CN105413204A - 热循环机械压缩蒸发装置及采用该装置制备硫酸锌的方法 - Google Patents

Abstract

一种热循环机械压缩蒸发装置及采用该装置制备硫酸锌的方法，装置包括进料平衡器、进料泵、冷凝泵、预热器、加热器、结晶器、增稠器、蒸汽压缩机、出料泵、循环泵、初始蒸汽阀门、二次蒸汽阀门、送料阀门及冷凝水排放阀门。整个生产过程为连续生产，来自沸腾溶液的二次蒸汽经过蒸汽压缩机压缩，再回到加热器用作加热介质循环加热。硫酸锌溶液经过反复的蒸发浓缩达到过饱和状态后，便产生晶体析出，将硫酸锌晶体送入增稠器增浓，当增稠器内下层浓缩结晶的硫酸锌晶浆婆美度达到70～75度时，硫酸锌晶浆从增稠器底部流出进入离心机进行固液分离，然后再烘干包装，上层稀的硫酸锌晶浆从增稠器上部重新回到结晶器继续蒸发结晶。

Description

热循环机械压缩蒸发装置及采用该装置制备硫酸锌的方法

技术领域

本发明涉及硫酸锌生产技术领域，特别是一种热循环机械压缩蒸发装置及采用该装置制备硫酸锌的方法。

背景技术

目前绝大部分硫酸锌生产企业还是采用高能耗、高污染的反应釜蒸发结晶法或单效蒸发结晶法制备硫酸锌，蒸发结晶作为耗能密集的工业加工过程，其能量成本在产品加工过程中占据相当的比重。近年来，有极少数企业开始采用多效蒸发结晶法来制备硫酸锌，但其设备占地面积大，产品停留时间长，且不能实现全自动化。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种热循环机械压缩蒸发装置及采用该装置制备硫酸锌的方法。

本发明的技术方案是：一种热循环机械压缩蒸发装置，包括进料平衡器、进料泵、冷凝泵、预热器、加热器、结晶器、增稠器、蒸汽压缩机、出料泵、循环泵、初始蒸汽阀门、二次蒸汽阀门、送料阀门及冷凝水排放阀门。

所述的加热器顶部设有带阀门的循环出料口，底部设有循环进料口，管壁的上部设有蒸汽入口，管壁的下部设有带阀门的蒸馏水排放口。

所述的结晶器顶部设有蒸汽出口，底部设有带阀门的晶体出料口，管壁的上部分别设有进料口、循环进料口及回流口，底部的锥形管壁上设有带阀门的循环出料口。

所述的增稠器顶部设有带阀门的回流口，底部设有带阀门的出料口，管壁上设有进料口。

安装时，进料平衡器的出料口通过管道与进料泵的进料口连接，进料泵的出料口通过管道与预热器的进料口连接，预热器的出料口通过管道与结晶器上的进料口连接，送料阀门安装在预热器的出料口与结晶器的进料口之间的管道上；

结晶器底部锥形管壁上的循环出料口通过管道与循环泵的进料口连接，循环泵的出料口通过管道与加热器底部的循环进料口连接，加热器顶部的循环出料口通过管道与结晶器上的循环进料口连接；

加热器管壁上部的蒸汽入口连接有初始蒸汽输入管道，初始蒸汽阀门安装在初始蒸汽输入管道上，加热器管壁下部的蒸馏水排放口通过管道与冷凝泵的进水口连接，冷凝泵的出水口通过管道与预热器上冷凝管的进水口连接，预热器上冷凝管的出水口连接有冷凝水出水管，冷凝水排放阀门安装在冷凝水出水管上；

结晶器顶部的蒸汽出口通过管道与蒸汽压缩机的进气口连接，蒸汽压缩机的出气口通过管道与初始蒸汽输入管道连接，二次蒸汽阀门安装在蒸汽压缩机的出气口与初始蒸汽输入管道之间的管道上；

