本實用新型涉及一種裝置，更具體的說，是涉及一種生產大粒度小蘇打的裝置。

背景技術：

作為一種重要的化工產品，小蘇打已經應用到了醫藥化工等生活中的各個領域。近些年來經濟的發展，我國已經成為生產小蘇打的重要組成國家之一，每年小蘇打產量的增速居世界首位。

現如今國內的小蘇打的應用領域，已由傳統的工業，食品行業逐漸擴展到了飼料，醫藥等其它領域，國內小蘇打消費量中，食品工業占比為31.01％；化學工業占比為22.32％；消防工業占比為15.57％；醫藥行業占比為12.79％；飼料添加劑占比為8.08％，清洗劑，入浴劑，打磨等其它行業占比為10.23％。

對于粒度沒有要求的食品、醫藥、工業等領域，我國的消費結構同國外相差不大，而對粒度有一定要求的飼料添加劑、清洗劑、入浴劑、打磨行業等，國內所占消費比例遠低于國外。近幾年國內的產品結構調整和升級，使得大粒度的小蘇打需求量在不斷的增長，該領域市場潛能巨大，因此大粒度小蘇打的工業化生產成為了當前眾多企業緊密關注的熱點問題。

中國專利CN101185484A公開了“連續控制復分解食品級小蘇打生產工藝”，該工藝以氯化鈉和碳酸氫銨為原料復分解反應連續性制備出20-300目多種規格小蘇打產品。因該反應在一級攪拌反應器當中進行，使得復分解反應和產品結晶粒度的控制較難，粒度分布不均勻，且后續工序當中洗水用量大，生產成本較高。

而中國專利CN101696022A公開的“復分解生產食品級小蘇打的工藝方法”，雖然相比于專利CN101185484A技術而言，生產成本有所降低，但是采用的卻是間歇式生產，規模較小，且產品的粒徑也不容易控制。

索爾維公司申請的公開號為CN1047839A的專利，采用外加流化床結晶器，碳酸氫鈉的飽和溶液經過結晶器再次重結晶，使晶體長大。然而該方法所涉及到 的結晶器僅僅起到在晶種的作用下延長結晶時間，增大粒徑的作用，結晶器中加入的晶種事先得進行預處理研磨，工藝要求較高，到目前為止還未見國內有工業化應用的報道。

技術實現要素：

本實用新型的目的是為了克服現有技術中的不足，提供一種生產大粒度小蘇打的裝置，集反應和結晶于一體，且能夠連續制備出粒徑介于20目-60目之間的大顆粒小蘇打產品，低成本，工藝操作簡單。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的。

本實用新型的一種生產大粒度小蘇打的裝置，包括設置有備用口、第一壓力表、溫度控制儀表和氣體鼓泡器的反應結晶器，所述反應結晶器頂部連接有尾氣回收管線，所述反應結晶器底部連接有混合氣輸入管線和液體排空管線，所述反應結晶器的堿液循環出口通過堿液循環管線與堿液循環入口相連通，所述堿液循環管線設置有第一閥門和晶漿循環泵，所述堿液循環管線分別與母液管線和堿液輸入管線相連通；所述反應結晶器中上部連接有帶調節閥的細晶排出管線，所述反應結晶器連接有控制調節閥的第一液位聯鎖控制儀表；所述反應結晶器的晶漿排出口通過晶漿排出管線連接有帶攪拌器的稠厚緩沖罐，所述稠厚緩沖罐連接有沿液體輸送方向設置有晶漿泵和離心機的晶漿稠厚管線，所述稠厚緩沖罐連接有控制晶漿泵的第二液位聯鎖控制儀表。

所述母液管線、堿液輸入管線、液體排空管線、晶漿排出管線、細晶排出管線和稠厚緩沖罐均連接有沖洗管線。

所述堿液循環管線和晶漿稠厚管線均連通有設置有第二閥門的殘留液體排放管線。

所述調節閥的進液口和出液口之間連通有帶第三閥門的備用管線。

所述氣體鼓泡器由燒結管構成，設置為內外雙環高度對稱結構，且外環設置有二十四個均勻分布的鼓泡口，內環設置有十六個均勻分布的鼓泡口。

所述反應結晶器設置為上寬下窄的錐形結構。

所述晶漿泵至少并聯設置有兩個。

與現有技術相比，本實用新型的技術方案所帶來的有益效果是：

(1)本實用新型中，氣體鼓泡器由燒結管構成，設置為內外雙環高度對稱 結構，且外環設置有二十四個均勻分布的鼓泡口，內環設置有十六個均勻分布的鼓泡口，能夠最大程度的分布氣體，相比于普通的盤管鼓泡器而言，這類鼓泡器不容易發生管口堵塞，且氣體分布更加的均勻，氣液接觸更加充分；

