一种硝酸钠蒸发结晶方法与流程

1.本发明涉及硝酸钠结晶制备技术领域，尤其涉及一种硝酸钠蒸发结晶方法。


背景技术：

2.硝酸钠，是一种无机物，化学式为nano3。它的化学性质有：加热至380℃时分解；极易溶于水、液氨，能溶于甲醇和乙醇，极微溶于丙酮，微溶于甘油；溶于水时吸热，溶液变冷，水溶液为中性等。硝酸钠通常是由工业生产用碱溶液吸收氮氧化物，然后蒸发、结晶而得，硝酸钠结晶的密度为2.257克/立方厘米(20℃时)，为无色透明或白微带黄色菱形晶体，其味苦咸。在加热时，硝酸钠易成分解成亚硝酸钠和氧气。硝酸钠可助燃，须存储在阴凉通风的地方。硝酸钠是制造硝酸钾、苦味酸、染料等的原料，是制造染料中间体的硝化剂，在玻璃工业中用作生产各种玻璃及其制品的消泡剂、脱色剂、澄清剂及氧化助熔剂。
3.现有的硝酸钠蒸发结晶时，其运行能耗高，设备整体较为庞大，其占地面积较大，空间利用率较低，运行过程中，操作繁琐，循环水耗量大，且传统的冷却结晶需要多台釜切换，容易在换热或换热表面形成比较厚的结晶层，使得换热效率大幅度降低，需经常人工清洗，因此，我们提出了一种硝酸钠蒸发结晶方法，以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明提出的一种硝酸钠蒸发结晶方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种硝酸钠蒸发结晶方法，包括以下步骤：
7.步骤一：将硝酸钠放入烧杯中，然后加入水，对硝酸钠稀溶液进行制备；
8.步骤二：将制备好的硝酸钠稀溶液加入换热器1中，换热器1运作，硝酸钠稀溶液与换热器1中的加热蒸汽换热后进入分离器1进行气液分离；
9.步骤三：气液分离后，产生的浓缩液进入换热器2中，与其中的加热蒸汽换热后进入分离器2，继续进行气液分离；
10.步骤四：经分离器2分离后，其产生的浓缩液进入闪蒸器进行闪蒸结晶，结晶段采用连续闪蒸结晶方式，操作简单可靠，传统的冷却结晶需要多台釜切换，容易在换热或换热表面形成比较后的结晶层，使得换热效率大幅度降低，需经常人工清洗，闪蒸器中产生的汽体进入冷凝器中，形成冷凝水排出，闪蒸后产生的硝酸钠晶体经离心器离心分离、干燥器干燥以及打包，即制备完成；
11.步骤五：闪蒸后的冷母液经加热后返回换热器2，与换热器2中的浓缩液混合形成闭路循环；
12.步骤六：然后进行二次蒸汽流程，分离器1产生的二次蒸汽与分离器2产生的二次蒸汽混合后进入风机1进行增温、增压处理；
13.步骤七：风机1进行增温、增压处理后的蒸汽输送至风机2中，再次经风机2增温、增压后，其一部分进入换热器1中，另一部分进入风机3中进一步增温、增压，然后进入换热器2
中，用于与硝酸钠稀溶液进行换热操作；
14.步骤八：在操作过程中，换热器1中产生的冷凝水以及换热器2中产生的冷凝水均经热量回收后外排。
15.作为本发明再进一步的方案：所述步骤一中硝酸钠稀溶液中的硝酸钠含量为4～6％。
16.作为本发明再进一步的方案：所述步骤二中的分离器1以及步骤三中的分离器2均为旋风式分离器。
17.作为本发明再进一步的方案：所述步骤四中闪蒸器内的转速为130-1200ppm。
18.作为本发明再进一步的方案：所述闪蒸器为连续闪蒸结晶，所述闪蒸器包含闪蒸结晶分别室、闪蒸结晶器、中央降液管。
19.作为本发明再进一步的方案：所述闪蒸器中的操作温度为60℃。
20.作为本发明再进一步的方案：所述闪蒸器中的压力为-0.095mpa。
21.作为本发明再进一步的方案：所述闪蒸器为不锈钢材质，避免操作过程中生锈，避免影响工艺实施。
22.作为本发明再进一步的方案：所述步骤四中离心器为螺旋卸料、连续操作的过滤离心装置，能够在全速运行下，连续进前进料、分别、卸料等工序，可连续操作，且运行安稳，操作简易。
23.作为本发明再进一步的方案：所述步骤四中干燥机由空气过滤器、机床主体、旋风分别器、离心通风机、操作台构成，根据物料的重量，可以将旋风分别器换成布袋除尘器，也可以同时安装有两个，可选择性高。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果是：该装置通过换热器、分离器、风机以及闪蒸器的配合使用，使得运行能耗低，与三效蒸发工艺对比，该装置处理吨水能节约40-60％的运行费用，与mvr+双效组合蒸发工艺对比，该装置处理吨水能节约30-50％的运行费用，降低了运行成本；且设备的占地面积小，总占地面积约为传统三效蒸发工艺的60-70％，约为mvr+双效组合蒸发工艺的80-90％；运行过程中，循环水以及蒸汽的耗量小；结晶段采用连续闪蒸结晶方式，操作简单可靠，传统的冷却结晶需要多台釜切换，容易在换热或换热表面形成比较厚的结晶层，使得换热效率大幅度降低，需经常人工清洗。
