CN201770492U - 酸浴蒸发器体外结晶元明粉装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种酸浴蒸发器体外结晶元明粉装置，是对现有粘胶纤维生产及元明粉结晶工艺装置的改进。其特征在于：在多效蒸发器之外嫁接有结晶器，该装置中的一效蒸发器的出酸口与一级结晶器相连，二效蒸发器的出酸口与二级结晶器相连，一级结晶器的出酸口与二级结晶器相连，三级结晶器的出酸口则与增稠器相连；新酸的入口则分别接入一效的一次预热器和三效加热器；经三效蒸发器蒸发浓缩后的高温饱和酸浴进入一、二、三级结晶器降温蒸发，分别在80、70、50度以上结晶元明粉，并随母液进入增稠器，进一步增稠为浆料，泵送至离心机经分离、洗涤和干燥而成为产品。本实用新型具有工艺先进、设备紧凑、不结垢不堵管，大幅度降低能耗的优点。

Description

酸浴蒸发器体外结晶元明粉装置

技术领域

[0001] 本实用新型涉及粘胶纤维所用酸浴的制备，尤其涉及制备过程中副产品元明粉的

结晶装置。

背景技术

[0002] 黏胶纤维生产过程中，需要用一定配比的由硫酸、硫酸钠、硫酸锌组成的酸浴，将 纺丝机喷出的黏胶纤维丝束凝固。在凝固丝束过程中，由于酸碱中和，产生了大量水分和硫 酸钠，必须把这些水分和硫酸钠分离出去，酸浴才可循环回用。

[0003] 现行技术是这样分离酸浴中的水分和硫酸钠的：先用闪蒸装置将酸浴进行蒸发浓 缩，将酸浴中的水分分离出去，然后将浓缩后的酸浴进行低温冷却，结晶出芒硝，即十水硫 酸钠。芒硝中含硫酸钠仅42%，不能当产品出售，所以还必须进行熔化、蒸发、分离、干燥等 过程，成为元明粉产品。上述生产装置，是国内外几十年来始终没有变化的生产装置。在 1993年6月青岛海洋大学出版社出版的《人造纤维工厂设备》中有详细论述，迄今只有规模 的改变，没有技术的改进。

[0004] 化工知识告诉我们，硫酸钠在32。4度以下结晶的是十水硫酸钠，在32。4度以上， 结晶的是无水硫酸钠。现行的闪蒸装置，只能进行浓缩，不能进行结晶，因为如果出现结晶， 必定导致设备堵塞、堵管。而如果用一般的蒸发器结晶元明粉，会造成结垢和堵管，加之，由 于蒸发酸浴必须使用石墨管，石墨管不耐元明粉颗粒的磨损，故而不易实现。

发明内容

[0005] 本实用新型的目的在于，设计了一种蒸发器体外结晶装置，旨在用独特的设备结 构，配以独特的工艺方法，让酸浴蒸发浓缩和结晶元明粉在一套装置中的不同区域实现。

[0006] 本实用新型的技术解决方案是这样实现的：

[0007] —种酸浴蒸发器体外结晶元明粉装置，包括冷凝器、真空泵、水封槽、一效、二效凝 水闪发器、增稠器、浆料泵、离心机和干燥装置，其特征在于：在多效蒸发装置之外嫁接有 结晶器，其中的一效蒸发器的出酸口与一级结晶器的进酸口相连；二效蒸发器的出酸口与 二级结晶器的进酸口相连；一级结晶器的出酸口与二级结晶器的进酸口相连；二级结晶器 的出酸口与三级结晶器的进酸口相连；三级结晶器的出酸口连接管插入增稠器液面以下； 一级结晶器的二次蒸汽出口与三效加热器进汽口相连，二级结晶器的二次蒸汽出口与一效 一次预热器及二效预热器进汽口相连，三级结晶器的二次蒸汽出口与冷凝器进汽口相连； 这样，一级结晶器的二次蒸汽用作三效加热器的加热蒸汽；二级结晶器的二次蒸汽，作一效 一次预热器及二效预热器的热源；经多效蒸发器蒸发浓缩后的高温饱和酸浴，进入一级、二 级、三级结晶器降温蒸发，分别在80°C、7(TC、5(rC以上结晶元明粉，其颗粒同母液一同进入 增稠器，结晶颗粒在增稠器中增稠为桨料，由泵送入离心机进行分离、洗涤，然后干燥为产品。

