CN102462975A - 一种连续结晶沉降的装置及方法 - Google Patents

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任杰
马信华
刘立平
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Abstract

本发明公开了一种连续结晶沉降的装置及方法，该装置由结晶段、集料段和置于腔体内中心位置的循环管组成，在结晶段和集料段中间设有沉降段，结晶段的下部插入比其截面积大的沉降段之中，结晶段插入沉降段内的一段的外壁与沉降段上部的内壁形成一个溢流圈，溢流圈上部设有母液出口。该装置操作简单、物料流程短，整个冷却结晶、沉降的生产过程自动完成，结晶和沉降效果极佳，工艺物料降温效果理想，结晶颗粒大而均匀，固相析出完全，排出的母液为清液，可以循环利用，物料回收彻底、无环境污染。整个系统实现了连续结晶沉降、连续进出料，系统运行稳定，具备了连续生产的能力，能源消耗低，减少了设备的投入和运行成本。

Description

一种连续结晶沉降的装置及方法
所属技术领域：
本发明涉及一种冷却结晶的装置及方法，特别涉及一种连续结晶沉降的装置及方法。
背景技术：
目前，我国的冷却设备都是单一的冷却结晶功能，和沉降装置是分离的。在实际生产中，由于操作单元的单一性，使得设备投入加大、动力设备增多，整体运行成本增加。而且物料在周转过程中不可避免的要出现跑冒滴漏等损失，使回收率下降，且设备的刷洗、设备故障的处理也都会影响到有效生产台时，直接影响到企业的经济效益。
发明内容：
为了解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种连续结晶沉降的装置及方法，实现了将冷却结晶和沉降两个功能相结合、结晶颗粒大、连续进出料、排出母液澄清的目的。
本发明的技术方案是：一种连续结晶沉降的装置，由结晶段、集料段和置于腔体内中心位置的循环管组成，结晶段顶部设有二次汽出口，外壁设有视镜；循环管底部连接循环泵，泵头上方设有循环管进料口，循环管顶部设有循环管出料口；集料段下部设有进料口和排料口；在结晶段和集料段中间设有沉降段，结晶段的下部插入比其截面积大的沉降段之中，沉降段的截面积是结晶段截面积的2.2～2.3倍，结晶段插入沉降段内的一段的外壁与沉降段上部的内壁形成一个溢流圈，溢流圈上部设有母液出口，结晶段的底部由加强筋a固定于沉降段的内壁上；所述循环管出料口高于沉降段的顶端平面。
根据以上技术方案，所述循环管的截面积与溢流圈的截面积的比为1∶70～73。所述的沉降段的顶端设有排气管。
采用上述装置的一种连续结晶沉降的方法，按如下步骤进行：在-0.089～-0.092MPa的真空状态下，饱和的高温溶液由进料口不断泵入装置内，在循环泵的作用下，溶液在循环管内由下而上从循环管出料口喷出完成循环，溶液在装置内循环的过程中通过闪发并排出二次汽完成冷却结晶，这部分冷却结晶后的细小颗粒混同浆液循环至集料段底部，与从进料口新泵入的高温溶液再一同由循环管底部的循环管进料口进入，由循环管出料口喷出持续不断的循环，稳定循环后控制液面在循环管出料口之上的位置；通过不断的循环使结晶颗粒逐渐增大，较大的结晶颗粒混合在浆液中通过沉降段沉降至集料段底部，由排料口不断排出装置进入下一步工序；在沉降过程中，溢流进溢流圈内的混合较大颗粒的浆液通过自然沉降逐渐成为清液后，用泵由母液出口将清液排出，排出的母液温度达到40-45℃时，排至原料储槽溶解原料，当母液达不到要求时，打到进料口继续参与循环。
根据以上技术方案，所述的循环泵的循环速度为0.6～0.8m/s。将冷却后的浆料与高温溶液的温差控制在4-6℃。所述进料口的进料量等于排料口的排料量与母液出口排出的母液量之和。
本发明的有益效果是：该装置操作简单、物料流程短，整个冷却结晶、沉降的生产过程自动完成，结晶和沉降效果极佳，工艺物料降温效果理想，结晶颗粒大而均匀，固相析出完全，排出的母液为清液，可以循环利用，物料回收彻底、无环境污染。整个系统实现了连续结晶沉降、连续进出料，具备了降温结晶、增大颗粒，沉降富集、浆料增稠的功能，系统运行稳定，具备了连续生产的能力，能源消耗低，减少了设备的投入和运行成本。
附图说明：
图1是本发明的结构示意图；
图中：1.结晶段，2.集料段，3.循环管，4.循环泵，5.循环管进料口，6.循环管出料口，7.进料口，8.排料口，9.沉降段，10.溢流圈，11.母液出口，12.二次汽出口，13.视镜，14.排气管，15.压力表接口，16.温度计接口，17.加强筋a，18.加强筋b，19.加强筋c，20.人孔。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述：