附图说明
25.图1为本发明中硝酸钠蒸发结晶方法的流程示意图。
具体实施方式
26.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。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正对地重要性。
27.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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.参照图1所示，本实施例提供一种硝酸钠蒸发结晶方法，包括以下步骤：
29.步骤一：将硝酸钠放入烧杯中，然后加入水，对硝酸钠稀溶液进行制备，步骤一中硝酸钠稀溶液中的硝酸钠含量为4～6％；
30.步骤二：将制备好的硝酸钠稀溶液加入换热器1中，换热器1运作，硝酸钠稀溶液与换热器1中的加热蒸汽换热后进入分离器1中，进行气液分离；
31.步骤三：气液分离后，产生的浓缩液进入换热器2中，与其中的加热蒸汽换热后进入分离器2，继续进行气液分离，步骤二中的分离器1以及步骤三中的分离器2均为旋风式分离器；
32.步骤四：经分离器2分离后，其产生的浓缩液进入闪蒸器进行闪蒸结晶，步骤四中闪蒸器内的转速为130-1200ppm，闪蒸器为连续闪蒸结晶，闪蒸器包含闪蒸结晶分别室、闪蒸结晶器、中央降液管，闪蒸器中的操作温度为60℃，闪蒸器中的压力为-0.095mpa，闪蒸器为不锈钢材质，避免操作过程中生锈，避免影响工艺实施，因为进液温度比闪蒸器内混淆液温度要高，所以料液会直接快速上涨至分别室，在此条件下湿分的沸点较低，溢出的料液会快速汽化，在汽化与循环推力的两重作用下物料呈喷泉状涌出，在重复过程中，溶液中湿份减少，浓度提升，达到过饱和状态，一般状态下进入的溶液自己就已饱和，加之一般物料在降温条件下溶解度降低，同时溶液中会有大批的晶体析出，在重力的作用下沉降，经过一准时间后可翻开出料口阀门进行排料，闪蒸器中产生的汽体进入冷凝器中，形成冷凝水排出，操作简单可靠，避免需要多台釜切换使用，提高了换热的效率，从而避免经常需要人工清洗，闪蒸后产生的硝酸钠晶体经离心器离心分离、干燥器干燥以及打包，即制备完成，步骤四中离心器为螺旋卸料、连续操作的过滤离心装置，能够在全速运行下，连续进前进料、分别、卸料等工序，拥有连续操作、运行安稳、操作简易、滤饼含湿率较低等特色，适用于分别含固相物粒度大于0.1mm的悬浮液，步骤四中干燥机由空气过滤器、机床主体、旋风分别器、离心通风机、操作台构成，根据物料的重量，可以将旋风分别器换成布袋除尘器，也可以同时安装有两个，可选择性高，装置通过换热器、分离器、风机以及闪蒸器的配合使用，使得运行能耗低，与三效蒸发工艺对比，该装置处理吨水能节约40-60％的运行费用，与mvr+双效组合蒸发工艺对比，该装置处理吨水能节约30-50％的运行费用，降低了运行成本，且设备的占地面积小，总占地面积约为传统三效蒸发工艺的60-70％，约为mvr+双效组合蒸发工艺的80-90％；运行过程中，循环水以及蒸汽的耗量小；
33.步骤五：闪蒸后的冷母液经加热后返回换热器2，与换热器2中的浓缩液混合形成闭路循环，用于提高结晶的效果，提高结晶物料的纯度；
34.步骤六：然后进行二次蒸汽流程，分离器1产生的二次蒸汽与分离器2产生的二次蒸汽混合后进入风机1进行增温、增压处理；
35.步骤七：风机1进行增温、增压处理后的蒸汽输送至风机2中，再次经风机2增温、增压后，其一部分进入换热器1中，另一部分进入风机3中进一步增温、增压，然后进入换热器2中，用于与硝酸钠稀溶液进行换热操作，通过对蒸汽进行重复回收利用，使得蒸汽的耗量
小，降低成本；
36.步骤八：在操作过程中，换热器1中产生的冷凝水以及换热器2中产生的冷凝水均经热量回收后外排，用于对冷凝水进行清理，避免影响换热操作。
37.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围，本发明中其他未详述部分均属于现有技术，故在此不再赘述，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。

