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基于射流反應器的過一硫酸氫鉀復合鹽生產(chǎn)裝置

901   編輯:中冶有色技術網(wǎng)   來源:遼寧博仕科技股份有限公司  
2023-12-04 11:20:36
權利要求書: 1.基于射流反應器的過一硫酸氫鉀復合鹽生產(chǎn)裝置,其特征在于,包括依次連接的射流管式氧化反應器、射流補充氧化反應器、酸性氣體吸收塔、射流中和反應器、結晶器I、結晶器II、晶漿罐、臥式雙鼓離心機和流化床干燥器,所述的射流補充氧化反應器還連接混合罐,所述的混合罐連接射流中和反應器。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于射流反應器的過一硫酸氫鉀復合鹽生產(chǎn)裝置,其特征在于,所述射流管式氧化反應器由濃硫酸泵、濃硫酸冷卻器、雙氧水泵、雙氧水冷卻器、耦合器、射流器、夾套和冷卻擾流元件組成。

3.根據(jù)權利要求1所述的基于射流反應器的過一硫酸氫鉀復合鹽生產(chǎn)裝置,其特征在于,所述射流補充氧化反應器由耦合器、射流器、動力流體泵和夾套組成。

4.根據(jù)權利要求1所述的基于射流反應器的過一硫酸氫鉀復合鹽生產(chǎn)裝置,其特征在于,所述酸性氣體吸收塔分別連接冷凝器和堿液循環(huán)泵,酸性氣體吸收塔內(nèi)由下向上依次設有白鋼規(guī)整填料、噴淋頭和除霧器,酸性氣體吸收塔底部連接廢液處理系統(tǒng)。

5.根據(jù)權利要求1所述的基于射流反應器的過一硫酸氫鉀復合鹽生產(chǎn)裝置,其特征在于,所述射流中和反應器由耦合器、射流器、動力流體泵、氫氧化鉀溶液泵、氫氧化鉀溶液冷卻器和夾套組成。

6.根據(jù)權利要求1所述的基于射流反應器的過一硫酸氫鉀復合鹽生產(chǎn)裝置,其特征在于,所述結晶器I由機械攪拌器和夾套組成。

7.根據(jù)權利要求1所述的基于射流反應器的過一硫酸氫鉀復合鹽生產(chǎn)裝置,其特征在于,所述結晶器II由機械攪拌器和夾套組成;所述晶漿罐由機械攪拌器、晶漿液泵和夾套組成。

8.根據(jù)權利要求1所述的基于射流反應器的過一硫酸氫鉀復合鹽生產(chǎn)裝置,其特征在于,所述臥式雙鼓離心機由螺旋輸料器、母液閃蒸濃縮罐、機械攪拌器、母液濃縮液泵和助劑加料機組成。

9.根據(jù)權利要求1所述的基于射流反應器的過一硫酸氫鉀復合鹽生產(chǎn)裝置,其特征在于,所述流化床干燥器由耙式攪拌器、內(nèi)置排管加熱器、流化氣體加熱器、冷凝水閃蒸罐、冷凝水泵、蒸汽壓縮機、旋風分離器、袋式過濾器、引風機和產(chǎn)品料倉組成。

10.根據(jù)權利要求1所述的基于射流反應器的過一硫酸氫鉀復合鹽生產(chǎn)裝置,其特征在于,所述的裝置還包括母液閃蒸濃縮罐、冷凝水閃蒸罐和水蒸汽壓縮機;所述母液閃蒸濃縮罐輸入端連接臥式雙鼓離心機濾液出口,輸出液相端連接混合罐母液濃縮液入口和回收硫酸鉀系統(tǒng)的入口,輸出汽相端連接水蒸汽壓縮機入口;所述冷凝水閃蒸罐輸入端連接流化床干燥器內(nèi)置排管加熱器、流化空氣加熱器蒸汽冷凝水出口,輸出液相端連接臥式雙鼓離心機濾餅洗滌水入口,輸出汽相端連接水蒸汽壓縮機入口;所述水蒸汽壓縮機輸入端連接母液閃蒸濃縮罐、冷凝水閃蒸罐閃蒸汽出口,輸出端連接流化床干燥器內(nèi)置排管加熱器、流化空氣加熱器二次蒸汽入口。

說明書: 基于射流反應器的過一硫酸氫鉀復合鹽生產(chǎn)裝置技術領域:

[0001] 本實用新型屬于化工技術領域,具體涉及基于射流反應器的過一硫酸氫鉀復合鹽生產(chǎn)裝置。背景技術:

[0002] 過一硫酸氫鉀復合鹽(2KHSO5·KHSO4·K2SO4)是一種穩(wěn)定、方便、具有廣泛用途的優(yōu)良的氧化劑,幾十年來,世界各國一直在探索合成制備新途徑,并且把提高產(chǎn)量、提高活性氧含量作為進一步研究的目標。目前制備過一硫酸氫鉀復合鹽的工業(yè)化方法為硫酸法。過一硫酸氫鉀復合鹽制備過程一般采用釜式反應器及機械攪拌,這種制備設備存在的弊端是傳熱、傳質(zhì)效率低;活性氧含量低、反應周期長、能耗高,能耗的增加導致成本上升,不利于工業(yè)化生產(chǎn)。本領域急于尋找一種采用新設備制備過一硫酸氫鉀復合鹽,設備操作簡單,基于設備自身結構基礎上實現(xiàn)高品質(zhì),質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品獲得,連續(xù)操作,自動化程度高,低能耗,資源循環(huán)利用,環(huán)境友好。

實用新型內(nèi)容:

[0003] 本實用新型的目的是克服上述現(xiàn)有技術存在的不足,提供一種基于射流反應器的過一硫酸氫鉀復合鹽生產(chǎn)裝置,該裝置結構簡單,操作方便,最終能夠制備高品質(zhì)產(chǎn)品且質(zhì)量穩(wěn)定,連續(xù)操作,自動化程度高,低能耗,資源循環(huán)利用,環(huán)境友好。采用先進的射流管式氧化反應器、射流補充氧化反應器、酸性氣體吸收塔、混合罐、射流中和反應器、結晶器I、結晶器II、晶漿罐、臥式雙鼓離心機、流化床干燥器、MR等裝備;采用射流管式氧化反應器、射流補充氧化反應器、射流中和反應器直接取代了機械攪拌釜式反應器,安全,節(jié)能。采用MR回收了水蒸汽冷凝水閃蒸出的二次蒸汽、母液濃縮蒸出的二次蒸汽,大幅度降低了能耗,母液循環(huán)利用以實現(xiàn)制備過一硫酸氫鉀復合鹽過程中資源的合理利用,采用臭氧補充氧化提高了過一硫酸氫鉀復合鹽的活性氧含量。[0004] 為實現(xiàn)上述目的,本實用新型采用以下技術方案:[0005] 基于射流反應器的過一硫酸氫鉀復合鹽生產(chǎn)裝置,包括依次連接的射流管式氧化反應器1、射流補充氧化反應器2、酸性氣體吸收塔3、混合罐4、射流中和反應器5、結晶器I6、結晶器II7、晶漿罐8、臥式雙鼓離心機9和流化床干燥器10。[0006] 所述射流管式氧化反應器1用于雙氧水氧化濃硫酸生成過一硫酸(H2SO5);所述射流補充氧化反應器2用于臭氧補充氧化濃硫酸生成過一硫酸(H2SO5);所述酸性氣體吸收塔3用于對氧化反應過程中產(chǎn)生的酸性氣體進行吸收處理;所述混合罐4用于二次氧化液和濃縮母液的混合;所述射流中和反應器5用于混合液與氫氧化鉀溶液進行中和反應;所述結晶器I6用于對中和液進行結晶生成過一硫酸氫鉀復合鹽(2KHSO5·KHSO4·K2SO4);所述結晶器II7用于對中和液繼續(xù)進行結晶生成過一硫酸氫鉀復合鹽;所述晶漿罐8用于貯存結晶漿液;所述臥式雙鼓離心機9用于對晶漿液進行液固分離;所述流化床干燥器10用于干燥臥式雙鼓離心機9過濾出的過一硫酸氫鉀復合鹽濾餅。[0007] 所述射流管式氧化反應器1由濃硫酸泵1?1、濃硫酸冷卻器1?2、雙氧水泵1?3、雙氧水冷卻器1?4、耦合器1?5、射流器1?6、夾套1?7和冷卻擾流元件1?8組成;所述射流補充氧化反應器2由耦合器2?1、射流器2?2、動力流體泵2?3和夾套2?4組成;所述酸性氣體吸收塔3分別連接冷凝器3?1和堿液循環(huán)泵3?2,酸性氣體吸收塔3內(nèi)由下向上依次設有白鋼規(guī)整填料3?3、噴淋頭3?4和除霧器3?5,酸性氣體吸收塔3底部連接廢液處理系統(tǒng);所述射流中和反應器5由耦合器5?1、射流器5?2、動力流體泵5?3、氫氧化鉀溶液泵5?4、氫氧化鉀溶液冷卻器5?

5和夾套5?6組成;所述結晶器I6由機械攪拌器6?1和夾套6?2組成;所述結晶器II7由機械攪拌器7?1和夾套7?2組成;所述晶漿罐8由機械攪拌器8?1、晶漿液泵8?2和夾套8?3組成;所述臥式雙鼓離心機9由螺旋輸料器9?1、母液閃蒸濃縮罐9?2、機械攪拌器9?3、母液濃縮液泵9?

4和助劑加料機9?5組成;所述流化床干燥器10由耙式攪拌器10?1、內(nèi)置排管加熱器10?2、流化氣體加熱器10?3、冷凝水閃蒸罐10?4、冷凝水泵10?5、蒸汽壓縮機10?6、旋風分離器10?7、袋式過濾器10?8、引風機10?9和產(chǎn)品料倉10?10組成。

[0008] 進一步的所述裝置還包括:母液閃蒸濃縮罐9?2、冷凝水閃蒸罐10?4、水蒸汽壓縮機(MR)10?6;母液閃蒸濃縮罐9?2、冷凝水閃蒸罐10?4絕熱閃蒸出水蒸汽,閃蒸出的水蒸汽進入水蒸汽壓縮機10?6升溫升壓后形成二次水蒸汽,二次水蒸汽進入流化床干燥器10的內(nèi)置排管加熱器10?2、流化空氣加熱器10?3,作為的流化床干燥器輔助熱源;所述母液閃蒸濃縮罐9?2輸入端連接臥式雙鼓離心機9濾液出口,輸出液相端連接混合罐4母液濃縮液入口和回收硫酸鉀系統(tǒng)的入口,輸出汽相端連接水蒸汽壓縮機(MR)10?6入口;母液閃蒸濃縮罐9?2用于收集臥式雙鼓離心機9濾液及濾液閃蒸濃縮;所述冷凝水閃蒸罐10?4輸入端連接流化床干燥器10內(nèi)置排管加熱器10?2、流化空氣加熱器10?3蒸汽冷凝水出口,輸出液相端連接臥式雙鼓離心機9濾餅洗滌水入口,輸出汽相端連接水蒸汽壓縮機(MR)10?6入口;冷凝水閃蒸罐10?4用于收集流化床干燥器10內(nèi)置排管加熱器10?2、流化空氣加熱器10?3蒸汽冷凝水及冷凝水閃蒸,閃蒸后的冷凝水用于臥式雙鼓離心機9濾餅洗滌;所述水蒸汽壓縮機(MR)10?6輸入端連接母液閃蒸濃縮罐9?2、冷凝水閃蒸罐10?4閃蒸汽出口,輸出端連接流化床干燥器10內(nèi)置排管加熱器10?2、流化空氣加熱器10?3二次蒸汽入口,用于壓縮母液閃蒸濃縮罐9?2、冷凝水閃蒸罐10?4閃蒸蒸汽。