结晶器底部的出料口通过管道与出料泵的进料口连接，出料泵的出料口通过管道与增稠器管壁上进料口连接，增稠器顶部上的回流口通过管道与结晶器管壁上的回流口连接。

本发明还提供了一种采用热循环机械压缩蒸发装置制备硫酸锌的方法，整个生产过程为连续生产，边送料边制备硫酸锌，其具体步骤如下：

A、送料，打开送料阀门，将除去铁、铜、镉杂质的硫酸锌液通过进料平衡器、进料泵、预热器预热后从结晶器的进料口送入结晶器，送料的同时，打开结晶器底部锥形管壁循环出料口上的阀门及加热器顶部循环出料口上的阀门，进入结晶器的硫酸锌液通过循环出料口经循环泵从加热器底部的循环进料口进入加热器，再从加热器顶部的循环出料口经结晶器上的循环进料口进入结晶器，硫酸锌液在结晶器和加热器内反复循环；

B、输入初始蒸汽，打开初始蒸汽阀门，从加热器上的蒸汽入口对加热器输入初始蒸汽，由输入的初始蒸汽对循环的硫酸锌液反复加热；

C、二次蒸汽加热，循环的硫酸锌液反复加热沸腾后产生二次蒸汽，二次蒸汽产生后关闭初始蒸汽阀门，打开二次蒸汽阀门，二次蒸汽从结晶器顶部的蒸汽出口经蒸汽压缩机增压，将二次蒸汽温度提高到120～160℃，增压后的二次蒸汽作为二次加热热源通过加热器上的蒸汽入口进入加热器再对硫酸锌液循环加热，如此反复；

连续生产过程中会损失部分热量，需要打开初始蒸汽阀门输入少量蒸汽，以补充热量损失；

D、硫酸锌溶液经过反复的蒸发浓缩达到过饱和状态后，便产生晶体析出，硫酸锌晶体在结晶器内逐渐长大后，打开结晶器底部晶体出料口上阀门，硫酸锌晶体由结晶器底部晶体出料口经出料泵从增稠器的进料口送入增稠器增浓，当增稠器内下层浓缩结晶的硫酸锌晶浆婆美度达到70～75度时，打开增稠器底部出料口上的阀门，硫酸锌晶浆从增稠器底部的出料口流出进入离心机进行固液分离，然后再烘干包装；上层稀的硫酸锌晶浆从增稠器上部回流口上打开的阀门经结晶器上的回流口重新回到结晶器继续蒸发结晶，整个蒸发结晶过程为连续生产过程；

E、生产过程产生的蒸馏水，从加热器上的蒸馏水排放口经冷凝泵送入预热器变成冷凝水排出。

本发明与现有技术相比具有如下特点：

采用热循环机械压缩蒸发装置制备硫酸锌，来自沸腾溶液的二次蒸汽经过蒸汽压缩机的压缩，提高了二次蒸汽的饱和温度和压力，再回到加热器的加热室中用作加热介质，使其成为可循环利用的蒸汽源，满足料液的蒸发负荷。整个生产过程中除了启动时输入初始蒸汽之外，几乎不用补充新的初始蒸汽，显著降低了初始蒸汽的消耗，达到了节能环保的目的。

以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。

附图说明

附图1为本发明提供的热循环机械压缩蒸发装置结构示意图，图中P1为硫酸锌液进口，P2为初始蒸汽进口，P3为冷凝水出口，P4为硫酸锌晶浆出口。

具体实施方式

一种热循环机械压缩蒸发装置，包括进料平衡器1、进料泵2、冷凝泵3、预热器4、加热器5、结晶器6、增稠器7、蒸汽压缩机8、出料泵9、循环泵10、初始蒸汽阀门11、二次蒸汽阀门12、送料阀门13及冷凝水排放阀门14。

所述的加热器5顶部设有带阀门的循环出料口5-1，底部设有循环进料口5-4，管壁的上部设有蒸汽入口5-2，管壁的下部设有带阀门的蒸馏水排放口5-3。

所述的结晶器6顶部设有蒸汽出口6-1，底部设有带阀门的晶体出料口6-5，管壁的上部分别设有进料口6-3、循环进料口6-4及回流口6-2，底部的锥形管壁上设有带阀门的循环出料口6-6。

所述的增稠器7顶部设有带阀门的回流口7-1，底部设有带阀门的出料口7-3，管壁上设有进料口7-2。

安装时，进料平衡器1的出料口通过管道与进料泵2的进料口连接，进料泵2的出料口通过管道与预热器4的进料口连接，预热器4的出料口通过管道与结晶器6上的进料口6-3连接，送料阀门13安装在预热器4的出料口与结晶器6的进料口6-3之间的管道上；

