CN110975314B - 一种氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺系统，包括蒸发结晶器、与所述蒸发结晶器连接的大气冷凝器、具有换热管束的闭式凉水塔及连接于所述大气冷凝器的溢流管，所述换热管束的出水口与所述大气冷凝器的进水口通过第一循环水管连接，所述大气冷凝器的出水口与所述换热管束的进水口通过第二循环水管连接，所述第二循环水管上设置有工艺循环水泵，所述溢流管用于将工艺循环水输送至氯酸钠化盐系统。本发明提供的一种氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺系统，工艺循环水在封闭的环境下独立循环，适应电解液蒸发过程中的雾沫夹带，保护环境、保证了产品质量。本发明还提供一种氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺方法。

Description

一种氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺系统及方法
技术领域
本发明涉及氯酸钠生产工艺技术领域，特别涉及一种氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺系统及方法。
背景技术
氯酸钠是无色立方晶体或三方结晶或白色粉末，味咸而凉,易潮解,熔点255℃，易溶于水，0℃在水中的溶解度为790g/L。氯酸钠在中性或弱碱性溶液中氧化力非常低，但在酸性溶液中或有诱导氧化剂和催化剂如硫酸铜存在时，则是强氧化剂，与酸类如硫酸作用放出二氧化氯；与硫、磷和有机物混合或受撞击，易引起燃烧和爆炸；加热至300℃以上易分解放出氧气。氯酸钠被广泛应用于制造二氧化氯、亚氯酸钠、高氯酸盐和其他氯酸盐，还用于鞣革、烟火、印刷油墨制造，以及冶金用矿石处理。
现有氯酸钠蒸发结晶工艺，采用开放式工艺循环水系统，循环水自顶楼约25米高的大气冷凝器无动力自流，管径巨大，且冷凝器需要密封槽密封，防止空气逆流进入大气冷凝器降低真空度，水封槽中循环水通过泵打入凉水塔上部进行冷却，凉水塔水池中循环水通过泵打入25米高大气冷凝器。开放式凉水塔不可避免的将工艺循环水中夹带的化学物质带入外界环境，造成环境污染和物料损失；也将外界的杂质带入了循环系统中，如雨水、空气中的硫和氮氧化合物，造成水质被酸化，最终进入化盐系统，影响电解反应；按循环水蒸发损失量为1％计算，系统消耗了大量的工艺软水。
鉴于此，有必要提供一种新的氯酸钠结晶蒸发工艺解决上述技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺系统，吸收电解液蒸汽的工艺循环水在封闭的环境下独立运行，封闭运行的工艺循环水克服了外界杂质带入循环系统影响氯酸钠电解反应的技术问题，也克服了工艺循环水中夹带的物质带入外界环境污染环境的问题，保证了氯酸钠产品质量。
为了解决上述问题，本发明的技术方案如下：
1.一种氯酸钠结晶蒸发水闭式循环系统，包括蒸发结晶器、与蒸发结晶器连接的大气冷凝器、具有换热管束的闭式凉水塔、工艺循环水管道、连接于大气冷凝器溢流口的溢流管；
所述蒸发结晶器包括筒体、竖直设于筒体中心的进料部、连接于所述进料部底端用于将预热后的氯酸钠电解液输送至所述进料部内的进料管、套设于所述进料部外且呈漏斗状的出料部、设于所述筒体底部并与所述出料部连通用于将结晶物料输出的出料管、连接于所述筒体顶部的椭圆封头、设于所述椭圆封头顶部的升气管；电解液从进料部底部自下而上流动，当到达其顶部时电解液蒸发结晶，结晶后的物料溢流至漏斗形的出料部内，并由出料管排至离心脱水工艺；所述椭圆封头连接所述筒体的连接面与所述蒸发结晶器的蒸发液面重合，以减少蒸发液面以上结晶物附着面积，减少蒸发器内结晶附着几率；
