CN103007559A - 一种制备碱式碳酸铜的复式离心薄膜蒸发器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制备碱式碳酸铜的复式离心薄膜蒸发器，包括传动系统、蒸汽处置室、蒸发室和锥形出料室，蒸汽处置室内设有汽液过滤器和汽液分离器，蒸汽处置室外壁设有尾汽收集口和二次蒸汽回收口，蒸发室顶端设有布料器，布料器外壁设有物料进口，二次蒸汽回收口依次经冷凝器、送料泵与物料进口连通；蒸发室内设有夹套，夹套外壁设有蒸汽出口和冷凝水出口，蒸汽出口和冷凝水出口连通并依次经真空泵、冷凝器、送料泵与物料进口连通；锥形出料室的出料阀一侧连接试样采集器，出料阀另一侧连接螺杆送料器，螺杆送料器依次经冷凝器、送料泵与物料进口连通，实现了生产在线检测、处置和对汽、液及残留物的在线回收利用，提高了了产品质量和收率。

Description

一种制备碱式碳酸铜的复式离心薄膜蒸发器

技术领域

本发明涉及一种薄膜蒸发器，具体地说是涉及一种用于制备高纯碱式碳酸铜的复式离心薄膜蒸发器。

背景技术

传统生产碱式碳酸铜一般采用盘管式蒸发器，由于盘管内容易结垢，不易清理，所得产品杂质含量高，收率不高，应用受到很大限制。而由于铜是国家重要的有色资源，价格较为昂贵，收率和质量直接影响生产成本。离心式薄膜蒸发器是最近在化工、轻工、食品、制药及环保等行业广泛应用的新型蒸发器，近几年来，人们针对蒸发器的产品质量、生产能耗、使用寿命等方面作了很多改进，如专利号201020165218.X《一种旋转薄膜蒸发器》公开了一种旋转薄膜蒸发器，它是通过将受热挥发的低馏分成分通过汽液分离器分离，进入到冷凝器和冷却器中冷却，最后进入低馏分贮罐中储存后回收，等下一次开机时作为原料使用，增加了保存与再次使用的成本与损耗；专利号201120207542.8《一种新型薄膜蒸发器》公开了一种新型薄膜蒸发器，减少了转子转动时引起的振动对物料成膜均匀度地影响，消除了刮板与薄膜蒸发器器壁接触摩擦对物料成膜均匀度及最终产品质量的影响，提高工作效率；专利号200420079799.X《蜂窝夹套薄膜蒸发器》公开了一种蜂窝夹套薄膜蒸发器，采用蜂窝夹套增强了蜂窝夹套和内简体的刚度和强度，扩大了蒸发器工作压力和工作温度范围，降低了设备投资，提高了蒸发效率。但上述公开专利所涉及的的蒸发器普遍存在加工产品收率低，对蒸发产生的汽、液及残留物都没有充分利用，大量消耗能源，成本高等缺陷，因此需要开发一种能生产高纯碱式碳酸铜，同时对汽、液及残留物能充分回收利用，收率高的新型薄膜蒸发器。

发明内容

    本发明为了克服现有技术存在的缺点，提供一种成膜均匀、效率高、结垢结焦少、产品纯度高，同时能对汽、液及残留物进行在线回收利用的生产高纯碱式碳酸铜的新型复式离心薄膜蒸发器。

    为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种制备碱式碳酸铜的复式离心薄膜蒸发器，包括传动系统以及由上而下依次连接的蒸汽处置室、蒸发室、锥形出料室，所述传动系统包括伺服电机、减速机、转轴，减速机的输出轴连接转轴，所述转轴贯穿蒸汽处置室、蒸发室、锥形出料室，所述蒸汽处置室内间隔设置有汽液过滤器和汽液分离器，汽液过滤器和汽液分离器安装于转轴上，蒸汽处置室外壁设有尾汽收集口和二次蒸汽回收口；所述蒸发室顶端设有布料器，布料器安装于转轴上，布料器外壁设有物料进口，所述的二次蒸汽回收口依次经冷凝器、送料泵与物料进口连通；蒸发室内设有夹套，夹套外壁设有蒸汽出口和冷凝水出口，夹套内壁设有滑动刮板，所述贯穿蒸发室的转轴上间隔设有转架，滑动刮板安装于转架上，所述的蒸汽出口和冷凝水出口连通并依次经真空泵、冷凝器、送料泵与物料进口连通；所述锥形出料室内设有支撑架，支撑架与转轴的底端经轴承连接，锥形出料室的锥形出料口依次设有底封头和出料阀，出料阀一侧连接试样采集器，出料阀另一侧连接螺杆送料器，螺杆送料器依次经冷凝器、送料泵与物料进口连通。 

