專利名稱：聯(lián)合生產(chǎn)純堿和硫酸銨的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種聯(lián)合生產(chǎn)純堿和硫酸銨的系統(tǒng)，特別是利用以蜜胺尾氣和芒硝聯(lián)合生產(chǎn)純堿和硫酸銨的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
蜜胺((NH2) 3C3N3)也稱三聚氰胺，是一種用途廣泛的有機化工原料。其可用于制造三聚氰胺-甲醛樹脂(蜜胺塑料)，制造日用器皿、裝飾貼面板、織物整理劑等，還可與乙醚配合作紙張?zhí)幚韯?，此外還可用作涂料交聯(lián)劑以及阻燃化學(xué)處理劑等。最原始的蜜胺生產(chǎn)方法是雙氰胺法，到二十世紀八十年代以后，工業(yè)化生產(chǎn)蜜胺開始以尿素為原料，在一定溫度和一定壓力作用下進行如下反應(yīng)6 (NH2) 2C0 — C3H6N6+6NH3+3C02上述合成工藝根據(jù)反應(yīng)條件的不同，分為高壓液相淬冷法(7-lOMPa， 370-450 °C )、低壓液相淬冷法(0. 5-lMPa, 380-440 0C )和低壓氣相淬冷法(< 0. 3MPa， 390°C)三種。上述工藝的實現(xiàn)，是在反應(yīng)器中將顆?；蛘邿o水液態(tài)尿素于一定溫度、壓力或者催化劑作用下轉(zhuǎn)化為蜜胺，上述反應(yīng)在生成蜜胺的同時還會放出大量的氨和二氧化碳混合氣，即蜜胺尾氣。純堿化學(xué)名為碳酸鈉(Na2CO3)，又名蘇打、堿灰(Soda Ash)，是一種重要的、大噸位的基本無機化工原料。純堿的用途很廣泛，可用于制造玻璃，如平板玻璃、瓶玻璃、光學(xué)玻璃和高級器皿等；還可利用脂肪酸與純堿反應(yīng)制肥皂；此外，在硬水軟化、石油和油類物質(zhì)的精制、冶金工業(yè)脫除硫磷雜質(zhì)、選礦、以及銅、鉛、鎳、錫、鈾、鋁等金屬的制備、化學(xué)工業(yè)制取鈉鹽和金屬碳酸鹽、漂白劑、填料、洗滌劑、催化劑及染料中均得到廣泛利用。所以，純堿具有大量的市場需求。目前，純堿的生產(chǎn)方法有索爾維法，侯氏制堿法和天然堿加工法等，所用原料因加工方法不同而異；常用的主要原料為原鹽(包括海鹽、池鹽、礦鹽及地下鹵水)、 天然堿、石灰石、氨等。在大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)中，純堿的制備一般是以二氧化碳(CO2)和食鹽(NaCl)為原料進行的。硫酸銨((NH4)2SO4)又稱硫銨，俗稱肥田粉，是一種速效氮素化學(xué)肥料(復(fù)合肥必用品)，其適用于小麥、玉米、水稻、棉花、甘薯、麻類、果樹、蔬菜等農(nóng)作物；硫酸銨同樣是一種用途廣泛的化工原料，主要用于制造氯化銨，氨明礬、焊藥、礦山沉淀劑、防火劑、耐火材料、電鍍、食品醬色催化劑、酵母培養(yǎng)劑、染色助劑、蓄電池等。同樣地，硫酸銨的市場需求量也很大。在工業(yè)化生產(chǎn)中硫酸銨一般從煉焦工業(yè)、石油煉制工業(yè)和合成纖維的副產(chǎn)品中回收。利用芒硝(硫酸鈉，Na2SO4)制堿已有200多年歷史。芒硝制堿的主要工藝是路布蘭法。此法需要用煤還原煅燒，存在以下問題(1)能耗大，每噸堿耗煤在2噸以上；(2)產(chǎn)品質(zhì)量不佳，原料利用不充分，其主要反應(yīng)過程在熔融的固相中進行，需要高溫，設(shè)備生產(chǎn)能力小，反應(yīng)不完全，鈉利用率約在60% 80%之間；[0010](3)設(shè)備腐蝕嚴重，工人勞動條件惡劣。由于主要設(shè)備如反射爐或回轉(zhuǎn)爐始終在高溫下作業(yè)，受堿的腐蝕嚴重的耐火磚等要經(jīng)常更換，每噸堿要消耗的耐火材料50kg左右；(4)污染大。在生產(chǎn)過程中的浸取、過濾等工序每噸堿就產(chǎn)生1噸左右的沉渣，幾乎每道工序中都有污染環(huán)境的粉塵或氣體排出，碳酸化時還有大量的硫化氫氣體排放；以上原因影響了以路布蘭制堿法主的芒硝制堿工業(yè)的發(fā)展。近幾十年來有人研究了以苯酚為置換載體芒硝制堿工藝。但該工藝由于使用有機物苯酚為載體循環(huán)使用，用量大，每噸純堿需要1. 8噸苯酚；回收時需要用大量有機溶劑經(jīng)行多級萃取精餾，操作時控制要求高，工業(yè)化困難。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的第一個技術(shù)問題是克服如上所述的各種芒硝制堿工藝原料利用率低、消耗高、污染大、單線產(chǎn)能小等弊病，進而提供一種利用芒硝和蜜胺尾氣為原料的大型化生產(chǎn)純堿和/或硫酸銨的先進系統(tǒng)。本實用新型所要解決的第二個技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中對蜜胺尾氣的處理無法將蜜胺制備工藝中大量的余熱蒸汽充分利用的問題，進而提供一種可以將上述余熱蒸汽得以充分利用的蜜胺生產(chǎn)純堿和/或硫酸銨系統(tǒng)。本實用新型所要解決的第三個技術(shù)問題是將濾出重堿后的母液中的硫酸鈉和硫酸銨分離開來，得到純凈優(yōu)質(zhì)的硫酸銨，以提高芒硝中硫酸根的利用率和經(jīng)濟價值。為解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種聯(lián)合生產(chǎn)純堿和硫酸銨的系統(tǒng)，包括(A)硫酸鈉水溶液供應(yīng)裝置；(B)蜜胺尾氣供應(yīng)裝置；(C) 二氧化碳氣體供應(yīng)裝置；(D)蜜胺尾氣吸收裝置，與㈧硫酸鈉水溶液供應(yīng)裝置和⑶蜜胺尾氣供應(yīng)裝置相連，具有(Dl)碳酸銨-硫酸鈉水溶液出口 ；(E)重碳酸化析堿裝置，與(C) 二氧化碳氣體供應(yīng)裝置和(D)蜜胺尾氣吸收裝置的 (Dl)碳酸銨-硫酸鈉水溶液出口相連，具有(El)碳酸氫鈉晶體懸浮漿液出口 ；(F)第一固液分離裝置，與(El)碳酸氫鈉晶體懸浮漿液出口相連，并具有(Fl)碳酸氫鈉晶體固體出口，和(F2)母液I出口；(G)碳酸氫鈉煅燒裝置，與(Fl)碳酸氫鈉晶體固體出口相連；(H)蒸氨塔，與(F2)母液I出口相連，具有(Hl)加熱裝置，位于(H)蒸氨塔的塔釜，(H2)塔頂混合氣出口，和(H3)脫氨液出口，位于(H)蒸氨塔的塔釜；(I)硫酸鈉分離單元，與(H3)脫氨液出口相連，具有(Il)硫酸鈉固體出口，和(12)母液 II 出口；(J)母液II冷卻結(jié)晶單元，與(12)母液II出口相連，具有(Jl) Na2SO4 · (NH4) 2S04 · 4H20 晶體出口，和[0034](J2)母液 III 出口；(K)硫酸銨分離單元，與母液III出口相連，具有(Kl)硫酸銨固體出口，和(K2)母液 IV 出口。優(yōu)選地，進一步包括(Al)硫酸鈉水溶液精制裝置，位于(A)硫酸鈉水溶液供應(yīng)裝置與(D)蜜胺尾氣吸收裝置之間。優(yōu)選地，(G)碳酸氫鈉煅燒裝置包括(Gl) 二氧化碳出口，連接至(E)重碳酸化析