[0009] 采用上述裝置進行過一硫酸氫鉀復合鹽生產(chǎn),包括如下步驟:[0010] (1)濃硫酸與雙氧水經(jīng)冷卻后,按摩爾比,雙氧水:濃硫酸=1:(1~1.05),將穩(wěn)定劑加入雙氧水后,與濃硫酸一并加入到射流管式氧化反應器1,進行射流氧化反應,獲得氧化液,所述射流管式氧化反應器1內(nèi)溫度為?10℃~?5℃,壓力為0.35MPa~0.40MPa,物料的停留時間為20s~30s,所述的穩(wěn)定劑加入質(zhì)量為純雙氧水質(zhì)量的0.2%~0.5%;[0011] (2)氧化液進入射流補充氧化反應器2,氧化液與臭氧進行二次射流氧化反應,獲得二次氧化液與酸性氣體,所述的二次氧化液分為A1部分和B1部分,A1部分二次氧化液返回射流補充氧化反應器2,B1部分二次氧化液進入混合罐4,所述射流補充氧化反應器2內(nèi)溫度為?10℃~?5℃,壓力為0.10MPa~0.15MPa,物料的停留時間為1.5h~2.0h,臭氧加入質(zhì)量為步驟(1)中加入射流管式氧化反應器1的濃硫酸質(zhì)量的2%~2.5%;[0012] (3)B2部分二次氧化液與濃縮母液進入混合罐4,獲得混合液,進入射流中和反應器5,所述混合罐4內(nèi)溫度為10℃~15℃,壓力為常壓,物料的停留時間為0.5h~1.0h,B1部分二次氧化液與濃縮母液的質(zhì)量比為1:(1.0~1.1);[0013] (4)向射流中和反應器5內(nèi)加入氫氧化鉀溶液,與混合液進行中和反應,所述射流中和反應器5內(nèi)溫度為5℃~10℃,壓力為常壓,物料的停留時間為1.0h~1.5h,氫氧化鉀溶液加入的摩爾流量為進入射流管式氧化反應器1濃硫酸摩爾流量的120%~125%,獲得中和液,中和液的pH值為2~2.5;所述的中和液分為A3部分與B3部分,A3部分中和液返回射流中和反應器5,B3部分中和液進入結晶器I6;[0014] (5)B3部分中和液在結晶器I6內(nèi)進行冷卻結晶,所述結晶器I6內(nèi)溫度為?5℃~0℃,壓力為常壓,物料的停留時間為1.0h~1.5h,獲得初步結晶液,進入到結晶器II7,進行二次冷卻結晶,所述結晶器II7內(nèi)溫度為?5℃~0℃,壓力為常壓,物料的停留時間為1.0h~1.5h,獲得晶漿,所述的晶漿進入到晶漿罐8;

[0015] (6)晶漿在晶漿罐8內(nèi)進行三次冷卻結晶,所述晶漿罐8內(nèi)溫度為?5℃~0℃,壓力為常壓,物料的停留時間為1.5h~2.0h,獲得晶漿I,進入臥式雙鼓離心機9;[0016] (7)晶漿I在臥式雙鼓離心機9內(nèi)進行液固分離,獲得過一硫酸氫鉀復合鹽濾餅與分離母液;所述的分離母液經(jīng)閃蒸濃縮,獲得濃縮母液,所述的濃縮母液分為A4與B4部分,A4部分濃縮母液進入混合罐4,B4部分濃縮母液進入回收硫酸鉀系統(tǒng);[0017] (8)所述的過一硫酸氫鉀復合鹽濾餅經(jīng)洗滌后,加入助劑,進行干燥,獲得干燥后的過一硫酸氫鉀復合鹽粉末,進入產(chǎn)品料倉10?10。[0018] 所述步驟(1)中,濃硫酸質(zhì)量濃度為98%,雙氧水質(zhì)量濃度為50%,具體過程為:濃硫酸經(jīng)濃硫酸泵1?1進入濃硫酸冷卻器1?2進行冷卻,原料雙氧水經(jīng)雙氧水泵1?3進入雙氧水冷卻器1?4進行冷卻,向冷卻后的雙氧水中加入穩(wěn)定劑后,與冷卻后的濃硫酸一并進入到射流管式氧化反應器1的耦合器1?5,經(jīng)射流器1?6射流,在管式氧化反應器夾套1?7及冷卻擾流元件1?8冷卻下進行氧化反應;氧化液經(jīng)壓力進入到射流補充氧化反應器2;[0019] 所述步驟(1)中,濃硫酸冷卻器1?2物料出口溫度為?10℃~?5℃,雙氧水冷卻器1?4物料出口溫度為?10℃~?5℃。

[0020] 所述步驟(2)中,按體積比,A1:B1=80%:20%,具體過程為:將氧化液進入到射流補充氧化反應器2,射流補充氧化反應器2的動力流體泵2?3將氧化液、臭氧進入到耦合器2?1,經(jīng)射流器2?2射流氧化液和臭氧繼續(xù)進行氧化反應,反應熱由夾套2?4導出;二次氧化液經(jīng)動力流體泵2?3A1部分返回射流補充氧化反應器2,B1部分進入到氧化液和濃縮母液混合罐4。

