一种联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110178099.0

申请日:

2011.06.29

公开号:

CN102351218A

公开日:

2012.02.15

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):B01D 53/78变更事项:专利权人变更前:张志广变更后:张志广变更事项:地址变更前:462400 河南省漯河市舞阳县舞泉镇水榭花都23号楼变更后:462400 河南省漯河市舞阳县舞泉镇水榭花都23号楼变更事项:共同专利权人变更前:漯河鑫宇化工设备有限公司变更后:河南金山化工装备有限公司|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C01D 7/18申请日:20110629|||公开

IPC分类号:

C01D7/18; C01C1/16; B01D53/78; B01D53/62

主分类号:

C01D7/18

申请人:

张志广; 漯河鑫宇化工设备有限公司

发明人:

张志广

地址:

462400 河南省漯河市舞阳县舞泉镇水榭花都23号楼

优先权:

专利代理机构:

郑州联科专利事务所(普通合伙) 41104

代理人:

刘建芳

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内容摘要

本发明属于联合制碱法技术领域,尤其涉及一种联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺。将脱碳塔出塔液分离固体碳酸氢钠后的母液分为两部分A1和A2,A1吸氨后进入混合器;出氯化铵工序的分离氯化铵后的母液吸热、吸氨后除去钙镁离子杂质,之后与A1混合;混合液冷却后进入脱碳塔脱除二氧化碳。采用本发明工艺,脱碳塔在不设置内置或外置冷却器即脱碳塔内的脱碳液从入塔到出塔不需采用冷却方式换热的情况下能够正常进行脱除二氧化碳的反应;脱碳塔能够长周期平稳运行,作业周期达60天以上;二氧化碳的吸收效果好,利用率可达到99.6%以上。

权利要求书

1: 一种联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺, 其特征在于, 将脱碳塔出塔液分离固体碳 酸氢钠后的母液分为两部分 A1 和 A2, A1 吸氨后进入混合器 ; 出氯化铵工序的分离氯化铵后 的母液 B 吸热、 吸氨后除去钙镁离子杂质, 之后与 A1 混合 ; 混合液冷却后进入脱碳塔脱除二 氧化碳。
2: 如权利要求 1 所述的联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺, 其特征在于, 混合器中吸 氨后的 A1 与 B 的体积比为 0.6 ~ 1.6:1。
3: 如权利要求 2 所述的联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺, 其特征在于, 混合液冷却 至 18 ~ 24℃。
4: 如权利要求 3 所述的联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺, 其特征在于, A2 吸氨后去 氯化铵生产工序。
5: 如权利要求 4 所述的联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺, 其特征在于, A2 去氯化铵 生产工序后与吸氨前的 B 换热。
6: 如权利要求 3 所述的联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺, 其特征在于, 脱碳塔的出 塔液分离出的固体碳酸氢钠进入碳酸钠生产工序。

