CN109481952B - 一种mvr结晶出盐晶粒控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种MVR结晶出盐晶粒控制系统及控制方法，包括包括强制循环泵、结晶器出料泵、淘析循环泵、控制系统、强制循环换热器、奥斯陆结晶器、淘析分离器；循环液出口通过强制循环泵与换热入口连接，换热出口与循环液入口连接，结晶料液出口通过结晶器出料泵与结晶料液入口连接，淘析清液出口与淘析清液入口连接，循环液出口与强制循环泵的连接管道上还连接有母液出口，母液出口通过淘析循环泵与母液入口连接，控制系统分别与强制循环泵、结晶器出料泵、淘析循环泵连接。本发明结晶器采用奥斯陆结构，将淘析分离器外置，通过在结晶器内部对晶粒进行初步筛选，再通过淘析分离器对晶粒进行进一步淘洗筛选，保证产品的质量。
Description
技术领域
本发明涉及化工设备技术领域，具体涉及一种MVR结晶出盐晶粒控制系统及控制方法。
背景技术
结晶是指溶质自动从过饱和溶液中析出形成晶体的过程，结晶过程的产生取决于结晶物质的溶解度。溶液含有超过溶解度的溶质含量时，称为过饱和溶液，过饱和度是结晶过程的主要推动力。
结晶的过程主要发生的过程为晶核的成核和成长，晶核是晶体生长的核心。晶核的来源是从过饱和溶液中形成，对这种成核过程我们称之为初级成核，初级成核的形成都是从较高的过饱和溶液中新生成的微小晶体粒子，另一种晶核来源于已存在的晶体，由于不同的原因使晶体破碎而形成的细小晶体作为晶体成长的核心，称之为二次成核。二次成核过程比较复杂，影响因素很多,主要包括晶体本身的性质和外界操作条件。例如扰动强度、悬浮密度和过程的过饱和度的影响。
在实际生产过程中，为提高蒸发效率，提高蒸发强度。这样会导致过饱和度过大，超越介稳区极限使得晶核的生成量过多，造成晶粒与循环泵，加热管以及循环管壁的摩擦加剧，晶体间的碰撞机会也越多，从而产生较多的二次晶核产品粒度过小。采用传统的蒸发结晶器无法有效的控制晶粒浓度及无法筛选出合适晶粒粒径范围。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种MVR结晶出盐晶粒控制系统，经过二次筛选，筛选出合适晶粒粒径范围的产品，保证产品的质量。
本发明采用如下技术方案：
一种MVR结晶出盐晶粒控制系统，包括强制循环泵、结晶器出料泵、淘析循环泵、控制系统以及
强制循环换热器，设有换热入口、换热出口、蒸汽入口以及冷凝水出口；
奥斯陆结晶器，包括自上而下设置的蒸发室和结晶室，蒸发室的底部设有沉降管，沉降管延伸至结晶室的底部，所述蒸发室的底部位于沉降管的上方设有循环液入口，所述蒸发室的顶部设有二次蒸汽出口，所述结晶室的侧壁自上而下依次设有循环液出口、淘析清液入口以及结晶料液出口；
淘析分离器，包括立式罐体，立式罐体的顶部设有结晶料液入口，立式罐体的侧壁自上而下依次设有淘析清液出口、晶浆液出口以及母液入口；
其中所述循环液出口通过强制循环泵与换热入口连接，所述循环液出口与强制循环泵的连接管道上还连接有原料液入口，所述换热出口与循环液入口连接，结晶料液出口通过结晶器出料泵与结晶料液入口连接，淘析清液出口与淘析清液入口连接，所述循环液出口与强制循环泵的连接管道上还连接有母液出口，母液出口通过淘析循环泵与母液入口连接，控制系统分别与强制循环泵、结晶器出料泵、淘析循环泵连接。
优选的，所述结晶器出料泵与结晶料液入口的连接管道上还设有第一流量控制阀、与第一流量控制阀电联接的第一电磁流量计以及超声波固含量检测仪，所述淘析循环泵与母液入口的连接管道上设有第二流量控制阀以及与第二流量控制阀电联接的第二电磁流量计，所述第一流量控制阀、第一电磁流量计、超声波固含量检测仪以及第二流量控制阀、第二电磁流量计分别与控制系统连接。