[0021] 所述步驟(2)中,酸性氣體經(jīng)冷凝器3?1冷凝進入到酸性氣體吸收塔3塔底,堿液循環(huán)泵3?2將堿液泵至塔頂經(jīng)堿液噴淋頭3?4噴淋,在白鋼規(guī)整填料3?3表面堿液將酸性氣體吸收,獲得吸收液,未吸收的氣體經(jīng)除霧器3?5除霧排出塔外;吸收液經(jīng)堿液循環(huán)泵3?2按體積比,A2:B2=50%:50%,分為兩份,A2部分循環(huán)使用,B2部分排出塔外進入廢液處理系統(tǒng);[0022] 所述步驟(2)中,酸性氣體吸收塔3內(nèi)溫度為常溫,壓力為常壓,酸性氣體塔內(nèi)停留時間為10s~15s,進入廢液處理系統(tǒng)的堿液pH值為9~10,吸收液氫氧化鉀溶液的質(zhì)量濃度為48%。[0023] 所述步驟(3)中,射流補充氧化反應器2出來的B1部分二次氧化液和步驟(7)的母液閃蒸濃縮罐9?2出來的濃縮母液進入到混合罐4內(nèi),在機械攪拌器4?1的作用下進行混合,混合熱由夾套4?3導出,混合罐4內(nèi)混合液經(jīng)混合液泵4?2進入到射流中和反應器5。[0024] 所述步驟(4)中,氫氧化鉀溶液冷卻至5℃~10℃后,加入射流中和反應器5。[0025] 所述步驟(4)中,按照體積比,A3:B3=80%:20%,射流中和反應器5的動力流體泵5?3將混合液、來自氫氧化鉀溶液泵5?4經(jīng)氫氧化鉀溶液冷卻器5?5冷卻的氫氧化鉀溶液進入到耦合器5?1,經(jīng)射流器5?2射流進行中和反應,反應熱由夾套5?6導出;中和液經(jīng)動力流體泵5?3,A3部分返回到射流中和反應器5,B3部分進入到結晶器I6;

[0026] 所述步驟(5)中,B3部分中和液在機械攪拌器6?1的作用下進行冷卻結晶,結晶熱由夾套6?2導出;結晶器I6內(nèi)初步結晶液經(jīng)重力進入到結晶器II7,由機械攪拌器7?1的作用下繼續(xù)進行冷卻結晶,結晶熱由夾套7?2導出;結晶器II7內(nèi)晶漿經(jīng)重力進入到晶漿罐8。[0027] 所述步驟(6)中,由機械攪拌器8?1的作用下進行三次冷卻結晶,結晶熱由夾套8?2導出;晶漿罐8的晶漿經(jīng)晶漿泵8?2進入到臥式雙鼓離心機9。[0028] 所述步驟(7)中,臥式雙鼓離心機9的外轉(zhuǎn)鼓為2350rpm,內(nèi)轉(zhuǎn)鼓為2400rpm,過一硫酸氫鉀復合鹽濾餅的溫度為20℃~25℃,含濕率為(濕基)15%~20%。[0029] 所述步驟(7)中,按照體積比,A4:B4=50%:50%,,分離母液閃蒸濃縮過程為:分離母液進入到母液閃蒸濃縮罐9?2,在機械攪拌器9?3攪拌下閃蒸濃縮,母液閃蒸濃縮罐9?2的絕熱閃蒸溫度為35℃~40℃,物料的停留時間為1h~1.5h,A4部分濃縮母液經(jīng)母液濃縮液泵9?4部分去混合罐4,B4部分濃縮母液進入回收硫酸鉀系統(tǒng)。[0030] 所述步驟(8)中,過一硫酸氫鉀復合鹽濾餅采用冷凝水泵10?5泵送的來自冷凝水閃蒸罐10?4的洗滌水溫度為30℃~35℃;冷凝水閃蒸罐10?4的絕熱閃蒸溫度為35℃~40℃,物料的停留時間為1h~1.5h;并由助劑加料機9?5加入助劑,加入助劑的過一硫酸氫鉀復合鹽濾餅經(jīng)螺旋輸料器9?1進入到流化床干燥器10進行干燥;所述流化床干燥器10內(nèi)溫度為40℃~45℃,壓力為0.05MPa~0.06MPa,物料的停留時間為2h~2.5h,過一硫酸氫鉀復合鹽濾餅由耙式攪拌器10?1打碎,內(nèi)置排管加熱器10?2提供80%的熱量,流化氣體加熱器10?3提供20%的熱量,流化床干燥器10采用來自蒸汽壓縮機10?6的二次蒸汽和公用工程蒸汽加熱,蒸汽冷凝水由冷凝水閃蒸罐10?4收集;流化氣體經(jīng)旋風分離器10?7、袋式過濾器

10?8將粉末分離,廢氣由引風機10?9引出排放;流化氣體分離出的粉末和流化床干燥器10干燥后的過一硫酸氫鉀復合鹽粉末一并進入到產(chǎn)品料倉10?10。

[0031] 所述步驟(8)中,干燥后的過一硫酸氫鉀復合鹽粉末的出料溫度為35℃~40℃,含濕率(濕基)為0.12%~0.14%,活性氧含量為4.55%~4.62%;來自蒸汽壓縮機10?6的二次蒸汽的溫度為140℃~145℃、壓力為0.25MPa~0.30MPa。[0032] 本實用新型的有益效果:[0033] 1、本實用新型的基于射流反應器的過一硫酸氫鉀復合鹽生產(chǎn)裝置酸性氣體采用酸性氣體吸收塔吸收,環(huán)境友好;母液濃縮、蒸汽冷凝水閃蒸出低壓水蒸汽至MR,二次水蒸汽可為流化床干燥器提供輔助熱源,閃蒸后的水蒸汽冷凝水作為濾餅洗滌水;資源有效利用,節(jié)能,綠色環(huán)保;[0034] 2、采用射流管式氧化反應器、射流補充氧化反應器、射流中和反應器、白鋼規(guī)整填料的酸性氣體吸收塔,強化了傳熱、傳質(zhì),提高了生產(chǎn)效率,縮短了反應時間;射流管式氧化反應器氧化反應為提高活性氧含量創(chuàng)造了先決條件,射流補充氧化反應器臭氧補充氧化為提高活性氧含量提供了充分必要條件,實現(xiàn)活性氧含量提高;[0035] 3、采用閃蒸濃縮母液,濃縮母液循環(huán)利用,濃縮母液回收副產(chǎn)硫酸鉀,提高過一硫酸氫鉀復合鹽收率,本實用新型設備操作穩(wěn)定,自動化程度高,資源循環(huán)利用,環(huán)境友好,裝置綜合節(jié)能10%。附圖說明:

[0036] 圖1為本實用新型基于射流反應器的過一硫酸氫鉀復合鹽生產(chǎn)裝置示意圖;[0037] 圖2為圖1中射流管式氧化反應器1局部結構示意圖;其中:[0038] 1、射流管式氧化反應器,1?1、濃硫酸泵,1?2、濃硫酸冷卻器,1?3、雙氧水泵,1?4、雙氧水冷卻器,1?5、耦合器,1?6、射流器,1?7、夾套,1?8、冷卻擾流元件;2、射流補充氧化反應器,2?1、耦合器,2?2、射流器,2?3、動力流體泵,2?4、夾套;3、酸性氣體吸收塔,3?1、冷凝器,3?2、堿液循環(huán)泵,3?3、白鋼規(guī)整填料,3?4、堿液噴淋頭,3?5除霧器;4、混合罐,4?1、機械攪拌器,4?2、混合液泵,4?3、夾套;5、射流中和反應器,5?1、耦合器,5?2、射流器,5?3、動力流體泵,5?4、氫氧化鉀溶液泵,5?5、氫氧化鉀溶液冷卻器,5?6、夾套;6、結晶器I,6?1、機械攪拌器,6?2、夾套;7、結晶器II,7?1、機械攪拌器7?2夾套;8、晶漿罐,8?1、機械攪拌器,8?2、晶漿液泵,8?3夾套;9、臥式雙鼓離心機,9?1、螺旋輸料器,9?2、母液閃蒸濃縮罐,9?3、機械攪拌器,9?4、母液濃縮液泵,9?5、助劑加料機;10、流化床干燥器,10?1、耙式攪拌器,10?2、內(nèi)置排管加熱器,10?3、流化氣體加熱器,10?4、冷凝水閃蒸罐,10?5、冷凝水泵,10?6、蒸汽壓縮機,10?7、旋風分離器,10?8、袋式過濾器,10?9、引風機,10?10、產(chǎn)品料倉,A?濃硫酸,B?雙氧水,C?穩(wěn)定劑,D?冷媒,E?廢液處理系統(tǒng),F(xiàn)?氫氧化鉀溶液,G?臭氧,H?母液,J?過一硫酸氫鉀復合鹽濾餅,K?脈沖空氣,L?蒸汽,M?空氣,N?冷凝水,P?回收硫酸鉀系統(tǒng)。具體實施方式:

[0039] 下面結合實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。[0040] 以下實施例中,采用的穩(wěn)定劑為羥基乙叉二膦酸,助劑為輕質(zhì)碳酸鎂1%(復鹽質(zhì)量)。[0041] 實施例1[0042] 基于射流反應器的過一硫酸氫鉀復合鹽生產(chǎn)裝置,其結構示意圖如圖1所示,射流管式氧化反應器1局部結構示意圖如圖2所示,圖中為配合過一硫酸氫鉀復合鹽生產(chǎn)過程進行了A?P標號的示意性標注,但不代表對裝置使用的局限。具體的,裝置包括依次連接的射流管式氧化反應器1、射流補充氧化反應器2、酸性氣體吸收塔3、混合罐4、射流中和反應器5、結晶器I6、結晶器II7、晶漿罐8、臥式雙鼓離心機9、流化床干燥器10;所述射流管式氧化反應器1用于雙氧水氧化濃硫酸生成過一硫酸(H2SO5);所述射流補充氧化反應器2用于臭氧補充氧化濃硫酸生成過一硫酸(H2SO5);所述酸性氣體吸收塔3用于對氧化反應過程中產(chǎn)生的酸性氣體進行吸收處理;所述混合罐4用于氧化液和濃縮母液的混合;所述射流中和反應器5用于混合液與氫氧化鉀溶液進行中和反應;所述結晶器I6用于對中和液進行結晶生成過一硫酸氫鉀復合鹽(2KHSO5·KHSO4·K2SO4);所述結晶器II7用于對中和液繼續(xù)進行結晶生成過一硫酸氫鉀復合鹽;所述晶漿罐8用于貯存結晶漿液;所述臥式雙鼓離心機9用于對晶漿液進行液固分離;所述流化床干燥器10用于干燥臥式雙鼓離心機9過濾出的過一硫酸氫鉀復合鹽濾餅。

[0043] 所述射流管式氧化反應器1由濃硫酸泵1?1、濃硫酸冷卻器1?2、雙氧水泵1?3、雙氧水冷卻器1?4、耦合器1?5、射流器1?6、夾套1?7、冷卻擾流元件1?8組成;所述射流補充氧化反應器2由耦合器2?1、射流器2?2、動力流體泵2?3、夾套2?4組成;所述酸性氣體吸收塔3由冷凝器3?1、堿液循環(huán)泵3?2、白鋼規(guī)整填料3?3、噴淋頭3?4、除霧器3?5組成;所述射流中和反應器5由耦合器5?1、射流器5?2、動力流體泵5?3、氫氧化鉀溶液泵5?4、氫氧化鉀溶液冷卻器5?5、夾套5?6;所述結晶器I6由機械攪拌器6?1、夾套6?2組成;所述結晶器II7由機械攪拌器7?1、夾套7?2組成;所述晶漿罐8由機械攪拌器8?1、晶漿液泵8?2、夾套8?3組成;所述臥式雙鼓離心機9由螺旋輸料器9?1、母液閃蒸濃縮罐9?2、機械攪拌器9?3、母液濃縮液泵9?4、助劑加料機9?5組成;所述流化床干燥器10由耙式攪拌器10?1、內(nèi)置排管加熱器10?2、流化氣體加熱器10?3、冷凝水閃蒸罐10?4、冷凝水泵10?5、蒸汽壓縮機10?6、旋風分離器10?7、袋式過濾器10?8、引風機10?9、產(chǎn)品料倉10?10組成。[0044] 所述裝置還包括:母液閃蒸濃縮罐9?2、冷凝水閃蒸罐10?4、水蒸汽壓縮機(MR)10?6;母液閃蒸濃縮罐9?2、冷凝水閃蒸罐10?4絕熱閃蒸出水蒸汽,閃蒸出的水蒸汽進入水蒸汽壓縮機10?6升溫升壓后形成二次水蒸汽,二次水蒸汽進入流化床干燥器10的內(nèi)置排管加熱器10?2、流化空氣加熱器10?3,作為的流化床干燥器輔助熱源;所述母液閃蒸濃縮罐9?