说明书


一种联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺

    【技术领域】
     本发明属于联合制碱法技术领域, 尤其涉及一种联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺。 背景技术 常规联合制碱法二氧化碳脱除使用分离氯化铵的母液吸氨后的氨母液作为脱碳 液, 脱碳液的温度为 28 ~ 40℃, 为保证脱碳塔能够正常进行脱除二氧化碳的反应, 需要在 脱碳塔内部或外部设置冷却器, 脱碳塔内的脱碳液与内部或外部设置的冷却器换热被冷 却, 反应生成物碳酸氢钠受换热时较大的温差影响易在脱碳塔和冷却器表面加速析出、 沉 积, 造成脱碳塔和冷却器结疤、 堵塞, 运行周期短, 从而导致二氧化碳的脱除率低, 且给长周 期平稳运行带来隐患。
     发明内容 本发明的目的在于提供一种联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺, 以克服常规联合 制碱法二氧化碳脱除工艺中脱碳塔结疤、 堵塞、 作业周期短, 二氧化碳利用率低等弊端。
     本发明采用如下技术方案 : 一种联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺, 将脱碳塔出塔液分离固体碳酸氢钠后的母液 分为两部分 A1 和 A2, A1 吸氨后进入混合器 ; 出氯化铵工序的分离氯化铵后的母液 B 吸热、 吸氨后除去钙镁离子杂质, 之后与 A1 混合 ; 混合液冷却后进入脱碳塔脱除二氧化碳。
     混合器中吸氨后的 A1 与 B 的体积比为 0.6 ~ 1.6:1。
     混合液冷却至 18 ~ 24℃。
     A2 吸氨后去氯化铵生产工序。
     A2 去氯化铵生产工序后与吸氨前的 B 换热。
     脱碳塔的出塔液分离出的固体碳酸氢钠进入碳酸钠生产工序。
     本发明提供了一种联合制碱法中工业气体中二氧化碳的脱除工艺, 具体如下 : 出 氯化铵工序的分离氯化铵后的母液 (记作 B) 加热后 (温度为 26 ~ 32℃) 进入吸氨器吸氨, 吸 氨后的母液 (温度为 36 ~ 44℃) 进入澄清桶分离其中携带的钙镁离子杂质, 分离杂质后进 入混合器 ; 分离脱碳塔出塔液中固体碳酸氢钠后的母液 (温度 34 ~ 44℃) 分为两部分, 第一 部分 (记作 A1) 进入吸氨器吸氨, 吸氨后进入混合器 ; A1 与 B 按体积比 0.6 ~ 1.6 : 1 混合, 混合后的液体为脱碳液 (温度为 35 ~ 44℃) , 脱碳液与冷却装置换热被冷却, 冷却后的脱碳 液温度为 18 ~ 24℃, 进入脱碳塔脱除工业气体中的二氧化碳。 没有参与混合的第二部分母 液 (记作 A2) 去吸氨器吸氨, 吸氨后 (温度为 48 ~ 54℃) 进入氯化铵生产工序。A2 进入氯化 铵生产工序后与出氯化铵工序的分离氯化铵后的母液 B( 温度 15 ~ 18℃ ) 换热, 其中进入 氯化铵生产工序后的 A2 被冷却, 母液 B 被加热 (26 ~ 32℃) 。脱碳塔的出塔液进入滤碱机 分离固体碳酸氢钠, 碳酸氢钠进入碳酸钠生产工序。
     本工艺中脱除等量二氧化碳的脱碳液体积 : 常规联合制碱法脱除等量二氧化碳的
     脱碳液体积为 1.6 ~ 2.6 : 1。
     工艺中吸氨的量本领域技术人员可根据具体要脱除的二氧化碳的量进行调整。
     本发明通过增大脱除等量二氧化碳的脱碳液的体积、 降低脱碳液的温度, 从而减 少进入脱碳塔的脱碳液的显热, 脱碳塔内的脱碳液从入塔到出塔的整个反应过程不需采用 冷却方式换热, 因此可避免因换热造成较大的温差而导致的反应生成物碳酸氢钠在脱碳塔 和冷却器表面沉积, 从而保证脱碳塔在不设置内置或外置冷却器的情况下能够正常进行脱 除二氧化碳的反应。
     采用本发明脱除二氧化碳的工艺, 脱碳塔在不设置内置或外置冷却器的情况下能 够正常进行脱除二氧化碳的反应。 由于脱碳塔不结疤、 堵塞, 因此脱碳塔能够长周期平稳运 行, 作业周期达 60 天以上。二氧化碳的吸收效果好, 利用率可达到 99.6% 以上, 且后续可用 于碳酸钠的生产。 附图说明
     图 1 是本发明的工艺流程示意图。具体实施方式 一种联合制碱法中二氧化碳的脱除方法, 流程如图 1 所示, 出氯化铵工序的分离 氯化铵后的母液 B 换热后 (温度 26 ~ 32℃) 进入吸氨器 1 吸氨, 吸氨后的母液 (温度 36 ~ 44℃) 进入澄清桶 2 分离其中携带的钙镁离子杂质, 分离杂质后进入混合器 3 ; 滤碱机 4 分 离脱碳塔 7 出塔液中固体碳酸氢钠后的母液 (34 ~ 44℃) 分为两部分, 第一部分母液 A1 进 入吸氨器 5 吸氨, 吸氨后的母液进入混合器 3 ; A1 与 B 按体积比= 0.6 ~ 1.6 混合, 混合后 的液体为脱碳液 (温度 35 ~ 44℃) , 脱碳液与冷却装置 6 换热被冷却, 冷却后的脱碳液温度 为: 18 ~ 24℃, 进入脱碳塔 7, 脱除工业气体中的二氧化碳。没有参与混合的第二部分母液 A2, 去吸氨器 8 吸氨, 吸氨后的液体 (温度 48 ~ 54℃) 进入氯化铵生产工序。进入氯化铵生 产工序后与出氯化铵工序的分离氯化铵后的母液 B(温度 15 ~ 18℃) 换热, 其中 A2 被冷 却, 母液 B 被加热 (温度 26 ~ 32℃) 。脱碳塔 7 的出塔液进入滤碱机 4 分离固体碳酸氢钠, 碳酸氢钠进入碳酸钠生产工序。母液循环使用。
     实施例 1 脱碳塔塔径 4.6 米, 脱碳塔塔高 42 米, 脱碳液由上部进入脱碳塔, 出塔液由底部出脱碳 塔, 含二氧化碳含量为 96% 的工业气体由下部进入脱碳塔, 脱除二氧化碳后的气体由顶部 出脱碳塔, 二氧化碳脱除率为 99.68%。
     吸氨后的 A1 : 吸氨后的 B(体积比) =1: 1 混合而成脱碳液, 温度为 20.5℃, 流量 3 为: 226 m /h, 组成见下表 :
     项目 组分 单位 数量 游离氨 FNH3 Mol/l 2.588 固定氨 CNH3 Mol/l 3.052 总氨 TNH3 Mol/l 5.64 总氯 Tcl Mol/l 5.562 二氧化碳 CO2 Mol/l 1.044脱除等体积的二氧化碳, 本实施例所用脱碳液 : 常规二氧化碳脱除工艺 (以背景技术为 例) 脱碳液的体积比为 2:1。
     实施例 2脱碳塔塔径 4.6 米, 脱碳塔塔高 42 米, 脱碳液由上部进入脱碳塔, 出塔液由底部出脱碳 塔, 含二氧化碳含量为 85% 的工业气体由下部进入脱碳塔, 脱除二氧化碳后的气体由顶部 出脱碳塔, 二氧化碳脱除率为 99.66%。
     吸氨后的 A1 : 吸氨后的 B(体积比) = 0.6 : 1 混合而成脱碳液, 温度为 18.5℃, 流 3 量为 : 180.8 m /h, 组成见下表 :项目 组分 单位 数量 游离氨 FNH3 Mol/l 2.782 固定氨 CNH3 Mol/l 2.676 总氨 TNH3 Mol/l 5.458 总氯 Tcl Mol/l 5.602 二氧化碳 CO2 Mol/l 1.078脱除等体积的二氧化碳, 本实施例所用脱碳液 : 常规二氧化碳脱除工艺 (以背景技术为 例) 脱碳液的体积比为 1.6:1。
     实施例 3 脱碳塔塔径 4.6 米, 脱碳塔塔高 42 米, 脱碳液由上部进入脱碳塔, 出塔液由底部出脱碳 塔, 含二氧化碳含量为 22.2% 的工业气体由下部进入脱碳塔, 脱除二氧化碳后的气体由顶 部出脱碳塔, 二氧化碳脱除率为 99.70%。
     吸氨后的 A1 : 吸氨后的 B(体积比) = 1.6 : 1 混合而成脱碳液, 温度为 22.5℃, 流 3 量为 : 293.8 m /h, 组成见下表 :项目 组分 单位 数量 游离氨 FNH3 Mol/l 2.388 固定氨 CNH3 Mol/l 3.132 总氨 TNH3 Mol/l 5.52 总氯 Tcl Mol/l 5.582 二氧化碳 CO2 Mol/l 1.056脱除等体积的二氧化碳, 本实施例所用脱碳液 : 常规二氧化碳脱除工艺 (以背景技术为 例) 脱碳液的体积比为 2.6:1。