优选的，所述原料液入口上还连接有电动调节阀，所述电动调节阀上电联接有压差液位计，所述蒸发室的底部侧壁上设有第一压差液位计接口，所述蒸发室的顶部侧壁上设有第二压差液位计接口，所述压差液位计的两个测量点分别与第一压差液位计接口、第二压差液位计接口连接，电动调节阀、压差液位计分别与控制系统连接。
优选的，所述蒸发室的顶部位于二次蒸汽出口与第二压差液位计接口之间还设有丝网除沫器，所述蒸发室的顶部侧壁上位于丝网除沫器的上方还设有丝网清洗球。
优选的，所述结晶室的底部侧壁上至少设有两个高度不同的结晶料液出口。
优选的，所述结晶室的轴向底部还设有排尽口。
优选的，所述结晶料液入口设有沿竖直方向向立式罐体内延伸的第一进料管，所述第一进料管的出水高度位于淘析清液出口与晶浆液出口之间。
优选的，所述母液入口设有沿立式罐体的径向向立式罐体内延伸的第二进料管，所述第二进料管朝向立式罐体底部的侧壁上开设有两排沿第二进料管的轴向排列的进料口，两排进料口关于进料管的径向对称，两排进料口的轴线之间的夹角为60°。
本发明还公开了一种MVR结晶出盐晶粒控制方法，所述控制方法具体为含晶粒的料液通过结晶器出料泵打入淘析分离器顶部的结晶料液入口，饱和母液通过淘析循环泵打入淘析分离器底部的母液入口，含晶粒大小不同的料液通过母液的反洗作用，颗粒较小的晶粒与母液从淘析清夜出口排出，颗粒较大的下降，经晶浆液出口排出系统，通过分别监控结晶器出料泵和淘析循环泵的出口流量来控制淘析分离器内的浆料流速，进而控制出料晶粒的范围。
优选的，通过超声波固含量检测仪监测含晶粒的料液的晶浆含量，当达到一定含量后开启淘析循环泵，通过母液对含晶粒的料液进行淘析筛选。
本发明的有益效果：本发明结晶器采用奥斯陆结构，将淘析分离器外置，通过在结晶器内部对晶粒进行初步筛选，再通过淘析分离器对晶粒进行进一步淘洗筛选，保证产品的质量。
附图说明
附图用来提供对本发明的优选的理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明奥斯陆结晶器的结构示意图；
图3为本发明淘析分离器的结构示意图；
图4为本发明立式罐体内第二进料管的结构示意图；
图5为本发明第二进料管上进料口的分布示意图；
图6为本发明第二进料管上进料口处的径向剖视示意图。
具体实施方式
下面结合附图描述本发明的具体实施方式。
如图1至图6所示，为本实施例的一种MVR结晶出盐晶粒控制系统，强制循环泵21、结晶器出料泵22、淘析循环泵23、控制系统以及强制循环换热器1，设有换热入口2、换热出口3、蒸汽入口4以及冷凝水出口5；奥斯陆结晶器6，包括自上而下设置的蒸发室7和结晶室8，蒸发室7的底部设有沉降管9，沉降管9延伸至结晶室8的底部，蒸发室7的底部位于沉降管9的上方设有循环液入口10，蒸发室7的顶部设有二次蒸汽出口11，结晶室8的侧壁自上而下依次设有循环液出口12、淘析清液入口13以及结晶料液出口14；淘析分离器15，包括立式罐体16，立式罐体16的顶部设有结晶料液入口17，立式罐体16的侧壁自上而下依次设有淘析清液出口18、晶浆液出口19以及母液入口20；
其中循环液出口12通过强制循环泵21与换热入口2连接，循环液出口12与强制循环泵21的连接管道上还连接有原料液入口24，换热出口3与循环液入口10连接，结晶料液出口14通过结晶器出料泵22与结晶料液入口17连接，淘析清液出口18与淘析清液入口13连接，循环液出口12与强制循环泵21的连接管道上还连接有母液出口25，母液出口25通过淘析循环泵23与母液入口20连接，控制系统分别与强制循环泵21、结晶器出料泵22、淘析循环泵23连接。