所述椭圆封头顶部的升气管与大气冷凝器相连；
所述大气冷凝器包括位于其顶部并与真空泵相连的不凝气出口管、位于其中部的工艺循环水进水口、位于其底部的工艺循环水出水口和蒸汽进口、位于大气冷凝器内部且置于工艺循环水进水口至不凝气出口管之间的列管式换热器，由升气管排出的蒸汽经所述蒸汽进口进入大气冷凝器并与工艺循环水逆流直接接触进行热交换；
所述列管式换热器用于冷却大气冷凝器内工艺循环水未冷凝的部分蒸汽，以防止不凝气夹带雾沫而影响真空泵系统的正常运行，所述列管式换热器的壳程冷却水由所述闭式凉水塔内用于与换热管束内工艺循环水进行间接热交换的冷却水提供，冷却不凝气后回流至所述闭式凉水塔内循环利用；
所述工艺循环水管道包括连接换热管束出水口与大气冷凝器进水口的第一循环水管、连接大气冷凝器出水口与换热管束进水口的第二循环水管、设于第二循环水管上的工艺循环水泵、连接于所述工艺循环水泵进水口端的工艺软水进水管、连接于所述工艺循环水泵出水口的冲洗水管，所述工艺循环水泵位于大气冷凝器的出水口以下5-10m处；
所述大气冷凝器溢流口的溢流管用于将工艺循环水输送至氯酸钠化盐系统，溢流口的位置低于所述大气冷凝器的蒸汽进口位置；
所述闭式凉水塔包括换热管束、工业水冷却装置及塔顶的风机；
所述工业水冷却装置包括冷却水循环泵、与冷却水循环泵连接的喷淋水管，所述喷淋水管提供的喷淋水与换热管束内的工艺循环水进行间接热交换使工艺循环水冷却，喷淋水增加的热量由所述风机进行撤热。
2.根据1所述的一种氯酸钠结晶蒸发水闭式循环系统的工艺方法，包括如下步骤：
向凉水塔加入冷却水，以保证其不断蒸发水份维持撤热能力；通过工艺软水进水管向闭式循环系统补充工艺软水，直至大气冷凝器溢流口出现水流为止；
从氯酸钠电解母液槽来的电解液，经以氯酸钠电解循环液为热源的板式换热器预热后进入蒸发结晶器中心的进料管，开启与大气冷凝器不凝气管连接的真空泵系统，为蒸发结晶器的初始蒸发提供真空度90-93KPa，此时氯酸钠电解液沸点为44-46℃，电解液中的水分蒸发，形成的蒸汽通过升气管进入大气冷凝器；氯酸钠电解液在蒸发结晶器底部搅拌桨推动作用下从进料管底部自下而上运动，到达进料管顶端时蒸发水分结晶，结晶物由进料管顶端口溢流至漏斗状的出料管中，并通过出料管排至离心脱水工艺；
控制蒸发结晶器的蒸发液面在其筒体与椭圆封头连接面，这样以减少蒸发液面以上结晶物的附着面积与蒸发器内结晶物的附着几率；
氯酸钠电解液蒸发产生的蒸汽通过蒸发结晶器的升气管进入大气冷凝器内，与凉水塔提供的工艺循环水逆流直接接触热交换，未冷凝部分蒸汽继续上升与列管式换热器进行热交换而使不凝气中不夹带雾沫，冷凝气体形成的真空使蒸发结晶器内的电解液持续蒸发，此时与大气冷凝器不凝气管连接的真空泵系统的负荷仅用于排出系统中的不凝气，凉水塔提供的工艺循环水温为20-31℃，列管式换热器壳程进水温度为15-25℃；
大气冷凝器冷凝水水温为31-37℃，冷凝水通过工艺循环水泵输送至闭式凉水塔的换热管束内与凉水塔工业水冷却装置的喷淋水管提供的冷却水进行间接热交换，冷却到20-30℃温度后再次进入大气冷凝器内冷却电解液水蒸汽，以此形成工艺循环水的闭式循环，工艺循环水冷凝电解液水蒸气后的富余部分通过溢流管溢流输送至氯酸钠化盐系统。