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1、10申请公布号CN102351218A43申请公布日20120215CN102351218ACN102351218A21申请号201110178099022申请日20110629C01D7/18200601C01C1/16200601B01D53/78200601B01D53/6220060171申请人张志广地址462400河南省漯河市舞阳县舞泉镇水榭花都23号楼申请人漯河鑫宇化工设备有限公司72发明人张志广74专利代理机构郑州联科专利事务所普通合伙41104代理人刘建芳54发明名称一种联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺57摘要本发明属于联合制碱法技术领域,尤其涉及一种联合制碱法中二氧化碳的脱除工。

2、艺。将脱碳塔出塔液分离固体碳酸氢钠后的母液分为两部分A1和A2,A1吸氨后进入混合器;出氯化铵工序的分离氯化铵后的母液吸热、吸氨后除去钙镁离子杂质,之后与A1混合;混合液冷却后进入脱碳塔脱除二氧化碳。采用本发明工艺,脱碳塔在不设置内置或外置冷却器即脱碳塔内的脱碳液从入塔到出塔不需采用冷却方式换热的情况下能够正常进行脱除二氧化碳的反应;脱碳塔能够长周期平稳运行,作业周期达60天以上;二氧化碳的吸收效果好,利用率可达到996以上。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页CN102351223A1/1页21一种联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺,其特。

