用于酸浴排出液除回流部分的自然蒸发结晶系统及应用
技术领域
本发明属于粘胶纤维生产领域，特别涉及用于酸浴排出液除回流部分后的剩余液出液全部进行自然蒸发结晶的系统及应用。
背景技术
二硫化碳法生产粘胶短纤维，以浆粕为主要原料，经过碱液浸渍生产碱纤维素，再经压榨、粉碎、浸渍、老成后进入黄化机，在黄化机内与二硫化碳发生反应生成纤维素黄酸酯，然后加稀碱溶解制成粘胶，再经过滤、熟成、脱泡后在纺前加入功能性添加剂送去纺丝。在纺丝过程中，粘胶从喷丝头喷出，在酸浴中生成纤维素纤维，经牵伸得到一定的强度，切断后进一步精练，即酸洗、水洗、脱硫、上油等，然后烘干、打包成为成品出厂。
生产粘胶纤维时，需要消耗大量的烧碱和硫酸等化工试剂，产生大量的高盐废水。根据《再生纤维素纤维制造业(粘胶法)清洁生产评价指标体系》(2017)中吨粘胶纤维的烧碱消耗量一级基准值不大于470kg，废水产生量一级基准值不大于44m3，同时硫酸钠的取出量一级基准值不低于500kg。即使在粘胶纤维企业达到清洁生产标准一级指标时，粘胶废水中的硫酸钠含量仍然高达8000mg/L。高的硫酸钠含量导致污水处理成本居高不下，同时，硫酸钠进入处理后的水中。特别是在我国西北地区，缺少纳污河湖时，高含硫酸钠的废水将影响植物生长，造成土地盐渍化和沙漠化。
一般而言，粘胶纤维厂将酸浴装置中排出的酸浴废液采用先结晶后将结晶母液回流的方式维持正常的生产。结晶装置一般是配套的多效蒸发装置，然而，目前的结晶装置面临至少两方面的问题：第一，待结晶的酸浴废液流量大，导致多效蒸发装置正常运行时的能耗高；第二，结晶装置在不同结晶产出量时，结晶母液的产出量波动大，除回流的结晶母液外，剩余的结晶母液只能排入污水处理厂。采用先结晶后将结晶母液回流的方式维持正常的生产时，进入污水处理厂的污水中硫酸钠含量高，提高了污水处理的成本。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的提供了一种用于酸浴排出液除回流部分后的剩余排出液全部进入自然蒸发结晶的系统。在用于酸浴排出液除回流部分后的剩余排出液全部进入自然蒸发结晶的系统内，酸浴排出液被分为两部分，第一部分酸浴排出液先泵送入配液池进行配液后回到酸浴装置维持粘胶纤维的正常生产，第二部分酸浴排出液进入自然结晶池。酸浴排出液除回流部分后的全部剩余排液出进入自然蒸发结晶系统克服了现有技术的不足，杜绝了粘胶纤维生产时高含量硫酸钠废水的产生。
为达此目的，本发明采用以下的技术方案：
本发明的第一方面，提供用于酸浴排出液除回流部分的自然蒸发结晶系统，其包括酸浴排出液暂存池、自然结晶池、硫酸钠池、硫酸池、硫酸锌池、添加剂池、控制中心、配液池、泵和连接管道。
所述的酸浴排出液暂存池中的酸浴排出液由酸浴装置中的酸浴排出液先经硫回收装置后经泵送入酸浴排出液暂存池。
优选地，所述的酸浴排出液的体积流量由进入酸浴装置的粘胶原液体积确定。
所述的酸浴排出液暂存池中的部分酸浴排出液经泵送入配液池，酸浴排出液暂存池中的剩余酸浴排出液全部排入自然结晶池。
优选地，所述的酸浴排出液暂存池中的部分酸浴排出液经泵送入配液池，在酸浴装置液位维持不变时，求算需要流回酸浴装置的酸浴体积流量。
优选地，所述的流回酸浴装置的酸浴中的硫酸钠浓度依据现有生产数据确定。
优选地，所述的酸浴排出液暂存池中的部分酸浴排出液经泵送入配液池的泵送流量，根据硫酸钠在流回酸浴装置的酸浴中的总质量确定，即从酸浴排出液暂存池泵入配液池的泵送流量与硫酸钠在其中的浓度的乘积等于流回酸浴装置的酸浴中的硫酸钠浓度与维持酸浴装置液位维持不变时流回酸浴装置的酸浴体积流量的乘积。
优选地，所述的自然结晶池内的酸浴排出液自然结晶沉淀，无需人为输入能量。
所述的部分酸浴排出液经泵送入配液池的泵送流量通过控制中心控制泵的流量实现。
所述的硫酸钠池、硫酸池、硫酸锌池、添加剂池分别通过管道经泵与配液池相通，并分别向配液池泵送硫酸钠、硫酸、硫酸锌、添加剂。
优选地，从硫酸钠池向配液池泵送硫酸钠时，由维持酸浴装置液位维持不变时，流回酸浴装置的酸浴中的硫酸钠流量折算为泵送硫酸钠的体积流量。