[0008] 所述的一效一次预热器上设有进酸口，也与新酸管连接，该预热器的出酸口与一效二次预热器的进口连接，二次预热器的出口接至一效加热器的进酸口。

[0009] 所述的三效加热器上设有进酸口，也与新酸管连接，所述三效加热器的循环管上 有出酸口，接二效预热器的进酸口，该预热器的出酸口接至二效蒸发器的进酸口。

[0010] 与现有技术相比较，本实用新型的优点显而易见，主要表现在：

[0011] 1、在酸浴蒸发水分过程中同步结晶元明粉，省却了冷却结晶十水芒硝，及用芒硝 再制取元明粉的过程。

[0012] 2、由于在蒸发器内没有结晶析出，避免了结晶颗粒对石墨加热器和循环泵的磨 损，也避免了酸浴在加热器内结晶、结垢，为蒸发器选用高效而紧凑的旋液蒸发器创造了条 件。 [0013] 3、由于采用了新型的旋液蒸发器，在其每根石墨管入口处，设有液膜分布器。加热 器的下方设有料液与蒸汽两个出口 ：料液出口与蒸发室液相区相连，蒸汽出口与蒸发室汽 相区切向连接，蒸汽夹带雾沫切向进入蒸发室后，在蒸发室汽相区高速旋转，能够高效除去 二次蒸汽所夹带的雾沫。

[0014] 4、经过精心合理设计的酸浴多效蒸发结晶器，其汽水比为0. 368，优于现行十一级 闪蒸装置的总汽水比0. 375，并且能直接结晶出元明粉。用调节进酸量与蒸发量比例的方 法，可以调节元明粉的产量。由于旋液蒸发器的高效、紧凑，特别适用于大规模酸浴蒸发装 置，并可直接生产出元明粉，元明粉的产量可以完全满足化纤生产的需要。

附图说明

[0015] 图1是本实用新型的结构示意图。

[0016] 在图中，1、2、3为一效、二效、三效加热器，4、5、6为一效、二效、三效的蒸发室，7、 8、9为一效、二效、三效的循环泵；10、11、12为一级、二级三级结晶器，13、14为新酸预热器， 15为二效预热器，16为冷凝器，17为真空泵，18为水封槽，19为一效凝水闪发器，20为二效 凝水闪发器，21为增稠器，22为浆料泵，23为离心机，24为干燥装置。

具体实施方式

[0017] 如图1如示的一种酸浴蒸发器体外结晶元明粉装置，包括冷凝器16、真空泵17、水 封槽18、一效水、二效水闪发器19，20、增稠器21、浆料泵22、离心机23和干燥装置24，其特 征在于：在多效蒸发装置之外还嫁接有结晶器10，11，12，所述各设备间的连接关系按其功 能分述如下：

[0018] 1、蒸发器的设备管道连接：循环泵7、8、9的吸口 101与蒸发器4、5、6的底部出口 103相连；循环泵7、8、9的出口 102与加热器1、2、3的上部进口 104相连；加热器1、2、3的 料液出口 105与蒸发室4、5、6的液相区进口 106相连，加热器1、2、3的出汽口 107与蒸发 室4、5、6汽相区进汽口 108切向连接。

[0019] 2、蒸汽管的连接：锅炉蒸汽管与一效加热器1进汽口 109连接，加热器1、2的凝水 出口 110与凝水闪发器19、20的进水口 111连接，闪发器19的出汽口 112与预热器14的 进汽口 113连接，闪发器20的出汽口 112与二级结晶器二次蒸汽管上的接口 114连接。一 效蒸发室4的二次蒸汽出口 115与二效加热器2的蒸汽进口 116相连，二效蒸发室5的二 次蒸汽出口 117与三效加热器3的进口 118相连；三效蒸发室6的二次蒸汽出口 119与冷凝器16的蒸汽进口 120相连。一级结晶器10的二次蒸汽出口 140与三效加热器3的进汽 口 141相接，二级结晶器11的二次蒸汽出口 142与一次预热器13的进汽口 143及二效预 热器15的进汽口 144相接，三级结晶器12的二次蒸汽出口 145与冷凝器16的进汽口 146 相接。冷凝器16的排气口 147与真空泵17进气口 148连接。冷凝器排水口 149接降水管 插入水封槽18

[0020] 3、进出酸管的连接：新酸管接预热器13的进口 121，预热器13的出口 122，接预 热器14的进口 123。预热器14的出口 124接一效加热器1的进酸口 125。蒸发室4的出 酸口 126经U形管接一级结晶器10的进酸口 127。另一处新酸管接三效加热器3的进酸 口 128，三效蒸发器在循环管上的出酸口 129接二效预热器15的进酸口 130，预热器15的 出酸口 131接二效蒸发室5进酸口 132。蒸发室5的出酸口 133经U形管接结晶器11的进 口 134。结晶器10的出酸口 135接结晶器11的进酸口 136，结晶器11的出酸口 137接结 晶器12的进酸口 138，结晶器12的出酸口 139接落酸管，插入增稠器21的液面以下。

