專利名稱：一種無(wú)水芒硝的干燥工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)化學(xué)品的精加工領(lǐng)域，或精細(xì)化工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的制硝工藝流程是將硝水熱蒸發(fā)濃縮，形成芒硝的過(guò)飽和溶液，采用離心分 離出芒硝晶體，然后，將芒硝晶體進(jìn)行氣流烘干燥或流化床干燥制得芒硝，像這樣生產(chǎn)得到 的芒硝貯存一定時(shí)間后就會(huì)產(chǎn)生結(jié)塊，從而在使用的時(shí)造成很多不便。在中國(guó)專利號(hào)CN00112995. 3中介紹了用冷卻、熱熔法及其熱熔塔生產(chǎn)無(wú)水芒硝 的方法，主要是采用冷卻硝水，使芒硝從硝水中結(jié)晶析出，然后采用熱熔法將芒硝晶體中的 結(jié)晶水脫除，雖然該方法的工藝流程較短，但是電能消耗較大，最主要是采用制冷機(jī)循環(huán)冷 卻硝水，由于該方法是采用的開(kāi)放式工藝流程，同時(shí)，該方法還只能采用間歇式的生產(chǎn)方 式；像這樣得到芒硝也會(huì)最后結(jié)塊。在中國(guó)專利號(hào)CN200510137987. 2中介紹了用天然鹽湖芒硝生產(chǎn)大顆粒無(wú)水硫酸 鈉的方法，它經(jīng)過(guò)洗硝、化硝、精制、沉降、加硫酸中和、得到清硝液，在將其強(qiáng)制蒸發(fā)，離心 脫水，熱風(fēng)干燥，制成成品。該方法采用的工藝流程實(shí)際上是先將硝水制成含結(jié)晶水的芒 硝，然后再脫除芒硝中的結(jié)晶水，最后得到大顆粒無(wú)水芒硝的生產(chǎn)工藝流程；該方法得到的 芒硝也會(huì)最后結(jié)塊。在中國(guó)專利號(hào)CN101041444A中介紹了用鹽水溶液冷凍結(jié)晶分離芒硝(硫酸鈉) 的方法，它經(jīng)過(guò)PH值調(diào)節(jié)、預(yù)冷、控制結(jié)晶溫度在0-10°C、分離、再結(jié)晶，制成成品。該方法 采用的工藝流程實(shí)際上是先將硝水制成含結(jié)晶水的芒硝，然后再脫除芒硝中的游離水，最 后得到含結(jié)晶水的芒硝生產(chǎn)工藝流程；采用該工藝方法制造含結(jié)晶水的芒硝其能耗高，芒 硝純度也不高，同時(shí)不利于大規(guī)模生產(chǎn)。在中國(guó)專利號(hào)97116654. 4中介紹一種冷凍結(jié)晶生產(chǎn)含結(jié)晶水的芒硝的生產(chǎn)方 法，它經(jīng)過(guò)脫鹵、濃縮、灘曬、收集、除雜等工藝流程，該方法主要采用冷卻濃縮、曬制的方 法，且熱天溫度控制18°C，冬春季節(jié)控制在10°C，其目的是這樣一部法結(jié)晶制造含結(jié)晶水 的芒硝，但是，這樣制造出的芒硝純度不高，而且需要采收?qǐng)龅卮蟮炔焕驍?shù)，同時(shí)要想年 產(chǎn)數(shù)十萬(wàn)噸的可能性很小。在中國(guó)專利號(hào)2008100446515中介紹了一種高純度特種芒硝的制造方法，它采 用了物理和化學(xué)的方法處理含有各種雜質(zhì)的硝水，與本發(fā)明中精制純化硝水的方法有較大 的區(qū)別，為了提高處理的效率，本發(fā)明不需要澄清硝水，直接經(jīng)過(guò)過(guò)濾除去機(jī)械雜質(zhì)。同時(shí) 采用絮凝劑和沉淀劑迅速將硝水里的鈣鎂等金屬化合物沉淀和澄清除去。