Установка вывода сульфата натрия из смеси поваренной соли и сульфата натрия

Полезная модель относиться к технологическим комплексам химической и пищевой промышленности и может быть использована в производствах поваренной соли для вывода сульфатов из смеси поваренной соли и сульфата натрия.

Установка вывода сульфата натрия из смеси поваренной соли и сульфата натрия, включает бак для выщелачивания сульфата натрия из смеси солей, который соединен с узлом отделения поваренной соли (УО) от рассола. УО соединен с аппаратом (АП) для охлаждения хлорид-сульфатного рассола и кристаллизации сульфата натрия в виде мирабилита. АП связан с узлом отделения мирабилита от рассола.

Новым в устройстве является то, что АП для охлаждения хлорид-сульфатного рассола и кристаллизации сульфата натрия в виде мирабилита оснащен насосом и соединен трубопроводом с гидроциклоном, патрубок отвода уплотненной пульпы из гидроциклона соединен с кристаллизатором, а патрубок отвода осветленного рассола из гидроциклона подсоединен к узлу отделения мирабилита.

1 илл.

Полезная модель относиться к технологическим комплексам химической и пищевой промышленности и может быть использована в производствах поваренной соли для вывода сульфатов из смеси поваренной соли и сульфата натрия.

Наличие сульфата натрия в рассолах поваренной соли значительно усложняет их переработку. Сульфат натрия в указанных рассолах появляется при их очистке от накипеобразующих соединений кальция и магния. Отделение сульфата натрия из рассола поваренной соли является сложной задачей. Для выделения сульфатов из рассолов необходимо получить смесь кристаллов поваренной соли и сульфата натрия. Из смеси солей сульфат выщелачивают водой или рассолом при низкой температуре (при которой растворимость Na₂SO₄ в рассоле максимальна, a NaCl - минимальна), получая рассол с 80-90 г/л Na₂SO ₄. Из полученного хлорид-сульфатного рассола отделяют нерастворившуюся твердую поваренную соль, часть которой перешла в рассол. Осветленный рассол направляют в кристаллизатор. В кристаллизаторе рассол охлаждают для кристаллизации из него сульфата натрия в виде мирабилита (Na₂SO₄·10H₂O), который отделяют от рассола и выводят для получения целевого продукта. При этом для повышения качества продукционного сульфата натрия содержание поваренной соли в нем должно быть минимальным. Также минимальным должно быть содержание сульфата натрия в очищенном рассоле поваренной соли, т.е. необходимо обеспечить наилучшее разделение твердой фазы в виде мирабилита и раствора. Для этого требуется получить, по-возможности, кристаллы наибольшего размера. Тогда в этих кристаллах будет минимальное содержание раствора при разделении, а самые мелкие кристаллы не попадут в рассол.

Известна установка вывода сульфата натрия из смеси поваренной соли и сульфата натрия, описанная в книге: Фурман А.А., Шрайбман С.С. Приготовление и очистка рассола. - М.: Химия, 1966. - С.174-176, содержащая бак для выщелачивания сульфата натрия из смеси солей, соединенный с узлом отделения поваренной соли от рассола, соединенным с аппаратом для охлаждения хлорид-сульфатного рассола и кристаллизации сульфата натрия в виде мирабилита, который связан с узлом отделения мирабилита от рассола. Выщелачивание сульфата натрия из смеси поваренной соли и сульфата натрия осуществляется в баке при температуре 18-20°С. Концентрация сульфатов в рассоле после выделения мирабилита составляет 5-10 г/л.

Недостатками работы данной установки является малая концентрация твердой фазы в аппарате для кристаллизации мирабилита и, как следствие, малый размер кристаллов мирабилита. Вследствие этого в отделенном от рассола мирабилите содержится большое количество поваренной соли, что приводит к снижению качества сульфата натрия, а также к проскоку мелких кристаллов мирабилита в рассол поваренной соли на узле отделения. Таким образом, в отделенном от мирабилита рассоле поваренной соли присутствует сульфат натрия, который, тем самым, загрязняет его.

Анализ недостатков известного технического решения позволил авторам предложить установку вывода сульфата натрия из смеси поваренной соли и сульфата натрия, в которой будет достигнут желаемый технический результат - повышение качества получаемого сульфата натрия и снижение его содержания в очищенном рассоле поваренной соли.

Для достижения отмеченного технического результата в установке вывода сульфата натрия из смеси поваренной соли и сульфата натрия, включающей бак для выщелачивания сульфата натрия из смеси солей, соединенный с узлом отделения поваренной соли от рассола, соединенный с аппаратом для охлаждения хлорид-сульфатного рассола и кристаллизации сульфата натрия в виде мирабилита, который связан с узлом отделения мирабилита от рассола, согласно полезной модели, аппарат для охлаждения хлорид-сульфатного рассола и кристаллизации сульфата натрия в виде мирабилита оснащен насосом и соединен трубопроводом с гидроциклоном, патрубок отвода уплотненной пульпы из гидроциклона соединен с кристаллизатором, а патрубок отвода осветленного рассола из гидроциклона подсоединен к узлу отделения мирабилита.

Заявленная установка вывода сульфатов из смеси поваренной соли и сульфата натрия является новой, т.к. из уровня техники не известны решения с такой же совокупностью существенных признаков, о чем свидетельствует анализ аналогов. Полезная модель промышленно применима и может быть использована для различных отраслей промышленности. Все признаки полезной модели выполнимы и воспроизводимы. Они используются для достижения ожидаемого технического результата в полном объеме.