结晶器6底部锥形管壁上的循环出料口6-6通过管道与循环泵10的进料口连接，循环泵10的出料口通过管道与加热器5底部的循环进料口5-4连接，加热器5顶部的循环出料口5-1通过管道与结晶器6上的循环进料口6-4连接；

加热器5管壁上部的蒸汽入口5-2连接有初始蒸汽输入管道，初始蒸汽阀门11安装在初始蒸汽输入管道上，加热器5管壁下部的蒸馏水排放口5-3通过管道与冷凝泵3的进水口连接，冷凝泵3的出水口通过管道与预热器4上冷凝管的进水口连接，预热器4上冷凝管的出水口连接有冷凝水出水管，冷凝水排放阀门14安装在冷凝水出水管上；

结晶器6顶部的蒸汽出口6-1通过管道与蒸汽压缩机8的进气口连接，蒸汽压缩机8的出气口通过管道与初始蒸汽输入管道连接，二次蒸汽阀门12安装在蒸汽压缩机8的出气口与初始蒸汽输入管道之间的管道上；

结晶器6底部的出料口6-5通过管道与出料泵9的进料口连接，出料泵9的出料口通过管道与增稠器7管壁上进料口7-2连接，增稠器7顶部上的回流口7-1通过管道与结晶器6管壁上的回流口6-2连接。

本实施例还提供了一种通过热循环机械压缩蒸发装置制备硫酸锌的方法，整个生产过程为连续生产，边送料边制备硫酸锌，其具体步骤如下：

A、送料，打开送料阀门13，将除去铁、铜、镉杂质的硫酸锌液通过进料平衡器1、进料泵2、预热器4预热后从结晶器6的进料口6-3送入结晶器6，送料的同时，打开结晶器6底部锥形管壁循环出料口6-6上的阀门及加热器5顶部循环出料口5-1上的阀门，进入结晶器6的硫酸锌液通过循环出料口6-6经循环泵10从加热器5底部的循环进料口5-4进入加热器5，再从加热器5顶部的循环出料口5-1经结晶器6上的循环进料口6-4进入结晶器6，硫酸锌液在结晶器6和加热器5内反复循环；

B、输入初始蒸汽，打开初始蒸汽阀门11，从加热器5上的蒸汽入口5-2对加热器5输入初始蒸汽，由输入的初始蒸汽对循环的硫酸锌液反复加热；

C、二次蒸汽加热，循环的硫酸锌液反复加热沸腾后产生二次蒸汽，二次蒸汽产生后关闭初始蒸汽阀门11，打开二次蒸汽阀门12，二次蒸汽从结晶器6顶部的蒸汽出口6-1经蒸汽压缩机8增压，将二次蒸汽温度提高到120～160℃，增压后的二次蒸汽作为二次加热热源通过加热器5上的蒸汽入口5-2进入加热器5再对硫酸锌液循环加热，如此反复；

连续生产过程中会损失部分热量，需要打开初始蒸汽阀门11输入少量蒸汽，以补充热量损失；

D、硫酸锌溶液经过反复的蒸发浓缩达到过饱和状态后，便产生晶体析出，硫酸锌晶体在结晶器6内逐渐长大后，打开结晶器6底部晶体出料口6-5上阀门，硫酸锌晶体由结晶器6底部晶体出料口6-5经出料泵9从增稠器7的进料口7-2送入增稠器7增浓，当增稠器7内下层浓缩结晶的硫酸锌晶浆婆美度达到70～75度时，打开增稠器7底部出料口7-3上的阀门，硫酸锌晶浆从增稠器7底部的出料口7-3流出进入离心机进行固液分离，然后再烘干包装；上层稀的硫酸锌晶浆从增稠器7上部回流口7-1上打开的阀门经结晶器6上的回流口6-2重新回到结晶器6继续蒸发结晶，整个蒸发结晶过程为连续生产过程；

E、生产过程产生的蒸馏水，从加热器5上的蒸馏水排放口5-3经冷凝泵3送入预热器4变成冷凝水排出。

Claims (2)

1.一种热循环机械压缩蒸发装置，其特征是：包括进料平衡器、进料泵、冷凝泵、预热器、加热器、结晶器、增稠器、蒸汽压缩机、出料泵、循环泵、初始蒸汽阀门、二次蒸汽阀门、送料阀门及冷凝水排放阀门；