堿裝置。優(yōu)選地，(H2)塔頂混合氣出口連接至(D)蜜胺尾氣吸收裝置。優(yōu)選地，(I)硫酸鈉分離單元包括(13)脫氨液蒸發(fā)脫水裝置，與OK)脫氨液出口相連，并具有(131)硫酸鈉固體懸浮液出口，(14)第二固液分離裝置，與(131)硫酸鈉固體懸浮液出口相連。優(yōu)選地，(J)母液II冷卻結(jié)晶單元包括(J3)母液II冷卻結(jié)晶裝置，與(12)母液II出口相連，并具有 Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20 晶體懸浮液出口，和(J4)第三固液分離裝置，與Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20晶體懸浮液出口相連，并具有 (Jl)Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20 晶體出口，和(J2)母液 III 出口。優(yōu)選地，(K)硫酸銨分離單元包括(K3)母液III蒸發(fā)脫水裝置，與(E)母液III出口相連，并具有硫酸銨晶體懸浮液出口，和(K4)第四固液分離裝置，與硫酸銨晶體懸浮液出口相連，并具有(Kl)硫酸銨固體出口和(K2)母液IV出口。優(yōu)選地，該系統(tǒng)進一步包括=Na2SO4 · (NH4) 2S04 · 4H20溶解裝置，位于(H)蒸氨塔與 ⑴硫酸鈉分離單元之間，并與(Jl)Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20晶體出口相連。優(yōu)選地，(1 脫氨液蒸發(fā)脫水裝置和(O)母液III蒸發(fā)脫水裝置是低壓蒸汽加熱多效蒸發(fā)脫水裝置。優(yōu)選地，(K2)母液IV出口連接至(J3)母液II冷卻結(jié)晶裝置。本實用新型的系統(tǒng)原料利用率高、消耗低、污染小、單線產(chǎn)能高。具體而言，本實用新型具有如下優(yōu)點(1)本實用新型生產(chǎn)純堿和/或硫酸銨的系統(tǒng)，實現(xiàn)了對蜜胺尾氣和芒硝的雙重高效利用。(2)本實用新型的系統(tǒng)在生產(chǎn)的過程中，無需另外再加入氨和大量的二氧化碳，只需要以尾氣中的氨量為物料平衡基準(zhǔn)來補充適量的二氧化碳即可，該系統(tǒng)不需要額外加入氨，經(jīng)濟效益更好。(3)本實用新型的系統(tǒng)充分利用了相應(yīng)蜜胺裝置的各種系統(tǒng)余熱蒸汽，節(jié)能降耗效果明顯，經(jīng)濟效益顯著。(4)我國是全球的芒硝資源大國，本實用新型以芒硝為原料生產(chǎn)純堿和/或硫酸銨，拓展了芒硝的大規(guī)模利用途徑，提高了芒硝的經(jīng)濟價值。[0058](5)本實用新型的系統(tǒng)不需要加入有機載體，主要過程均在水溶液中進行，硫酸銨分離工序中產(chǎn)生的冷凝液可用于開采芒硝礦，降低了采礦成本，減少了廢水排放。

圖1為使用本實用新型的系統(tǒng)的一種優(yōu)選實施方式的工藝流程圖。圖2為本實用新型的一種優(yōu)選實施方式的系統(tǒng)示意圖。
具體實施方式
本實用新型涉及一種聯(lián)合生產(chǎn)純堿和硫酸銨的系統(tǒng)，包括(A)硫酸鈉水溶液供應(yīng)裝置；(B)蜜胺尾氣供應(yīng)裝置；(C) 二氧化碳氣體供應(yīng)裝置；(D)蜜胺尾氣吸收裝置，與(A)硫酸鈉水溶液供應(yīng)裝置和(B)蜜胺尾氣供應(yīng)裝置相連，具有(Dl)碳酸銨-硫酸鈉水溶液出口 ；(E)重碳酸化析堿裝置，與(C) 二氧化碳氣體供應(yīng)裝置和⑶蜜胺尾氣吸收裝置相連，具有(El)碳酸氫鈉晶體懸浮漿液出口 ；(F)第一固液分離裝置，與(El)碳酸氫鈉晶體懸浮漿液出口相連，并具有(Fl)碳酸氫鈉晶體固體出口，和(F2)母液I出口，(G)碳酸氫鈉煅燒裝置，與(Fl)碳酸氫鈉晶體固體出口相連；(H)蒸氨塔，與(F2)母液I出口相連，具有(Hl)加熱裝置，位于(H)蒸氨塔的塔釜，(H2)塔頂混合氣出口，和(H3)脫氨液出口，位于(H)蒸氨塔的塔釜；(I)硫酸鈉分離單元，與(H3)脫氨液出口相連，具有(Il)硫酸鈉固體出口，和(12)母液 II 出口；(J)母液II冷卻結(jié)晶單元，與(12)母液II出口相連，具有(Jl) Na2SO4 · (NH4) 2S04 · 4H20 晶體出口，和(J2)母液 III 出口；(K)硫酸銨分離單元，與母液III出口相連，具有(Kl)硫酸銨固體出口，和(K2)母液 IV 出口。優(yōu)選地，(K2)母液IV出口連接至(J3)母液II冷卻結(jié)晶裝置。下面參照附圖對各個裝置和單元進行詳細說明。(A)硫酸鈉水溶液供應(yīng)裝置根據(jù)本實用新型，(A)硫酸鈉水溶液供應(yīng)裝置110也可以稱為硝水供應(yīng)裝置。此處優(yōu)選以粗芒硝水溶液作為原料，是由于將分離芒硝和硫酸銨時產(chǎn)生的大量熱水注入芒硝礦就可以得到粗芒硝水溶液，以其為原料，成本較低。優(yōu)選提供精制硫酸鈉水溶液。精制主要是除去粗芒硝中的鈣、鎂以及固體懸浮物。優(yōu)選制備無鈣鎂離子的精制硫酸鈉水溶液，鈣鎂離子總濃度優(yōu)選低于lOppm，更優(yōu)選低于 8ppm，最優(yōu)選低于5ppm。可利用兩堿法對粗硫酸鈉水溶液或者芒硝進行精制。例如，向粗芒硝或粗芒硝水溶液中加入Na2COdnNaOH,除去鈣鎂離子，得到鈣鎂離子總濃度低于IOppm 的精制硫酸鈉水溶液。優(yōu)選地，該系統(tǒng)進一步包括(Al)硫酸鈉水溶液精制裝置112，位于(A)硫酸鈉水溶液供應(yīng)裝置110與(D)蜜胺尾氣吸收裝置之間。(B)蜜胺尾氣供應(yīng)裝置蜜胺尾氣供應(yīng)裝置120可以是密胺生產(chǎn)裝置，也可以是蜜胺尾氣儲罐，用于存儲來自密胺生產(chǎn)裝置的蜜胺尾氣。(C) 二氧化碳氣體供應(yīng)裝置優(yōu)選地，(C) 二氧化碳氣體供應(yīng)裝置130可以是二氧化碳儲罐，也可以是通過化學(xué)
反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳的裝置。優(yōu)選地，在(C) 二氧化碳氣體供應(yīng)裝置130與(E)重碳酸化析堿裝置200之間，設(shè)置有二氧化碳凈化壓縮裝置220。(D)蜜胺尾氣吸收裝置根據(jù)本實用新型，(D)蜜胺尾氣吸收裝置100用于形成碳酸銨-硫酸鈉水溶液。(D) 蜜胺尾氣吸收裝置100與(A)硫酸鈉水溶液供應(yīng)裝置110和(B)蜜胺尾氣供應(yīng)裝置100相連，具有(Dl)碳酸銨-硫酸鈉水溶液出口。在蜜胺尾氣吸收裝置100中，將來自(B)蜜胺尾氣供應(yīng)裝置的蜜胺尾氣(含氨和二氧化碳的混合氣)通入來自(A)硫酸鈉水溶液供應(yīng)裝置110的硫酸鈉水溶液中，形成碳酸銨-硫酸鈉水溶液?；瘜W(xué)反應(yīng)如下ΝΗ3+Η20 — NH4OH2NH40H+C02 — (NH4) 2C03該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，為了控制反應(yīng)溫度，需要使用冷卻手段去維持反應(yīng)溫度?？刂茰囟葍?yōu)選為30 50°C，更優(yōu)選30 45°C，最優(yōu)選30 40°C。在30 50°C溫度范圍內(nèi)，可以使前述的化學(xué)吸收過程得以持續(xù)進行。該處的冷卻手段可以是現(xiàn)有技術(shù)中可以實現(xiàn)溫度降低并保持基本恒定的任何手段，本實用新型優(yōu)選為冷卻水降溫。在這種情況下，優(yōu)選地， (D)蜜胺尾氣吸收裝置100中裝配有冷卻裝置，例如，冷卻水裝置。蜜胺尾氣中的二氧化碳在此也被吸收，通常完全吸收。