结晶器出料泵22与结晶料液入口17的连接管道上还设有第一流量控制阀26、与第一流量控制阀26电联接的第一电磁流量计27以及超声波固含量检测仪28，淘析循环泵23与母液入口20的连接管道上设有第二流量控制阀29以及与第二流量控制阀29电联接的第二电磁流量计30，第一流量控制阀26、第一电磁流量计27、超声波固含量检测仪28以及第二流量控制阀29、第二电磁流量计30分别与控制系统连接。
原料液入口24上还连接有电动调节阀31，电动调节阀31上电联接有压差液位计32，蒸发室7的底部侧壁上设有第一压差液位计接口36，蒸发室7的顶部侧壁上设有第二压差液位计接口37，压差液位计32的两个测量点分别与第一压差液位计接口36、第二压差液位计接口37连接，电动调节阀31、压差液位计32分别与控制系统连接。
蒸发室7的顶部位于二次蒸汽出口11与第二压差液位计接口37之间还设有丝网除沫器38，蒸发室7的顶部侧壁上位于丝网除沫器38的上方还设有丝网清洗球39；结晶室8的底部侧壁上至少设有两个高度不同的结晶料液出口14，通过设置不同高度出料可选取一定粒径的晶体；结晶室8的轴向底部还设有排尽口40。
结晶料液入口17设有沿竖直方向向立式罐体16内延伸的第一进料管33，第一进料管33的出水高度位于淘析清液出口18与晶浆液出口19之间；母液入口20设有沿立式罐体16的径向向立式罐体16内延伸的第二进料管34，第二进料管34朝向立式罐体16底部的侧壁上开设有两排沿第二进料管34的轴向排列的进料口35，两排进料口35关于进料管34的径向对称，两排进料口35的轴线之间的夹角为60°。
本发明的工作原理：
原料从原料液入口24进入系统，经强制循环泵21进入到强制循环换热器1，蒸汽从蒸汽入口4进入换热器壳程，换热管内的原料与换热器壳程的蒸汽进行换热，蒸汽换热后冷凝成水从冷凝水出口5排出，原料吸收热量，由于受到液位的压力，原料形成过热原料液；过热原料液从换热出口3进入循环液入口10，进入到奥斯陆结晶器6上部蒸发室7，由于压力下降，料液部分进行气化，二次蒸汽从二次蒸汽出口11排出系统，原料得到浓缩；浓缩液经沉降管9到达结晶室8的底部，然后料液在沉降管9外部空间向上流动，最后经循环液出口12通过强制循环泵21进入到强制循环换热器1，经反复循环蒸发分离后，原料液过饱和，形成晶粒，在结晶室8内进行分选；通过在结晶室8内分选出来的含晶粒的料液从结晶料液出口14通过结晶器出料泵22打入淘析分离器15顶部的结晶料液入口17的第一进料管33，淘析循环泵23从母液出口25引入饱和母液，打入淘析分离器15底部母液入口20的第二进料管34，母液向上流，从上部的淘析清夜出口18流出，同时含晶粒大小不同的料液通过母液的反洗作用，颗粒较小的与母液一并从淘析清夜出口18进入淘析清液入口13返回至奥斯陆结晶器6的结晶室8内，颗粒较大的下降，经晶浆液出口19打出系统，得到一定粒径范围的晶粒；
为达到自动出盐的程度，系统设置了控制系统，结晶器出料泵22出口通过超声波固含量检测仪28监测从结晶料液出口14流出的晶浆含量，当晶浆固含量达到10％以上时开启淘析循环泵23将饱和母液打入至淘析分离器15底部，与晶浆液逆流对结晶进行淘洗，保证淘析分离器内流速0.03m/s，含晶粒的料液与饱和母液比例为1:5，通过一段时间后出料，观察产品情况；如结晶器出料泵22出口的晶浆浓度连续提高，可适当调整出料量与饱和母液量比例，例如出料晶粒较小或晶粒范围较宽，可适当提高淘析分离器15内物料流速；实际操作时，由于不同物料性质的区别，结晶颗粒的不同，可通过调整淘析分离器15内部的物料流速及比例关系，达到所需的晶浆液。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种MVR结晶出盐晶粒控制系统，其特征在于，包括强制循环泵、结晶器出料泵、淘析循环泵、控制系统以及