本发明提供的氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺系统及方法，有益效果在于：
1、本发明提供的氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺系统及方法，在氯酸钠真空蒸发结晶工序中采用闭式循环水工艺，吸收电解液蒸汽的工艺循环水在封闭的环境独立运行，确保了水质不受外界影响，保证了产品质量；封闭运行的循环水，其富余部分返回氯酸钠化盐系统或直接做冲洗水用，降低了工艺水消耗，且减少了物料的消耗；封闭运行的系统，无需考虑电解液蒸发过程的雾沫夹带现象，无化学物质对环境的污染。
2、本发明提供的氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺系统及方法，工艺循环水冷却采用闭式凉水塔，取消大气密封槽，由低扬程循环泵为工艺循环水提供动力，使其在大气冷凝器中冷凝蒸汽后输送至闭式凉水塔的换热管束进行间接换热，与现有技术相比，可节约能耗。
3.大气冷凝器中增加列管式换热器，用于冷却大气冷凝器内工艺循环水未冷凝的部分蒸汽，一方面可防止不凝气夹带雾沫而影响真空泵系统的正常运行，可实现进一步冷凝水蒸气提高系统真空度，另一方面可防止含氯酸钠等化学物质随不凝气夹带至真空泵系统，随冷凝液重力下落，进入工艺循环水中。
4.本发明提供的氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺系统及方法，通过对蒸发结晶器的结构进行设计，进一步稳定生产。具体表现为：与现有技术相比，取消了蒸发液面上1.5米高直筒段，取消1.7米高锥斗，直接设置椭圆封头，确保蒸发面积的同时，减少结晶物附着面积，减少了结晶的几率；取消除雾器，避免除雾器的结晶堵塞，降低系统阻力降，减少了结晶的几率；取消冲洗水喷淋管和喷头，取消检修人孔，直接通过提高蒸发液面溶解结晶物，便于消除结晶；蒸发段顶部升气管因为气速较快，不易结晶，也可以通过大气冷凝器返流溶解结晶物，该操作是通过关小大气冷凝器溢流管阀门实现，便于消除结晶。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
附图1是本发明提供的氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺系统的结构示意图；
附图2是现有技术中蒸发结晶器与大气冷凝器的结构示意图；
附图标记：100-氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺系统，1-蒸发结晶器，11-筒体，12-进料部，13-出料部，14-椭圆封头，15-升气管，16a-进料管，16b-出料管，17-蒸发液面；
2-大气冷凝器，21-不凝气出口管，22-进水口，23-出水口，24-蒸汽进口，25-列管式换热器；
3-闭式凉水塔，31-换热管束，32-工业水冷却装置，33-风机，321-冷却水循环泵，322-喷淋水管；
4-工艺循环水管道，41-第一循环水管，42-第二循环水管，43-工艺循环水泵，44-冲洗水管，45-工艺软水进水管；
5-溢流管。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
附图1是本发明提供的氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺系统的结构示意图。本发明的氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺系统100包括蒸发结晶器1、大气冷凝气2、闭式凉水塔3、工艺循环水管道4及溢流管5。
