權(quán)利要求書： 1.分離提純碳酸鈉和溴化鈉的系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括依次連接的焚燒爐爐底出渣段（1）、等離子體氣化爐（3）、第一換熱部（4）和第二換熱部（5），第一換熱部（4）包括至少兩組串聯(lián)的第一換熱組件，第一換熱組件包括依次連接的第一余熱鍋爐（41）和第一捕渣均溫器（42），第一余熱鍋爐（41）為絕熱爐壁結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔設(shè)有多組第一換熱管（7），第一換熱管（7）由內(nèi)向外包括金屬材質(zhì)的第一換熱管管壁（71）和隔熱材料的第一換熱管隔熱層（72），相鄰第一換熱管（7）的管間距為d，邊緣的第一換熱管（7）距第一余熱鍋爐（41）壁面的間距為d/2，第一換熱管的管內(nèi)半徑為r1，第一換熱管管壁（71）厚度為λ1，第一換熱管隔熱層（72）厚度為λ2，d=（3～8）r1，λ1為4mm～10mm，λ2=（2～8）λ1，第二換熱部（5）包括依次連接的第二余熱鍋爐（51）和第二捕渣均溫器（52），第二余熱鍋爐（51）為水冷壁壁面結(jié)構(gòu)，在第二余熱鍋爐（51）壁面及內(nèi)部設(shè)置有第二余熱鍋爐膜式水冷壁（81），膜式水冷壁（81）的單根換熱管的管壁為金屬材料，相鄰第二余熱鍋爐膜式水冷壁（81）的間距及其與第二余熱鍋爐（51）壁面間距為d2，第二換熱管的管內(nèi)半徑為r2，第二換熱管管壁厚度為λ4，d2=（3～8）r2，λ4為4mm～10mm；等離子體氣化爐（3）的等離子槍（34）對熔融鹽進(jìn)行加熱使其完全變?yōu)闅鈶B(tài)，同時向等離子體氣化爐（3）內(nèi)通入低溫二氧化碳。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離提純碳酸鈉和溴化鈉的系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)具體包括依次連接的焚燒爐爐底出渣段（1）、倒U形的連接管（2）、等離子體氣化爐（3）、第一換熱部（4）、第二換熱部（5）和深處理部（9），第一換熱部（4）和第二換熱部（5）還分別和雙軸冷卻器（6）相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離提純碳酸鈉和溴化鈉的系統(tǒng)，其特征在于：所述等離子體氣化爐（3）自上而下包括進(jìn)渣口（31）、筒體（32）及錐段（35），在筒體（32）下部開設(shè)有進(jìn)氣口（33），在錐段（35）中部布設(shè)有等離子槍（34），在錐段（35）底部設(shè)有坩堝（36），在筒體（32）側(cè)壁的上部開設(shè)有出氣口（37）。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離提純碳酸鈉和溴化鈉的系統(tǒng)，其特征在于：所述第一捕渣均溫器（42）內(nèi)包括依次連接的第一捕渣管束（421）和第一均溫器（422），第二捕渣均溫器（52）包括依次連接的第二捕渣管束（521）和第二均溫器（522）；所述第一捕渣管束（421）和第二捕渣管束（521）為耐火材料；第一均溫器（422）和第二均溫器（522）內(nèi)部設(shè)有蜂窩式陶瓷蓄熱體。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離提純碳酸鈉和溴化鈉的系統(tǒng)，其特征在于：所述第一換熱管管壁（71）為鋼質(zhì)材料，所述第一換熱管隔熱層（72）為耐高溫陶瓷材料，所述膜式水冷壁（81）的單根換熱管的管壁為鋼質(zhì)材料。

6.分離提純碳酸鈉和溴化鈉的方法，其特征在于：使用如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，富含碳酸鈉和溴化鈉的熔融鹽A送入到等離子體氣化爐（3）內(nèi)，等離子槍（34）對熔融鹽A進(jìn)行加熱使其完全變?yōu)闅鈶B(tài)，同時向等離子體氣化爐（3）內(nèi)通入低溫二氧化碳B2，含氣態(tài)鹽的煙氣C離開等離子體氣化爐（3）進(jìn)入到第一換熱部（4），經(jīng)過第一換熱部（4）的冷卻作用，含氣態(tài)鹽的煙氣C中的碳酸鈉變?yōu)橐簯B(tài)碳酸鈉E離開第一換熱部（4），后被冷卻變?yōu)楣虘B(tài)碳酸鈉F，分離出碳酸鈉后的含氣態(tài)溴化鈉的煙氣D進(jìn)入到第二換熱部（5），經(jīng)過第二換熱部（5）的冷卻作用，含氣態(tài)溴化鈉的煙氣D中的溴化鈉變?yōu)橐簯B(tài)溴化鈉G離開第二換熱部（5），后被冷卻為固態(tài)溴化鈉H，分離出溴化鈉的高溫二氧化碳B1經(jīng)過冷卻及升壓后變?yōu)榈蜏囟趸糂2并回送入等離子體氣化爐（3）中循環(huán)利用。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分離提純碳酸鈉和溴化鈉的方法，其特征在于：所述第一換熱管（7）工作時，在第一換熱管隔熱層（72）外側(cè)還存在第一換熱管液渣層（73），第一換熱管液渣層（73）厚度為λ3，λ3為1mm～5mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分離提純碳酸鈉和溴化鈉的方法，其特征在于：所述第二余熱鍋爐（51）工作時，在第二換熱管管壁（811）外側(cè)依次還存在第二換熱管固態(tài)渣層（812）、第二換熱管液渣層（813），第二換熱管固態(tài)渣層（812）厚度為λ5，第二換熱管液渣層（813）厚度為λ6，λ5=2mm～8mm，λ6為1mm～5mm。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分離提純碳酸鈉和溴化鈉的方法，其特征在于：所述熔融鹽A為860℃～1200℃，其由PTA廢水的焚燒爐爐底出渣段（1）通過倒U形的連接管（2）進(jìn)入到等離子體氣化爐（3），等離子體氣化爐（3）為絕熱爐膛，溫度為1650℃～2000℃，含氣態(tài)溴化鈉的煙氣D溫度為1400℃～1580℃，高溫二氧化碳B1溫度為760℃～1200℃，低溫二氧化碳B2溫度為50℃～200℃，系統(tǒng)運(yùn)行壓力2bar～30bar。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分離提純碳酸鈉和溴化鈉的方法，其特征在于：所述液態(tài)碳酸鈉E離開第一換熱部（4）后進(jìn)入雙軸冷卻器（6），液態(tài)溴化鈉G離開第二換熱部（5）后進(jìn)入雙軸冷卻器（6），雙軸冷卻器（6）包括夾套外殼、螺旋冷卻輸送軸、驅(qū)動機(jī)構(gòu)，夾套外殼和冷卻輸送軸內(nèi)通入冷卻介質(zhì)，液態(tài)鹽物料從冷卻器的加料口進(jìn)入冷卻器內(nèi)，在轉(zhuǎn)動的冷卻輸送軸的推動下不斷翻滾前進(jìn)，物料在前進(jìn)過程中被冷卻主軸及葉片冷卻，熱量由循環(huán)水置換并帶走；深處理部（9）包括余熱鍋爐和風(fēng)機(jī)。