(E)重碳酸化析堿裝置根據(jù)本實用新型，(E)重碳酸化析堿裝置200與(C) 二氧化碳氣體供應(yīng)裝置130和 (D)蜜胺尾氣吸收裝置100相連，并具有(El)碳酸氫鈉晶體懸浮漿液出口。根據(jù)本實用新型，(E)重碳酸化析堿裝置200用于使得碳酸銨-硫酸鈉水溶液和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉結(jié)晶沉淀，得到碳酸氫鈉晶體的懸浮漿液。在(E)重碳酸化析堿裝置200中，來自(D)蜜胺尾氣吸收裝置100的碳酸銨-硫酸鈉水溶液中通入來自(C) 二氧化碳氣體供應(yīng)裝置的二氧化碳氣體，使得碳酸銨-硫酸鈉水溶液和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉結(jié)晶沉淀，得到碳酸氫鈉晶體的懸浮漿液。該過程中反應(yīng)如下[0106](NH4) 2C03+C02+H20 — 2NH4HC032NH4HC03+Na2S04 — (NH4) 2S04+2NaHC03 I需要將制得的碳酸銨-硫酸鈉水溶液中通入一定量的二氧化碳氣體，使得碳酸銨-硫酸鈉水溶液和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉(重堿)。碳酸銨-硫酸鈉水溶液和二氧化碳經(jīng)過重碳酸化和復(fù)分解反應(yīng)從而生成碳酸氫鈉，其中，二氧化碳的量是以碳酸銨鹽水的量作為平衡基準(zhǔn)進行補充添加或者釋放的。其中進行補充添加的二氧化碳可以來自合成氨廠的脫碳氣或者變換氣等多種以二氧化碳作為尾氣或者廢氣的來源。控制反應(yīng)溫度優(yōu)選為60 80°C，更優(yōu)選60 75°C，最優(yōu)選62 75°C。在上述反應(yīng)中，控制反應(yīng)溫度為上述范圍，從而實現(xiàn)了生產(chǎn)效率和純堿質(zhì)量的最優(yōu)化。優(yōu)選進一步降低溫度并恒定，這可以進一步保證生產(chǎn)效率和純堿質(zhì)量的最優(yōu)化。 優(yōu)選進一步降低溫度至15 42°C，更優(yōu)選至15 38°C，最優(yōu)選至15 30°C。在該步驟中，保持上述恒定溫度所使用的冷卻手段可以是現(xiàn)有技術(shù)中可以實現(xiàn)溫度降低并保持恒定的任何手段，本實用新型優(yōu)選為循環(huán)冷卻水降溫。經(jīng)進一步降低溫度后，得到的懸浮漿液中碳酸氫鈉晶體含量優(yōu)選為12wt% 22wt %，更優(yōu)選 15wt % 22wt %，最優(yōu)選 18wt % 22wt %。(F)第一固液分離裝置根據(jù)本實用新型，(F)第一固液分離裝置210與(El)碳酸氫鈉晶體懸浮漿液出口相連，并具有(Fl)碳酸氫鈉晶體固體出口和(F2)母液I出口。根據(jù)本實用新型，(F)第一固液分離裝置210用于碳酸氫鈉晶體懸浮漿液的固液分離。因此，(F)第一固液分離裝置210也可以稱為碳酸氫鈉晶體懸浮漿液固液分離裝置。根據(jù)本實用新型，(F)第一固液分離裝置210可以是常規(guī)的固液分離裝置，例如， 離心分離裝置、過濾裝置等。優(yōu)選采用過濾裝置，例如減壓過濾裝置(真空過濾裝置)、離心過濾裝置。(G)碳酸氫鈉煅燒裝置優(yōu)選地，(G)碳酸氫鈉煅燒裝置300包括(Gl) 二氧化碳出口。(Gl) 二氧化碳出口連接至(E)重碳酸化析堿裝置200。(G)碳酸氫鈉煅燒裝置300還具有(G2)純堿出口。在(G)碳酸氫鈉煅燒裝置300中，對碳酸氫鈉固體進行煅燒，即可制得純堿。根據(jù)本實用新型，(G)碳酸氫鈉煅燒裝置300與(Fl)碳酸氫鈉晶體固體出口相連。煅燒反應(yīng)如下 2NaHC03 — C02+H20+Na2C03煅燒溫度優(yōu)選160 250°C，更優(yōu)選170 250°C，最優(yōu)選180 220°C。在該步驟中，選擇碳酸氫鈉的煅燒溫度是為了更好地保證碳酸氫鈉分解速度及其完全分解。在該煅燒過程中，分解碳酸氫鈉生成二氧化碳和水蒸汽，并伴隨有熱量的釋放，上述分解后的熱二氧化碳氣體和熱水蒸汽經(jīng)熱量回收、洗滌凈化和壓縮升壓后，可以返回上述重碳酸化步驟中，作為二氧化碳氣體源參與碳酸銨鹽水之間的重碳酸化和復(fù)分解反應(yīng)，這樣就實現(xiàn)了反應(yīng)尾氣的充分利用。(H)蒸氨塔根據(jù)本實用新型，(H)蒸氨塔400與(F2)母液I出口相連。(H)蒸氨塔400具有(Hl)加熱裝置，位于(H)蒸氨塔400的塔釜，[0126](H2)塔頂混合氣出口，和(H3)脫氨液出口，位于(H)蒸氨塔400的塔釜；將(F)第一固液分離裝置210得到的母液I加入(H)蒸氨塔400，加熱，使得母液 I中的碳酸氫銨、碳酸銨以及水合氨(NH4OH)分解并逸出，在塔頂形成含氨氣、二氧化碳以及飽和水蒸汽的塔頂混合氣，在塔釜內(nèi)生成含有硫酸銨和硫酸鈉的脫氨液。根據(jù)本實用新型，(H)蒸氨塔400用于對母液I加熱，使得母液I中的碳酸氫銨、 碳酸銨以及水合氨(NH4OH)分解并逸出。蒸氨塔400可以采用任何常規(guī)的方法加熱，優(yōu)選利用蜜胺裝置產(chǎn)生的余熱蒸汽加熱，這樣可以進一步提高熱量的利用效率，節(jié)省成本。加熱是為了使得濾液中的碳酸氫銨、 碳酸銨以及水合氨(NH4OH)分解并逸出，在塔頂形成含氨氣、二氧化碳以及飽和水蒸汽的塔頂混合氣，在塔釜內(nèi)生成含有硫酸銨和硫酸鈉的脫氨液。蒸氨塔400的塔釜(塔底)溫度優(yōu)選為100 120°C，更優(yōu)選100 115°C，最優(yōu)選100 110°C。蒸氨塔400的塔頂絕對壓力優(yōu)選為90 105kPa，更優(yōu)選90 IOOkPa,最優(yōu)選95 lOOkPa。上述條件可以使得母液I中的碳酸氫銨、碳酸銨以及水合氨(NH4OH)盡可能地進行分解并逸入氣相，在塔頂形成氨氣、二氧化碳以及飽和水蒸汽的塔頂混合氣，在塔釜內(nèi)生成硫酸銨和硫酸鈉混合水溶液。優(yōu)選將分解得到的氨氣、二氧化碳以及飽和水蒸汽的塔頂混合氣返回(D)蜜胺尾氣吸收裝置100中用硫酸鈉水溶液吸收利用，這進一步提高了蜜胺尾氣利用率，同時也免除了直接排放造成的污染。(I)硫酸鈉分離單元根據(jù)本實用新型，(I)硫酸鈉分離單元500與OK)脫氨液出口相連，具有(Il)硫酸鈉固體出口和(12)母液II出口。優(yōu)選地，(H2)塔頂混合氣出口連接至⑶蜜胺尾氣吸收裝置100。優(yōu)選地，(I)硫酸鈉分離單元500包括(13)脫氨液蒸發(fā)脫水裝置510，與(H3)脫氨液出口相連，并具有(131)硫酸鈉固體懸浮液出口，(14)第二固液分離裝置520，與(131)硫酸鈉固體懸浮液出口相連。優(yōu)選地，(13)脫氨液蒸發(fā)脫水裝置510是低壓蒸汽加熱多效蒸發(fā)脫水裝置。根據(jù)本實用新型，(14)第二固液分離裝置520用于硫酸鈉固體懸浮液的固液分離。因此，(14)第二固液分離裝置520也可以稱為硫酸鈉固體懸浮液固液分離裝置。根據(jù)本實用新型，(14)第二固液分離裝置520可以是常規(guī)的固液分離裝置，例如， 離心分離裝置、過濾裝置等。優(yōu)選采用過濾裝置，例如減壓過濾裝置(真空過濾裝置)、離心過濾裝置。(14)第二固液分離裝置520具有(Il)硫酸鈉固體出口和(1 母液II出口。在(I)硫酸鈉分離單元500，將脫氨液蒸發(fā)脫水(I段蒸發(fā))，濃縮析出硫酸鈉結(jié)晶，固液分離得到硫酸鈉固體和母液II。