2輸入端連接臥式雙鼓離心機9濾液出口,輸出液相端連接混合罐4母液濃縮液入口和回收硫酸鉀系統(tǒng)的入口,輸出汽相端連接水蒸汽壓縮機(MR)10?6入口;母液閃蒸濃縮罐9?2用于收集臥式雙鼓離心機濾液及濾液閃蒸濃縮;所述冷凝水閃蒸罐10?4輸入端連接流化床干燥器10的內(nèi)置排管加熱器10?2、流化空氣加熱器10?3蒸汽冷凝水出口,輸出液相端連接臥式雙鼓離心機9濾餅洗滌水入口,輸出汽相端連接水蒸汽壓縮機(MR)10?6入口;冷凝水閃蒸罐10?4用于收集流化床干燥器10內(nèi)置排管加熱器10?2、流化空氣加熱器10?3蒸汽冷凝水及冷凝水閃蒸,閃蒸后的冷凝水用于臥式雙鼓離心機9濾餅洗滌;所述水蒸汽壓縮機(MR)

10?6輸入端連接母液閃蒸濃縮罐9?2、冷凝水閃蒸罐10?4閃蒸汽出口,輸出端連接流化床干燥器10內(nèi)置排管加熱器10?2、流化空氣加熱器10?3二次蒸汽入口,用于壓縮母液閃蒸濃縮罐9?2、冷凝水閃蒸罐10?4閃蒸蒸汽。

[0045] 本實用新型所述射流反應器由耦合器、射流器、動力流體泵組成;其中耦合器由混合液進入管、混合液分配腔、氣體(液體)吸入管、氣體(液體)分配腔等組成;射流器采用文氏管射流原理,由動力流體入口、導流環(huán)、動力流體噴嘴、氣體(液體)吸入口、混合腔、擴散腔、混合液出口組成;運行動力流體泵吸取器內(nèi)混合液,泵入耦合器,動力流體經(jīng)過噴嘴,形成高速流體,此時流體的動能最大,勢能最小,就會在氣體(液體)吸入口產(chǎn)生負壓,然后將氣體(液體)吸入,被吸入的氣體(液體)在負壓區(qū)迅速膨脹并被動力流體打成微小氣泡,在耦合器中,氣、液兩相充分混合,并且由于能量交換而加速排出,再經(jīng)過擴壓腔將混合液的勢能增加到最大值,混合流體的拖拽作用更加強了混合攪拌效果;氣體(液體)由耦合器吸入,可以產(chǎn)生高速射流,有利于混合液間的傳熱傳質(zhì)進行化學反應;[0046] 本實用新型采用的原料為濃硫酸A(質(zhì)量含量大于98%),雙氧水B(質(zhì)量含量大于50%);所用公用工程水蒸汽壓力為0.45MPa,溫度為245℃;公用工程水蒸汽主要為流化床干燥器干燥機提供熱源,公用工程冷媒D為?20℃鹽水。

[0047] 本實用新型所述生產(chǎn)裝置開車時,混合罐采用工藝水混合,直至整個生產(chǎn)裝置正常運行,切換到濃縮母液混合;流化床干燥器采用公用工程水蒸汽干燥物料,直至整個生產(chǎn)裝置正常運行,切換到二次水蒸汽;濾餅洗滌水采用工藝水洗滌,直至整個生產(chǎn)裝置正常運行,切換到閃蒸冷凝水洗滌;各裝置設備通過相應的管線連接,附圖1中管線在圖上發(fā)生交叉而實際并不相交時,按照豎斷橫不斷的原則繪制。[0048] 基于射流反應器的過一硫酸氫鉀復合鹽生產(chǎn)方法,具體包括如下步驟:[0049] (1)原料濃硫酸A經(jīng)濃硫酸泵1?1進入濃硫酸冷卻器1?2進行冷卻,原料雙氧水B經(jīng)雙氧水泵1?3進入雙氧水冷卻器1?4進行冷卻,冷卻后的雙氧水加入穩(wěn)定劑C;與冷卻后的濃硫酸一并加入到射流管式氧化反應器1的耦合器1?5,經(jīng)射流器1?6射流,在管式氧化反應器夾套1?7及冷卻擾流元件1?8冷卻下進行氧化反應;氧化液經(jīng)壓力進入到射流補充氧化反應器2;[0050] (2)將氧化液進入到射流補充氧化反應器2,射流補充氧化反應器2的動力流體泵2?3將氧化液、臭氧G進入到耦合器2?1,經(jīng)射流器2?2射流氧化液和臭氧繼續(xù)進行氧化反應,反應熱由夾套2?4導出;氧化液經(jīng)動力流體泵2?3部分返回射流補充氧化反應器2,部分進入到氧化液和濃縮母液混合罐4;