进一步地，所述尾汽收集口位于汽液过滤器的上方，所述二次蒸汽回收口位于汽液过滤器和汽液分离器之间。

采用上述技术方案后，本发明达到的有益效果是：

（1）采用复式离心薄膜蒸发器代替原有的反应釜与盘管进行热解反应、碱式碳酸铜的收集，提高了反应速度，缩短了生产周期，使固液分离更彻底，产品纯度更高，同时由于离心式刮板的作用，较盘管法不容易产生在内壁结集、结垢，避免了人工清理难度和庞大的工作量，提高了产品的收得率，所得的产品杂质含量尤其是铁含量更低，铁含量降到10ppm以下，较传统工艺铁含量在50ppm以上有了质量上的显著提高，生产效率也大大提高，降低了产品的生产成本；

（2）采用复式离心薄膜蒸发器使生产条件较传统方法更加可控，产品质量更为稳定，生产能够实现连续化，在稳定提高产品质量的同时也提高了生产效率，降低了生产能耗和生产成本；

（3）采用改进的蒸汽处置室和出料室，对二次蒸汽、蒸发室内的循环后的蒸汽及所产生的冷凝水进行在线回收，再次直接进入蒸发器蒸发，同时比传统的蒸发器增加对蒸发所得的固液混合料进行在线检验与再次反应环节，避免了含铜氨化合物的蒸汽直接排放，降低了产品的不合格率，节约了宝贵的铜资源，提高碱式碳酸铜的收率8%以上，并提高了碱式碳酸铜的品质，也降低了碱式碳酸铜的成本。

综上，本发明提供的一种制备碱式碳酸铜的复式离心薄膜蒸发器具有材料损耗少，污染小，产品质量好、收率高，生产成本低的优点。

 

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图1中，伺服电机1，减速机2，机封3，蒸汽处置室4，尾汽收集口5，二次蒸汽回收口6，冷凝器7，送料泵8，送料阀9，物料进口10，真空泵11，蒸汽出口12，冷凝水出口13，螺杆送料器14，汽液过滤器15，汽液分离器16，布料器17，蒸发室18，夹套19，滑动刮板20，转轴21，转架22，锥形出料室23，支撑架24，底封头25，试样采集器26，试样采集阀27，出料阀28。

具体实施方式

下面结合附图以及以生产碱式碳酸铜为例的实施例对本发明作进一步详细描述。 

如图1所示的一种制备碱式碳酸铜的复式离心薄膜蒸发器，包括伺服电机减速机传动系统、蒸汽处置室4、蒸发室18、锥形出料室23，伺服电机减速机传动系统位于蒸发器的上端，包括伺服电机1、减速机2和转轴21，减速机2的输出轴与转轴21连接，转轴21贯穿蒸汽处置室4、蒸发室18、锥形出料室23，减速机下端与蒸汽处置室4相连，减速机与蒸汽处置室4之间设置机封3；蒸汽处置室4内设有安装于转轴上的汽液过滤器15和汽液分离器16，汽液过滤器15位于汽液分离器16上方，汽液分离器16和汽液过滤器15将蒸汽处置室4由下而上分成三个区，形成由下而上的一区、二区、三区，在蒸汽处置室4的二区室壁上设有二次蒸汽回收口6，在蒸汽处置室4的三区室壁上设有尾汽收集口5；蒸汽处置室4的下端与蒸发室18相连，蒸发室18顶端设有布料器17，布料器17安装于转轴21上，布料器17外壁设有物料进口10，蒸汽处置室4的二次蒸汽回收口6依次经冷凝器7、送料泵8与物料进口10连通；蒸发室18内设有夹套19，夹套19外壁设置有蒸汽出口12和冷凝水出口13，蒸汽出口12位于夹套19上侧，冷凝水出口13位于夹套19下侧，蒸汽出口12和冷凝水出口13连通并依次经真空泵11、冷凝器7、送料泵8与物料进口10连通，夹套19内侧为滑动刮板20，滑动刮板20安装在转架22上，转架22安装转轴21上；蒸发室18下端与锥形出料室23连接，锥形出料室23内设有支撑架24，支撑架24与转轴21的底端通过轴承连接，锥形出料室23的锥形出料口依次设置有底封头25和出料阀28，出料阀28一侧连接试样采集器26，试样采集器26上设置试样采集阀27，出料阀28的另一侧连有螺杆送料器14，螺杆送料器14依次经冷凝器7、送料泵8与物料进口10连通；汽液分离器16、汽液过滤器15、布料器17、滑动刮板20和转架22随转轴21作同步旋转运动。