說明書： 分離提純碳酸鈉和溴化鈉的系統(tǒng)及方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本申請涉及鈉鹽的分離純化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種分離提純碳酸鈉和溴化鈉的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)[0002] 對苯二甲酸(PTA)是重要的大宗有機(jī)原料之一，廣泛用于化學(xué)纖維、電子、輕工、建筑等國民經(jīng)濟(jì)各個行業(yè)。目前我國工業(yè)上合成PTA應(yīng)用最廣的是采用對二甲苯經(jīng)過一系列

的氧化還原反應(yīng)來制得，在這個過程中不可避免的會產(chǎn)生大量的合成廢水。根據(jù)相關(guān)的研

究報道，生產(chǎn)出一噸的PTA會產(chǎn)生0.6～2噸的合成廢水。PTA廢液是一種高濃度的含鹽有機(jī)

廢水，含有多種環(huán)狀有機(jī)化合物，其污染物濃度、酸堿度、溫度的波動較大。

[0003] 近年來，PTA廢水的濃縮焚燒技術(shù)發(fā)展日益成熟，因其處理速度快、回收廢水熱能并副產(chǎn)大量碳酸鈉和溴化鈉而得到迅速發(fā)展和工業(yè)化應(yīng)用，例如本申請人的在先申請

CN115371061B。PTA焚燒爐產(chǎn)出的灰渣為碳酸鈉和溴化鈉的混合物，為提高灰渣利用價值，

需將灰渣中的碳酸鈉和溴化鈉各自分離。目前PTA行業(yè)中碳酸鈉和溴化鈉的分離方法主要

有蒸發(fā)結(jié)晶、冷卻結(jié)晶和膜分離等，如CN112811444B、CN114380441A和CN113461199A。無論

上述哪種分離方法，都需較大的額外能量消耗。

[0004] PTA焚燒爐的運(yùn)行溫度通常都高于碳酸鈉或溴化鈉的熔融溫度，其灰渣一般都是以熔融液態(tài)離開焚燒爐，之后還需經(jīng)過冷卻才能形成固態(tài)灰渣進(jìn)行后續(xù)分離回收，灰渣熱

需消耗額外的冷卻負(fù)荷，無法被利用。本申請人的在先申請，公開號：CN115414692B，名稱：

PTA焚燒灰渣熔融熱結(jié)晶分離碳酸鈉的方法及裝置，該發(fā)明公開了利用PTA焚燒爐液態(tài)出渣

的特點，控制液態(tài)渣的冷卻過程，使碳酸鈉先從液態(tài)渣的一級冷卻中結(jié)晶出來，結(jié)晶后的碳

酸鈉經(jīng)過固液相分離后，利用焚燒爐的煙氣熱量將含雜質(zhì)部分熔融（發(fā)汗）進(jìn)一步提純。分

離出碳酸鈉的液態(tài)渣經(jīng)二級冷卻結(jié)晶全部轉(zhuǎn)化為固體，形成混合物余渣排出。該發(fā)明處理

的熔融灰渣中的碳酸鈉回收率≥65%，利用煙氣熱量提純分離固相，回收碳酸鈉可達(dá)工業(yè)級

質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，可減少后續(xù)分離過程負(fù)荷達(dá)45%以上，裝置能量主要來自于焚燒爐熔融灰渣自帶

熔融熱，利用焚燒煙氣熱量部分補(bǔ)充，有利于降低整套PTA廢液廢氣焚燒資源回收系統(tǒng)的能

耗。

發(fā)明內(nèi)容[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本申請?zhí)岢隽艘环N新的分離提純碳酸鈉和溴化鈉的系統(tǒng)及方法，分離得到的碳酸鈉和溴化鈉純度高，系統(tǒng)能耗經(jīng)濟(jì)。

[0006] 一方面，本申請?zhí)岢隽朔蛛x提純碳酸鈉和溴化鈉的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括依次連接的等離子體氣化爐3、第一換熱部4和第二換熱部5，第一換熱部4包括至少兩組串聯(lián)的第一

換熱組件，第一換熱組件包括依次連接的第一余熱鍋爐41和第一捕渣均溫器42，第一余熱

鍋爐41為絕熱爐壁結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔設(shè)有多組第一換熱管7，第一換熱管7由內(nèi)向外包括金屬材

質(zhì)的第一換熱管管壁71和隔熱材料的第一換熱管隔熱層72，相鄰第一換熱管7的管間距為

d，邊緣的第一換熱管7距第一余熱鍋爐41壁面的間距為d/2，第一換熱管的管內(nèi)半徑為r1，

第一換熱管管壁71厚度為λ1，第一換熱管隔熱層72厚度為λ2，d=（3～8）r1，λ1為4mm～10mm，

λ2=（2～8）λ1，第二換熱部5包括依次連接的第二余熱鍋爐51和第二捕渣均溫器52，第二余

熱鍋爐51為水冷壁壁面結(jié)構(gòu)，在第二余熱鍋爐51壁面及內(nèi)部設(shè)置有第二余熱鍋爐膜式水冷

壁81，膜式水冷壁81的單根換熱管的管壁為金屬材料，相鄰第二余熱鍋爐膜式水冷壁81的

間距及其與第二余熱鍋爐51壁面間距為d2，第二換熱管的管內(nèi)半徑為r2，第二換熱管管壁

厚度為λ4，d2=（3～8）r2，λ4為4～10mm。

[0007] 特別的，所述系統(tǒng)具體包括依次連接的焚燒爐爐底出渣段1、倒U形的連接管2、等離子體氣化爐3、第一換熱部4、第二換熱部5和深處理部9，第一換熱部4和第二換熱部5還分

別和雙軸冷卻器6相連。

[0008] 特別的，所述等離子體氣化爐3自上而下包括進(jìn)渣口31、筒體32及錐段35，在筒體32下部開設(shè)有進(jìn)氣口33，在錐段35中部布設(shè)有等離子槍34，在錐段35底部設(shè)有坩堝36，在筒

體32側(cè)壁的上部開設(shè)有出氣口37。

[0009] 特別的，所述第一捕渣均溫器42內(nèi)包括依次連接的第一捕渣管束421和第一均溫器422，第二捕渣均溫器52包括依次連接的第二捕渣管束521和第二均溫器522；所述第一捕

渣管束421和第二捕渣管束521為耐火材料；第一均溫器422和第二均溫器522內(nèi)部設(shè)有蜂窩

式陶瓷蓄熱體。

[0010] 特別的，所述第一換熱管管壁71為鋼質(zhì)材料，所述第一換熱管隔熱層72為耐高溫陶瓷材料，所述膜式水冷壁81的單根換熱管的管壁為鋼質(zhì)材料。

[0011] 另一方面，本申請還提出了分離提純碳酸鈉和溴化鈉的方法，使用如上所述的系統(tǒng)，富含碳酸鈉和溴化鈉的熔融鹽A送入到等離子體氣化爐3內(nèi)，等離子槍34對熔融鹽A進(jìn)行