(2)本實用新型中，反應結晶器的堿液循環出口和堿液循環入口之間連接有堿液循環管線，堿液循環管線分別與母液管線和堿液輸入管線相連，同時在反應結晶器中上部連接有細晶排出管線，反應結晶器的晶漿排出口通過晶漿排出管線連接有帶攪拌器的稠厚緩沖罐，使得本實用新型集反應與結晶于一體，原料進入結晶器之后，與二氧化碳氣體反應，體系內產生碳酸氫鈉結晶，維持整個溶液的過飽和度，之后通過堿液循環管線，延長反應停留時間促使結晶的長大，同時為控制體系內晶體顆粒數量和晶體顆粒粒度大小，將部分的細晶通過細晶排出管線排出，使溶質圍繞一定數量和較大粒徑的晶種生長，促使結晶產品粒度進一步增大；

(3)本實用新型中，母液管線、堿液輸入管線、液體排空管線、晶漿排出管線、細晶排出管線和稠厚緩沖罐均連接有沖洗管線，能夠有效防止本實用新型中各個管線結晶堵塞；

(4)本實用新型中，反應結晶器設置為上寬下窄錐形結構，具備粒度分級功能，粒度較小的小蘇打結晶懸浮在反應結晶器中上部，通過細晶排出管線排出，粒度較大的小蘇打結晶沉到反應結晶器的中下部，通過晶漿排出管線導入到稠厚緩沖罐中，經過稠厚干燥可得到大粒度小蘇打產品；

(5)本實用新型，無需采用傳統意義上的大型碳化塔進行碳化的工藝流程，即可實現產品粒度增大，操作簡單，各項指標均達到行業相關標準，工業上能夠連續生產粒徑處于20目-60目之間的大顆粒小蘇打產品。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

圖2是本實用新型中氣體鼓泡器的結構示意圖；

圖3是本實用新型生產的小蘇打產品粒度和質量百分比分布圖；

圖4是本實用新型生產的小蘇打產品的顯微鏡10×40倍的放大照片；

圖5是本實用新型生產的小蘇打產品掃描電鏡照片。

附圖標記:1反應結晶器；2備用口；3第一壓力表；4溫度控制儀表；5氣 體鼓泡器；6尾氣回收管線；7混合氣輸入管線；8液體排空管線；9堿液循環出口；10堿液循環管線；11堿液循環入口；12第一閥門；13晶漿循環泵；14母液管線；15堿液輸入管線；16調節閥；17細晶排出管線；18第一液位聯鎖控制儀表；19晶漿排出口；20晶漿排出管線；21攪拌器；22稠厚緩沖罐；23晶漿泵；24離心機；25晶漿稠厚管線；26第二液位聯鎖控制儀表；27沖洗管線；28第二閥門；29殘留液體排放管線；30備用管線。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步的描述。