优选地，从硫酸池向配液池泵送硫酸时，由维持酸浴装置液位维持不变时，流回酸浴装置的酸浴中的硫酸流量折算为泵送硫酸的体积流量。
优选地，从硫酸锌池向配液池泵送硫酸锌时，由维持酸浴装置液位维持不变时，流回酸浴装置的酸浴中的硫酸锌流量折算为泵送硫酸锌的体积流量。
优选地，从添加剂池向配液池泵送添加剂时，由维持酸浴装置液位维持不变时，流回酸浴装置的酸浴中的添加剂流量折算为泵送添加剂的体积流量。
所述的硫酸钠池、硫酸池、硫酸锌池、添加剂池分别向配液池泵硫酸钠送、硫酸、硫酸锌、添加剂时，各自泵送流量由控制中心控制相应泵的流量实现。
所述的配液池是配制生产用酸浴液的场所。
所述的配液池通过管道经泵向酸浴装置泵送生产用酸浴液，生产用酸浴液的泵送流量通过控制中心控制泵的流量实现。
优选地，从配液池通过管道经泵向酸浴装置泵送生产用酸浴液的体积流量由酸浴装置液位维持不变时，需要流回酸浴装置的酸浴体积流量确定。
本发明的第二方面提供用于酸浴排出液除回流部分的自然蒸发结晶系统在粘胶纤维生产中的应用。
与已有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明所述的一种酸浴排出液除回流部分后全部进入自然蒸发结晶系统用于粘胶纤维生产；
2、本发明所述的一种酸浴排出液除回流部分后全部进入自然蒸发结晶系统采出硫酸钠的成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是用于酸浴排出液除回流部分的自然蒸发结晶系统的示意图。
1-酸浴排出液暂存池；2-自然结晶池；3-配液池；4-硫酸钠池；5-硫酸池；6-硫酸锌池；7-添加剂池；8-控制中心；9-酸浴装置；10-硫回收装置，11～18-泵。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
具体实施例1：
粘胶原液来自现有的粘胶原液生产车间，配方为：含水率83.8％，甲纤含量8.7％，烧碱含量5.2％，粘胶纤维的消耗定额为10.52吨/吨粘胶纤维。
按照图1，在酸浴排出液除回流部分的自然蒸发结晶系统中，配液池向酸浴装置泵送的酸浴的配方：硫酸140g/L，硫酸钠280g/L，硫酸锌20g/L，添加剂2g/L。硫酸池中硫酸的浓度为1500g/L；添加剂池中添加剂的浓度为100g/L，硫酸的浓度为200g/L；硫酸锌池中硫酸锌的浓度为200g/L，硫酸的浓度为200g/L；硫酸钠池中硫酸钠的浓度为400g/L。
粘胶原液向酸浴装置的泵送速率100kg/hr，配液池向酸浴装置泵送酸浴液的泵送速率为45.5L/hr。排出酸浴装置的酸浴液为100.78L/hr，先经过硫回收装置后，排出到酸浴排出液暂存池。此时，经控制中心运算后，配液池接收来自酸浴排出液暂存池的酸浴液8.25L/hr，接收来自硫酸锌池的硫酸锌补充液4.26L/hr，接收来自添加剂池的添加剂补充液0.852L/hr，接收来自硫酸池的硫酸补充液3.56L/hr，接收来自硫酸钠池的硫酸钠补充液28.344L/hr。此时，酸浴装置生产稳定，排出酸浴装置的酸浴液进入自然结晶池的体积流量为92.53L/hr，自然结晶池芒硝产生量为35.67kg/hr。自然结晶池中芒硝的结晶时的操作费用为0。
具体实施例2：
粘胶原液来自现有的粘胶原液生产车间，配方为：含水率83.8％，甲纤含量8.7％，烧碱含量5.2％，粘胶纤维的消耗定额为10.52吨/吨粘胶纤维。
按照图1，在用于酸浴排出液除回流部分的自然蒸发结晶系统中，配液池向酸浴装置泵送的酸浴的配方：硫酸140g/L，硫酸钠280g/L，硫酸锌20g/L，添加剂2g/L。硫酸池中硫酸的浓度为1840g/L；添加剂池中添加剂的浓度为100g/L，硫酸的浓度为200g/L；硫酸锌池中硫酸锌的浓度为200g/L，硫酸的浓度为200g/L；硫酸钠池中硫酸钠的浓度为400g/L。