加熱使其完全變?yōu)闅鈶B(tài)，同時向等離子體氣化爐3內(nèi)通入低溫二氧化碳B2，含氣態(tài)鹽的煙氣

C離開等離子體氣化爐3進(jìn)入到第一換熱部4，經(jīng)過第一換熱部4的冷卻作用，含氣態(tài)鹽的煙

氣C中的碳酸鈉變?yōu)橐簯B(tài)碳酸鈉E離開第一換熱部4，后被冷卻變?yōu)楣虘B(tài)碳酸鈉F，分離出碳

酸鈉后的含氣態(tài)溴化鈉的煙氣D進(jìn)入到第二換熱部5，經(jīng)過第二換熱部5的冷卻作用，含氣態(tài)

溴化鈉的煙氣D中的溴化鈉變?yōu)橐簯B(tài)溴化鈉G離開第二換熱部5，后被冷卻為固態(tài)溴化鈉H，

分離出溴化鈉的高溫二氧化碳B1經(jīng)過冷卻及升壓后變?yōu)榈蜏囟趸糂2并回送入等離子

體氣化爐3中循環(huán)利用。

[0012] 特別的，所述第一換熱管7工作時，在第一換熱管隔熱層72外側(cè)還存在第一換熱管液渣層73，第一換熱管液渣層73厚度為λ3，λ3為1～5mm。

[0013] 特別的，所述第二余熱鍋爐51工作時，在第二換熱管管壁811外側(cè)依次還存在第二換熱管固態(tài)渣層812、第二換熱管液渣層813，第二換熱管固態(tài)渣層812厚度為λ5，第二換熱

管液渣層813厚度為λ6，λ5=2～8mm，λ6為1～5mm。

[0014] 特別的，所述熔融鹽A為860～1200℃，其由PTA廢水的焚燒爐爐底出渣段1通過倒U形的連接管2進(jìn)入到等離子體氣化爐3，等離子體氣化爐3為絕熱爐膛，溫度為1650～2000

℃，含氣態(tài)溴化鈉的煙氣D溫度為1400～1580℃，高溫二氧化碳B1溫度為760～1200℃，低溫

二氧化碳B2溫度為50～200℃，系統(tǒng)運(yùn)行壓力2～30bar。

[0015] 特別的，所述液態(tài)碳酸鈉E離開第一換熱部4后進(jìn)入雙軸冷卻器6，液態(tài)溴化鈉G離開第二換熱部5后進(jìn)入雙軸冷卻器6，雙軸冷卻器6包括夾套外殼、螺旋冷卻輸送軸、驅(qū)動機(jī)

構(gòu)，夾套外殼和冷卻輸送軸內(nèi)通入冷卻介質(zhì)，液態(tài)鹽物料從冷卻器的加料口進(jìn)入冷卻器內(nèi)，

在轉(zhuǎn)動的冷卻輸送軸的推動下不斷翻滾前進(jìn)，物料在前進(jìn)過程中被冷卻主軸及葉片冷卻，

熱量由循環(huán)水置換并帶走；深處理部9包括余熱鍋爐和風(fēng)機(jī)。

[0016] 在符合本領(lǐng)域常識的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件可任意組合，即得本申請各優(yōu)選實例。

[0017] 上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點或有益效果：本申請將等離子體加熱技術(shù)和煙氣冷卻裝置深度耦合，在實現(xiàn)熱量回收的同時，分離提純混鹽中的碳酸鈉及溴化鈉。經(jīng)過本申請的

煙氣冷卻裝置，分離得到的碳酸鈉及溴化鈉的純度高。

附圖說明[0018] 為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。顯而易見地，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在

不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

[0019] 圖1是根據(jù)本申請一個實施例的分離提純碳酸鈉和溴化鈉系統(tǒng)的流程示意圖。[0020] 圖2是根據(jù)本申請一個實施例的分離提純碳酸鈉和溴化鈉系統(tǒng)的等離子體氣化爐的結(jié)構(gòu)示意圖。

[0021] 圖3是根據(jù)本申請一個實施例的分離提純碳酸鈉和溴化鈉系統(tǒng)的第一換熱部的結(jié)構(gòu)示意圖。

[0022] 圖4是根據(jù)本申請一個實施例的分離提純碳酸鈉和溴化鈉系統(tǒng)的第二換熱部的結(jié)構(gòu)示意圖。

[0023] 圖5是根據(jù)本申請一個實施例的分離提純碳酸鈉和溴化鈉系統(tǒng)的第一余熱鍋爐的俯視示意圖。

[0024] 圖6是根據(jù)本申請一個實施例的分離提純碳酸鈉和溴化鈉系統(tǒng)的第一換熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。

[0025] 圖7是根據(jù)本申請一個實施例的分離提純碳酸鈉和溴化鈉系統(tǒng)的第一換熱管截面的結(jié)構(gòu)示意圖。

[0026] 圖8是根據(jù)本申請一個實施例的分離提純碳酸鈉和溴化鈉系統(tǒng)的第一換熱管結(jié)構(gòu)及溫度分布示意圖。

[0027] 圖9是根據(jù)本申請一個實施例的分離提純碳酸鈉和溴化鈉系統(tǒng)的第二余熱鍋爐的俯視示意圖。

[0028] 圖10是根據(jù)本申請一個實施例的分離提純碳酸鈉和溴化鈉系統(tǒng)的第二換熱管截面的結(jié)構(gòu)示意圖。

[0029] 圖11是根據(jù)本申請一個實施例的分離提純碳酸鈉和溴化鈉系統(tǒng)的第二換熱管結(jié)構(gòu)及溫度分布示意圖。

[0030] 圖12是根據(jù)本申請一個實施例的分離提純碳酸鈉和溴化鈉系統(tǒng)的第一組第一余熱鍋爐內(nèi)部溫度分布示意圖。

[0031] 圖13是根據(jù)本申請一個實施例的分離提純碳酸鈉和溴化鈉系統(tǒng)的第二組第一余熱鍋爐內(nèi)部溫度分布示意圖。

[0032] 圖14是根據(jù)本申請一個實施例的分離提純碳酸鈉和溴化鈉系統(tǒng)的最后一組第一余熱鍋爐內(nèi)部溫度分布示意圖。

[0033] 圖15是根據(jù)本申請一個實施例的分離提純碳酸鈉和溴化鈉系統(tǒng)的運(yùn)行時第二余熱鍋爐內(nèi)部溫度分布示意圖。

[0034] 其中，1?焚燒爐爐底出渣段，2?連接管，3?等離子體氣化爐，31?進(jìn)渣口，32?筒體，33?進(jìn)氣口，34?等離子槍，35?錐段，36?坩堝，37?出氣口，4?第一換熱部，41?第一余熱鍋爐，

42?第一捕渣均溫器，421?第一捕渣管束，422?第一均溫器，5?第二換熱部，51?第二余熱鍋

爐，52?第二捕渣均溫器，521?第二捕渣管束，522?第二均溫器，6?雙軸冷卻器，7?第一換熱

管，71?第一換熱管管壁，72?第一換熱管隔熱層，73?第一換熱管液渣層，81?第二余熱鍋爐

膜式水冷壁，811?第二換熱管管壁，812?第二換熱管固態(tài)渣層，813?第二換熱管液渣層，9?