本發(fā)明的目的是研究一種無(wú)水芒硝的干燥工藝，使其能夠克服現(xiàn)有芒硝生產(chǎn)技術(shù) 的缺點(diǎn)，在保證產(chǎn)品純度高的前提下，具有更加理想的單位產(chǎn)能，同時(shí)在DCS自動(dòng)化監(jiān)控系 統(tǒng)的監(jiān)控下采用一級(jí)管道過(guò)濾器，和多級(jí)離子交換器，以及一級(jí)離心機(jī)連續(xù)脫水，以及多級(jí) 螺旋式真空干燥，以及流化床處理，使之更有利于規(guī)?；纳a(chǎn)；還克服了芒硝生產(chǎn)工藝流 程中儲(chǔ)存設(shè)備過(guò)多等缺點(diǎn)，從而使生產(chǎn)工藝流程縮短近30%，因此該工藝流程可規(guī)模化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
一種無(wú)水芒硝的干燥工藝，在DCS自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控以及AK液體平衡流量計(jì) 的調(diào)控下將井下輸送的一定濃度原硝水經(jīng)管道過(guò)濾器除去機(jī)械雜質(zhì)、多級(jí)離子交換精制純 化處理得到低金屬離子雜質(zhì)含量的精硝水，經(jīng)過(guò)結(jié)晶、離心機(jī)進(jìn)行連續(xù)固一液分離，得到的 芒硝晶體，再輸入多級(jí)螺旋式真空干燥機(jī)干燥。其具體制造工藝如下1、在DCS自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控以及AK液體平衡流量計(jì)的調(diào)控下從礦井下輸出 的原硝水的工藝流程管道中經(jīng)一級(jí)管道過(guò)濾器除去機(jī)械雜質(zhì)和三級(jí)離子交換器除去金屬 離子雜質(zhì)后，得到精制的芒硝水。2、在DCS自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控下以及AK液體平衡流量計(jì)的調(diào)控將1)精制純化 后的精硝水泵入連續(xù)化結(jié)晶系統(tǒng)得到高濃度芒硝晶體的混合液輸入多級(jí)離心機(jī)脫水，得到 含自由水2-3%的晶體型芒硝。3)、在DCS自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控以及AK液體平衡流量計(jì)的調(diào)控下將2)得到含 自由水為2-3 %的芒硝晶體，輸入三-六級(jí)螺旋式真空干燥機(jī)進(jìn)行干燥，干燥溫度控制在 150-200°C。干燥后的無(wú)水硝的水分保持在0. 01%-0. 03%的范圍之內(nèi)。三-六級(jí)螺旋式真 空干燥機(jī)被分為初一級(jí)干燥、次一級(jí)干燥、三一級(jí)干燥，初二級(jí)干燥、次二級(jí)干燥、三二級(jí)干 燥，同時(shí)伴有真空系統(tǒng)，便于芒硝干燥時(shí)水分排出，還伴有除塵系統(tǒng)，便于每級(jí)干燥芒硝時(shí) 因抽真空，隨水分帶出的芒硝顆粒，以及水分回收系統(tǒng)，帶出芒硝回收系統(tǒng)及其返回系統(tǒng)。本發(fā)明的無(wú)水芒硝的干燥工藝具有以下特點(diǎn)采用多級(jí)螺旋式真空干燥機(jī)，簡(jiǎn)化了芒硝晶體除水工藝流程，提高芒硝的干燥度 和產(chǎn)能。為此本發(fā)明打破了傳統(tǒng)芒硝的生產(chǎn)干燥工藝，采用連續(xù)化芒硝的干燥工藝流程， 通過(guò)采用DCS自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控以及AK液體平衡流量計(jì)的調(diào)控系統(tǒng)、管道過(guò)濾系統(tǒng)、 離子交換系統(tǒng)、經(jīng)過(guò)結(jié)晶系統(tǒng)、離心脫水系統(tǒng)、連續(xù)螺旋式真空干燥系統(tǒng)等工藝流程，不僅 提高了芒硝的產(chǎn)能、而且還縮短無(wú)水芒硝生產(chǎn)工藝流程，同時(shí)降低芒硝生產(chǎn)的能耗，降低生 產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本。