3、征在于,将脱碳塔出塔液分离固体碳酸氢钠后的母液分为两部分A1和A2,A1吸氨后进入混合器;出氯化铵工序的分离氯化铵后的母液B吸热、吸氨后除去钙镁离子杂质,之后与A1混合;混合液冷却后进入脱碳塔脱除二氧化碳。2如权利要求1所述的联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺,其特征在于,混合器中吸氨后的A1与B的体积比为06161。3如权利要求2所述的联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺,其特征在于,混合液冷却至1824。4如权利要求3所述的联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺,其特征在于,A2吸氨后去氯化铵生产工序。5如权利要求4所述的联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺,其特征在于,A2去氯化铵生产工序后与吸氨前的B换热。6。

4、如权利要求3所述的联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺,其特征在于,脱碳塔的出塔液分离出的固体碳酸氢钠进入碳酸钠生产工序。权利要求书CN102351218ACN102351223A1/3页3一种联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺技术领域0001本发明属于联合制碱法技术领域,尤其涉及一种联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺。背景技术0002常规联合制碱法二氧化碳脱除使用分离氯化铵的母液吸氨后的氨母液作为脱碳液,脱碳液的温度为2840,为保证脱碳塔能够正常进行脱除二氧化碳的反应,需要在脱碳塔内部或外部设置冷却器,脱碳塔内的脱碳液与内部或外部设置的冷却器换热被冷却,反应生成物碳酸氢钠受换热时较大的温差影响易在脱碳塔。

5、和冷却器表面加速析出、沉积,造成脱碳塔和冷却器结疤、堵塞,运行周期短,从而导致二氧化碳的脱除率低,且给长周期平稳运行带来隐患。发明内容0003本发明的目的在于提供一种联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺,以克服常规联合制碱法二氧化碳脱除工艺中脱碳塔结疤、堵塞、作业周期短,二氧化碳利用率低等弊端。0004本发明采用如下技术方案一种联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺,将脱碳塔出塔液分离固体碳酸氢钠后的母液分为两部分A1和A2,A1吸氨后进入混合器;出氯化铵工序的分离氯化铵后的母液B吸热、吸氨后除去钙镁离子杂质,之后与A1混合;混合液冷却后进入脱碳塔脱除二氧化碳。0005混合器中吸氨后的A1与B的体积比为06。

6、161。0006混合液冷却至1824。0007A2吸氨后去氯化铵生产工序。0008A2去氯化铵生产工序后与吸氨前的B换热。0009脱碳塔的出塔液分离出的固体碳酸氢钠进入碳酸钠生产工序。0010本发明提供了一种联合制碱法中工业气体中二氧化碳的脱除工艺,具体如下出氯化铵工序的分离氯化铵后的母液(记作B)加热后(温度为2632)进入吸氨器吸氨,吸氨后的母液(温度为3644)进入澄清桶分离其中携带的钙镁离子杂质,分离杂质后进入混合器;分离脱碳塔出塔液中固体碳酸氢钠后的母液(温度3444)分为两部分,第一部分(记作A1)进入吸氨器吸氨,吸氨后进入混合器;A1与B按体积比06161混合,混合后的液体为脱碳。

7、液(温度为3544),脱碳液与冷却装置换热被冷却,冷却后的脱碳液温度为1824,进入脱碳塔脱除工业气体中的二氧化碳。没有参与混合的第二部分母液(记作A2)去吸氨器吸氨,吸氨后(温度为4854)进入氯化铵生产工序。A2进入氯化铵生产工序后与出氯化铵工序的分离氯化铵后的母液B温度1518换热,其中进入氯化铵生产工序后的A2被冷却,母液B被加热(2632)。脱碳塔的出塔液进入滤碱机分离固体碳酸氢钠,碳酸氢钠进入碳酸钠生产工序。0011本工艺中脱除等量二氧化碳的脱碳液体积常规联合制碱法脱除等量二氧化碳的说明书CN102351218ACN102351223A2/3页4脱碳液体积为16261。0012工艺。