粘胶原液向酸浴装置的泵送速率100kg/hr，配液池向酸浴装置泵送酸浴液的泵送速率为45.5L/hr。排出酸浴装置的酸浴液为100.78L/hr，，先经过硫回收装置后，排出到酸浴排出液暂存池。此时，经控制中心运算后，配液池接收来自酸浴排出液暂存池的酸浴液9.5615L/hr，接收来自硫酸锌池的硫酸锌补充液4.21L/hr，接收来自添加剂池的添加剂补充液0.843L/hr，接收来自硫酸池的硫酸补充液2.91L/hr，接收来自硫酸钠池的硫酸钠补充液27.786L/hr。此时，酸浴装置生产稳定，排出酸浴装置的酸浴液进入自然结晶池的体积流量为91.22L/hr，自然结晶池芒硝产生量为35164kg/hr。自然结晶池中芒硝的结晶时的操作费用为0。
具体实施例3：
粘胶原液来自现有的粘胶原液生产车间，配方为：含水率83.8％，甲纤含量8.7％，烧碱含量5.2％，粘胶纤维的消耗定额为10.52吨/吨粘胶纤维。
按照图1，在用于酸浴排出液除回流部分的自然蒸发结晶系统中，配液池向酸浴装置泵送的酸浴的配方：硫酸140g/L，硫酸钠280g/L，硫酸锌20g/L，添加剂2g/L。硫酸池中硫酸的浓度为1500g/L；添加剂池中添加剂的浓度为100g/L，硫酸的浓度为200g/L；硫酸锌池中硫酸锌的浓度为200g/L，硫酸的浓度为200g/L；硫酸钠池中为硫酸钠十水的粉末。
粘胶原液向酸浴装置的泵送速率100kg/hr，配液池向酸浴装置泵送酸浴液的泵送速率为45.5L/hr。排出酸浴装置的酸浴液为100.78L/hr，先经过硫回收装置后，排出到酸浴排出液暂存池。此时，经控制中心运算后，配液池接收来自酸浴排出液暂存池的酸浴液37.98L/hr，接收来自硫酸锌池的硫酸锌补充液3.21L/hr，接收来自添加剂池的添加剂补充液0.644L/hr，接收来自硫酸池的硫酸补充液3.732L/hr，接收来自硫酸钠池的硫酸钠十水14.248kg/hr。此时，酸浴装置生产稳定，排出酸浴装置的酸浴液进入自然结晶池的体积流量为62.8L/hr，自然结晶池芒硝产生量为24.21kg/hr。自然结晶池中芒硝的结晶时的操作费用为0。
具体实施例4：
粘胶原液来自现有的粘胶原液生产车间，配方为：含水率83.8％，甲纤含量8.7％，烧碱含量5.2％，粘胶纤维的消耗定额为10.52吨/吨粘胶纤维。
按照图1，在用于酸浴排出液除回流部分的自然蒸发结晶系统中，配液池向酸浴装置泵送的酸浴的配方：硫酸140g/L，硫酸钠280g/L，硫酸锌20g/L，添加剂2g/L。硫酸池中硫酸的浓度为1840g/L；添加剂池中添加剂的浓度为100g/L，硫酸的浓度为200g/L；硫酸锌池中硫酸锌的浓度为200g/L，硫酸的浓度为200g/L；硫酸钠池中为硫酸钠十水的粉末。
粘胶原液向酸浴装置的泵送速率100kg/hr，配液池向酸浴装置泵送酸浴液的泵送速率为45.5L/hr。排出酸浴装置的酸浴液为100.78L/hr，先经过硫回收装置后，排出到酸浴排出液暂存池。此时，经控制中心运算后，配液池接收来自酸浴排出液暂存池的酸浴液38.685L/hr，接收来自硫酸锌池的硫酸锌补充液3.188L/hr，接收来自添加剂池的添加剂补充液0.639L/hr，接收来自硫酸池的硫酸补充液3.046L/hr，接收来自硫酸钠池的硫酸钠十水13.976kg/hr。此时，酸浴装置生产稳定，排出酸浴装置的酸浴液进入自然结晶池的体积流量为62.1L/hr，自然结晶池芒硝产生量为23.94kg/hr。自然结晶池中芒硝的结晶时的操作费用为0。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的工艺特征以及使用方法，但本发明并不局限于上述详细工艺特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细装置特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用设备的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