蒸发结晶器1包括筒体11、竖直设于筒体11中心的进料部12、套设于进料部12外且呈漏斗状的出料部13、设于筒体顶部的椭圆封头14、设于椭圆封头14顶部的升气管15。其中进料部12为直筒形，其内液体流动方向是从下至上；进料部12与进料管16a连接，通过进料管16a将预热后的氯酸钠电解液输送至进料部12内，电解液从下至上流动，在到达进料部12端口位置(即为蒸发液面)时，电解液结晶，并在电解液的不断推动作用下从进料部12的端口溢流出；出料部13环绕进料部12设置，用于收容从进料部12端口不断产生的晶体，通过与出料管16b连接，将蒸发结晶后的产品从出料管16b排至离心脱水工艺。
椭圆封头14与筒体11顶面连接，且椭圆封头14连接筒体11的连接面与蒸发结晶器1的蒸发液面17重合。需要说明的是，蒸发液面是指电解液在从下至上的流动过程中，在真空环境下电解液蒸发产生结晶的位置。实际应用中，可通过设置电解液的流速、真空度、蒸发温度等条件，将蒸发液面进行调节。椭圆封头14的高度为0.8-1.2m，优选为1m。
升气管15位于大气冷凝器2内，用于将蒸发产生的蒸汽送入大气冷凝器2中冷却。
由蒸汽进口24进入大气冷凝器2内蒸汽与工艺循环水逆流接触而进行热交换，冷凝水进入工艺循环水中，未冷凝气通过设于大气冷凝器2顶部的不凝气出口管21排出；且不凝气出口管21连接有真空泵系统，用于在初始阶段为蒸发结晶器1提供真空。大气冷凝器2的中部设有工艺循环水进水口22，底部设置有工艺循环水出水口23，进水口22与闭式凉水塔3的换热管束出水口连接，出水口23与闭式凉水塔的换热管束进水口连接；在大气冷凝器2内，位于进水口22与不凝气出口管21之间设置有列管式换热器25，列管式换热器25用于冷却大气冷凝器内工艺循环水未冷凝的部分蒸汽，以防止不凝气夹带雾沫而影响真空泵系统的正常运行。列管式换热器25的壳程冷却水由闭式凉水塔3的冷却水提供，具体为：由用于与换热管束内工艺循环水进行间接热交换的冷却水提供，且冷却水冷却不凝气后回流至闭式凉水塔内循环利用。
闭式凉水塔3包括换热管束31、与换热管束31进行间接热交换的工业水冷却装置32、及设于塔顶的风机33，工业水冷却装置32包括冷却水循环泵321、与冷却水循环泵321连接的喷淋水管322，喷淋水管322提供的喷淋水与换热管束内的工艺循环水进行间接热交换使工艺循环水冷却，喷淋水增加的热量由风机33进行撤热。也就是说，喷淋水管322提供的喷淋水量一方面用于满足与换热管束进行热交换，另一方面需满足与列管式换热器25进行热交换。
工艺循环水管道4包括第一循环水管41、第二循环水管42、工艺循环水泵43，其中第一循环水泵41的两端分别连接换热管束的出水口与大气冷凝器的进水口22，第二循环水泵42的两端分别连接大气冷凝器的出水口23与换热管束的进水口，工艺循环水泵43设置在第二循环水管42上，将工艺循环水泵送至闭式凉水塔3的换热管束内，使工艺循环水在闭式凉水塔3内冷却后再次循环使用。
优选地，工艺循环水泵43位于大气冷凝器2的出水口23以下5-10m处，用于抵消大气冷凝器的真空度，避免离心泵的进口产生气蚀。