優(yōu)選地，在(1 脫氨液蒸發(fā)脫水裝置510與硫酸鈉水溶液供應(yīng)裝置110之間，設(shè)置水蒸氣冷凝裝置Mo。換句話說，(13)脫氨液蒸發(fā)脫水裝置510的水蒸氣出口連接至水蒸氣冷凝裝置M0，而水蒸氣冷凝裝置MO的冷凝水出口連接至硫酸鈉水溶液供應(yīng)裝置110。 進一步優(yōu)選，母液III蒸發(fā)脫水裝置710的水蒸氣出口連接至硫酸鈉水溶液供應(yīng)裝置110。 這樣就可以用水蒸氣冷凝裝置540中的冷凝水作為硫酸鈉水溶液精制裝置110的水源，從而實現(xiàn)水的循環(huán)使用，節(jié)約資源。優(yōu)選將脫氨液和Na2SO4 · (NH4)2SO4 ·4Η20(為了便于描述，簡稱D鹽)晶體混合，然后蒸發(fā)脫水，濃縮析出硫酸鈉結(jié)晶。優(yōu)選蒸發(fā)脫水采用低壓蒸汽加熱多效蒸發(fā)脫水技術(shù)，使得混合溶液濃縮析出硫酸鈉結(jié)晶。低壓蒸汽加熱多效蒸發(fā)脫水優(yōu)選在65 125°C及相應(yīng)溫度的飽和壓力下進行，更優(yōu)選在在65 120°C及相應(yīng)溫度的飽和壓力下進行，最優(yōu)選在在75 115°C及相應(yīng)溫度的飽和壓力下進行。采用低壓蒸汽加熱多效蒸發(fā)技術(shù)對硫酸銨和硫酸鈉混合水溶液進行部分脫水，上述溫度以及壓力的設(shè)置保證了上述混合溶液可以首先濃縮析出硫酸鈉結(jié)晶。對于上述蒸發(fā)溫度，75 115°C是特別優(yōu)選的，選擇該蒸發(fā)溫度，保證了在實現(xiàn)脫水的同時，可以盡可能地將更多的硫酸鈉晶體充分結(jié)晶析出。其中，多效蒸發(fā)的級數(shù)的確定需要根據(jù)可利用的加熱蒸汽壓力來進行選擇。對上述析出硫酸鈉結(jié)晶懸浮液進行固液分離，得到硫酸鈉晶體和母液II，分離得到的母液II中包含硫酸銨和硫酸鈉。分離得到的硫酸鈉晶體可以返回步驟b)中用于制備碳酸銨-硫酸鈉水溶液，也可以通過洗滌、干燥后作為各種用途的商業(yè)芒硝。固液分離可以是任何常規(guī)的手段，例如，離心、過濾等。優(yōu)選采用過濾，例如減壓過
濾ο(J)母液II冷卻結(jié)晶單元根據(jù)本實用新型，(J)母液II冷卻結(jié)晶單元600與(12)母液II出口相連，具有 (Jl)Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20 晶體出口，和(J2)母液 III 出口。優(yōu)選地，(J)母液II冷卻結(jié)晶單元600包括(J3)母液II冷卻結(jié)晶裝置610，與(12)母液II出口相連，并具有 Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20 晶體懸浮液出口，和(J4)第三固液分離裝置620，與Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20晶體懸浮液出口相連，并具有(Jl)Na2SO4· (NH4)2SO4 · 4H20 晶體出口，和(J2)母液 III 出口。根據(jù)本實用新型，(J4)第三固液分離裝置620用于Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20晶體懸浮液的固液分離。因此，(J4)第三固液分離裝置620也可以稱為Na2SO4 · (NH4)2SO4 ·4Η20 晶體懸浮液固液分離裝置。根據(jù)本實用新型，(J4)第三固液分離裝置620可以是常規(guī)的固液分離裝置，例如， 離心分離裝置、過濾裝置等。優(yōu)選采用過濾裝置，例如減壓過濾裝置(真空過濾裝置)、離心過濾裝置。在(J)母液II冷卻結(jié)晶單元600中，將母液II冷卻，產(chǎn)生Na2SO4 · (NH4)2SO4 ·4Η20 結(jié)晶，固液分離得到Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4Η20固體和母液III。優(yōu)選將母液11和母液IV混合并冷卻，得到Na2SO4 · (NH4) 2S04 · 4H20結(jié)晶，固液分離得到 Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20 固體和母液 III。優(yōu)選地，(K2)母液IV出口連接至(J3)母液II冷卻結(jié)晶裝置610。在這種情況下，在(J3)母液II冷卻結(jié)晶裝置610中，母液II和母液IV混合并冷卻，得到 Na2SO4 - (NH4)2SO4MH2O結(jié)晶。然后，在(J4)第三固液分離裝置620中固液分離得到 Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20 固體和母液 III。[0159]冷卻溫度為15 42°C，優(yōu)選為15 40°C，更優(yōu)選15 38°C，最優(yōu)選20 35°C。 為了更好地實現(xiàn)D鹽的結(jié)晶，特別優(yōu)選設(shè)置冷卻溫度為20 35°C，該優(yōu)選溫度可以更經(jīng)濟地實現(xiàn)對D鹽的充分結(jié)晶析出。優(yōu)選將D鹽返回(I)硫酸鈉分離單元中與蒸氨液混合來循環(huán)處理。固液分離可以是任何常規(guī)的手段，例如，離心、過濾等。優(yōu)選采用過濾，例如減壓過濾、離心過濾。(K)硫酸銨分離單元根據(jù)本實用新型，(K)硫酸銨分離單元700與母液III出口相連，具有(Kl)硫酸銨固體出口，和(K2)母液IV出口。優(yōu)選地，(K)硫酸銨分離單元700包括(K3)母液III蒸發(fā)脫水裝置710，與(J2)母液III出口相連，并具有硫酸銨晶體懸浮液出口，和(K4)第四固液分離裝置720，與硫酸銨晶體懸浮液出口相連，并具有(Kl)硫酸銨固體出口和(K2)母液IV出口。優(yōu)選地，(K4)第四固液分離裝置720可以是常規(guī)的固液分離裝置，例如，離心分離裝置、過濾裝置等。優(yōu)選采用過濾裝置，例如減壓過濾裝置(真空過濾裝置)、離心過濾裝置。優(yōu)選地，(K3)母液III蒸發(fā)脫水裝置710是低壓蒸汽加熱多效蒸發(fā)脫水裝置。優(yōu)選地，(K2)母液IV出口連接至(J3)母液II冷卻結(jié)晶裝置610。優(yōu)選地，在(J3) 母液II冷卻結(jié)晶裝置610中，母液II和母液IV混合并冷卻，得到Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20 結(jié)晶。然后，在(J4)第三固液分離裝置620中固液分離得到Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20固體和母液III。母液III蒸發(fā)脫水(II段蒸發(fā))，使得母液III濃縮析出硫酸銨結(jié)晶，固液分離，得到硫酸銨產(chǎn)品和母液IV。蒸發(fā)脫水優(yōu)選采用低壓蒸汽加熱多效蒸發(fā)脫水技術(shù)，使得母液III濃縮析出硫酸銨結(jié)晶。低壓蒸汽加熱多效蒸發(fā)脫水優(yōu)選在65 125°C及相應(yīng)溫度的飽和壓力下進行，更優(yōu)選在在65 120°C及相應(yīng)溫度的飽和壓力下進行，最優(yōu)選在在75 115°C及相應(yīng)溫度的飽和壓力下進行。