工作时，向蒸发器的蒸发室夹套19内通入蒸汽，将含有铜氨化合物的滤液由物料进口10进入布料器17，布料器17在伺服电机减速机传动系统带动下随转轴21旋转，将含有铜氨化合物的滤液连续均匀地呈膜状分布在蒸发室18内壁蒸发面上，从蒸发室18蒸发出的二次蒸汽上升至蒸汽处置室4一区，先经安装在内的汽液分离器16将二次蒸汽挟带的液滴或泡沫分离，并使之回落到蒸发室18的蒸发面上，二次蒸汽进入蒸汽处置室4二区后经二次蒸汽回收口6进入冷凝器7，经冷凝器7冷凝后打开送料阀9由送料泵8打入物料进口10后送入布料器17再次参与反应，蒸汽处置室4中没有从二次蒸汽回收口6回收的蒸汽经汽液过滤器15后，根据比重差异将含有铜氨化合物的汽液混合体过滤并将较重的铜氨化合物的蒸汽和液体返回到汽液分离器16中，再回落到蒸发室18的蒸发面上，余下的二次蒸汽由尾汽收集口5引出蒸发处置室并用冷凝罐收集，而呈膜状分布到蒸发室18内壁蒸发面上的含有铜氨化合物的液体在夹套19内热蒸汽作用下发生分解反应生成含碱式碳酸铜混合液，该混合液同时被由转轴带动旋转的滑动刮板20连续均匀地在蒸发面上刮成厚薄均匀的液膜，并以螺旋状向下推进，经蒸发器底部的锥形出料室23排出，在通过出料阀28时，先打开在线试样采集器26的试样采集阀27取样检测，达到要求后开启出料阀28收集蒸发固液混合料，当检测不符合要求时关闭出料阀28，启动螺杆送料器14，将蒸发固液混合料送入冷凝器7，经冷凝后打开送料阀9由送料泵8打入物料进口10，送入布料器17再次参与反应，直到符合要求；蒸发过程中蒸发室内的蒸汽及冷凝水分别从蒸发器的蒸汽出口12和冷凝水出口13经真空泵11打入冷凝器7，经冷凝后打开送料阀9由送料泵8打入物料进口10，送入布料器17再次参与反应；生产结束后，开启与尾汽收集口5相连的真空泵，将蒸发器内全部气体回收，这样，一方面从尾汽收集口5出去的蒸汽只占很小的比例，使蒸发产生的二次蒸汽、循环蒸汽及所产生的冷凝水得到及时、最大程度的回收利用，另一方面使用在线试样采集器26和螺杆送料器14使产品质量更加可控，纯度大大提高，收率明显增高。

Claims (2)

1.一种制备碱式碳酸铜的复式离心薄膜蒸发器，包括传动系统以及由上而下依次连接的蒸汽处置室、蒸发室、锥形出料室，所述传动系统包括伺服电机、减速机、转轴，减速机的输出轴连接转轴，所述转轴贯穿蒸汽处置室、蒸发室、锥形出料室，其特征在于：所述蒸汽处置室内间隔设置有汽液过滤器和汽液分离器，汽液过滤器和汽液分离器安装于转轴上，蒸汽处置室外壁设有尾汽收集口和二次蒸汽回收口；

所述蒸发室顶端设有布料器，布料器安装于转轴上，布料器外壁设有物料进口，所述的二次蒸汽回收口依次经冷凝器、送料泵与物料进口连通；蒸发室内设有夹套，夹套外壁设有蒸汽出口和冷凝水出口，夹套内壁设有滑动刮板，所述贯穿蒸发室的转轴上间隔设有转架，滑动刮板安装于转架上，所述的蒸汽出口和冷凝水出口连通并依次经真空泵、冷凝器、送料泵与物料进口连通；

所述锥形出料室内设有支撑架，支撑架与转轴的底端经轴承连接，锥形出料室的锥形出料口依次设有底封头和出料阀，出料阀一侧连接试样采集器，出料阀另一侧连接螺杆送料器，螺杆送料器依次经冷凝器、送料泵与物料进口连通。

2.根据权利要求1所述的一种制备碱式碳酸铜的复式离心薄膜蒸发器，其特征在于：所述尾汽收集口位于汽液过滤器的上方，所述二次蒸汽回收口位于汽液过滤器和汽液分离器之间。

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