工艺循环水管道4还包括连接于工艺循环水泵43进水口端的工艺软水进水管45、连接于工艺循环水泵43出水口的冲洗水管44，冲洗水管44用于冲洗氯酸钠制备工艺中需要溶解结晶物的相应部件(如结晶器外循环管、结晶器内壁、结晶器搅拌装置、其他附属的泵、离心机等管道设备)，最终均回到蒸发结晶器1中被蒸发吸收，循环利用。工艺软水进水管45用于在开车时为系统提供工艺软水。因此，应用本发明的闭式循环系统，在冲洗氯酸钠制备工艺中需要溶解结晶物的相应部件时，无需引入新鲜软水，同时也一定程度保证了冲洗水的洁净度。
本发明中，在氯酸钠真空蒸发结晶工序中采用闭式循环水工艺，吸收电解液蒸汽的工艺循环水在封闭的环境独立运行，确保了水质不受外界影响，保证了产品质量；封闭运行的循环水，其富余部分返回氯酸钠化盐系统，降低了工艺水消耗，且减少了物料的消耗；封闭运行的系统，无需考虑电解液蒸发过程的雾沫夹带现象，无化学物质对环境的污染。
溢流管5连接于大气冷凝器2，用于将工艺循环水输送至氯酸钠化盐系统.本发明中，溢流管5与大气冷凝器2的连接位置略低于蒸汽进口24位置，避免蒸汽由溢流管排出。
结合参阅附现有技术中蒸发结晶器与大气冷凝器的结构示意图附图2，现有技术的蒸发结晶器1a同样与大气冷凝器2a直接连接，但蒸发结晶器在蒸发液面17a上还设有1.5m高的直筒段18a，然后在直筒段18a上连接一高度为1.7m的高锥斗19a，并在高锥斗19a内设有除雾器10a，以及用于洗涤结晶物的喷淋洗涤装置101a、及设于高锥斗19a处的检修人孔102a。
通过对比可知，本发明的蒸发结晶器1取消了蒸发液面上1.5米高直筒段，取消1.7米高锥斗，直接设置椭圆封头，不便于氯酸钠、硫酸钠结晶，确保蒸发面积的同时，减少结晶物附着面积，减少了结晶的几率；取消除雾器，避免除雾器的结晶堵塞，降低系统阻力降，减少了结晶的几率；取消冲洗水喷淋管和喷头，取消检修人孔，直接通过提高蒸发液面溶解结晶物，便于消除结晶；蒸发段顶部升气管因为气速较快，不易结晶，可以通过大气冷凝器返流溶解附着在管壁内的结晶物，该操作是通过关小大气冷凝器溢流管阀门实现，便于消除结晶。
实施例2
基于实施例1的氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺系统，本发明提供的氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺方法，包括如下步骤：
(1)向闭式凉水塔补充一次冷却水，以保证其不断蒸发水份维持撤热能力；通过工艺软水进水管向系统补充工艺软水，直至大气冷凝器溢流口出现水流；
(2)预热后的氯酸钠电解液进入蒸发结晶器1中心的进料部12，开启与大气冷凝器不凝气出口管21连接的真空泵系统，为蒸发结晶器的初始蒸发提供真空，当真空度达到90-93KPa时，水蒸气的沸点为44-46℃，电解液中的水分蒸发；此时电解液从进料部12底部自下而上运动，到达进料部12顶端时产生蒸发结晶，结晶物由进料部端口溢流至漏斗状的出料部13中，并通过出料管16b排至离心脱水工艺；
本实施例中，电解液进料温度为60℃，进料量为68m3/h，其中氯酸钠含量为630-680g/L。
(3)电解液蒸发产生的蒸汽通过蒸发结晶器的升气管15进入大气冷凝器2内，与凉水塔提供的工艺循环水逆流接触进行热交换，未冷凝部分蒸汽继续上升与列管式换热器25进行热交换而使不凝气中不夹带雾沫，冷凝气体形成的真空使蒸发结晶器内的电解液持续蒸发，此时与大气冷凝器的不凝气管连接的真空泵系统可以低负荷运行；凉水塔提供的工艺循环水温为20-30℃，列管式换热器壳程进水温度为15-25℃；
(4)大气冷凝器产生的冷凝水水温为31-37℃，冷凝水通过工艺循环水泵43直接输送至闭式凉水塔的换热管束内进行间接热交换，冷却后再次进入大气冷凝器内冷却水蒸汽，以此形成工艺循环水的闭式循环；