采用低壓蒸汽加熱多效蒸發(fā)技術(shù)對母液III進行蒸發(fā)濃縮，上述溫度以及壓力的設(shè)置保證了上述混合溶液可以首先析出硫酸銨結(jié)晶。對于上述蒸發(fā)溫度，特別優(yōu)選為75 115°C，選擇該蒸發(fā)溫度，在實現(xiàn)脫水的同時，可以盡可能地將更多的酸銨晶體充分結(jié)晶析出。其中，對于多效蒸發(fā)的級數(shù)的確定需要根據(jù)可利用的加熱蒸汽壓力來進行選擇。對上述析出酸銨結(jié)晶的懸浮液進行固液分離，得到的產(chǎn)品硫酸銨和母液IV。優(yōu)選地，該系統(tǒng)進一步包括=Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20溶解裝置，位于(H)蒸氨塔 400與(I)硫酸鈉分離單元500之間，并與(Jl)Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20晶體出口相連。利用本實用新型的系統(tǒng)的進行生產(chǎn)的方法包括以下步驟a)提供硫酸鈉水溶液；b)蜜胺尾氣吸收將蜜胺尾氣通入步驟a)中的硫酸鈉水溶液中，形成碳酸銨-硫酸鈉水溶液；[0177]c)重碳酸化向步驟b)中制備得到的碳酸銨-硫酸鈉水溶液中通入一定量的二氧化碳氣體，使得碳酸銨-硫酸鈉水溶液和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉結(jié)晶沉淀，得到碳酸氫鈉晶體的懸浮漿液；d)碳酸氫鈉的分離、煅燒對步驟c)所得到的碳酸氫鈉晶體懸浮漿液進行固液分離，得到碳酸氫鈉固體和母液I，將得到的碳酸氫鈉固體進行煅燒，即可制得純堿。用本實用新型的系統(tǒng)進行生產(chǎn)的方法可以進一步包括以下步驟e)蒸氨將步驟d)中固液分離得到的母液I加入蒸氨塔400，加熱，使得母液I中的碳酸氫銨、碳酸銨以及水合氨(NH4OH)分解并逸出，在塔頂形成含氨氣、二氧化碳以及飽和水蒸汽的塔頂混合氣，在塔釜內(nèi)生成含有硫酸銨和硫酸鈉的脫氨液。利用本實用新型的系統(tǒng)進行生產(chǎn)的方法可以進一步包括以下步驟f)硫酸鈉的分離將步驟e)中得到的脫氨液蒸發(fā)脫水，濃縮析出硫酸鈉結(jié)晶，固液分離得到硫酸鈉和母液II ；g)冷卻結(jié)晶以及 Na2SO4 · (NH4) 2S04 · 4H20 分離將步驟f)中的得到的母液II冷卻，得到Na2SO4 · (NH4)2SO4 ·4Η20(為了表述方便， 下文中簡稱D鹽)結(jié)晶，固液分離得到D鹽固體和母液III ；h)硫酸銨的分離將步驟g)中得到的母液III蒸發(fā)脫水，使得母液III濃縮析出硫酸銨結(jié)晶，固液分離，得到硫酸銨和母液IV。下面對各個步驟進行詳細說明。a)提供硫酸鈉水溶液此處優(yōu)選以粗芒硝水溶液作為原料，是由于將分離芒硝和硫酸銨時產(chǎn)生的大量熱水注入芒硝礦就可以得到粗芒硝水溶液，以其為原料，成本較低。優(yōu)選提供精制硫酸鈉水溶液。精制主要是除去粗芒硝中的鈣、鎂以及固體懸浮物。 優(yōu)選制備無鈣鎂離子的精制硫酸鈉水溶液，鈣鎂離子總濃度優(yōu)選低于lOppm，更優(yōu)選低于 8ppm，最優(yōu)選低于5ppm?？衫脙蓧A法對粗硫酸鈉水溶液或者芒硝進行精制。例如，向粗芒硝或粗芒硝水溶液中加入Na2COdnNaOH,除去鈣鎂離子，得到鈣鎂離子總濃度低于IOppm 的精制硫酸鈉水溶液。硫酸鈉水溶液中的Na2SO4含量優(yōu)選為20wt % 32wt %，更優(yōu)選20wt % 30wt %， 最優(yōu)選22wt% 28wt%。b)蜜胺尾氣吸收將蜜胺尾氣(含氨和二氧化碳的混合氣)通入步驟a)中的硫酸鈉水溶液中，形成碳酸銨-硫酸鈉水溶液?；瘜W(xué)反應(yīng)如下ΝΗ3+Η20 — NH4OH2NH40H+C02 — (NH4) 2C03[0201]該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，為了控制反應(yīng)溫度，需要使用冷卻手段去維持反應(yīng)溫度?？刂茰囟葍?yōu)選為30 50°C，更優(yōu)選30 45°C，最優(yōu)選30 40°C。在30 50°C溫度范圍內(nèi)， 可以使前述的化學(xué)吸收過程得以持續(xù)進行。該處的冷卻手段可以是現(xiàn)有技術(shù)中可以實現(xiàn)溫度降低并保持基本恒定的任何手段，本實用新型優(yōu)選為冷卻水降溫。形成的碳酸銨-硫酸鈉水溶液中氨含量優(yōu)選為7wt% IOwt %，更優(yōu)選7wt% 9wt%。在該氨含量范圍內(nèi)，兼顧了氨和Na2SO4W單程轉(zhuǎn)化率。在本實用新型中為了保持上述氨含量，需要根據(jù)蜜胺尾氣的量來調(diào)整硫酸鈉水溶液的加入量。蜜胺尾氣中的二氧化碳在此也被吸收，通常完全吸收。c)重碳酸化(重碳酸化析堿)向步驟b)中制備得到的碳酸銨-硫酸鈉水溶液中通入一定量的二氧化碳氣體，使得碳酸銨-硫酸鈉水溶液和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉結(jié)晶沉淀，得到碳酸氫鈉晶體的懸浮漿液。該過程中反應(yīng)如下(NH4) 2C03+C02+H20 — 2NH4HC032NH4HC03+Na2S04 — (NH4) 2S04+2NaHC03 I需要將制得的碳酸銨-硫酸鈉水溶液中通入一定量的二氧化碳氣體，使得碳酸銨-硫酸鈉水溶液和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉(重堿)。碳酸銨-硫酸鈉水溶液和二氧化碳經(jīng)過重碳酸化和復(fù)分解反應(yīng)從而生成碳酸氫鈉，其中，二氧化碳的量是以碳酸銨鹽水的量作為平衡基準(zhǔn)進行補充添加或者釋放的。其中進行補充添加的二氧化碳可以來自合成氨廠的脫碳氣或者變換氣等多種以二氧化碳作為尾氣或者廢氣的來源?？刂品磻?yīng)溫度優(yōu)選為60 80°C，更優(yōu)選60 75°C，最優(yōu)選62 75°C。在上述反應(yīng)中，控制反應(yīng)溫度為上述范圍，從而實現(xiàn)了生產(chǎn)效率和純堿質(zhì)量的最優(yōu)化。優(yōu)選進一步降低溫度并恒定，這可以進一步保證生產(chǎn)效率和純堿質(zhì)量的最優(yōu)化。 優(yōu)選進一步降低溫度至15 42°C，更優(yōu)選至15 38°C，最優(yōu)選至15 30°C。在該步驟中，保持上述恒定溫度所使用的冷卻手段可以是現(xiàn)有技術(shù)中可以實現(xiàn)溫度降低并保持恒定的任何手段，本實用新型優(yōu)選為循環(huán)冷卻水降溫。經(jīng)進一步降低溫度后，得到的懸浮漿液中碳酸氫鈉晶體含量優(yōu)選為12wt% 22wt %，更優(yōu)選 15wt % 22wt %，最優(yōu)選 18wt % 22wt %。d)碳酸氫鈉的分離、煅燒分離純堿對步驟c)所得到的碳酸氫鈉晶體懸浮漿液進行固液分離，得到碳酸氫鈉固體和母液I，將得到的碳酸氫鈉固體進行煅燒，即可制得純堿。固液分離可以是任何常規(guī)的手段，例如，離心、過濾等。優(yōu)選采用過濾，例如減壓過濾(真空過濾)。煅燒反應(yīng)如下2NaHC03 — C02+H20+Na2C03煅燒溫度優(yōu)選160 250°C，更優(yōu)選170 250°C，最優(yōu)選180 220°C。