無(wú)水芒硝的干燥工藝，在DCS自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控以及AK液體平衡流量計(jì)的調(diào) 控下將井下輸送的一定濃度原硝水經(jīng)管道過(guò)濾器除去機(jī)械雜質(zhì)和離子交換器精制純化處 理得到極低雜質(zhì)含量的精硝水，經(jīng)調(diào)節(jié)PH值，輸入連續(xù)化結(jié)晶工藝系統(tǒng)，經(jīng)一級(jí)離心機(jī)進(jìn) 行連續(xù)固-液分離，得到的芒硝晶體，再輸入多級(jí)螺旋式真空干燥機(jī)干燥除去水分，從而得 到含自由水為0.01% -0. 03%的芒硝。在干燥系統(tǒng)中有除塵回收芒硝系統(tǒng)，水蒸汽冷卻系統(tǒng)，回收的芒硝再返回初級(jí)螺 旋真空干燥機(jī)進(jìn)行干燥，水蒸汽冷卻下來(lái)返回礦井再次利用。在除塵系統(tǒng)的外表面均要進(jìn) 行保溫，其目的是不便于通過(guò)震打或自由沉降使回收的芒硝降落到收集裝置，從而收集的 芒硝返回初級(jí)干燥再次進(jìn)行干燥。本發(fā)明的螺旋真空干燥機(jī)的加熱裝置采用高溫水蒸汽或?qū)嵊蛠?lái)進(jìn)行加熱。并在 干燥機(jī)的最外表面進(jìn)行保溫，一方面提高熱的利用率，另一方面降低能量消耗和生產(chǎn)成本。 同時(shí)通過(guò)螺旋的剪切攪拌使芒硝晶體中的自由水和結(jié)晶水迅速變成水蒸汽蒸發(fā)出來(lái)，有利于芒硝的干燥。 本發(fā)明所采用管道過(guò)濾器采用進(jìn)口全不銹鋼過(guò)濾芯，過(guò)濾孔用激光打孔，孔徑大 小均勻，過(guò)濾孔分布合理，滿足除去不同粒徑的機(jī)械雜質(zhì)，比目前國(guó)內(nèi)管道過(guò)濾器濾芯采用 的一次性高分子材料網(wǎng)濾芯、陶瓷過(guò)濾芯、不銹鋼網(wǎng)過(guò)濾芯該過(guò)濾器沖洗簡(jiǎn)單，消耗少，使 用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。原硝水經(jīng)過(guò)工藝管道上的一級(jí)管道過(guò)濾器除去機(jī)械雜質(zhì)以后，輸入一級(jí)陽(yáng)離子交 換器，再輸入二級(jí)陽(yáng)離子交換器，再輸入一級(jí)陰離子交換器，經(jīng)過(guò)這樣處理使精制芒硝水中 除鈉離子以外的各種金屬離子含量降到較低，同時(shí)不加入除去鈣、鎂等離子以及鐵、砷、鉛、 鎘、銻等重金屬離子使用的添加劑，以帶入其他離子降低精制硝水的品質(zhì)。本發(fā)明的螺旋式真空干燥機(jī)是由以下設(shè)備構(gòu)成管狀式螺旋、管狀?yuàn)A套、抽真空 系統(tǒng)，水分脫除系統(tǒng)、帶出芒硝顆?；厥占胺祷馗稍锵到y(tǒng)等。在該干燥機(jī)的夾套中通入 150-200°C高溫水蒸氣或?qū)嵊妥鳛槊⑾蹙w的脫水能源，通過(guò)螺旋的旋轉(zhuǎn)將芒硝從初級(jí) 脫水輸送至三級(jí)脫水螺旋真空干燥機(jī)，在每一級(jí)螺旋真空干燥機(jī)的管式螺旋上方開(kāi)有2個(gè) 口，該口與除塵系統(tǒng)的進(jìn)口連接，經(jīng)過(guò)三級(jí)除塵系統(tǒng)處理后，將水蒸汽由管道輸入水蒸汽冷 凝系統(tǒng)，并返回礦井再次利用，最后與真空泵連接后排空。