技术特征：
1.一种硝酸钠蒸发结晶方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将硝酸钠放入烧杯中，然后加入水，对硝酸钠稀溶液进行制备；步骤二：将制备好的硝酸钠稀溶液加入换热器1中，换热器1运作，硝酸钠稀溶液与换热器1中的加热蒸汽换热后进入分离器1进行气液分离；步骤三：气液分离后，产生的浓缩液进入换热器2中，与其中的加热蒸汽换热后进入分离器2，继续进行气液分离；步骤四：经分离器2分离后，其产生的浓缩液进入闪蒸器进行闪蒸结晶，闪蒸器中产生的汽体进入冷凝器中，形成冷凝水排出，闪蒸后产生的硝酸钠晶体经离心器离心分离、干燥器干燥以及打包，即制备完成；步骤五：闪蒸后的冷母液经加热后返回换热器2，与换热器2中的浓缩液混合形成闭路循环；步骤六：然后进行二次蒸汽流程，分离器1产生的二次蒸汽与分离器2产生的二次蒸汽混合后进入风机1进行增温、增压处理；步骤七：风机1进行增温、增压处理后的蒸汽输送至风机2中，再次经风机2增温、增压后，其一部分进入换热器1中，另一部分进入风机3中进一步增温、增压，然后进入换热器2中，用于与硝酸钠稀溶液进行换热操作；步骤八：在操作过程中，换热器1中产生的冷凝水以及换热器2中产生的冷凝水均经热量回收后外排。2.根据权利要求1所述的一种硝酸钠蒸发结晶方法，其特征在于，所述步骤一中硝酸钠稀溶液中的硝酸钠含量为4～6％。3.根据权利要求1所述的一种硝酸钠蒸发结晶方法，其特征在于，所述步骤二中的分离器1以及步骤三中的分离器2均为旋风式分离器。4.根据权利要求1所述的一种硝酸钠蒸发结晶方法，其特征在于，所述步骤四中闪蒸器内的转速为130-1200ppm。5.根据权利要求4所述的一种硝酸钠蒸发结晶方法，其特征在于，所述闪蒸器为连续闪蒸结晶，所述闪蒸器包含闪蒸结晶分别室、闪蒸结晶器、中央降液管。6.根据权利要求4所述的一种硝酸钠蒸发结晶方法，其特征在于，所述闪蒸器中的操作温度为60℃。7.根据权利要求4所述的一种硝酸钠蒸发结晶方法，其特征在于，所述闪蒸器中的压力为-0.095mpa。8.根据权利要求4所述的一种硝酸钠蒸发结晶方法，其特征在于，所述闪蒸器为不锈钢材质。9.根据权利要求1所述的一种硝酸钠蒸发结晶方法，其特征在于，所述步骤四中离心器为螺旋卸料、连续操作的过滤离心装置。10.根据权利要求1所述的一种硝酸钠蒸发结晶方法，其特征在于，所述步骤四中干燥机由空气过滤器、机床主体、旋风分别器、离心通风机、操作台构成。

技术总结
本发明公开了一种硝酸钠蒸发结晶方法，包括以下步骤：步骤一：对硝酸钠稀溶液进行制备；步骤二：硝酸钠稀溶液加入换热器1中进行气液分离；步骤三：浓缩液进入换热器2中，换热后进入分离器2，进行气液分离；步骤四：进入闪蒸器进行闪蒸结晶，闪蒸后晶体经离心分离、干燥以及打包，即制备完成；步骤五：闪蒸后的冷母液经加热后返回换热器2，形成闭路循环；步骤六：分离器1与分离器2产生的二次蒸汽混合后进入风机1进行增温、增压；步骤七：蒸汽输送至风机2中增温、增压，分别进入换热器1以及风机3中增温、增压，进入换热器2中；步骤八：在操作过程中，换热器1中产生的冷凝水以及换热器2中产生的冷凝水均经热量回收后外排。凝水均经热量回收后外排。凝水均经热量回收后外排。


技术研发人员：蔡耿林 黎锋 毕永锐 李日魏 张芳
受保护的技术使用者：广州市心德实业有限公司
技术研发日：2023.05.15
技术公布日：2023/9/14