所述的加热器顶部设有带阀门的循环出料口，底部设有循环进料口，管壁的上部设有蒸汽入口，管壁的下部设有带阀门的蒸馏水排放口；

所述的结晶器顶部设有蒸汽出口，底部设有带阀门的晶体出料口，管壁的上部分别设有进料口、循环进料口及回流口，底部的锥形管壁上设有带阀门的循环出料口；

所述的增稠器顶部设有带阀门的回流口，底部设有带阀门的出料口，管壁上设有进料口；

安装时，进料平衡器的出料口通过管道与进料泵的进料口连接，进料泵的出料口通过管道与预热器的进料口连接，预热器的出料口通过管道与结晶器上的进料口连接，送料阀门安装在预热器的出料口与结晶器的进料口之间的管道上；

结晶器底部锥形管壁上的循环出料口通过管道与循环泵的进料口连接，循环泵的出料口通过管道与加热器底部的循环进料口连接，加热器顶部的循环出料口通过管道与结晶器上的循环进料口连接；

加热器管壁上部的蒸汽入口连接有初始蒸汽输入管道，初始蒸汽阀门安装在初始蒸汽输入管道上，加热器管壁下部的蒸馏水排放口通过管道与冷凝泵的进水口连接，冷凝泵的出水口通过管道与预热器上冷凝管的进水口连接，预热器上冷凝管的出水口连接有冷凝水出水管，冷凝水排放阀门安装在冷凝水出水管上；

结晶器顶部的蒸汽出口通过管道与蒸汽压缩机的进气口连接，蒸汽压缩机的出气口通过管道与初始蒸汽输入管道连接，二次蒸汽阀门安装在蒸汽压缩机的出气口与初始蒸汽输入管道之间的管道上；

结晶器底部的出料口通过管道与出料泵的进料口连接，出料泵的出料口通过管道与增稠器管壁上进料口连接，增稠器顶部上的回流口通过管道与结晶器管壁上的回流口连接。

2.一种采用如权利要求1所述的热循环机械压缩蒸发装置制备硫酸锌的方法，其特征是：整个生产过程为连续生产，边送料边制备硫酸锌，其具体步骤如下：

A、送料，打开送料阀门，将除去铁、铜、镉杂质的硫酸锌液通过进料平衡器、进料泵、预热器预热后从结晶器的进料口送入结晶器，送料的同时，打开结晶器底部锥形管壁循环出料口上的阀门及加热器顶部循环出料口上的阀门，进入结晶器的硫酸锌液通过循环出料口经循环泵从加热器底部的循环进料口进入加热器，再从加热器顶部的循环出料口经结晶器上的循环进料口进入结晶器，硫酸锌液在结晶器和加热器内反复循环；

B、输入初始蒸汽，打开初始蒸汽阀门，从加热器上的蒸汽入口对加热器输入初始蒸汽，由输入的初始蒸汽对循环的硫酸锌液反复加热；

C、二次蒸汽加热，循环的硫酸锌液反复加热沸腾后产生二次蒸汽，二次蒸汽产生后关闭初始蒸汽阀门，打开二次蒸汽阀门，二次蒸汽从结晶器顶部的蒸汽出口经蒸汽压缩机增压，将二次蒸汽温度提高到120～160℃，增压后的二次蒸汽作为二次加热热源通过加热器上的蒸汽入口进入加热器再对硫酸锌液循环加热，如此反复；

连续生产过程中会损失部分热量，需要打开初始蒸汽阀门输入少量蒸汽，以补充热量损失；

D、硫酸锌溶液经过反复的蒸发浓缩达到过饱和状态后，便产生晶体析出，硫酸锌晶体在结晶器内逐渐长大后，打开结晶器底部晶体出料口上阀门，硫酸锌晶体由结晶器底部晶体出料口经出料泵从增稠器的进料口送入增稠器增浓，当增稠器内下层浓缩结晶的硫酸锌晶浆婆美度达到70～75度时，打开增稠器底部出料口上的阀门，硫酸锌晶浆从增稠器底部的出料口流出进入离心机进行固液分离，然后再烘干包装；上层稀的硫酸锌晶浆从增稠器上部回流口上打开的阀门经结晶器上的回流口重新回到结晶器继续蒸发结晶，整个蒸发结晶过程为连续生产过程；

E、生产过程产生的蒸馏水，从加热器上的蒸馏水排放口经冷凝泵送入预热器变成冷凝水排出。