本实施例中，工艺循环水循环量为6003/h，进入大气冷凝器的温度为29℃，出水温度为35℃。
(5)工艺循环水吸收水蒸气后富余部分通过溢流管自流输送至氯酸钠化盐系统。
本发明中，工艺循环水在开车时为新鲜工艺软水，随着工艺的运行，吸收了蒸汽后，工艺循环水内含有少量的氯酸钠、氯化钠、重铬酸钠、硫酸钠等物质。将富余的工艺循环水通过溢流管5输送至氯酸钠化盐系统，减少了物料的消耗，也避免了外界物质引入系统。
本发明提供的氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺方法，工艺循环水完全在设备和管道中密闭运行，没有和外界环境有任何的直接接触，该系统可以完全取代氯酸钠装置的加压冲洗水系统，且无需消耗新鲜工艺软水；工艺循环水没有大容量的循环水池，没有水封槽，工业冷却循环水和工艺循环水通过各自低扬程循环泵进行独立运行，不进行物质交换；闭式凉水塔布置于结晶工序厂房顶部，由于靠近大气冷凝器，通过工艺循环泵的自吸，管径小，管道短，管损小，扬程低，能耗低。
实施例3
通过本发明的具体实施方式与现有技术的工艺方法进行对比，详细阐述本发明提供的氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺方法及改进优势，以5万吨氯酸钠/年的产量，具体实施方式如下：
(1)闭式凉水塔独立运行：外界温度20℃时，结晶蒸发器运行前，闭式凉水塔通过补水阀补一次工业水，作为闭式凉水塔冷却循环水，补水后自身独立运行，额定循环水量900m3/h，冷却水循环泵扬程15米，电机功率63kw。凉水塔稳定运行保证系统撤热能力，凉水塔水池设液位调节，自动调节补水量，正常运行时需补水9m3/h。
(2)工艺循环水运行：通过补水阀对工艺循环水管线进行补工艺软水，待大气冷凝器溢流管视镜出现水流时，打开工艺循环水回流阀，开启工艺循环水泵，对工艺循环水管线进行补水，系统中的空气通过高位排气阀排出，直到溢流管视镜再次出现水流时，完成密闭系统补水，关闭补水阀和回流阀，此时工艺循环水量600m3/h，工艺循环水泵扬程15米，电机功率42kw，正常运行时大气冷凝器工艺循环水进水温度29℃，出水温度35℃，列管式换热器的进水温度为25℃。
(3)减压蒸发：经预热的电解液开始进料，进料量68m3/h，氯酸钠含量650g/l，温度60℃，通过视镜观察逐渐达到指定液面，开启大气冷凝器不凝气管道中的真空泵系统，真空度达到92kPa，水蒸发的沸点仅为45℃，电解液中的水分蒸发；
(4)蒸汽冷凝：蒸汽通过升气管进入大气冷凝器，被直接接触的低温工艺循环水吸收，冷凝气体形成的真空使得电解液持续蒸发。
(5)富余部分送出：水蒸气被工艺循环水吸收后富余部分通过大气冷凝器溢流口自流送往氯酸钠化盐池，溢流口高23米，溢流管插入地下化盐池液面以下，以实现自流和水封，防止倒入气体，溢流量为7m3/h，是含少量氯酸钠、硫酸钠、氯化钠、重铬酸钠的水溶液。
(6)结晶蒸发器的维护：60℃的电解液进入结晶器，蒸发水分后，整个结晶器充满氯酸钠的过饱和溶液，温度降至45℃后，结晶器外循环管，结晶器内壁，结晶器搅拌都存在大量的结晶物，还有其他附属的泵、离心机等管道设备需要冲洗。从安装在装置高位的工艺循环水泵出口引出一根冲洗水总管，对氯酸钠装置中任何需要溶解结晶物的点进行冲洗，无需使用新鲜工艺软水，且最终还是从结晶蒸发器顶部蒸发被吸收，循环利用。结晶器蒸发段的结晶物，以及升气管、温度计、视镜附着的结晶物，均可以通过调节蒸发液面上下波动、工艺循环水返回蒸发段进行溶解和冲洗。