深處理部，A?熔融鹽，B1?高溫二氧化碳，B2?低溫二氧化碳，C?含氣態(tài)鹽的煙氣，D?含氣態(tài)溴化鈉的煙氣，E?液態(tài)碳酸鈉，F(xiàn)?固態(tài)碳酸鈉，G?液態(tài)溴化鈉，H?固態(tài)溴化鈉。d?第一換熱管管間距，r1?第一換熱管的管內(nèi)半徑，λ1?第一換熱管管壁厚度，λ2?第一換熱管隔熱層厚度，λ

3?第一換熱管液渣層厚度，t1?第一換熱管內(nèi)壁溫度，t2?第一換熱管外壁溫度，t3?第一換

熱管隔熱層外壁溫度，t4?第一換熱管液渣層外壁溫度，T1?第一組第一余熱鍋爐主體煙氣

溫度，T2?第二組第一余熱鍋爐主體煙氣溫度，Tn?最后一組第一余熱鍋爐主體煙氣溫度，

r2?第二換熱管的管內(nèi)半徑，d2?第二換熱管束間距，λ4?第二換熱管管壁厚度，λ5?第二換熱

管固態(tài)渣層厚度，λ6?第二換熱管液渣層厚度，t5?第二換熱管內(nèi)壁溫度，t6?第二換熱管外

壁溫度，t7?第二換熱管固態(tài)渣層外壁溫度，t8?第二換熱管液渣層外壁溫度，T?第二余熱鍋

爐主體煙氣溫度，λ?主體煙氣到換熱壁面距離。

具體實施方式[0035] 下面結(jié)合本申請的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本申請的一部分實施例，旨在用于解釋發(fā)明構(gòu)思。基于本申請的

實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于

本申請保護(hù)的范圍。

[0036] 描述所用術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作。

[0037] 描述所用術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明

示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。術(shù)語“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另

有明確具體的限定。

[0038] 除非另有明確的規(guī)定和限定，描述所用術(shù)語“相連”、“連通”等應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接、可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接、電連接；可以是直接相連、通

過中間媒介間接相連；可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系。對于本領(lǐng)

域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在實施例中的具體含義。

[0039] 除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“之上”、“之下”或“上面”，可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在

第二特征“之上”、“上方”或“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示

第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”或“下面”，可以是第

一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二

特征“之下”、“下方”或“下面”可是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一

特征水平高度小于第二特征。

[0040] 描述所用術(shù)語“一個具體實施例”意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本申請的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的

示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者

特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況

下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例

的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

[0041] 參考圖1，本申請的一個具體實施例提出了一種分離提純碳酸鈉和溴化鈉系統(tǒng)的，優(yōu)選用于PTA焚燒熔融灰渣分離提純鈉鹽，所述系統(tǒng)包括依次連接的焚燒爐爐底出渣段1、

連接管2、等離子體氣化爐3、第一換熱部4、第二換熱部5和深處理部9。第一換熱部4和第二

換熱部5還分別和雙軸冷卻器6相連。倒U形的連接管2為熔融鹽A的輸送管道，倒U形結(jié)構(gòu)起

到液封作用，可防止等離子體氣化爐3和焚燒爐爐底出渣段1間相互串氣。

[0042] 參考圖2，本申請的一個具體實施例提出了一種分離提純碳酸鈉和溴化鈉系統(tǒng)的等離子體氣化爐，等離子體氣化爐3自上而下包括進(jìn)渣口31、筒體32和錐段35，在筒體32下

部開設(shè)有進(jìn)氣口33，在錐段35中部設(shè)有等離子槍34，在錐段35底部中心位置設(shè)置有坩堝36，

在筒體32側(cè)壁的上部開設(shè)有出氣口37。

[0043] 優(yōu)選的，進(jìn)渣口31為圓形結(jié)構(gòu)，布置在等離子體氣化爐3的中心位置，筒體32為圓柱形結(jié)構(gòu)，錐段35為上大下小的大小頭，出氣口37為圓形或方形結(jié)構(gòu)。在等離子氣化爐3內(nèi)

壁設(shè)置有耐火材料。等離子槍34設(shè)置為多根，優(yōu)選為3～6根，沿圓周均布，等離子槍34傾斜

布置以使火焰指向坩堝36的中間位置。進(jìn)氣口33設(shè)置為多路，優(yōu)選為3～6路，沿圓周均布。

[0044] 參考圖3，本申請的一個具體實施例提出了一種分離提純碳酸鈉和溴化鈉系統(tǒng)的第一換熱部，第一換熱部4包括多組且結(jié)構(gòu)和作用相同的第一換熱組件，單個第一換熱組件

包括依次連接的第一余熱鍋爐41和第一捕渣均溫器42，第一捕渣均溫器42包括依次連接的

第一捕渣管束421和第一均溫器422。

[0045] 參考圖4，本申請的一個具體實施例提出了一種分離提純碳酸鈉和溴化鈉系統(tǒng)的第二換熱部，第二換熱部5包括依次連接的第二余熱鍋爐51和第二捕渣均溫器52，第二捕渣

均溫器52包括依次連接的第二捕渣管束521和第二均溫器522。

[0046] 第一捕渣管束421和第二捕渣管束521分別由耐火材料澆筑而成的一組補(bǔ)渣管束，主要用于捕集被煙氣攜帶的液渣。第一均溫器422和第二均溫器522內(nèi)部分別裝有蜂窩式陶

瓷蓄熱體，用于將經(jīng)過換熱后的煙氣溫度調(diào)整至均勻。

[0047] 參考圖5至圖8，本申請的一個具體實施例提出了一種分離提純碳酸鈉和溴化鈉系統(tǒng)的第一余熱鍋爐，第一余熱鍋爐41為絕熱爐壁結(jié)構(gòu)，壁面不設(shè)置水冷壁，內(nèi)腔內(nèi)設(shè)置多組

蛇形的第一換熱管7。第一換熱管7由內(nèi)向外包括第一換熱管管壁71和第一換熱管隔熱層

72。第一換熱管管壁71為鋼質(zhì)材料，第一換熱管隔熱層72為隔熱材料，優(yōu)選為耐高溫陶瓷。

進(jìn)一步地，在第一換熱管7工作時，在第一換熱管隔熱層72外側(cè)還存在第一換熱管液渣層

73。優(yōu)選的，相鄰的第一換熱管管間距d，邊緣第一換熱管7距離第一余熱鍋爐41壁面間距為

d/2，第一換熱管的管內(nèi)半徑為r1，第一換熱管管壁厚度為λ1，第一換熱管隔熱層厚度為λ2，

第一換熱管液渣層厚度為λ3，d=（3～8）r1，λ1為4～10mm，λ2=（2～8）λ1，λ3為1～5mm。

[0048] 參考圖9至圖11，本申請的一個具體實施例提出了一種分離提純碳酸鈉和溴化鈉系統(tǒng)的第二余熱鍋爐，第二余熱鍋爐51為水冷壁壁面結(jié)構(gòu)，在第二余熱鍋爐51壁面及內(nèi)部