如圖1和圖2所示，本實用新型的一種生產大粒度小蘇打的裝置，包括設置有備用口2、第一壓力表3、溫度控制儀表4和氣體鼓泡器5的反應結晶器1，所述氣體鼓泡器5由燒結管構成，設置為內外雙環高度對稱結構，且外環設置有二十四個均勻分布的鼓泡口，內環設置有十六個均勻分布的鼓泡口。所述反應結晶器1設置為上寬下窄的錐形結構，在循環流體的作用下，粒度較小的產品浮在反應結晶器1的中上部，粒度較大的產品分布在反應結晶器1的中下部。所述反應結晶器1頂部連接有尾氣回收管線6，所述反應結晶器1底部連接有混合氣輸入管線7和液體排空管線8。所述反應結晶器1的堿液循環出口9均通過堿液循環管線10與堿液循環入口11相連通，所述堿液循環管線10設置有第一閥門12和晶漿循環泵13，所述堿液循環管線10分別與母液管線14和堿液輸入管線15相連通，所述堿液循環管線10連通有殘留液體排放管線29。所述反應結晶器1的細晶排出口連接有帶調節閥16的細晶排出管線17，所述調節閥16的進液口和出液口之間連通有帶第二閥門28的備用管線30，所述調節閥16的左右兩端均可設置有閥門。所述反應結晶器1連接有控制調節閥16的第一液位聯鎖控制儀表18。所述反應結晶器1的晶漿排出口19通過晶漿排出管線20連接有帶攪拌器21的稠厚緩沖罐22，所述稠厚緩沖罐22底部連接有晶漿稠厚管線25，所述晶漿稠厚管線25連通有殘留液體排放管線29，所述晶漿稠厚管線25沿液體輸送方向設置有晶漿泵23和離心機24，所述晶漿泵23至少并聯設置有兩個，所述稠厚緩沖罐22連接有控制晶漿泵23的第二液位聯鎖控制儀表26，所述晶漿泵23與稠厚緩沖罐22之間通過第二液位連鎖控制儀表26控制流量，最終將稠厚后的碳酸氫鈉結晶連續輸送至離心機24初步脫水。所述母液管線14、堿液輸入管線15、液體 排空管線8、晶漿排出管線20、細晶排出管線17和稠厚緩沖罐22上部均連接有沖洗管線27，所述沖洗管線27可以是熱水沖洗管線，也可以是蒸汽沖洗管線等。另外，根據實際需要本實用新型中各線路均可設置閥門、流量計和壓力表，例如混合氣輸入管線7、母液管線14、堿液輸入管線15、殘留液體排放管線29、晶漿排出管線20、沖洗管線27、晶漿稠厚管線25和液體排空管線8等。

本實用新型中，所述反應結晶器1具備粒度分級功能。所述反應結晶器1底部相連接的混合氣體輸入管線7可作為本實用新型中的氣體分布系統，混合氣體進入反應結晶器1后，通過氣體鼓泡器5均勻的分布在反應結晶器1內部，氣液接觸更加充分。所述反應結晶器1中上部堿液循環出口9和堿液循環入口11之間連接的帶第一閥門12和晶漿循環泵13的堿液循環管線10可作為本實用新型的外循環系統。所述外循環系統主要是利用外循環的方式使反應結晶器1內部的結晶液呈現流動狀態，并稀釋反應結晶器1進料液。所述外循環系統，優選管式混合器方式，液體循環流量與進堿液流量比為10-200:1，優選50:1。所述堿液輸入管線15、晶漿排出管線20和母液管線14共同構成本實用新型的固液比調控系統。所述固液比控制系統主要是控制整個反應結晶器1內部晶體顆粒的質量百分含量。所述固液比調控系統，優選在所述外循環系統作用下，通過母液返回的方式來調控反應結晶器1內固液比。所述細晶排出管線17可作為本實用新型的細晶消除系統，所述細晶消除系統主要是控制整個反應結晶器體系當中的晶體顆粒數量和晶體顆粒粒度大小。所述細晶消除系統，優選從反應結晶器1中上部小顆粒晶體分布區引出一根管線，通過第一液位聯鎖控制儀表18控制調節閥16，進而控制反應結晶器1的細晶液體流量，自動排出粒度較小的碳酸氫鈉細晶。

本實用新型的生產過程：在開車初期，在反應體系當中預先加入晶種，一種是由反應結晶器1的備用口2加入一定數量和粒徑的固體小蘇打顆粒，打開母液管線14經過堿液循環管線10送入反應結晶器1內部，讓母液和固體顆粒充分混合形成晶漿液(此溫度下，固體小蘇打顆粒被母液溶解的很少)，另一種從公司小蘇打裝置中碳化塔的出堿液口引出一根管線，將帶有晶漿的堿液從備用口2引入到反應結晶器1中。晶種添加方式，生產中可根據實際情況選擇上述的一種或兩種。