参见图1，一种连续结晶沉降的装置及方法，由结晶段(1)、沉降段(9)、集料段(2)和置于腔体内中心位置的循环管(3)组成。所述结晶段(1)顶部设有二次汽出口(12)、压力表接口(15)和人孔(20)，外壁设有对称的三对视镜(13)。所述沉降段(9)设在结晶段(1)和集料段(2)中间，结晶段(1)的下部插入比其截面积大的沉降段(9)之中，沉降段(9)的截面积是结晶段(1)截面积的2.2～2.3倍，结晶段(1)插入沉降段(9)内的一段的外壁与沉降段(9)上部的内壁形成一个溢流圈(10)，溢流圈(10)上部设有母液出口(11)，结晶段(1)的底部由加强筋a(17)固定于沉降段(9)的内壁上。沉降段(9)的顶端设有排气管(14)。所述集料段(2)下部设有进料口(7)和排料口(8)及温度计接口(16)，进料口(7)与排料口(8)的位差为180°，进料口(7)的水平高度低于排料口(8)的水平高度，进料口(7)与循环管进料口(5)处于一条平行线上。所述循环管(3)的底部连接循环泵(4)，泵头上方设有循环管进料口(5)，循环管(3)顶部设有循环管出料口(6)，循环管出料口(6)高于沉降段(9)的顶端平面。循环管(3)的上部和循环管出料口(6)置于结晶段(1)内并由加强筋b(18)固定于结晶段的内壁上，循环管(3)的中下部置于集料段(2)内并由加强筋c(19)固定于集料段(2)的内壁上。所述循环管(3)的截面积与溢流圈(10)的截面积的比为1∶70～73，以保证颗粒的沉降速度。
该装置的操作方法为：在-0.089～-0.092MPa的真空状态下，饱和的高温溶液由进料口(7)不断泵入装置内，在循环速度为0.6～0.8m/s的循环泵的作用下，溶液在循环管(3)内由下而上从循环管出料口(6)喷出完成循环，溶液在装置内循环的过程中通过闪发并排出二次汽完成冷却结晶，这部分冷却结晶后的细小颗粒混同浆液循环至集料段(2)底部，与从进料口(7)新泵入的高温溶液再一同由循环管(3)底部的循环管进料口(5)进入，由循环管出料口(6)喷出持续不断的循环，通过不断的循环使结晶颗粒逐渐增大，较大的结晶颗粒混合在浆液中通过沉降段(9)沉降至集料段(2)底部，由排料口(8)排出装置进入下一步工序；在沉降过程中，溢流进溢流圈(10)内的混合较大颗粒的浆液通过自然沉降逐渐成为清液后，用泵由母液出口(11)将清液排出，排出的母液温度达到40-45℃时，排至原料储槽溶解原料，当母液达不到要求时，打到进料口(7)继续参与循环。
以上操作中，是将冷却后的浆料与高温溶液的温差控制在4-6℃，控制进料口(7)的进料量等于排料口(8)的排料量与母液出口(11)排出的母液量之和，以获得大颗粒的结晶和澄清的母液。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种连续结晶沉降的装置，由结晶段(1)、集料段(2)和置于腔体内中心位置的循环管(3)组成，结晶段(1)顶部设有二次汽出口(12)，外壁设有视镜(13)；循环管(3)底部连接循环泵(4)，泵头上方设有循环管进料口(5)，循环管(3)顶部设有循环管出料口(6)；集料段(2)下部设有进料口(7)和排料口(8)；其特征在于，在结晶段(1)和集料段(2)中间设有沉降段(9)，结晶段(1)的下部插入比其截面积大的沉降段(9)之中，沉降段(9)的截面积是结晶段(1)截面积的2.2～2.3倍，结晶段(1)插入沉降段(9)内的一段的外壁与沉降段(9)上部的内壁形成一个溢流圈(10)，溢流圈(10)上部设有母液出口(11)，结晶段(1)的底部由加强筋a(17)固定于沉降段(9)的内壁上；所述循环管出料口(6)高于沉降段(9)的顶端平面。
2.根据权利要求1所述的连续结晶沉降的装置，其特征是所述循环管(3)的截面积与溢流圈(10)的截面积的比为1∶70～73。
3.根据权利要求1所述的连续结晶沉降的装置，其特征是所述的沉降段(9)的顶端设有排气管(14)。
4.一种连续结晶沉降的方法，按如下步骤进行：在-0.089～-0.092MPa的真空状态下，饱和的高温溶液由进料口(7)不断泵入装置内，在循环泵(4)的作用下，溶液在循环管(3)内由下而上从循环管出料口(6)喷出完成循环，溶液在装置内循环的过程中通过闪发并排出二次汽完成冷却结晶，这部分冷却结晶后的细小颗粒混同浆液循环至集料段(2)底部，与从进料口(7)新泵入的高温溶液再一同由循环管(3)底部的循环管进料口(5)进入，由循环管出料口(6)喷出持续不断的循环，稳定循环后控制液面在循环管出料口之上的位置；通过不断的循环使结晶颗粒逐渐增大，较大的结晶颗粒混合在浆液中通过沉降段(9)沉降至集料段(2)底部，由排料口(8)不断排出装置进入下一步工序；在沉降过程中，溢流进溢流圈(10)内的混合较大颗粒的浆液通过自然沉降逐渐成为清液后，用泵由母液出口(11)将清液排出，排出的母液温度达到40-45℃时，排至原料储槽溶解原料，当母液达不到要求时，打到进料口(7)继续参与循环。
5.根据权利要求4所述的连续结晶沉降的方法，其特征是所述的循环泵(4)的循环速度为0.6～0.8m/s。
6.根据权利要求4所述的连续结晶沉降的方法，其特征是将冷却后的浆料与高温溶液的温差控制在4-6℃。
7.根据权利要求4所述的连续结晶沉降的方法，其特征是所述进料口(7)的进料量等于排料口(8)的排料量与母液出口(11)排出的母液量之和。
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