Рассмотрим подробнее необходимость и достаточность отличительных признаков заявляемого технического решения.

Заявленная совокупность признаков предлагаемого технического решения позволяет обеспечить в аппарате для охлаждения хлорид-сульфатного рассола и кристаллизации сульфата натрия получение мирабилита в виде крупнокристаллического продукта, который хорошо отделяется от раствора. Для этого данный аппарат оснащен насосом и соединен трубопроводом с гидроциклоном, патрубок отвода уплотненной пульпы из которого направлен к кристаллизатору, а патрубок отвода осветленного рассола - к узлу отделения мирабилита. Применение насоса в аппарате для кристаллизации дает возможность значительно интенсифицировать тепло - и массообменные процессы при охлаждении рассола и выделении мирабилита из раствора. Оснащение данного аппарата гидроциклоном, присоединенным к нему предложенным образом, позволяет поддерживать в аппарате высокую концентрацию твердой фазы, которая играет роль затравки при выделении кристаллов из раствора. Соединение гидроциклона с аппаратом для охлаждения и кристаллизации, имеющим насос, позволяет использовать напор последнего для создания центробежной силы и разделения пульпы. Подсоединение патрубка отвода уплотненной пульпы из гидроциклона к аппарату для кристаллизации, а патрубок отвода осветленного рассола - к узлу отделения мирабилита позволяет поддерживать в циркуляционном контуре аппарата кристаллы мирабилита, которые являются зародышами для дальнейшей кристаллизации. Благодаря этому вновь кристаллизующаяся из раствора твердая фаза осаждается на уже находящейся в растворе, в результате чего происходит укрупнение кристаллов, что ведет к значительному улучшению их отделения от рассола. Это обеспечивает высокое качество хлоридного рассола и мирабилита.

Заявленная установка вывода сульфатов из смеси поваренной соли и сульфата натрия показана на чертеже - см. фиг.1.

Установка состоит из трубопровода 1 подачи смеси поваренной соли и сульфата натрия, бака 2 для выщелачивания сульфата натрия и трубопровода 3 подачи воды для выщелачивания. Бак 2 соединен трубопроводом 4 для подачи пульпы хлорид-сульфатного рассола с поваренной солью с узлом 5 отделения поваренной соли от рассола. К узлу 5 присоединены трубопровод 6 для отвода кристаллической поваренной соли и трубопровод 7 отвода рассола и подачи его в аппарат для охлаждения и кристаллизации 8. Аппарат 8 оснащен насосом 9 и имеет теплообменную камеру 10, с трубопроводом 11 подвода хладагента и трубопроводом 12 для его отвода. К аппарату 8 при помощи трубопровода 13 присоединен гидроциклон 14. Трубопровод 15 отвода сгущенной пульпы из гидроциклона 14 присоединен к аппарату 8, а трубопровод 16 вывода осветленной части пульпы из гидроциклона 14 соединен с узлом отделения мирабилита 17. К узлу отделения 17 присоединен лоток 18 отвода мирабилита, а также трубопровод 19 отвода очищенного от сульфатов хлоридного рассола.

Установка работает следующим образом. Смесь поваренной соли и сульфата натрия по трубопроводу 1 поступает в бак 2. В этот бак для выщелачивания сульфата натрия по трубопроводу 3 подают воду. Полученную в баке пульпу, состоящую из хлорид-сульфатного рассола с поваренной солью по трубопроводу 4 подают на узел 5 отделения поваренной соли от рассола, в котором кристаллическая поваренная соль отделяется от рассола и отводится по трубопроводу 6, а рассол по трубопроводу 7 подается в аппарат 8 для охлаждения и кристаллизации, оснащенный насосом 9. В теплообменную камеру 10 этого аппарата по трубопроводу 11 подают хладагент и отводят его по трубопроводу 12. За счет понижения температуры хлорид-сульфатного рассола в аппарате 8 для охлаждения и кристаллизации растворимость сульфата натрия снижается и происходит его кристаллизация в виде мирабилита (Na₂SO₄·10H₂ O). К аппарату 8 для охлаждения и кристаллизации при помощи трубопровода 13 присоединен гидроциклон 14. в который из аппарата 8 подается пульпа. В гидроциклоне 14 происходит разделение этой пульпы на две части. Сгущенная пульпа возвращается в аппарат 8 по трубопроводу 15. а осветленная часть пульпы из гидроциклона по трубопроводу 16 направляется на узел 17 отделения мирабилита, из которого мирабилит отводится по лотку 18, а очищенный от сульфатов хлоридный рассол по трубопроводу 19.

Применение заявленной установки вывода сульфата натрия из смеси поваренной соли и сульфата натрия позволяет обеспечить получение рассола поваренной соли с минимальным содержанием сульфатов, а также сульфата натрия в виде мирабилита с минимальным содержанием хлоридов.

Установка вывода сульфата натрия из смеси поваренной соли и сульфата натрия, включающая бак для выщелачивания сульфата натрия из смеси солей, соединенный с узлом отделения поваренной соли от рассола, соединенным с аппаратом для охлаждения хлорид-сульфатного рассола и кристаллизации сульфата натрия в виде мирабилита, который связан с узлом отделения мирабилита от рассола, отличающаяся тем, что аппарат для охлаждения хлорид-сульфатного рассола и кристаллизации сульфата натрия в виде мирабилита оснащен насосом и соединен трубопроводом с гидроциклоном, трубопровод отвода сгущенной пульпы из гидроциклона соединен с кристаллизатором, а трубопровод вывода осветленной части пульпы из гидроциклона подсоединен к узлу отделения мирабилита.