在這些螺旋式真空干燥機(jī)可以串 聯(lián)使用也可以并聯(lián)使用，同時(shí)還可以根據(jù)需要串、并聯(lián)混合使用，還可以選擇不同級(jí)數(shù)的螺 旋式真空干燥機(jī)。DCS系統(tǒng)是項(xiàng)目分散控制系統(tǒng)的英文縮寫(xiě)，是一種控制領(lǐng)域的“混合功能型”控制 系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、過(guò)程控制、順序控制等實(shí)時(shí)任務(wù)。之所以被成為“混合功能型”控制 系統(tǒng)，是因?yàn)橄到y(tǒng)在進(jìn)行功能設(shè)計(jì)時(shí)，除保留了常規(guī)DCS系統(tǒng)強(qiáng)大的模擬量處理和回路控 制功能，還兼具快速邏輯控制功能及更高的系統(tǒng)實(shí)時(shí)性性能。


附圖1為本發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明工藝作進(jìn)一步的詳述。其主要工藝路線如圖1所示。實(shí)施例1 在DCS自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控下將井下輸送的24° Be濃度原硝水經(jīng)一級(jí)管道過(guò) 濾器除去機(jī)械雜質(zhì)、三級(jí)離子交換器精制純化處理得到極低雜質(zhì)含量的精硝水，后輸入連 續(xù)化結(jié)晶工藝系統(tǒng)，得到高濃度的芒硝晶體混合液輸入一級(jí)離心機(jī)脫水，得到含自由水為 2. 0%以下的芒硝晶體，輸入三級(jí)螺旋式真空干燥機(jī)進(jìn)行干燥，干燥溫度控制在150°C，輸入 自動(dòng)化包裝系統(tǒng)進(jìn)行包裝、檢驗(yàn)、入庫(kù)、銷(xiāo)售。得到無(wú)水芒硝的各種檢測(cè)數(shù)據(jù)將在表1中表 現(xiàn)出來(lái)。實(shí)施例2 在DCS自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控下將井下輸送的24-30° Be濃度原硝水經(jīng)一級(jí)管 道過(guò)濾器除去機(jī)械雜質(zhì)、三級(jí)離子交換器精制純化處理得到極低雜質(zhì)含量的精硝水，輸入 連續(xù)化結(jié)晶工藝系統(tǒng)，得到高濃度芒硝晶體的混合液輸入一級(jí)離心機(jī)脫水，形成含自由水 2. 5%的芒硝晶體，輸入三級(jí)螺旋式真空干燥機(jī)進(jìn)行干燥，干燥溫度控制在180°C輸入自動(dòng)化包裝系統(tǒng)進(jìn)行包裝、檢驗(yàn)、入庫(kù)、銷(xiāo)售。得到無(wú)水芒硝的各種檢測(cè)數(shù)據(jù)將見(jiàn)表1。實(shí)施例3 在DCS自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控下將井下輸送的24_30Be濃度原硝水經(jīng)一級(jí)管道過(guò) 濾器除去機(jī)械雜質(zhì)、三級(jí)離子交換器精制純化處理得到極低雜質(zhì)含量的精硝水，輸入連續(xù)
化結(jié)晶工藝系統(tǒng)，得到高濃度芒硝晶體的混合液輸入一級(jí)離心機(jī)脫水，形成含自由水3%的 芒硝晶體，輸入三級(jí)螺旋式真空干燥機(jī)進(jìn)行干燥，干燥溫度控制在20(TC，輸入自動(dòng)化包裝 系統(tǒng)進(jìn)行包裝、檢驗(yàn)、入庫(kù)、銷(xiāo)售。得到無(wú)水芒硝各種檢測(cè)數(shù)據(jù)將見(jiàn)表1中。 表權(quán)利要求
