CN110171840A - 一种高效节能的硫酸锌浓缩结晶装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种高效节能的硫酸锌浓缩结晶装置，包括依次连接的物料缓冲罐、第一换热器、蒸发浓缩装置、旋流分离器、第二换热器、蒸发结晶装置和离心机装置，所述第一换热器的出口与蒸发浓缩装置的母液进口相连，蒸发浓缩装置的母液进口流入的是加入有惰性固体颗粒的硫酸锌溶液，所述蒸发浓缩装置的出口与旋流分离器的进液口相连，所述旋流分离器的出液口与第二换热器的进口相连，第二换热器的出口与蒸发室相连，结晶室的出料口通过出料泵与离心机装置相连，所述蒸发结晶装置、第一循环管道、第二换热器和第三进料管道形成第一闭合回路。对二次蒸汽收集再利用，能够有效的降低能耗，并且可减缓在蒸发浓缩过程中硫酸钙等杂质的结垢现象。
Description
【技术领域】
本发明涉及浓缩结晶的技术领域，特别是一种高效节能的硫酸锌浓缩结晶装置。
【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。现有的蒸发结晶装置生产效率较低、劳动强度大，蒸汽热量散失较多，能耗高、成本高，且不能保证产品的质量稳定性能。此外，工业生产硫酸锌，其原料部分来源于烟道灰中的金属提取物，其成本不但含氧化锌，还包含钙离子和少量未分离的杂质颗粒，导致反应生成的硫酸锌溶液在蒸发浓缩过程中，由于其中的硫酸钙的溶解度远小于硫酸锌的溶解度，而极易产生硫酸钙结垢，严重的甚至发生堵管、影响换热设备的换热效果，且产生的硫酸钙等细小杂质颗粒一部分会随着浓缩液进入到下一阶段的结晶设备中，因此提出一种高效节能的硫酸锌浓缩结晶装置。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种高效节能的硫酸锌浓缩结晶装置，对二次蒸汽收集再利用，能够有效的降低能耗，并且可减缓在蒸发浓缩过程中硫酸钙等杂质的结垢现象。
为实现上述目的，本发明提出了一种高效节能的硫酸锌浓缩结晶装置，包括依次连接的物料缓冲罐、第一换热器、蒸发浓缩装置、旋流分离器、第二换热器、蒸发结晶装置和离心机装置，所述物料缓冲罐通过第一进料管道与第一换热器相连，所述第一换热器的出口与蒸发浓缩装置的母液进口相连，蒸发浓缩装置的母液进口流入的是加入有惰性固体颗粒的硫酸锌溶液，所述蒸发浓缩装置的出口通过第二进料管道与旋流分离器的进液口相连，所述旋流分离器的出液口通过第四进料管道与第二换热器的进口相连，所述蒸发结晶装置包括自上至下依次设置的蒸发室和结晶室，所述第二换热器的出口与蒸发室相连，所述结晶室下方的出料口通过出料泵与离心机装置相连，所述结晶室的一侧连接有第一循环管道，所述第一循环管道上安装有第一循环泵，所述第一循环泵的出口通过管道与第二换热器的进口相连，所述蒸发结晶装置、第一循环管道、第二换热器和第三进料管道形成第一闭合回路。
作为优选，所述离心机装置的出口连接有第二循环管道，所述第二循环管道上安装有第二循环泵，所述第二循环泵的出口通过管道与所述第二换热器的进口连接，所述离心机装置、第二循环管道、第二换热器、第三进料管道和蒸发结晶装置形成第二闭合回路。
作为优选，所述旋流分离器的下部设有固体出料口，所述第四进料管道上安装有第三进料泵。
作为优选，所述蒸发浓缩装置的蒸汽出口端与第一蒸汽压缩装置相连，所述第一蒸汽压缩装置的二次蒸汽出口与第一换热器相连。