在該步驟中，選擇碳酸氫鈉的煅燒溫度是為了更好地保證碳酸氫鈉分解速度及其完全分解。在該煅燒過程中，分解碳酸氫鈉生成二氧化碳和水蒸汽，并伴隨有熱量的釋放，上述分解后的熱二氧化碳氣體和熱水蒸汽經(jīng)熱量回收、洗滌凈化和壓縮升壓后，可以返回上述c)重碳酸化步驟中，作為二氧化碳氣體源參與碳酸銨鹽水之間的重碳酸化和復(fù)分解反應(yīng)，這樣就實現(xiàn)了反應(yīng)尾氣的充分利用。e)蒸氨重堿母液分解精餾脫氨將步驟d)中固液分離得到的母液I加入蒸氨塔400，加熱，使得母液I中的碳酸氫銨、碳酸銨以及水合氨(NH4OH)分解并逸出，在塔頂形成含氨氣、二氧化碳以及飽和水蒸汽的塔頂混合氣，在塔釜內(nèi)生成含有硫酸銨和硫酸鈉的脫氨液。蒸氨塔400可以采用任何常規(guī)的方法加熱，優(yōu)選利用蜜胺裝置產(chǎn)生的余熱蒸汽加熱，這樣可以進一步提高熱量的利用效率，節(jié)省成本。加熱是為了使得濾液中的碳酸氫銨、 碳酸銨以及水合氨(NH4OH)分解并逸出，在塔頂形成含氨氣、二氧化碳以及飽和水蒸汽的塔頂混合氣，在塔釜內(nèi)生成含有硫酸銨和硫酸鈉的脫氨液。蒸氨塔400的塔釜(塔底)溫度優(yōu)選為100 120°C，更優(yōu)選100 115°C，最優(yōu)選100 110°C。蒸氨塔400的塔頂絕對壓力優(yōu)選為90 105kPa，更優(yōu)選90 IOOkPa,最優(yōu)選95 lOOkPa。上述條件可以使得母液I中的碳酸氫銨、碳酸銨以及水合氨(NH4OH)盡可能地進行分解并逸入氣相，在塔頂形成氨氣、二氧化碳以及飽和水蒸汽的塔頂混合氣，在塔釜內(nèi)生成硫酸銨和硫酸鈉混合水溶液。優(yōu)選將分解得到的氨氣、二氧化碳以及飽和水蒸汽的塔頂混合氣返回步驟b)中用硫酸鈉水溶液吸收利用，這進一步提高了蜜胺尾氣利用率，同時也免除了直接排放造成的污染。f)硫酸鈉的分離脫氨液蒸發(fā)濃縮分離硫酸鈉將步驟e)中得到的脫氨液蒸發(fā)脫水(I段蒸發(fā))，濃縮析出硫酸鈉結(jié)晶，固液分離得到硫酸鈉固體和母液II。優(yōu)選將步驟e)中得到的脫氨液和步驟g)中得到的D鹽混合，然后蒸發(fā)脫水，濃縮析出硫酸鈉結(jié)晶。優(yōu)選蒸發(fā)脫水采用低壓蒸汽加熱多效蒸發(fā)脫水技術(shù)，使得混合溶液濃縮析出硫酸鈉結(jié)晶。低壓蒸汽加熱多效蒸發(fā)脫水優(yōu)選在65 125°C及相應(yīng)溫度的飽和壓力下進行，更優(yōu)選在在65 120°C及相應(yīng)溫度的飽和壓力下進行，最優(yōu)選在在75 115°C及相應(yīng)溫度的飽和壓力下進行。采用低壓蒸汽加熱多效蒸發(fā)技術(shù)對硫酸銨和硫酸鈉混合水溶液進行部分脫水，上述溫度以及壓力的設(shè)置保證了上述混合溶液可以首先濃縮析出硫酸鈉結(jié)晶。對于上述蒸發(fā)溫度，75 115°C是特別優(yōu)選的，選擇該蒸發(fā)溫度，保證了在實現(xiàn)脫水的同時，可以盡可能地將更多的硫酸鈉晶體充分結(jié)晶析出。其中，多效蒸發(fā)的級數(shù)的確定需要根據(jù)可利用的加熱蒸汽壓力來進行選擇。對上述析出硫酸鈉結(jié)晶懸浮液進行固液分離，得到硫酸鈉晶體和母液II，分離得到的母液II中包含硫酸銨和硫酸鈉。分離得到的硫酸鈉晶體可以返回步驟b)中用于制備碳酸銨-硫酸鈉水溶液，也可以通過洗滌、干燥后作為各種用途的商業(yè)芒硝。固液分離可以是任何常規(guī)的手段，例如，離心、過濾等。優(yōu)選采用過濾，例如減壓過
濾οg)冷卻結(jié)晶及D鹽分離冷卻結(jié)晶析出D鹽將步驟f)中的得到的母液II冷卻，得到D鹽結(jié)晶，固液分離得到D鹽和母液III。優(yōu)選將步驟f)中的得到的母液II和以下步驟h)中得到的母液IV混合并冷卻，得到D鹽結(jié)晶，固液分離得到D鹽和母液III。冷卻溫度為15 42°C，優(yōu)選為15 40°C，更優(yōu)選15 38°C，最優(yōu)選20 35°C。 為了更好地實現(xiàn)D鹽的結(jié)晶，特別優(yōu)選設(shè)置冷卻溫度為20 35°C，該優(yōu)選溫度可以更經(jīng)濟地實現(xiàn)對D鹽的充分結(jié)晶析出。優(yōu)選將D鹽返回步驟f)中與蒸氨液混合來循環(huán)處理。固液分離可以是任何常規(guī)的手段，例如，離心、過濾等。優(yōu)選采用過濾，例如減壓過
濾οh)硫酸銨的分離從母液III中分離出硫酸銨將步驟g)中得到的母液III蒸發(fā)脫水(II段蒸發(fā))，使得母液III濃縮析出硫酸銨結(jié)晶，固液分離，得到硫酸銨產(chǎn)品和母液IV。蒸發(fā)脫水優(yōu)選采用低壓蒸汽加熱多效蒸發(fā)脫水技術(shù)，使得母液III濃縮析出硫酸銨結(jié)晶。低壓蒸汽加熱多效蒸發(fā)脫水優(yōu)選在65 125°C及相應(yīng)溫度的飽和壓力下進行，更優(yōu)選在在65 120°C及相應(yīng)溫度的飽和壓力下進行，最優(yōu)選在在75 115°C及相應(yīng)溫度的飽和壓力下進行。采用低壓蒸汽加熱多效蒸發(fā)技術(shù)對母液III進行蒸發(fā)濃縮，上述溫度以及壓力的設(shè)置保證了上述混合溶液可以首先析出硫酸銨結(jié)晶。對于上述蒸發(fā)溫度，特別優(yōu)選為75 115°C，選擇該蒸發(fā)溫度，在實現(xiàn)脫水的同時，可以盡可能地將更多的酸銨晶體充分結(jié)晶析出。其中，對于多效蒸發(fā)的級數(shù)的確定需要根據(jù)可利用的加熱蒸汽壓力來進行選擇。對上述析出酸銨結(jié)晶的懸浮液進行固液分離，得到的產(chǎn)品硫酸銨和母液IV。在一種優(yōu)選的實施方式中，利用本實用新型的系統(tǒng)以蜜胺尾氣和芒硝為原料聯(lián)合生產(chǎn)純堿和硫酸銨的方法包括如下步驟a)硫酸鈉水溶液精制向粗芒硝或粗芒硝水溶液中加入Na2CO3和NaOH，除去鈣鎂離子，得到鈣鎂離子總濃度低于IOppm的精制硫酸鈉水溶液；b)尾氣吸收將蜜胺尾氣(含氨和二氧化碳的混合氣)通入步驟a)中生產(chǎn)的Na2SO4含量為 20 32wt%的精制硫酸鈉水溶液中，并控制溫度為30 50°C，形成氨含量為7 IOwt % 的碳酸銨-硫酸鈉水溶液，蜜胺尾氣中的二氧化碳在此也被完全吸收；c)重碳酸化向步驟b)中制備得到的碳酸銨-硫酸鈉水溶液中通入一定量的二氧化碳氣體，控制反應(yīng)溫度為60 80°C，使得碳酸銨-硫酸鈉水溶液和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉結(jié)晶沉淀；之后進一步降低溫度并恒定為15 42°C，得到碳酸氫鈉晶體含量為12wt% 22wt% 的懸浮漿液；d)重堿分離、煅燒對c)碳酸氫鈉懸浮漿液進行過濾，將得到的碳酸氫鈉濾餅于160 250°C進行煅燒，即可制得純堿；e)蒸氨將步驟d)中過濾得到的濾液加入蒸氨塔400，用蜜胺裝置產(chǎn)生的余熱蒸汽加熱， 塔釜溫度為100 120°C，塔頂絕對壓力為90 105KPa，使得濾液中的碳酸氫銨、碳酸銨以及水合氨(NH4OH)分解并逸出，在塔頂形成含氨氣、二氧化碳以及飽和水蒸汽的塔頂混合氣，在塔釜內(nèi)生成含有硫酸銨和硫酸鈉的脫氨液；塔頂混合氣返回步驟b)中進行處理；f) D鹽溶解及I段蒸發(fā)將步驟e)中得到的脫氨液和步驟g)中得到的D鹽混合，在65 125°C及相應(yīng)溫度的飽和壓力下，采用低壓蒸汽加熱多效蒸發(fā)脫水，使得混合溶液濃縮析出硫酸鈉結(jié)晶，過濾分離得到硫酸鈉和母液II ；g)冷卻結(jié)晶及D鹽分離設(shè)定冷卻溫度為15 38°C，將步驟f)中的得到的母液II和步驟h)中得到的母液IV混合并冷卻，得到D鹽結(jié)晶，過濾分離得到D鹽和母液III ；h) II 段蒸發(fā)將步驟g)中得到的母液III，在65 125°C及相應(yīng)溫度的飽和壓力下，采用低壓蒸汽加熱多效蒸發(fā)脫水，使得母液III濃縮析出硫酸銨結(jié)晶，過濾分離，得到硫酸銨和母液 IV；在步驟b)中的精制硫酸鈉水溶液是通過除去粗硫酸鈉水溶液中的鈣、鎂以及固體懸浮物制備得到的。