[0051] (3)射流補充氧化反應器2產(chǎn)生的酸性氣體經(jīng)冷凝器3?1冷凝進入到酸性氣體吸收塔3塔底,堿液循環(huán)泵3?2將堿液泵至塔頂經(jīng)堿液噴淋頭3?4噴淋,在白鋼規(guī)整填料3?3表面堿液將酸性氣體吸收,未吸收的氣體經(jīng)除霧器3?5除霧排出塔外;吸收了酸性氣體的堿液經(jīng)堿液循環(huán)泵3?2部分循環(huán)使用,部分排出塔外進入廢液處理系統(tǒng)E;[0052] (4)射流補充氧化反應器2出來的氧化液和母液閃蒸濃縮罐9?2出來的濃縮母液進入到混合罐4內(nèi),在機械攪拌器4?1的作用下進行混合,混合熱由夾套4?3導出,混合罐4內(nèi)混合液經(jīng)混合液泵4?2進入到射流中和反應器5;[0053] (5)射流中和反應器5的動力流體泵5?3將混合液、來自氫氧化鉀溶液泵5?4經(jīng)氫氧化鉀溶液冷卻器5?5冷卻的氫氧化鉀溶液F進入到耦合器5?1,經(jīng)射流器5?2射流進行中和反應,反應熱由夾套5?6導出;中和液經(jīng)動力流體泵5?3部分返回到射流中和反應器5,部分進入到結晶器I6;[0054] (6)來自射流中和反應器5的中和液在結晶器I6內(nèi),在機械攪拌器6?1的作用下進行冷卻結晶,結晶熱由夾套6?2導出;結晶器I6內(nèi)初步結晶液經(jīng)重力進入到結晶器II7;[0055] (7)來自結晶器I6的初步結晶液,在結晶器II7內(nèi)由機械攪拌器7?1的作用下繼續(xù)進行冷卻結晶,結晶熱由夾套7?2導出;結晶器II7內(nèi)晶漿經(jīng)重力進入到晶漿罐8;[0056] (8)來自結晶器II7的晶漿,在晶漿罐8內(nèi)由機械攪拌器8?1的作用下繼續(xù)進行冷卻結晶,結晶熱由夾套8?2導出;晶漿罐8的晶漿經(jīng)晶漿泵8?2進入到臥式雙鼓離心機9;[0057] (9)晶漿罐8內(nèi)的晶漿經(jīng)晶漿泵8?2進入到臥式雙鼓離心機9進行液固分離;分離出的母液H進入到母液閃蒸濃縮罐9?2,母液閃蒸濃縮罐9?2內(nèi)的母液在機械攪拌器9?3攪拌下閃蒸濃縮,濃縮的母液經(jīng)母液濃縮液泵9?4部分去混合罐4,部分進入回收硫酸鉀系統(tǒng)P;來自冷凝水泵10?5的冷凝水N洗滌分離出的過一硫酸氫鉀復合鹽濾餅,分離出的過一硫酸氫鉀復合鹽濾餅由助劑加料機9?5加入助劑,加入助劑的過一硫酸氫鉀復合鹽濾餅J經(jīng)螺旋輸料器9?1進入到流化床干燥器10;[0058] (10)加入助劑的過一硫酸氫鉀復合鹽濾餅J經(jīng)螺旋輸料器9?1進入到流化床干燥器10進行干燥;進入流化床干燥器10的濾餅由耙式攪拌器10?1打碎,內(nèi)置排管加熱器10?2提供80%的熱量,流化氣體加熱器10?3內(nèi)通入空氣M,流化氣體加熱器10?3提供20%的熱量,流化床干燥器10采用來自蒸汽壓縮機10?6的蒸汽L,包括二次蒸汽和公用工程蒸汽加熱,蒸汽冷凝水由冷凝水閃蒸罐10?4收集;流化氣體經(jīng)旋風分離器10?7、袋式過濾器10?8(向袋式過濾器10?8內(nèi)通入脈沖空氣K)將粉末分離,廢氣由引風機10?9引出排放;流化氣體分離出的粉末和流化床干燥器10干燥后的過一硫酸氫鉀復合鹽粉末進入到產(chǎn)品料倉10?10。

[0059] 實施例2[0060] 基于實施例1所述裝置的基于射流反應器的過一硫酸氫鉀復合鹽生產(chǎn)方法,包括如下步驟:[0061] 所述步驟(1)123kg/h原料濃硫酸(質(zhì)量含量98%)經(jīng)濃硫酸泵1?1進入濃硫酸冷卻器1?2進行冷卻,84kg/h原料雙氧水(質(zhì)量含量50%)經(jīng)雙氧水泵1?3進入雙氧水冷卻器1?4進行冷卻,冷卻后的雙氧水加入穩(wěn)定劑;將冷卻后的濃硫酸、冷卻后的雙氧水、穩(wěn)定劑進入到射流管式氧化反應器1的耦合器1?5,經(jīng)射流器1?6射流,在管式氧化反應器冷卻夾套1?7及冷卻擾流元件1?8冷卻下進行氧化反應;氧化液經(jīng)壓力進入到射流補充氧化反應器2;所述濃硫酸冷卻器1?2物料出口溫度為?5℃,雙氧水冷卻器1?4物料出口溫度為?5℃;所述射流管式氧化反應器1內(nèi)溫度為?5℃,壓力為0.40MPa,物料的停留時間為30s,雙氧水(質(zhì)量含量50%)和濃硫酸(質(zhì)量含量98%)mol比為1:1.05;[0062] 所述步驟(2)將氧化液進入到射流補充氧化反應器2,射流補充氧化反應器2的動力流體泵2?3將氧化液、臭氧進入到耦合器2?1,經(jīng)射流器2?2射流氧化液和臭氧繼續(xù)進行氧化反應,反應熱由夾套2?4導出;二次氧化液按體積比A1:B1=80%:20%,分為兩部分,A1部分經(jīng)動力流體泵2?3返回射流補充氧化反應器2,B1部分進入到氧化液和濃縮母液混合罐4;所述射流補充氧化反應器2內(nèi)溫度為?5℃,壓力為0.15MPa,物料的停留時間為2.0h,臭氧質(zhì)量流量為進入射流管式氧化反應器1濃硫酸質(zhì)量流量(質(zhì)量含量98%)的2.5%;

[0063] 所述步驟(3)射流補充氧化反應器2產(chǎn)生的酸性氣體經(jīng)冷凝器3?1冷凝進入到酸性氣體吸收塔3塔底,堿液循環(huán)泵3?2將堿液泵至塔頂經(jīng)堿液噴淋頭3?4噴淋,在白鋼規(guī)整填料3?3表面堿液將酸性氣體吸收,未吸收的氣體經(jīng)除霧器3?5除霧排出塔外;吸收了酸性氣體的堿液按體積比50%:50%分為兩部分,A2部分經(jīng)堿液循環(huán)泵3?2循環(huán)使用,B2部分排出塔外進入廢液處理系統(tǒng);所述酸性氣體吸收塔3內(nèi)溫度為常溫,壓力為常壓,酸性氣體物料的在塔內(nèi)停留時間為15s,進入廢液處理系統(tǒng)的廢液的pH值為10,吸收液氫氧化鉀溶液的質(zhì)量濃度為48%;