8、中吸氨的量本领域技术人员可根据具体要脱除的二氧化碳的量进行调整。0013本发明通过增大脱除等量二氧化碳的脱碳液的体积、降低脱碳液的温度,从而减少进入脱碳塔的脱碳液的显热,脱碳塔内的脱碳液从入塔到出塔的整个反应过程不需采用冷却方式换热,因此可避免因换热造成较大的温差而导致的反应生成物碳酸氢钠在脱碳塔和冷却器表面沉积,从而保证脱碳塔在不设置内置或外置冷却器的情况下能够正常进行脱除二氧化碳的反应。0014采用本发明脱除二氧化碳的工艺,脱碳塔在不设置内置或外置冷却器的情况下能够正常进行脱除二氧化碳的反应。由于脱碳塔不结疤、堵塞,因此脱碳塔能够长周期平稳运行,作业周期达60天以上。二氧化碳的吸收效果好,。

9、利用率可达到996以上,且后续可用于碳酸钠的生产。附图说明0015图1是本发明的工艺流程示意图。具体实施方式0016一种联合制碱法中二氧化碳的脱除方法,流程如图1所示,出氯化铵工序的分离氯化铵后的母液B换热后(温度2632)进入吸氨器1吸氨,吸氨后的母液(温度3644)进入澄清桶2分离其中携带的钙镁离子杂质,分离杂质后进入混合器3;滤碱机4分离脱碳塔7出塔液中固体碳酸氢钠后的母液(3444)分为两部分,第一部分母液A1进入吸氨器5吸氨,吸氨后的母液进入混合器3;A1与B按体积比0616混合,混合后的液体为脱碳液(温度3544),脱碳液与冷却装置6换热被冷却,冷却后的脱碳液温度为1824,进入脱。

10、碳塔7,脱除工业气体中的二氧化碳。没有参与混合的第二部分母液A2,去吸氨器8吸氨,吸氨后的液体(温度4854)进入氯化铵生产工序。进入氯化铵生产工序后与出氯化铵工序的分离氯化铵后的母液B(温度1518)换热,其中A2被冷却,母液B被加热(温度2632)。脱碳塔7的出塔液进入滤碱机4分离固体碳酸氢钠,碳酸氢钠进入碳酸钠生产工序。母液循环使用。0017实施例1脱碳塔塔径46米,脱碳塔塔高42米,脱碳液由上部进入脱碳塔,出塔液由底部出脱碳塔,含二氧化碳含量为96的工业气体由下部进入脱碳塔,脱除二氧化碳后的气体由顶部出脱碳塔,二氧化碳脱除率为9968。0018吸氨后的A1吸氨后的B(体积比)11混合而。

11、成脱碳液,温度为205,流量为226M3/H,组成见下表项目游离氨固定氨总氨总氯二氧化碳组分FNH3CNH3TNH3TCLCO2单位MOL/LMOL/LMOL/LMOL/LMOL/L数量2588305256455621044脱除等体积的二氧化碳,本实施例所用脱碳液常规二氧化碳脱除工艺(以背景技术为例)脱碳液的体积比为21。0019实施例2说明书CN102351218ACN102351223A3/3页5脱碳塔塔径46米,脱碳塔塔高42米,脱碳液由上部进入脱碳塔,出塔液由底部出脱碳塔,含二氧化碳含量为85的工业气体由下部进入脱碳塔,脱除二氧化碳后的气体由顶部出脱碳塔,二氧化碳脱除率为9966。00。

12、20吸氨后的A1吸氨后的B(体积比)061混合而成脱碳液,温度为185,流量为1808M3/H,组成见下表项目游离氨固定氨总氨总氯二氧化碳组分FNH3CNH3TNH3TCLCO2单位MOL/LMOL/LMOL/LMOL/LMOL/L数量27822676545856021078脱除等体积的二氧化碳,本实施例所用脱碳液常规二氧化碳脱除工艺(以背景技术为例)脱碳液的体积比为161。0021实施例3脱碳塔塔径46米,脱碳塔塔高42米,脱碳液由上部进入脱碳塔,出塔液由底部出脱碳塔,含二氧化碳含量为222的工业气体由下部进入脱碳塔,脱除二氧化碳后的气体由顶部出脱碳塔,二氧化碳脱除率为9970。0022吸氨后的A1吸氨后的B(体积比)161混合而成脱碳液,温度为225,流量为2938M3/H,组成见下表项目游离氨固定氨总氨总氯二氧化碳组分FNH3CNH3TNH3TCLCO2单位MOL/LMOL/LMOL/LMOL/LMOL/L数量2388313255255821056脱除等体积的二氧化碳,本实施例所用脱碳液常规二氧化碳脱除工艺(以背景技术为例)脱碳液的体积比为261。说明书CN102351218ACN102351223A1/1页6图1说明书附图CN102351218A。

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