而未改进以前的氯酸钠结晶蒸发水循环工艺方法如下：
(1)开式凉水塔系统运行：外界温度20℃时，结晶蒸发器运行前，水封槽、凉水塔水池补工艺软水，凉水塔送大气冷凝器水温29℃，流量600m3/h，冷却水循环泵扬程40米，水泵电机功率110kw。大气冷凝器出水自流入水封槽，水封槽送凉水塔水温35℃，流量600m3/h，扬程30米，水泵电机功率90kw，保证系统撤热能力。
(2)减压蒸发：经预热的电解液开始进料，进料量68m3/h，氯酸钠含量650g/l，温度60℃，通过视镜观察逐渐达到指定液面，开启大气冷凝器不凝气管道中的真空泵系统，真空度达到92kPa，水蒸发的沸点仅为45℃，电解液中的水分蒸发；
(3)蒸汽冷凝：蒸汽通过升气管进入大气冷凝器，被直接接触的低温工艺循环水吸收，冷凝气体形成的真空使得电解液持续蒸发。
(4)富余部分送出：凉水塔水池设液位调节，需用送大气冷凝器水泵送至氯酸钠化盐系统，由于开式凉水塔水分蒸发6m3/h，仅1m3/h送往氯酸钠化盐系统。开式凉水塔运行时，蒸发带走雾沫，以及飞溅的液滴都将氯酸钠、氯化钠、硫酸钠、重铬酸钠带出了系统，且因为凉水塔的水分蒸发，上述化学物质的浓度越来越高，高浓度雾沫和液滴飞溅加剧对外界环境的污染，因此需要不定期补加工艺软水降低浓度，同时加大凉水塔系统向氯酸钠化盐系统外送量。
(5)结晶蒸发器的维护：因为开放式循环凉水塔，其水封槽、凉水塔是直接暴露在外界环境中的，雨水、灰尘、硫和氮氧化物都进行入循环水系统，其无法作为冲洗水使用。因此需要新增水泵对工艺软水进行加压，送往氯酸钠装置中各点进行冲洗，需增加工艺软水的消耗。因开放式凉水塔，蒸发结晶器必须采取相应措施，减少雾沫夹带，结晶器蒸发段比较复杂，1.5米高直管段，1.7米高椎体，椎体设置除雾器，喷淋水系统等，由于蒸发段可附着面积大，蒸发段内部，除雾器，以及升气管、温度计、视镜附着的结晶物，需通过设置冲洗水喷淋系统进行溶解和冲洗，需增加工艺软水的消耗，且喷淋水系统冲洗效果有限，需要不定期停车人工清理。
通过以上对比可知：本发明提供的氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺系统及方法，吸收电解液蒸汽的工艺循环水在封闭的环境下独立运行，封闭运行的工艺循环水克服了外界杂质带入循环系统影响电解反应的技术问题，也克服了工艺循环水中夹带的物质带入外界环境污染环境的问题，保证了产品质量。
采用本发明的氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺系统及方法，溢流水量比现有技术多6m3/h，减少了热量和水量的散失；工艺水循环泵和冷却水循环泵的扬程和功率均小于现有技术对应的工艺水循环泵和冷却水循环泵，取消了独立运行的冲洗水泵，大大降低了电耗。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。
以上结合附图对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行的多种变化、修改、替换和变型均仍落入在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种氯酸钠结晶蒸发水闭式循环系统，其特征在于，包括蒸发结晶器、与蒸发结晶器连接的大气冷凝器、具有换热管束的闭式凉水塔、工艺循环水管、连接于大气冷凝器溢流口的溢流管、工业水冷却装置；