[0064] 所述步驟(4)射流補充氧化反應器2出來的氧化液和母液閃蒸濃縮罐9?2出來的濃縮母液進入到混合罐4內(nèi),在機械攪拌器4?1的作用下進行混合,混合熱由夾套4?3導出,混合罐4內(nèi)混合液經(jīng)混合液泵4?2進入到射流中和反應器5;所述混合罐4內(nèi)溫度為15℃,壓力為常壓,物料的停留時間為1.0h,氧化液與濃縮母液的質(zhì)量比為1:1.1;[0065] 所述步驟(5)射流中和反應器5的動力流體泵5?3將混合液、來自氫氧化鉀溶液泵5?4經(jīng)氫氧化鉀溶液冷卻器5?5冷卻的氫氧化鉀溶液進入到耦合器5?1,經(jīng)射流器5?2射流進行中和反應,反應熱由夾套5?6導出;中和液按體積比A3:B3=80%:20%,分為兩部分,A3部分經(jīng)動力流體泵5?3返回到射流中和反應器5,B3部分進入到結晶器I6;所述射流中和反應器5內(nèi)溫度為10℃,壓力為常壓,物料的停留時間為1.5h,氫氧化鉀溶液加入的摩爾流量為進入射流管式氧化反應器1濃硫酸摩爾流量(質(zhì)量含量98%)的125%,中和液的pH值為2.5;

[0066] 所述步驟(6)來自射流中和反應器5的中和液在結晶器I6內(nèi),在機械攪拌器6?1的作用下進行冷卻結晶,結晶熱由夾套6?2導出;結晶器I6內(nèi)初步結晶液經(jīng)重力進入到結晶器II7;所述結晶器I6內(nèi)溫度為0℃,壓力為常壓,物料的停留時間為1.5h;[0067] 所述步驟(7)來自結晶器I6的初步結晶液,在結晶器II7內(nèi)由機械攪拌器7?1的作用下繼續(xù)進行冷卻結晶,結晶熱由夾套7?2導出;結晶器II7內(nèi)晶漿經(jīng)重力進入到晶漿罐8;所述結晶器II7內(nèi)溫度為0℃,壓力為常壓,物料的停留時間為1.5h;

[0068] 所述步驟(8)來自結晶器II7的晶漿,在晶漿罐8內(nèi)由機械攪拌器8?1的作用下繼續(xù)進行冷卻結晶,結晶熱由夾套8?2導出;晶漿罐8的晶漿經(jīng)晶漿泵8?2進入到臥式雙鼓離心機9;所述晶漿罐8內(nèi)溫度為0℃,壓力為常壓,物料的停留時間為2.0h;

[0069] 所述步驟(9)晶漿罐8內(nèi)的晶漿經(jīng)晶漿泵8?2進入到臥式雙鼓離心機9進行液固分離;分離出的母液進入到母液閃蒸濃縮罐9?2,母液閃蒸濃縮罐9?2內(nèi)的母液在機械攪拌器9?3攪拌下閃蒸濃縮,濃縮的母液按體積比A4:B4=80%:20%,分為兩部分,A4部分經(jīng)母液濃縮液泵9?4去混合罐4,B4部分進入回收硫酸鉀系統(tǒng);來自冷凝水泵10?5的冷凝水洗滌分離出的過一硫酸氫鉀復合鹽濾餅,分離出的過一硫酸氫鉀復合鹽濾餅由助劑加料機9?5加入助劑,加入助劑的過一硫酸氫鉀復合鹽濾餅經(jīng)螺旋輸料器9?1進入到流化床干燥器10;所述臥式雙鼓離心機9的外轉(zhuǎn)鼓為2350rpm,內(nèi)轉(zhuǎn)鼓為2400rpm,濾餅的溫度為25℃,含濕率為(濕基)20%,來自冷凝水閃蒸罐10?4的洗滌水溫度為35℃;母液閃蒸濃縮罐9?2、冷凝水閃蒸罐10?4的絕熱閃蒸溫度為40℃,物料的停留時間為1h;

[0070] 所述步驟(10)加入助劑的過一硫酸氫鉀復合鹽濾餅經(jīng)螺旋輸料器9?1進入到流化床干燥器10進行干燥;進入流化床干燥器10的濾餅由耙式攪拌器10?1打碎,內(nèi)置排管加熱器10?2提供80%的熱量,流化氣體加熱器10?3提供20%的熱量,流化床干燥器10采用來自蒸汽壓縮機10?6的二次蒸汽和公用工程蒸汽加熱,蒸汽冷凝水由冷凝水閃蒸罐10?4收集;流化氣體經(jīng)旋風分離器10?7、袋式過濾器10?8將粉末分離,廢氣由引風機10?9引出排放;流化氣體分離出的粉末和流化床干燥器10干燥后的過一硫酸氫鉀復合鹽粉末進入到產(chǎn)品料倉10?10。所述流化床干燥器10內(nèi)溫度為45℃,壓力為0.06MPa,物料的停留時間為2h,干燥物料的出料溫度為40℃,干燥物料的含濕率(濕基)為0.12%,干燥物料的活性氧含量為

4.62%;來自蒸汽壓縮機10?6的二次蒸汽的溫度為145℃、壓力為0.30MPa。

[0071] 本實施例的基于射流反應器的過一硫酸氫鉀復合鹽生產(chǎn)方法,裝置綜合節(jié)能10%;過一硫酸氫鉀復合鹽質(zhì)量高于HG/T5738?2020的標準。

[0072] 上述實施例中針對基于射流反應器的過一硫酸氫鉀復合鹽生產(chǎn)裝置的使用過程工藝闡述僅為對裝置使用的示意性介紹,并非對裝置使用的局限。[0073] 以上技術方案闡述了本實用新型的技術思路,并不以此限定本實用新型的保護范圍,凡是未脫離本實用新型技術方案的內(nèi)容,依據(jù)本實用新型的技術實質(zhì)對以上技術方案所作的任何改動及修飾,均屬于本實用新型技術方案的保護范圍。



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“基于射流反應器的過一硫酸氫鉀復合鹽生產(chǎn)裝置” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術所有人。
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