作为优选，所述蒸发结晶装置的蒸汽出口端与第二蒸汽压缩装置相连，所述第二蒸汽压缩装置的二次蒸汽出口与第二换热器相连。
作为优选，所述第一进料管道上设有第一进料泵，所述第二进料管道上设有第二进料泵。
作为优选，所述第一蒸汽压缩装置、第二蒸汽压缩装置的蒸汽进气管道上分别设有有蒸汽控制阀。
本发明的有益效果：本发明通过物料缓冲罐、第一换热器、蒸发浓缩装置、旋流分离器、第二换热器、蒸发结晶装置和离心机装置等的配合，通过对物料进行预加热，利用蒸发浓缩装置对物料进行初步浓缩后进行蒸发结晶，能够提高物料的浓度，提高后续蒸发结晶的速率，并且通过将蒸发浓缩装置、蒸发结晶装置的蒸汽进行加压升温，作为两个加热器的热源，可实现对二次蒸汽收集再利用，能够有效的降低能耗，系统运行过程高效稳定；其中蒸发浓缩过程中，通过惰性固体颗粒将杂质不断吸附结晶，可以降低杂质在装置和管道内结垢，并且加入的惰性固体颗粒不会污染原料，在旋流分离器中能近乎完全的回收惰性固体颗粒，有效减缓结垢趋势，保持较高的换热效率，延长设备清洗周期。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本发明一种高效节能的硫酸锌浓缩结晶装置的结构示意图。
【具体实施方式】
参阅图1本发明一种高效节能的硫酸锌浓缩结晶装置，包括依次连接的物料缓冲罐1、第一换热器2、蒸发浓缩装置3、旋流分离器9、第二换热器4、蒸发结晶装置5和离心机装置8，所述物料缓冲罐1通过第一进料管道与第一换热器2相连，所述第一换热器2的出口与蒸发浓缩装置3的母液进口相连，蒸发浓缩装置3的母液进口流入的是加入有惰性固体颗粒的硫酸锌溶液，所述蒸发浓缩装置3的出口通过第二进料管道30与旋流分离器9的进液口91相连，所述旋流分离器9的出液口92通过第四进料管道90与第二换热器4的进口相连，所述蒸发结晶装置5包括自上至下依次设置的蒸发室51和结晶室52，所述第二换热器4的出口与蒸发室51相连，所述结晶室52下方的出料口通过出料泵81与离心机装置8相连，所述结晶室52的一侧连接有第一循环管道50，所述第一循环管道50上安装有第一循环泵501，所述第一循环泵501的出口通过管道与第二换热器4的进口相连，所述蒸发结晶装置5、第一循环管道50、第二换热器4和第三进料管道40形成第一闭合回路。所述离心机装置8的出口连接有第二循环管道80，所述第二循环管道80上安装有第二循环泵801，所述第二循环泵801的出口通过管道与所述第二换热器4的进口连接，所述离心机装置8、第二循环管道80、第二换热器4、第三进料管道40和蒸发结晶装置5形成第二闭合回路。所述旋流分离器9的下部设有固体出料口93，所述第四进料管道90上安装有第三进料泵901。所述蒸发浓缩装置3的蒸汽出口端与第一蒸汽压缩装置7相连，所述第一蒸汽压缩装置7的二次蒸汽出口与第一换热器2相连。所述蒸发结晶装置5的蒸汽出口端与第二蒸汽压缩装置6相连，所述第二蒸汽压缩装置6的二次蒸汽出口与第二换热器4相连。所述第一进料管道上设有第一进料泵10，所述第二进料管道30上设有第二进料泵301。所述第一蒸汽压缩装置7、第二蒸汽压缩装置6的蒸汽进气管道上分别设有有蒸汽控制阀。
本发明工作过程：