待反應結晶器1內的液位剛剛沒過堿液循環出口9時，打開堿液輸入管線15和混合氣輸入管線7，讓原料和二氧化碳氣體在反應結晶器1內充分反應。所述 堿液輸入管線15輸送的是預先配置成濃度為20tt的溶有碳酸鈉凈化后的堿液，待體系循環穩定建立之后調整母液進入量。隨著反應的進行，體系內部的小蘇打晶漿數目在不斷的增多，通過外循環管線，可以延長晶漿在反應結晶器1內部的反應和停留時間，使晶體長大；與此同時，在外循環系統的作用下，體系當中較小的細晶懸浮在反應結晶器1的中上部，較大顆粒的小蘇打沉降在反應結晶器1的中下部，上部的細晶通過細晶排出管線17排出，達到控制體系內部晶種數目和粒度的目的，排出的細晶流量根據第一液位聯鎖控制儀表18來自動調節。中下部結晶尺寸較大的晶漿通過晶漿排出管線20排放至稠厚緩沖罐22，晶漿液在稠厚緩沖罐22中稠厚之后，經由晶漿泵23輸送至離心機24，最終將離心之后的小蘇打濕料進行氣流干燥，水分含量達標后，冷卻得到小蘇打成品。可根據實際需要對本實用新型小蘇打生產過程中的控制參數進行設置。

本實用新型的具體實施過程：

第一階段生產過程(引碳化塔晶漿管線中的晶漿液作為晶種)：

從公司現有小蘇打裝置中碳化塔出堿液口引出一根管線，將帶有晶漿的堿液從備用口2引入到反應結晶器1中，與此同時打開母液管線14和堿液循環管線10控制整個反應結晶器1內部的固液比為0.05-0.15:1，待液位達到設定值之后，開啟堿液輸入管線15和混合氣輸入管線7，堿液的進液量為0.51m³/h-1m³/h，混合氣體進氣量控制在70m³/h-80m³/h，使原料間充分反應，反應過程中調整母液輸送量，細晶排出液流量由第一液位聯鎖控制儀表18控制，反應后的晶漿液通過堿液循環管線10不斷地進行外部循環，延長在反應結晶器1內的反應和結晶時間。尺寸較大的晶漿液從晶漿排出管線20排出至稠厚緩沖罐22中進行稠厚，經過晶漿泵23送入離心機24，最終將離心之后的小蘇打濕料進行氣流干燥，水分含量達標后，冷卻得到小蘇打成品，產品指標達到行業標準。

經檢測：得到的產品粒徑<120目(粒徑>125μm)的質量含量>65％，80目-120目(125μm﹤粒徑﹤180μm)的質量含量>50％，40目-80目(180μm﹤粒徑﹤420μm)的質量含量>5％，<40目(粒徑>420μm)>10％。

第二階段生產過程(自配晶漿作為晶種)：

將第一階段生產的粒徑為40-80目小蘇打固體顆粒從反應結晶器1的備用口2加入，打開母液管線14和堿液循環管線10控制整個反應結晶器1內部的固液比為5％-15％。待液位達到設定值之后，開啟堿液輸入管線15和混合氣輸入管線 7，堿液的進液量為0.51m³/h-1m³/h，混合氣體進氣量控制在70m³/h-80m³/h，使原料間充分反應，反應過程中調整母液輸送量，細晶排出液流量由第一液位聯鎖控制儀表18控制，反應后的晶漿液通過堿液循環管線10不斷地進行外部循環，延長在反應結晶器1內的反應和結晶時間。尺寸較大的晶漿液從晶漿排出管線20排出至稠厚緩沖罐22中進行稠厚，經過晶漿泵23送入離心機24，最終將離心之后的小蘇打濕料進行氣流干燥，水分含量達標后，冷卻得到小蘇打成品，產品指標達到行業標準。

經檢測：得到的產品<80目(粒徑>180μm)質量含量>75％，40目-80目(180μm<粒徑<420μm)質量含量>40％，<40目(粒徑>420μm)>35％。

從圖3中可以看出，本實用新型生產出的產品的平均粒徑達到了363.1μm。另外，從圖4和圖5可以看出，本實用新型生產出的產品主要是以棒狀形式存在，主要是通過結晶的方式長大，而非后續造粒加工實現粒徑的增大。

盡管上面結合附圖對本實用新型的功能及工作過程進行了描述，但本實用新型并不局限于上述的具體功能和工作過程，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本實用新型的保護之內。