所述蒸发结晶器包括呈直管段的筒体、竖直设于筒体中心且出口略低于筒体直管段的进料筒、进料管、设于进料筒外且呈漏斗状的出料筒、出料管、筒体顶部的椭圆封头、与大气冷凝器相连的椭圆封头顶部的升气管；
所述大气冷凝器包括位于其顶部并与真空泵相连的不凝气出口管、位于其中部的工艺循环水进水口、位于其底部的工艺循环水出水口和蒸汽进口、位于大气冷凝器内部且置于工艺循环水进水口至不凝气出口管之间的列管式换热器，由升气管排出的蒸汽经所述蒸汽进口进入大气冷凝器并与工艺循环水逆流直接接触进行热交换；
所述列管式换热器用于冷却大气冷凝器内工艺循环水未冷凝的部分蒸汽，以防止不凝气夹带雾沫而影响真空泵系统的正常运行，所述列管式换热器的壳程冷却水由所述闭式凉水塔内用于与换热管束内工艺循环水进行间接热交换的冷却水提供，冷却不凝气后回流至所述闭式凉水塔内循环利用；
所述工艺循环水管包括连接换热管束出水口与大气冷凝器进水口的第一循环水管、连接大气冷凝器出水口与换热管束进水口的第二循环水管及其循环水泵、连接循环水泵进水口端的工艺软水进水管、连接循环水泵出水口的冲洗水管，第二循环水管的循环水泵位于大气冷凝器出水口以下5-10m处；
所述大气冷凝器溢流口的溢流管用于将工艺循环水输送至氯酸钠化盐系统，溢流口的位置低于所述大气冷凝器的蒸汽进口位置；
所述具有换热管束的闭式凉水塔包括换热管束、工业水冷却装置及塔顶风机；
所述工业水冷却装置包括冷却水循环泵、与冷却水循环泵连接的喷淋水管，喷淋水管提供的喷淋水与换热管束内的工艺循环水进行间接热交换使工艺循环水冷却，喷淋水增加的热量由所述具有换热管束的闭式凉水塔塔顶风机撤热。
2.根据权利要求1所述的一种氯酸钠结晶蒸发水闭式循环系统的工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：
向凉水塔加入冷却水，以保证其不断蒸发水分维持撤热能力；通过工艺软水进水管向闭式循环系统补充工艺软水，直至大气冷凝器溢流口出现水流为止；
从氯酸钠电解母液槽来的电解液，经以氯酸钠电解循环液为热源的板式换热器预热后进入蒸发结晶器中心的进料筒，开启与大气冷凝器不凝气出口管连接的真空泵系统，为蒸发结晶器的初始蒸发提供真空度90-93KPa，此时氯酸钠电解液沸点为44-46℃，电解液中的水分蒸发，形成的蒸汽通过升气管进入大气冷凝器；氯酸钠电解液在蒸发结晶器底部搅拌桨推动作用下从进料筒底部自下而上运动，到达进料筒顶端时蒸发水分结晶，结晶物由进料筒顶端口溢流至漏斗状的出料筒中，并通过出料管排至离心脱水工艺；
控制蒸发结晶器的蒸发液面在其筒体与椭圆封头连接面，这样以减少蒸发液面以上结晶物的附着面积与蒸发器内结晶物的附着几率；
氯酸钠电解液蒸发产生的蒸汽通过蒸发结晶器的升气管进入大气冷凝器内，与凉水塔提供的工艺循环水逆流直接接触热交换，未冷凝部分蒸汽继续上升与列管式换热器进行热交换而使不凝气中不夹带雾沫，冷凝气体形成的真空使蒸发结晶器内的电解液持续蒸发，此时与大气冷凝器不凝气出口管连接的真空泵系统的负荷仅用于排出系统中的不凝气，凉水塔提供的工艺循环水温度为20-31℃，列管式换热器壳程进水温度为15-25℃；
大气冷凝器冷凝水水温为31-37℃，冷凝水通过工艺循环水泵输送至闭式凉水塔的换热管束内与凉水塔工业水冷却装置的喷淋水管提供的冷却水进行间接热交换，冷却到20-30℃温度后再次进入大气冷凝器内冷却电解液水蒸汽，以此形成工艺循环水的闭式循环，工艺循环水冷凝电解液水蒸汽后的富余部分通过溢流管溢流输送至氯酸钠化盐系统。
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