可利用兩堿法對粗芒硝水溶液或者芒硝進行精制。步驟b)和c)中的溫度通過冷卻水進行控制。可以將步驟d)中對碳酸氫鈉濾餅進行煅燒時生成的二氧化碳和水蒸汽，經(jīng)熱量回收、洗滌凈化和壓縮升壓后，返回步驟c)中進行循環(huán)利用。步驟f) 和h)中的蒸發(fā)溫度優(yōu)選為65 125°C。步驟g)中的冷卻溫度優(yōu)選為20 35°C。在步驟 f)中將得到的D鹽多次重復(fù)步驟g)，循環(huán)分離出其中的芒硝。在步驟h)中分離硫酸銨后的母液IV多次重復(fù)步驟g)和h)，循環(huán)分離出其中的硫酸銨。根據(jù)蜜胺工序尿素和氨消耗不同，生產(chǎn)1噸蜜胺產(chǎn)生尾氣2. 1噸，尾氣中含氨 1. 03 1. 07噸，其余成分主要為二氧化碳。采用本實用新型的系統(tǒng)，該蜜胺尾氣被全部作本實用新型的系統(tǒng)的原料可聯(lián)產(chǎn)2. 89 3. 1噸純堿，同時可以消耗1. 3 1. 4噸CO2氣體； 1噸蜜胺可以聯(lián)產(chǎn)3. 6 3. 9噸硫酸銨。如果步驟f)中的分離出來的Na2SO4不返回步驟 b)，而作為各種用途的商業(yè)芒硝，則1噸蜜胺可以聯(lián)產(chǎn)2. 1 2. 2噸Na2SO4產(chǎn)品。本實用新型具有如下優(yōu)點(1)本實用新型的以芒硝、二氧化碳和蜜胺尾氣為原料聯(lián)合生產(chǎn)純堿和硫酸銨的工藝，采用了粗芒硝或粗硫酸鈉水溶液精制和尾氣吸收、重碳酸化析堿、分離純堿、重堿母液分解精餾脫氮、蒸發(fā)濃縮分離硫酸鈉、冷卻析出D鹽以及分離硫酸銨的方法，實現(xiàn)了對蜜胺尾氣的和芒硝的雙重高效利用。(2)本實用新型的以芒硝、二氧化碳和蜜胺尾氣為原料聯(lián)合生產(chǎn)純堿和硫酸銨的工藝首創(chuàng)直接采用粗芒硝或粗硫酸鈉水溶液和蜜胺尾氣為原料在同一裝置內(nèi)生產(chǎn)純堿和硫酸銨兩種產(chǎn)品，實現(xiàn)了利用蜜胺尾氣來聯(lián)合生產(chǎn)純堿和硫酸銨的目的，在該聯(lián)合生產(chǎn)的過程中，無需另外再加入氨和大量的二氧化碳，只需要以尾氣中的氨量為物料平衡基準(zhǔn)來補充適量的二氧化碳即可，該系統(tǒng)不需要額外加入氨，經(jīng)濟效益更好。(3)本實用新型以芒硝、二氧化碳和蜜胺尾氣為原料聯(lián)合生產(chǎn)純堿和硫酸銨的工藝充分利用了相應(yīng)蜜胺裝置的各種工藝余熱蒸汽。節(jié)能降耗效果明顯，經(jīng)濟效益顯著。(4)我國是全球的芒硝資源大國，本實用新型以芒硝為原料生產(chǎn)純堿和硫酸銨，拓展了芒硝大規(guī)模利用途徑，提高了芒硝的經(jīng)濟價值。(5)本實用新型的以蜜胺尾氣和芒硝聯(lián)合生產(chǎn)純堿和硫酸銨的工藝，不需要加入有機載體，主要過程均在水溶液中進行，硫酸銨分離工序中產(chǎn)生的冷凝液可用與開采芒硝礦，降低了采礦成本，減少了廢水排放。本實用新型能夠充分利用蜜胺制備工藝中的余熱蒸汽，合理利用能量，具有產(chǎn)品綜合能耗低的優(yōu)勢。實施例本實用新型將結(jié)合以下實施例對本實用新型進行進一步的描述。應(yīng)當(dāng)理解以下實施例僅出于具體說明本實用新型的目的，并不構(gòu)成對本實用新型保護范圍的限制。實施例1參照圖1和圖2，對本實用新型的實施例1進行詳細說明。加入Na2CO3和NaOH，利用兩堿法對粗芒硝水溶液進行精制，將上述粗芒硝水溶液處理成為含鈣鎂離子總濃度低于IOppm且Na2SO4含量為^wt %的精制硫酸鈉水溶液。用上述含Na2SO4 ^wt %的精制硫酸鈉水溶液吸收蜜胺工序的尾氣，控制溫度為 42 45°C，保證蜜胺尾氣的完全吸收，調(diào)節(jié)精制硫酸鈉水溶液量以制成含氨9. 5%的碳酸銨-硫酸鈉水溶液。向碳酸銨-硫酸鈉水溶液中繼續(xù)通入(X)2氣體，控制反應(yīng)溫度為65°C， 使得碳酸銨-硫酸鈉水溶液與二氧化碳逐步反應(yīng)得到碳酸氫鈉，再使用冷卻水進一步降低溫度并恒定為36°C，得到碳酸氫鈉晶體含量為16wt%的懸浮漿液。對上述懸浮漿液進行真空或離心過濾，得到母液I和碳酸氫鈉濾餅，將得到的碳酸氫鈉濾餅于190°C進行煅燒，即可制得固態(tài)純堿產(chǎn)品。在該步驟中對碳酸氫鈉濾餅進行煅燒時生成的二氧化碳和水蒸汽，可經(jīng)熱量回收、洗滌凈化和壓縮升壓后，返回重碳酸化析堿步驟中進行循環(huán)利用。參照附圖1和圖2，該蜜胺尾氣被全部送往純堿和硫酸銨裝置作原料可聯(lián)產(chǎn)3. 0噸純堿，同時可以消耗1. 3 1. 4噸(X)2氣體。用來自蜜胺裝置的工藝余熱蒸汽加熱上述經(jīng)過濾后得到的濾液，保證濾液所在反應(yīng)塔內(nèi)的塔釜溫度為105°C，塔頂絕對壓力為95kPa，使濾液(也可稱為濾堿母液，或母液I) 中的NH40H、(NH4)2C03、NH4HCO3等分解釋放出ΝΗ3、0)2和飽和水蒸汽，從而在塔釜內(nèi)生成硫酸銨和硫酸鈉混合水溶液；分解后得到的ΝΗ3、ω2和飽和水蒸汽經(jīng)塔頂出氣，并經(jīng)與濾液換熱回收熱量后返回蜜胺尾氣吸收工序。將上述工藝的得到的蒸氨液溶解一定量的D鹽后進行I段蒸發(fā)。I段蒸發(fā)采用低壓蒸汽加熱多效蒸發(fā)，在75 115°C及相應(yīng)溫度的飽和壓力下進行脫水濃縮，析出妝2504結(jié)晶形成懸浮液。其中，多效蒸發(fā)級數(shù)根據(jù)低壓蒸汽的壓力等級確定。懸浮液經(jīng)離心過濾，得到濾液II和Na2SO4濾餅。將Na2SO4濾餅經(jīng)洗滌、干燥制成各種Na2SO4產(chǎn)品出售。按此工藝，1噸蜜胺可以聯(lián)產(chǎn)2. 2噸Na2SO4產(chǎn)品。將分離Na2SO4濾餅后的濾液II和分離硫酸銨后的IV濾液置于D鹽結(jié)晶器中，混合濾液被循環(huán)冷卻至36°C，析出D鹽結(jié)晶形成懸浮液。懸浮液經(jīng)離心過濾得到D鹽和母液 III，D鹽與蒸氨液混合后循環(huán)處理。將上述分離D鹽后得到的母液III進行II段蒸發(fā)。II段蒸發(fā)用低壓蒸汽加熱多效蒸發(fā)，在75 115°C及相應(yīng)溫度的飽和壓力下進行脫水濃縮，析出(NH4)2SO4結(jié)晶形成懸浮液。經(jīng)離心過濾、洗滌制得硫酸銨，另外得到的濾液IV循環(huán)回至D鹽結(jié)晶器中進行循環(huán)處理。按此工藝，1噸蜜胺可以聯(lián)產(chǎn)3. 8噸硫酸銨。[0277]實施例2實施例2按照表1所示的條件進行，將Na2SO4濾餅返回制堿工序作原料，其他步驟和條件與實施例1相同。實施例3實施例3按照表1所示的條件進行，將Na2SO4濾餅返回制堿工序作原料，其他步驟和條件與實施例1相同。實施例4實施例3按照表1所示的條件進行，其他步驟和條件與實施例1相同。表1實施例的工藝條件