强制循环换热器，设有换热入口、换热出口、蒸汽入口以及冷凝水出口；
奥斯陆结晶器，包括自上而下设置的蒸发室和结晶室，蒸发室的底部设有沉降管，沉降管延伸至结晶室的底部，所述蒸发室的底部位于沉降管的上方设有循环液入口，所述蒸发室的顶部设有二次蒸汽出口，所述结晶室的侧壁自上而下依次设有循环液出口、淘析清液入口以及结晶料液出口；
淘析分离器，包括立式罐体，立式罐体的顶部设有结晶料液入口，立式罐体的侧壁自上而下依次设有淘析清液出口、晶浆液出口以及母液入口；
其中所述循环液出口通过强制循环泵与换热入口连接，所述循环液出口与强制循环泵的连接管道上还连接有原料液入口，所述换热出口与循环液入口连接，结晶料液出口通过结晶器出料泵与结晶料液入口连接，淘析清液出口与淘析清液入口连接，所述循环液出口与强制循环泵的连接管道上还连接有母液出口，母液出口通过淘析循环泵与母液入口连接，控制系统分别与强制循环泵、结晶器出料泵、淘析循环泵连接；
所述结晶器出料泵与结晶料液入口的连接管道上还设有第一流量控制阀、与第一流量控制阀电联接的第一电磁流量计以及超声波固含量检测仪，所述淘析循环泵与母液入口的连接管道上设有第二流量控制阀以及与第二流量控制阀电联接的第二电磁流量计，所述第一流量控制阀、第一电磁流量计、超声波固含量检测仪以及第二流量控制阀、第二电磁流量计分别与控制系统连接；
所述原料液入口上还连接有电动调节阀，所述电动调节阀上电联接有压差液位计，所述蒸发室的底部侧壁上设有第一压差液位计接口，所述蒸发室的顶部侧壁上设有第二压差液位计接口，所述压差液位计的两个测量点分别与第一压差液位计接口、第二压差液位计接口连接，电动调节阀、压差液位计分别与控制系统连接，所述蒸发室的顶部位于二次蒸汽出口与第二压差液位计接口之间还设有丝网除沫器，所述蒸发室的顶部侧壁上位于丝网除沫器的上方还设有丝网清洗球；所述结晶室的底部侧壁上至少设有两个高度不同的结晶料液出口。
2.根据权利要求1所述的一种MVR结晶出盐晶粒控制系统，其特征在于，所述结晶室的轴向底部还设有排尽口。
3.根据权利要求1所述的一种MVR结晶出盐晶粒控制系统，其特征在于，所述结晶料液入口设有沿竖直方向向立式罐体内延伸的第一进料管，所述第一进料管的出水高度位于淘析清液出口与晶浆液出口之间。
4.根据权利要求3所述的一种MVR结晶出盐晶粒控制系统，其特征在于，所述母液入口设有沿立式罐体的径向向立式罐体内延伸的第二进料管，所述第二进料管朝向立式罐体底部的侧壁上开设有两排沿第二进料管的轴向排列的进料口，两排进料口关于进料管的径向对称，两排进料口的轴线之间的夹角为60°。
5.如权利要求1-4任一所述的一种MVR结晶出盐晶粒控制系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法具体为含晶粒的料液通过结晶器出料泵进入淘析分离器顶部的结晶料液入口，饱和母液通过淘析循环泵进入淘析分离器底部的母液入口，含晶粒大小不同的料液通过母液的反洗作用，颗粒较小的晶粒与母液从淘析分离器上端的淘析清液出口排出，颗粒较大的晶粒下降并经晶浆液出口排出系统，通过分别监控结晶器出料泵和淘析循环泵的出口流量来控制淘析分离器内的浆料流速，控制出料晶粒的范围。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，通过超声波固含量检测仪监测含晶粒的料液的晶浆含量，当达到一定含量后开启淘析循环泵，通过母液对含晶粒的料液进行淘析筛选。
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