設(shè)置有第二余熱鍋爐膜式水冷壁81。對于第二余熱鍋爐膜式水冷壁81的單根換熱管而言，

由第二換熱管管壁811構(gòu)成，第二換熱管管壁811為鋼質(zhì)材料。第二余熱鍋爐51工作時，在第

二換熱管管壁811外側(cè)依次還存在第二換熱管固態(tài)渣層812、第二換熱管液渣層813。優(yōu)選

的，相鄰的一組第二余熱鍋爐膜式水冷壁81間距及第二余熱鍋爐膜式水冷壁81與第二余熱

鍋爐51壁面間距為d2，第二換熱管的管內(nèi)半徑為r2，第二換熱管管壁厚度為λ4，第二換熱管

固態(tài)渣層厚度為λ5，第二換熱管液渣層厚度為λ6，d2=（3～8）r2，λ4為4～10mm，λ5=2～8mm，λ

6為1～5mm。

[0049] 雙軸冷卻器6的作用是冷卻液態(tài)融鹽將其變?yōu)楣虘B(tài)產(chǎn)品，雙軸冷卻器6主要包括夾套外殼、螺旋冷卻輸送軸、驅(qū)動機(jī)構(gòu)。夾套外殼和冷卻輸送軸內(nèi)通入冷卻介質(zhì)。物料從冷卻

器的加料口進(jìn)入冷卻器內(nèi)，在轉(zhuǎn)動的冷卻輸送軸的推動下不斷翻滾前進(jìn)，物料在前進(jìn)過程

中被冷卻主軸及葉片冷卻，熱量由循環(huán)水置換并帶走。深處理部9的作用是煙氣深度降溫以

及為煙氣循環(huán)提供動力，深處理部9主要包括余熱鍋爐和風(fēng)機(jī)，余熱鍋爐為現(xiàn)有技術(shù)的水管

鍋爐，風(fēng)機(jī)為現(xiàn)有技術(shù)離心風(fēng)機(jī)。

[0050] 本申請所述的一種用于PTA焚燒熔融灰渣分離提純鈉鹽的方法工作流程如下：富含碳酸鈉和溴化鈉的熔融鹽A從焚燒爐爐底出渣段1通過連接管2進(jìn)入到等離子體氣化爐3

的進(jìn)渣口31，在重力的作用下落到坩堝36內(nèi)。多根等離子槍34對熔融鹽A進(jìn)行加熱使其完全

變?yōu)闅鈶B(tài)，與此同時，低溫二氧化碳B2從進(jìn)氣口33進(jìn)入到等離子體氣化爐3內(nèi)，并作為反應(yīng)

氣氛。含氣態(tài)鹽的煙氣C從出氣口37離開等離子體氣化爐3進(jìn)入到第一換熱部4，經(jīng)過第一換

熱部4的冷卻作用，含氣態(tài)鹽的煙氣C中的碳酸鈉變?yōu)橐簯B(tài)碳酸鈉E離開第一換熱部4進(jìn)入雙

軸冷卻器6，在雙軸冷卻器6的冷卻作用下液態(tài)碳酸鈉E變?yōu)楣虘B(tài)碳酸鈉F。分離出碳酸鈉的

含氣態(tài)鹽的煙氣C變?yōu)楹瑲鈶B(tài)溴化鈉的煙氣D進(jìn)入到第二換熱部5，經(jīng)過第二換熱部5的冷卻

作用，含氣態(tài)溴化鈉的煙氣D中的溴化鈉變?yōu)橐簯B(tài)溴化鈉G離開第二換熱部5進(jìn)入雙軸冷卻

器6，在雙軸冷卻器6的冷卻作用下液態(tài)溴化鈉G變?yōu)楣虘B(tài)溴化鈉H。分離出溴化鈉的高溫二

氧化碳B1經(jīng)過深處理部9冷卻及升壓后變?yōu)榈蜏囟趸糂2，并進(jìn)入等離子體氣化爐3中循

環(huán)利用。

[0051] 進(jìn)一步地，熔融鹽A溫度為860～1200℃。等離子體氣化爐3為絕熱爐膛，溫度為1650～2000℃。含氣態(tài)溴化鈉的煙氣D溫度為1400～1580℃。高溫二氧化碳B1溫度為760～

1200℃。低溫二氧化碳B2溫度為50～200℃。整個系統(tǒng)在壓力條件下運(yùn)行，運(yùn)行壓力2～

30bar。

[0052] 本申請?zhí)岢龅囊环N用于PTA焚燒熔融灰渣分離提純鈉鹽的系統(tǒng)及方法的有益效果及其對應(yīng)的原理：（1）本申請將等離子體加熱技術(shù)和特殊設(shè)計的煙氣冷卻裝置深度耦合，在

實現(xiàn)熱量回收的同時，分離提純混鹽中的碳酸鈉及溴化鈉，得到的產(chǎn)品滿足工業(yè)級質(zhì)量要

求。（2）本申請利用碳酸鈉和溴化鈉的沸點差異來實現(xiàn)分離提純效果，碳酸鈉沸點1600℃，

溴化鈉沸點1390℃，PTA焚燒熔融鹽溫度為860～1200℃。本申請利用等離子熱負(fù)荷高的特

點，將熔融鹽加熱至1650～2000℃，使碳酸鈉和溴化鈉變?yōu)闅鈶B(tài)。進(jìn)一步地，利用多段余熱

回收，首先將含氣態(tài)鹽的煙氣冷卻至1400～1580℃，使碳酸鈉變?yōu)橐簯B(tài)分離回收，進(jìn)一步

地，將煙氣冷卻至760～1200℃，使溴化鈉變?yōu)橐簯B(tài)分離回收。（3）碳酸鈉高溫狀態(tài)下會發(fā)生

分解反應(yīng)，分解方程式如下：Na2CO3?Na2O+CO2，本申請采用二氧化碳?xì)夥蘸透邏簵l件，來促

使上述可逆反應(yīng)往碳酸鈉生成方向移動，防止碳酸鈉的高溫分解。

[0053] 本申請利用碳酸鈉和溴化鈉的沸點差異來實現(xiàn)分離提純，但此技術(shù)路線同樣存在技術(shù)難點，因碳酸鈉和溴化鈉的沸點僅有210℃的差異，如何保證碳酸鈉液化相變的同時溴

化鈉仍為氣態(tài)，也就是說如何能保證第一換熱部4中煙氣溫度穩(wěn)定在大于1390℃范圍內(nèi)，這

對最終分離的產(chǎn)品純度有著至關(guān)重要的影響。一旦煙氣局部溫度出現(xiàn)低于1390℃的情況，

溴化鈉便會液化相變與碳酸鈉混為一體，嚴(yán)重影響碳酸鈉的純度。此外采用換熱管來實現(xiàn)

煙氣余熱回收和混鹽分離還存在一個難點，高壓二氧化碳?xì)夥蛰椛鋼Q熱能力強(qiáng)，與常規(guī)燃

煤煙氣余熱鍋爐相比，單位截面熱通量大，導(dǎo)致?lián)Q熱面上溫差大，極易發(fā)生換熱壁面溫度低

于1390℃的情況。

[0054] 本申請采用多組串聯(lián)的且結(jié)構(gòu)和作用相同的第一換熱組件來解決上述問題。本申請的第一余熱鍋爐41為絕熱爐壁結(jié)構(gòu)，壁面不設(shè)置水冷壁，內(nèi)腔設(shè)置多組第一換熱管7，第

一換熱管7為蛇形換熱管。第一換熱管7間距為第一換熱管的管內(nèi)半徑的3～8倍，如此設(shè)置

能防止液態(tài)碳酸鈉在換熱管間搭橋。另外，第一換熱管7由內(nèi)向外包括第一換熱管管壁71和

第一換熱管隔熱層72。第一換熱管管壁71為鋼質(zhì)材料，第一換熱管隔熱層72為隔熱材料，優(yōu)