[0021] 4、一效加热器1使用130度左右的锅炉蒸汽加热，二效加热器2用饱和温度102 度左右的一效二次蒸汽加热，三效加热器3，用饱和温度77度左右的二效二次蒸汽加热。预 热器13、15用二级结晶器11的66度左右的二次蒸汽加热，预热器14用95度冷凝水闪发 蒸汽加热。三效蒸发室6及三级结晶器12的二次蒸汽，饱和温度在43度左右，进冷凝器16 冷凝。真空泵17用于排除各效加热器及冷凝器中的不凝气。循环冷却水进冷凝器16，冷凝 二次蒸汽后，经水封槽18排出。结晶颗粒与结晶母液全部进入增稠器21增稠。增稠器21 溢流口溢流出澄清的结晶母液进入酸浴调配。结晶浆料经浆料泵22打入离心机23进行分 离和洗涤，再进入干燥装置24干燥为产品。

[0022] 5、与本实用新型配套的是，要按工艺标准控制加入的新酸量。新酸量的控制要使 一效、二效蒸发器排出的酸浴恰到饱和或接近饱和。只有这样才能使结晶器结晶出更多的 元明粉。新酸的加入量，应该为一效、二效、三效蒸发量总和的η倍。即G = n(wl+w2+w3)。 η值一般为5左右可达饱和，根据不同的新酸浓度、比重而定。饱和酸浴的沸点升一般为8 度左右。要控制元明粉产量的高低，可通过调节η值的大小达到。η值大时，元明粉产量降 低，反之，元明粉产量提高。但如η值过小，会在蒸发器内提前结晶。

[0023] 分离的湿硝，在离心机中要进行喷雾洗涤。喷雾的数量约等于湿硝的含湿量。

Claims (3)

1. 一种酸浴蒸发器体外结晶元明粉装置，包括冷凝器(16)、真空泵(17)、水封槽(18)、一效、二效凝水闪发器(19、20)、增稠器(21)、浆料泵(22)、离心机(23)和干燥装置(24)，其特征在于：在所述多效蒸发装置之外嫁接有结晶器(10、11、12)，装置中的一效蒸发室(4)的出酸口(126)与一级结晶器(10)的进酸口(127)相连；二效蒸发室(5)的出酸口(133)与二级结晶器(11)的进酸口(134)相连；一级结晶器(10)的出酸口(135)与二级结晶器(11)的进酸口(136)相连；二级结晶器(11)的出酸口(137)与三级结晶器(12)的进酸口(138)相连；三级结晶器(12)的出酸口(139)连接管插入增稠器(21)的液面以下；一级结晶器(10)的二次蒸汽出口(140)与三效加热器(3)进汽口(141)相连，二级结晶器(11)的二次蒸汽出口(142)与一效一次预热器(13)及二效预热器(15)的进汽口(143、144)相连；三级结晶器(12)的二次蒸汽出口(145)与冷凝器(16)的进汽口(146)相连；一级结晶器(10)蒸发的二次蒸汽，与二效二次蒸汽一样，作三效加热器(3)的加热蒸汽；二级结晶器(11)的二次蒸汽，作一效一次预热器(13)及二效预热器(15)的热源；经所述三效蒸发装置蒸发浓缩后的高温饱和酸浴，进入一级、二级、三级结晶器(10、11、12)降温蒸发，分别在80℃、70℃、50℃以上结晶元明粉，其颗粒随同母液一同进入增稠器(21)，结晶颗粒在增稠器(21)中增稠为桨料，由泵(22)送入离心机(23)进行分离、洗涤，然后干燥为产品。
2. 2.根据权利要求1所述的酸浴蒸发器体外结晶元明粉装置，其特征在于所述的加热器 (1、2、3)的料液出口 (105)与蒸发室(4、5、6)的液相区进口 (106)相连，加热器（1、2、3)的 出汽口（107)与蒸发室（4、5、6)的汽相区进汽口（108)切向连接。
3. 3.根据权利要求1所述的酸浴蒸发器体外结晶元明粉装置，其特征在于所述的一效一 次预热器（13)上装有进酸口（121)，且与新酸管连接，该预热器（13)的出酸口（122)接一 效二次预热器（14)的进口（123)，该预热器（14)的出口（124)接至一效加热器（1)的进酸 口（125)；所述的三效加热器（3)的循环管上有出酸口（129)，接二效预热器（15)的进酸口 (130)，该预热室（15)的出酸口（131)接至二效蒸发室（5)的进酸口（132)。