一種無(wú)水芒硝的干燥工藝，在DCS自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控以及AK液體平衡流量計(jì)的調(diào)控下將井下輸送的一定濃度原硝水經(jīng)管道過(guò)濾器除去機(jī)械雜質(zhì)、多級(jí)離子交換精制純化處理得到低金屬離子雜質(zhì)含量的精硝水，經(jīng)調(diào)節(jié)PH值之后，經(jīng)過(guò)結(jié)晶、離心機(jī)進(jìn)行連續(xù)固-液分離，得到的芒硝晶體，再輸入多級(jí)螺旋式真空干燥機(jī)干燥。其具體制造工藝如下1)、在DCS自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控以及AK液體平衡流量計(jì)的調(diào)控下從礦井下輸出的原硝水的工藝流程管道中經(jīng)一級(jí)管道過(guò)濾器除去機(jī)械雜質(zhì)和離子交換器除去金屬離子雜質(zhì)后，得到精制的芒硝水；2)、在DCS自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控下以及AK液體平衡流量計(jì)的調(diào)控將1)精制純化后的精硝水泵入連續(xù)化結(jié)晶系統(tǒng)得到高濃度芒硝晶體的混合液輸入多級(jí)離心機(jī)脫水，得到含自由水2-3％的晶體型芒硝；3)、在DCS自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控以及AK液體平衡流量計(jì)的調(diào)控下將2)得到含自由水為2-3％的芒硝晶體，輸入三-六級(jí)螺旋式真空干燥機(jī)進(jìn)行干燥，干燥溫度控制在150-200℃，得到含自由水為0.01％-0.03％的無(wú)水芒硝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種無(wú)水芒硝的干燥工藝，其特征在于，在DCS自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng) 的監(jiān)控下所述之三級(jí)螺旋式真空干燥機(jī)被分為初一級(jí)干燥、次一級(jí)干燥、三一級(jí)干燥，初二 級(jí)干燥、次二級(jí)干燥、三二級(jí)干燥，同時(shí)伴有真空系統(tǒng)，便于芒硝干燥時(shí)水分排出，還伴有除 塵系統(tǒng)，便于每級(jí)干燥芒硝時(shí)因抽真空，隨水分帶出的芒硝顆粒，以及水分回收系統(tǒng)，帶出 芒硝回收系統(tǒng)及其返回系統(tǒng)。
全文摘要
一種無(wú)水芒硝的干燥工藝，在DCS自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控以及AK液體平衡流量計(jì)的調(diào)控下將井下輸送的一定濃度原硝水經(jīng)管道過(guò)濾器除去機(jī)械雜質(zhì)和離子交換器精制純化處理得到極低雜質(zhì)含量的精硝水，輸入連續(xù)化結(jié)晶工藝系統(tǒng)，經(jīng)一級(jí)離心機(jī)進(jìn)行連續(xù)固-液分離，得到的芒硝晶體，再輸入多級(jí)螺旋式真空干燥機(jī)干燥除去水分，從而得到含自由水為0.01％-0.03％的無(wú)水芒硝。
文檔編號(hào)C01D5/00GK101844778SQ20101017871
公開(kāi)日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2010年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月20日
發(fā)明者劉文良, 劉澤民, 張大明, 李春先, 李棟良, 李洪清, 茍興無(wú) 申請(qǐng)人:四川川眉特種芒硝有限公司