實施例1實施例2實施例3實施例4(a)提供硫酸鈉水溶液Na2SO4含量 (wt%)29292929(b)尾氣吸收溫度(°c)42 4530 3348 5042 45氨含量(Wt %)9.57108(C)重碳化反應(yīng)溫度(°c)65608070冷卻溫度(°c)36154225(d)煅燒溫度(°c)190160250200(e)蒸氨塔釜溫度(°c)105100120110塔頂絕對壓力 (kPa)9590105100(f) I段蒸發(fā)溫度(°c)75 11565 11085 1 75 115(g)冷卻結(jié)晶溫度(°c)36。C153830(h) II段蒸發(fā)溫度(°c)75 11585 ⑵65 11075 115純堿產(chǎn)量噸/噸蜜胺3.02.893.12.9硫酸銨產(chǎn)量噸/噸蜜胺3.83.63.93.7Na2SO4產(chǎn)量噸/噸蜜胺2.2——2.1注表中單位“噸/噸蜜胺”是指生產(chǎn)1噸蜜胺，聯(lián)產(chǎn)的所列產(chǎn)品的產(chǎn)量(噸)。雖然本實用新型已經(jīng)通過上述具體實施例對其進行了詳細闡述，但是，本專業(yè)普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，在此基礎(chǔ)上所做出的未超出權(quán)利要求保護范圍的任何形式和細節(jié)的變化，均屬于本實用新型所要保護的范圍。
權(quán)利要求1.一種聯(lián)合生產(chǎn)純堿和硫酸銨的系統(tǒng)，其特征在于，包括(A)硫酸鈉水溶液供應(yīng)裝置；(B)蜜胺尾氣供應(yīng)裝置；(C)二氧化碳氣體供應(yīng)裝置；(D)蜜胺尾氣吸收裝置，與所述(A)硫酸鈉水溶液供應(yīng)裝置和所述(B)蜜胺尾氣供應(yīng)裝置相連，具有(Dl)碳酸銨-硫酸鈉水溶液出口 ；(E)重碳酸化析堿裝置，與所述(C)二氧化碳氣體供應(yīng)裝置和所述(D)蜜胺尾氣吸收裝置的(Dl)碳酸銨-硫酸鈉水溶液出口相連，具有(El)碳酸氫鈉晶體懸浮漿液出口 ；(F)第一固液分離裝置，與所述(El)碳酸氫鈉晶體懸浮漿液出口相連，并具有(Fl)碳酸氫鈉晶體固體出口，和(F2)母液I出口，(G)碳酸氫鈉煅燒裝置，與所述(Fl)碳酸氫鈉晶體固體出口相連；(H)蒸氨塔，與所述(F2)母液I出口相連，具有(Hl)加熱裝置，位于所述(H)蒸氨塔的塔釜，(H2)塔頂混合氣出口，和(H3)脫氨液出口，位于所述(H)蒸氨塔的塔釜；(I)硫酸鈉分離單元，與所述OK)脫氨液出口相連，具有(11)硫酸鈉固體出口，和(12)母液II出口；(J)母液II冷卻結(jié)晶單元，與所述(12)母液II出口相連，具有(Jl)Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20 晶體出口，和(J2)母液III出口 ；(K)硫酸銨分離單元，與所述(E)母液III出口相連，具有(Kl)硫酸銨固體出口，和(K2)母液IV出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括(Al)硫酸鈉水溶液精制裝置， 位于所述(A)硫酸鈉水溶液供應(yīng)裝置與所述(D)蜜胺尾氣吸收裝置之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述(G)碳酸氫鈉煅燒裝置包括(Gl)二氧化碳出口，連接至(E)重碳酸化析堿裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述(H2)塔頂混合氣出口連接至所述 (D)蜜胺尾氣吸收裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述(I)硫酸鈉分離單元包括(13)脫氨液蒸發(fā)脫水裝置，與所述OK)脫氨液出口相連，并具有(131)硫酸鈉固體懸浮液出口，(14)第二固液分離裝置，與所述(131)硫酸鈉固體懸浮液出口相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述(J)母液II冷卻結(jié)晶單元包括(J3) 母液II冷卻結(jié)晶裝置，與所述(12)母液II出口相連，并具有Na2SO4 · (NH4)2SO4 ·4Η20晶體懸浮液出口，和(J4)第三固液分離裝置，與所述Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4Η20晶體懸浮液出口相連，并具有所述(Jl)Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4Η20 晶體出口和所述(J2)母液 III 出口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述(K)硫酸銨分離單元包括(K3)母液III蒸發(fā)脫水裝置，與所述(E)母液III出口相連，并具有硫酸銨晶體懸浮液出口，和(K4)第四固液分離裝置，與所述硫酸銨晶體懸浮液出口相連，并具有所述(Kl)硫酸銨固體出口和所述(K2)母液IV出口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括=Na2SO4· (NH4)2SO4 · 4H20 溶解裝置，位于所述(H)蒸氨塔與所述⑴硫酸鈉分離單元之間，并與所述(Jl) Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20 晶體出口相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述(13)脫氨液蒸發(fā)脫水裝置和所述 (K3)母液III蒸發(fā)脫水裝置是低壓蒸汽加熱多效蒸發(fā)脫水裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述(K2)母液IV出口連接至所述(J3) 母液II冷卻結(jié)晶裝置。
專利摘要本實用新型涉及聯(lián)合生產(chǎn)純堿和硫酸銨的系統(tǒng)。本實用新型的系統(tǒng)包括(A)硫酸鈉水溶液供應(yīng)裝置；(B)蜜胺尾氣供應(yīng)裝置；(C)二氧化碳氣體供應(yīng)裝置；(D)蜜胺尾氣吸收裝置，與(A)硫酸鈉水溶液供應(yīng)裝置和(B)蜜胺尾氣供應(yīng)裝置相連；(E)重碳酸化析堿裝置，與(C)二氧化碳氣體供應(yīng)裝置和(D)蜜胺尾氣吸收裝置相連；(F)第一固液分離裝置，與(E1)碳酸氫鈉晶體懸浮漿液出口相連，具有(F2)母液I出口；(G)碳酸氫鈉煅燒裝置；(H)蒸氨塔，與(F2)母液I出口相連；(I)硫酸鈉分離單元，具有(I2)母液II出口；(J)母液II冷卻結(jié)晶單元；(K)硫酸銨分離單元。本實用新型的系統(tǒng)原料利用率高、能耗低。
文檔編號C01C1/24GK202016881SQ20112009968
公開日2011年10月26日 申請日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者劉朝慧, 吳本勇, 唐印, 尹明大, 易江林, 李剛, 李旭初, 陳剛, 陳端陽, 雷林 申請人:北京燁晶科技有限公司, 四川金圣賽瑞化工有限責(zé)任公司