選為耐高溫陶瓷。第一換熱管7工作時，在第一換熱管隔熱層72外側(cè)還有第一換熱管液渣層

73。第一換熱管隔熱層72的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于第一換熱管管壁71的導(dǎo)熱系數(shù)，第一換熱管7

工作時溫度分布為第一換熱管內(nèi)壁溫度為t1，第一換熱管外壁溫度t2，第一換熱管隔熱層

外壁溫度t3，第一換熱管液渣層外壁溫度為t4。t1取決于給水及汽包條件，范圍為100～300

℃。第一換熱管外壁溫度t2取決于第一換熱管管壁厚度λ1和換熱管材質(zhì)耐溫特性，λ1為4～

10mm，t2為400～600℃。第一換熱管隔熱層外壁溫度t3取決于第一換熱管隔熱層厚度λ2及

隔熱層傳熱特性，λ2=（2～8）λ1，1390℃＜t3＜1600℃。第一換熱管液渣層外壁溫度為t4取

決于第一換熱管液渣層厚度λ3及其傳熱特性，λ3為1～5mm，t3＜t4＜1600℃。

[0055] 參考圖12，本申請第一組第一余熱鍋爐內(nèi)部溫度分布示意圖，第一組第一余熱鍋爐主體煙氣溫度為T1，主體煙氣到換熱壁面距離為λ。參考圖13，本申請第二組第一余熱鍋

爐內(nèi)部溫度分布示意圖，第二組第一余熱鍋爐主體煙氣溫度為T2。參考圖14，本申請最后一

組第一余熱鍋爐內(nèi)部溫度分布示意圖，最后一組第一余熱鍋爐主體煙氣溫度為Tn。T1＞T2

＞1600℃＞Tn＞1390℃。

[0056] 為了進(jìn)一步說明本申請第一換熱管的優(yōu)異性，以不設(shè)第一換熱管隔熱層的情況做比對說明。含氣態(tài)鹽的煙氣進(jìn)入第一余熱鍋爐時，換熱管管壁物料分布情況與圖11類似，在

第一換熱管管壁外會形成一層固態(tài)渣，在固態(tài)渣的外側(cè)會形成一層液態(tài)渣。此時假定，第一

換熱管內(nèi)壁溫度為t1，第一換熱管外壁溫度t2，第一固態(tài)渣外壁溫度t3，第一液態(tài)渣外壁為

溫度t4。t1取決于給水及汽包條件，范圍為100～300℃。第一換熱管外壁溫度t2取決于第一

換熱管管壁厚度和換熱管材質(zhì)耐溫特性，t2為400～600℃。第一固態(tài)渣外壁溫度t3取決于

第一層固態(tài)渣厚度及其傳熱特性，t2＜t3＜755℃（小于溴化鈉熔點）。第一層液態(tài)渣外壁為

溫度t4取決于第一層液態(tài)渣厚度及其傳熱特性，t3＜t4＜1600℃。由此可見此時t4的溫度

分布區(qū)間包括低于1390℃的區(qū)間，此時會發(fā)生碳酸鈉和溴化鈉同時液化的現(xiàn)象，進(jìn)一步導(dǎo)

致系統(tǒng)分鹽功能的失效。上述對比分析表明，第一換熱管隔熱層72的存在使得換熱管＜

1390℃的溫度區(qū)間存在于隔熱層內(nèi)部，從而杜絕了碳酸鈉和溴化鈉同時液化的現(xiàn)象發(fā)生。

[0057] 由于第一余熱鍋爐41內(nèi)布置的受熱面有限，同時第一換熱管隔熱層72的存在進(jìn)一步限制了熱通量，單個第一余熱鍋爐換熱量有限，含氣態(tài)鹽的煙氣經(jīng)過單個第一余熱鍋爐

后溫度降低控制為60～100℃。換句話說，含氣態(tài)鹽的煙氣經(jīng)過單個第一余熱鍋爐后溫度降

低幅度小，更能防止換熱壁面溫度低于1390℃情況的發(fā)生。進(jìn)一步地，第一余熱鍋爐入口煙

氣溫度不均，很可能將導(dǎo)致局部煙氣溫度過低，本申請通過第一捕渣均溫器來連接相鄰兩

個第一余熱鍋爐，第一捕渣均溫器設(shè)置有第一捕渣管束和第一均溫器，用于捕集煙氣攜帶

的液渣，同時保證進(jìn)入下級第一余熱鍋爐的煙氣溫度均勻。進(jìn)一步地，經(jīng)過多級第一余熱鍋

爐冷卻后，最后一組第一余熱鍋爐主體煙氣溫度為Tn，1600℃＞Tn＞1390℃，保證全部碳酸

鈉都在第一換熱部4中析出，進(jìn)而避免出現(xiàn)殘留碳酸鈉進(jìn)入第二換熱部5。

[0058] 綜上所述，本申請?zhí)厥庠O(shè)計的第一換熱部能保證其內(nèi)部的煙氣溫度穩(wěn)定在大于1390℃，保證分離出的碳酸鈉的純度。

[0059] 除去碳酸鈉的含氣態(tài)溴化鈉的煙氣由于基本只含有溴化鈉，直接采用一組第二換熱部5進(jìn)行余熱回收，同時分離出溴化鈉。第二換熱部5由依次連接的第二余熱鍋爐51和第

二捕渣均溫器52組成，第二捕渣均溫器52包括依次連接的第二捕渣管束521和第二均溫器

522。

[0060] 第二余熱鍋爐51為水冷壁壁面結(jié)構(gòu)，在第二余熱鍋爐51壁面及的內(nèi)腔設(shè)置有第二余熱鍋爐膜式水冷壁81，d2=（3～8）r2的設(shè)置方式能防止液態(tài)溴化鈉在膜式水冷壁間搭橋。

對于第二余熱鍋爐51膜式水冷壁的單根換熱管而言，由第二換熱管管壁構(gòu)成，第二換熱管

管壁為鋼質(zhì)材料。第二余熱鍋爐工作時，在第二換熱管管壁外側(cè)還存在第二換熱管固態(tài)渣

層，在第二換熱管固態(tài)渣層外側(cè)還存在第二換熱管液渣層。第二換熱管工作時溫度分布為

第二換熱管內(nèi)壁溫度為t5，第二換熱管外壁溫度為t6，第二換熱管固態(tài)渣層外壁溫度為t7，

第二換熱管液渣層外壁溫度為t8。第二換熱管內(nèi)壁溫度為t5決于給水及汽包條件，范圍為

100～300℃。第二換熱管外壁溫度為t6取決于第二換熱管管壁厚度λ4和換熱管材質(zhì)耐溫特

性，λ4為4～10mm，t6為400～600℃。第二換熱管固態(tài)渣層外壁溫度為t7取決于第二換熱管

固態(tài)渣層厚度λ5及其傳熱特性，λ5=2～8mm，t6＜t7＜755℃（小于溴化鈉熔點）。第二換熱管

液渣層外壁溫度為t8取決于第二換熱管液渣層厚度λ6及其傳熱特性，λ6為1～5mm，t7＜t8

＜1390℃。由此可見，第二換熱部在工作時，第二換熱管會形成一層溴化鈉固態(tài)渣層，保護(hù)

