉的入口管线连接；
所述电解槽的氢气出口与所述氢气洗涤塔的入口管线连接，所述氢气洗涤塔的出口与所述氢气压缩机的入口管线连接，所述氢气压缩机的出口与所述氯化氢合成炉的入口管线连接。
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