本发明一种高效节能的硫酸锌浓缩结晶装置，在使用的过程中，利用蒸发浓缩装置对物料进行初步浓缩后进行蒸发结晶，能够提高物料的浓度，提高后续蒸发结晶的速率，利用循环管道将蒸发结晶装置内的未形成晶体的氯化钠的稀溶液返回至蒸发结晶装置再次浓缩、经离心机装置脱水得到含水率低的固体晶盐，离心机装置得到的母液可返回至蒸发结晶装置循环蒸发；并且通过将蒸发浓缩装置、蒸发结晶装置的蒸汽进行加压升温，作为两个加热器的热源，可实现对二次蒸汽收集再利用，能够有效的降低能耗，系统运行过程高效稳定；其中蒸发浓缩过程中，通过惰性固体颗粒将杂质不断吸附结晶，可以降低杂质在装置和管道内结垢，并且加入的惰性固体颗粒不会污染原料，在旋流分离器中能近乎完全的回收惰性固体颗粒，有效减缓结垢趋势，保持较高的换热效率，延长设备清洗周期。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种高效节能的硫酸锌浓缩结晶装置，其特征在于：包括依次连接的物料缓冲罐(1)、第一换热器(2)、蒸发浓缩装置(3)、旋流分离器(9)、第二换热器(4)、蒸发结晶装置(5)和离心机装置(8)，所述物料缓冲罐(1)通过第一进料管道与第一换热器(2)相连，所述第一换热器(2)的出口与蒸发浓缩装置(3)的母液进口相连，蒸发浓缩装置(3)的母液进口流入的是加入有惰性固体颗粒的硫酸锌溶液，所述蒸发浓缩装置(3)的出口通过第二进料管道(30)与旋流分离器(9)的进液口(91)相连，所述旋流分离器(9)的出液口(92)通过第四进料管道(90)与第二换热器(4)的进口相连，所述蒸发结晶装置(5)包括自上至下依次设置的蒸发室(51)和结晶室(52)，所述第二换热器(4)的出口与蒸发室(51)相连，所述结晶室(52)下方的出料口通过出料泵(81)与离心机装置(8)相连，所述结晶室(52)的一侧连接有第一循环管道(50)，所述第一循环管道(50)上安装有第一循环泵(501)，所述第一循环泵(501)的出口通过管道与第二换热器(4)的进口相连，所述蒸发结晶装置(5)、第一循环管道(50)、第二换热器(4)和第三进料管道(40)形成第一闭合回路。
2.如权利要求1所述的一种高效节能的硫酸锌浓缩结晶装置，其特征在于：所述离心机装置(8)的出口连接有第二循环管道(80)，所述第二循环管道(80)上安装有第二循环泵(801)，所述第二循环泵(801)的出口通过管道与所述第二换热器(4)的进口连接，所述离心机装置(8)、第二循环管道(80)、第二换热器(4)、第三进料管道(40)和蒸发结晶装置(5)形成第二闭合回路。
3.如权利要求1所述的一种高效节能的硫酸锌浓缩结晶装置，其特征在于：所述旋流分离器(9)的下部设有固体出料口(93)，所述第四进料管道(90)上安装有第三进料泵(901)。
4.如权利要求1所述的一种高效节能的硫酸锌浓缩结晶装置，其特征在于：所述蒸发浓缩装置(3)的蒸汽出口端与第一蒸汽压缩装置(7)相连，所述第一蒸汽压缩装置(7)的二次蒸汽出口与第一换热器(2)相连。
5.如权利要求1所述的一种高效节能的硫酸锌浓缩结晶装置，其特征在于：所述蒸发结晶装置(5)的蒸汽出口端与第二蒸汽压缩装置(6)相连，所述第二蒸汽压缩装置(6)的二次蒸汽出口与第二换热器(4)相连。
6.如权利要求1所述的一种高效节能的硫酸锌浓缩结晶装置，其特征在于：所述第一进料管道上设有第一进料泵(10)，所述第二进料管道(30)上设有第二进料泵(301)。
7.如权利要求1所述的一种高效节能的硫酸锌浓缩结晶装置，其特征在于：所述第一蒸汽压缩装置(7)、第二蒸汽压缩装置(6)的蒸汽进气管道上分别设有有蒸汽控制阀。
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