換熱壁面不受液渣侵蝕的同時回收煙氣熱量并分離溴化鈉。進(jìn)一步地，參照圖15，本申請第

二余熱鍋爐內(nèi)部溫度分布示意圖，第二余熱鍋爐主體煙氣溫度為T，1390℃＜T≤Tn。

實施例1

[0061] 富含碳酸鈉和溴化鈉的熔融鹽A質(zhì)量流量為1000kg/h，其中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%，其余為溴化鈉，進(jìn)料溫度900℃，從焚燒爐爐底出渣段1通過連接管2進(jìn)入到等離子體氣

化爐3的進(jìn)渣口31，進(jìn)一步在重力的作用下落到坩堝36內(nèi)。多跟等離子槍34對熔融鹽A進(jìn)行

3

加熱使其完全變?yōu)闅鈶B(tài)，于此同時，低溫二氧化碳B2（150℃，10000m /h，5bar）從進(jìn)氣口33

進(jìn)入到等離子體氣化爐3內(nèi)，并作為反應(yīng)氣氛。等離子體氣化爐3為絕熱爐膛，溫度為1850

℃，壓力為5bar。含氣態(tài)鹽的煙氣C（1850℃）從出氣口37離開等離子體氣化爐3進(jìn)入到第一

換熱部4，經(jīng)過第一換熱部4的冷卻作用，含氣態(tài)鹽的煙氣C中的碳酸鈉變?yōu)橐簯B(tài)碳酸鈉E離

開第一換熱部4進(jìn)入雙軸冷卻器6，在雙軸冷卻器6的冷卻作用下液態(tài)碳酸鈉E變?yōu)楣虘B(tài)碳酸

鈉F，質(zhì)量為898kg/h，純度＞99.9%。分離出碳酸鈉的含氣態(tài)鹽的煙氣C變?yōu)楹瑲鈶B(tài)溴化鈉的

煙氣D（1450℃）進(jìn)入到第二換熱部5，經(jīng)過第二換熱部5的冷卻作用，含氣態(tài)溴化鈉的煙氣D

中的溴化鈉變?yōu)橐簯B(tài)溴化鈉G離開第二換熱部6進(jìn)入雙軸冷卻器6，在雙軸冷卻器6的冷卻作

用下液態(tài)溴化鈉G變?yōu)楣虘B(tài)溴化鈉H，質(zhì)量102kg/h，純度＞98%。分離出溴化鈉的含氣態(tài)鹽的

高溫二氧化碳B1（780℃）經(jīng)過深處理部9冷卻及升壓后變?yōu)榈蜏囟趸糂2（150℃，

3

10000m/h，5bar），并進(jìn)入等離子體氣化爐3中循環(huán)利用。

[0062] 第一換熱部4包括四組第一換熱組件。含氣態(tài)鹽的煙氣經(jīng)過單個第一余熱鍋爐后溫度降低100℃。其中，對于第一組第一換熱組件而言，第一組第一余熱鍋爐主體煙氣溫度

T1為1850℃；第一換熱管液渣層外壁溫度t4為1500℃，第一換熱管液渣層厚度λ3為2mm，第

一換熱管隔熱層外壁溫度t3為1450℃；第一換熱管隔熱層厚度λ2為40mm，第一換熱管外壁

溫度t2為450℃；第一換熱管管壁厚度λ1為8mm，第一換熱管內(nèi)壁溫度t1為250℃。第一組第

一余熱鍋爐出口煙氣經(jīng)過第一捕渣均溫器42后，變?yōu)闇囟染鶆虻臏囟葹?750℃的煙氣進(jìn)入

第二組第一余熱鍋爐。

[0063] 對于第二組第一換熱組件而言，第二組第一余熱鍋爐主體煙氣溫度T2為1750℃；第一換熱管液渣層外壁溫度t4為1500℃，第一換熱管液渣層厚度λ3為2mm，第一換熱管隔熱

層外壁溫度t3為1450℃；第一換熱管隔熱層厚度λ2為40mm，第一換熱管外壁溫度t2為450

℃；第一換熱管管壁厚度λ1為8mm，第一換熱管內(nèi)壁溫度t1為250℃。第二組第一余熱鍋爐出

口煙氣經(jīng)過第一捕渣均溫器42后，變?yōu)闇囟染鶆虻臏囟葹?650℃的煙氣進(jìn)入第三組第一余

熱鍋爐。

[0064] 對于第三組第一換熱組件而言，第三組第一余熱鍋爐主體煙氣溫度為1650℃；第一換熱管液渣層外壁溫度t4為1500℃，第一換熱管液渣層厚度λ3為2mm，第一換熱管隔熱層

外壁溫度t3為1450℃；第一換熱管隔熱層厚度λ2為40mm，第一換熱管外壁溫度t2為450℃；

第一換熱管管壁厚度λ1為8mm，第一換熱管內(nèi)壁溫度t1為250℃。第三組第一余熱鍋爐出口

煙氣經(jīng)過第一捕渣均溫器42后，變?yōu)闇囟染鶆虻臏囟葹?550℃的煙氣進(jìn)入第四組第一余熱

鍋爐。

[0065] 對于第四組（最后一組）第一換熱組件而言，第四組第一余熱鍋爐主體煙氣溫度Tn為1550℃；第一換熱管液渣層外壁溫度t4為1420℃，第一換熱管液渣層厚度λ3為1mm，第一

換熱管隔熱層外壁溫度t3為1395℃；第一換熱管隔熱層厚度λ2為40mm，第一換熱管外壁溫

度t2為420℃；第一換熱管管壁厚度λ1為8mm，第一換熱管內(nèi)壁溫度t1為230℃。第四組第一

余熱鍋爐出口煙氣經(jīng)過第一捕渣均溫器42后，變?yōu)闇囟染鶆虻臏囟葹?450℃的煙氣進(jìn)入第

二換熱部5。

[0066] 進(jìn)一步地，第一換熱管的管內(nèi)半徑r1為36mm，相鄰的第一換熱管管間距d為180mm，邊緣第一換熱管7距離第一余熱鍋爐41壁面間距為90mm。

[0067] 對于第二換熱部5而言，第二余熱鍋爐主體煙氣溫度T為1450℃；第二換熱管液渣層外壁溫度為t8為790℃，第二換熱管液渣層厚度λ6為4mm，第二換熱管固態(tài)渣層外壁溫度

為t7為550℃；第二換熱管固態(tài)渣層厚度λ5為4mm，第二換熱管外壁溫度t6為420℃；第二換

熱管管壁厚度λ4為6mm，第二換熱管內(nèi)壁溫度t5為260℃。第二余熱鍋爐出口煙氣經(jīng)過第二

捕渣均溫器52后，變?yōu)闇囟染鶆虻臏囟葹?80℃的煙氣深處理部9。

[0068] 進(jìn)一步地，第二換熱管的管內(nèi)半徑r2為36mm，第二換熱管束間距d2為180mm。[0069] 綜上所述，本申請所述的一種用于PTA焚燒熔融灰渣分離提純鈉鹽的系統(tǒng)及方法能將1000kg/h富含碳酸鈉和溴化鈉的熔融鹽A（碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)90%，溴化鈉10%），分離得到

純度＞99.9%的碳酸鈉898kg/h和分離得到純度＞98%的溴化鈉102kg/h。

實施例2

[0070] 富含碳酸鈉和溴化鈉的熔融鹽A質(zhì)量流量為2000kg/h，其中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%，其余為溴化鈉，進(jìn)料溫度1100℃，從焚燒爐爐底出渣段1通過連接管2進(jìn)入到等離子體

氣化爐3的進(jìn)渣口31，進(jìn)一步在重力的作用下落到坩堝36內(nèi)。多跟等離子槍34對熔融鹽A進(jìn)

3

行加熱使其完全變?yōu)闅鈶B(tài)，于此同時，低溫二氧化碳B2（100℃，23000m/h，10bar）從進(jìn)氣口

33進(jìn)入到等離子體氣化爐3內(nèi)作為反應(yīng)氣氛。等離子體氣化爐3為絕熱爐膛，溫度為1700℃，

壓力為10bar。含氣態(tài)鹽的煙氣C（1700℃）從出氣口37離開等離子體氣化爐3進(jìn)入到第一換

熱部4，經(jīng)過第一換熱部4的冷卻作用，含氣態(tài)鹽的煙氣C中的碳酸鈉變?yōu)橐簯B(tài)碳酸鈉E離開

第一換熱部4進(jìn)入雙軸冷卻器6，在雙軸冷卻器6的冷卻作用下液態(tài)碳酸鈉E變?yōu)楣虘B(tài)碳酸鈉

F，質(zhì)量為1597kg/h，純度＞99.9%。分離出碳酸鈉的含氣態(tài)鹽的煙氣C變?yōu)楹瑲鈶B(tài)溴化鈉的

煙氣D（1460℃）進(jìn)入到第二換熱部5，經(jīng)過第二換熱部5的冷卻作用，含氣態(tài)溴化鈉的煙氣D

中的溴化鈉變?yōu)橐簯B(tài)溴化鈉G離開第二換熱部6進(jìn)入雙軸冷卻器6，在雙軸冷卻器6的冷卻作

用下液態(tài)溴化鈉G變?yōu)楣虘B(tài)溴化鈉H，質(zhì)量403kg/h，純度＞99%。分離出溴化鈉的含氣態(tài)鹽的

高溫二氧化碳B1（800℃）經(jīng)過深處理部9冷卻及升壓后變?yōu)榈蜏囟趸糂2（100℃，

3

23000m/h，10bar），并進(jìn)入等離子體氣化爐3中循環(huán)利用。

[0071] 第一換熱部4包括四組組成的結(jié)構(gòu)和作用相同的第一換熱組件。含氣態(tài)鹽的煙氣經(jīng)過單個第一余熱鍋爐后溫度降低60℃。其中，對于第一組第一換熱部而言，第一組第一余

熱鍋爐主體煙氣溫度T1為1700℃；第一換熱管液渣層外壁溫度t4為1550℃，第一換熱管液

渣層厚度λ3為1.5mm，第一換熱管隔熱層外壁溫度t3為1520℃；第一換熱管隔熱層厚度λ2為

50mm，第一換熱管外壁溫度t2為400℃；第一換熱管管壁厚度λ1為8mm，第一換熱管內(nèi)壁溫度

t1為220℃。第一組第一余熱鍋爐出口煙氣經(jīng)過第一捕渣均溫器42后，變?yōu)闇囟染鶆虻臏囟?br />
為1640℃的煙氣進(jìn)入第二組第一余熱鍋爐。

[0072] 對于第二組第一換熱部而言，第二組第一余熱鍋爐主體煙氣溫度T2為1640℃；第一換熱管液渣層外壁溫度t4為1550℃，第一換熱管液渣層厚度λ3為1.5mm，第一換熱管隔熱

層外壁溫度t3為1520℃；第一換熱管隔熱層厚度λ2為50mm，第一換熱管外壁溫度t2為400

℃；第一換熱管管壁厚度λ1為8mm，第一換熱管內(nèi)壁溫度t1為220℃。第二組第一余熱鍋爐出

口煙氣經(jīng)過第一捕渣均溫器42后，變?yōu)闇囟染鶆虻臏囟葹?580℃的煙氣進(jìn)入第三組第一余

熱鍋爐。

[0073] 對于第三組第一換熱部而言，第三組第一余熱鍋爐主體煙氣溫度為1580℃；第一換熱管液渣層外壁溫度t4為1480℃，第一換熱管液渣層厚度λ3為1.5mm，第一換熱管隔熱層

外壁溫度t3為1460℃；第一換熱管隔熱層厚度λ2為45mm，第一換熱管外壁溫度t2為400℃；

第一換熱管管壁厚度λ1為8mm，第一換熱管內(nèi)壁溫度t1為220℃。第三組第一余熱鍋爐出口

煙氣經(jīng)過第一捕渣均溫器42后，變?yōu)闇囟染鶆虻臏囟葹?520℃的煙氣進(jìn)入第四組第一余熱

鍋爐。

[0074] 對于第四組（最后一組）第一換熱部而言，第四組第一余熱鍋爐主體煙氣溫度T2為1520℃；第一換熱管液渣層外壁溫度t4為1420℃，第一換熱管液渣層厚度λ3為1.5mm，第一

換熱管隔熱層外壁溫度t3為1400℃；第一換熱管隔熱層厚度λ2為40mm，第一換熱管外壁溫

度t2為400℃；第一換熱管管壁厚度λ1為8mm，第一換熱管內(nèi)壁溫度t1為220℃。第四組第一

余熱鍋爐出口煙氣經(jīng)過第一捕渣均溫器42后，變?yōu)闇囟染鶆虻臏囟葹?460℃的煙氣進(jìn)入第

二換熱部5。

[0075] 進(jìn)一步地，第一換熱管的管內(nèi)半徑r1為40mm，相鄰的第一換熱管管間距d為240mm，邊緣第一換熱管7距離第一余熱鍋爐41壁面間距為120mm。

[0076] 對于第二換熱部5而言，第二余熱鍋爐主體煙氣溫度T為1460℃；第二換熱管液渣層外壁溫度為t8為810℃，第二換熱管液渣層厚度λ6為4mm，第二換熱管固態(tài)渣層外壁溫度

為t7為580℃；第二換熱管固態(tài)渣層厚度λ5為4mm，第二換熱管外壁溫度t6為450℃；第二換

熱管管壁厚度λ4為8mm，第二換熱管內(nèi)壁溫度t5為230℃。第二余熱鍋爐出口煙氣經(jīng)過第二

捕渣均溫器52后，變?yōu)闇囟染鶆虻臏囟葹?00℃的煙氣深處理部9。

[0077] 進(jìn)一步地，第二換熱管的管內(nèi)半徑r2為40mm，第二換熱管束間距d2為240mm。[0078] 綜上所述，本申請所述的一種用于PTA焚燒熔融灰渣分離提純鈉鹽的系統(tǒng)及方法能將2000kg/h富含碳酸鈉和溴化鈉的熔融鹽A（碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)80%，溴化鈉20%），分離得到

純度＞99.9%的碳酸鈉1597kg/h和分離得到純度＞99%的溴化鈉403kg/h。

[0079] 盡管上面已經(jīng)示出和描述了本申請的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本申請的限制。在不脫離本申請精神和范圍的前提下，本申請還會有各

種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本申請范圍內(nèi)。