CN201906482U

CN201906482U - 真空结晶装置

Info

Publication number: CN201906482U
Application number: CN2011200282387U
Authority: CN
Inventors: 马厚强
Original assignee: ZIBO TONGDA ANTI-CORROSION EQUIPMENT CO LTD
Current assignee: Shandong Feng Te Environmental Protection Technology Co., Ltd
Priority date: 2011-01-27
Filing date: 2011-01-27
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2021-01-27

Abstract

一种真空结晶装置，包括多个通过腔室通道相连通的真空结晶腔室，在每个所述真空结晶腔室底部设置有个中空的带有均匀布气孔的空气排管。一种真空结晶系统，包括上述真空结晶装置、真空泵、增浓器和离心分离装置。所述空气排管带有布气孔的一端浸入溶液中，另一端连接大气，由于真空结晶腔室保持真空环境，溶液具有负压，这样空气由外界压入中空的空气排管内，进而通过所述布气孔向溶液中连续布气。所述真空结晶系统形成的晶核尺度分布均匀，无机盐晶体不容易沉积从而不会在结晶装置底部出现沉积层，避免了无机盐晶体结块而堵塞通道，保证了盐浆在腔室之间顺畅流通。本实用新型所述的真空结晶装置实现了对工业废物的处理再利用，且对环境友好。

Description

真空结晶装置

技术领域

本实用新型属于化工技术领域，具体涉及一种对无机盐类进行结晶提取的真空结晶装置。

背景技术

真空结晶是指在真空环境下，含有无机盐溶质的溶液的溶剂气化蒸发，蒸发的同时带走了溶液的热量，使得溶液温度降低、溶解度降低，无机盐从溶液中结晶析出。目前，真空结晶技术已经在粘胶纤维、食品、化工行业中得到了广泛的应用。

现有技术中，中国专利CN1090982C公开了一种用于化纤生产过程中硫酸钠回收的过堰搅拌真空连续硫酸钠结晶的装置，该装置由结晶器、预冷器、浴液冷凝器、脱气罐、增浓器、脱水机、盐浆泵组成，工作时，首先将浓缩纺丝浴泵入预冷器预冷后，进入多级结晶器结晶成盐浆，再将盐浆泵入增浓器增浓，增浓后的盐浆中仍含有较多的水分，所以将其输送到脱水机进行固液分离，增浓后的母液经另一脱气罐进入浴液冷凝器，对预冷器蒸放出的蒸气进行冷凝，同时自身得到直接加热，升温后回到纺丝浴槽循环使用；脱盐后的母液则经脱气罐再次进入多级结晶器进行结晶分离，最后获得硫酸钠结晶。

在上述技术中，由于低温浴液要依次流过多级结晶器，而随着浴液逐渐由结晶室K1到K4，浴液的浓度逐渐增大，浴液呈盐浆态，在该盐浆态时液体的流动性降低，为防止结晶物沉淀凝固，所以该技术中采用过堰折流搅拌。但是采用过堰折流搅拌，即过堰折边板式搅拌，该搅拌方法主要是通过板式搅拌来引导浴液搅动，但是这种搅动只能局限于靠近所述过堰折边的区域内，在远离所述过堰折边的区域则无法对浴液进行充分、均匀的搅拌，这样就会导致浴液受到不均匀的搅拌，使得在搅拌过程中结晶形成的晶核尺度不一，导致最终结晶析出的晶体的粒度分布不均匀，表现为在未得到充分搅拌的区域晶核普遍较大，而在得到充分搅拌的区域晶核普遍较小。再者，由于结晶析出的晶体没有得到充分的搅拌，而晶体又很容易沉积，所以晶体将会在结晶器的底部形成不容易溶解的沉积层，影响了产率，也加大了结晶器的清洗难度。

此外，多级结晶器是由多个结晶腔室构成，所述多个结晶腔室之间是通过较为狭小的通道贯通连接的。硫酸钠在结晶过程中一旦无法得到充分地搅拌那么就极易结块，这些结块很容易将上述狭小的通道堵塞，一旦堵塞将使得结晶程序无法继续，不得不停止生产程序对结晶器进行清洗处理，这样直接影响了结晶器的结晶处理效率。

实用新型内容

本实用新型所要解决的第一个技术问题是现有技术中的真空结晶装置采用过堰折流搅拌无法实现对浴液的均匀搅拌，导致在搅拌过程中结晶形成的晶核尺度分布不均匀，影响了产品的质量，进而提供一种可以对浴液进行充分且均匀的搅拌、保证晶核具有较为均匀的粒径分布的真空结晶装置。

本实用新型所要解决的第二个技术问题是现有技术中的真空结晶装置采用过堰折流搅拌无法实现对浴液的均匀搅拌，而硫酸钠晶体很容易沉积、使得在真空结晶装置的底部形成难以溶解的沉积层，进而提供一种不会在结晶装置底部出现沉积层的真空结晶装置。

本实用新型所要解决的第三个技术问题是现有技术中的真空结晶装置采用过堰折流搅拌无法实现对浴液的均匀搅拌，而硫酸钠晶体极易结块，容易因结块而堵塞多级真空结晶装置中的相邻结晶腔室之间的连通通道，影响生产进程，进而提供一种不会出现硫酸钠晶体结块堵塞、保证盐浆在腔室之间顺畅流通的真空结晶装置。

为此，本实用新型采用的技术方案如下：

一种真空结晶装置，包括多个上部设置有排气口的真空结晶腔室，相邻两个所述真空结晶腔室之间通过腔室通道相连通，沿溶液的流动方向，在第一个真空结晶腔室上部设置进液口，在其余真空结晶腔室中的至少一个真空结晶腔室的底部设置出液口，在所述出液口处设置可控制所述出液口开闭的控制阀；

在每个所述真空结晶腔室底部设置有多个中空的空气排管，所述空气排管的一端贯通所述真空结晶腔室与大气相连通，位于腔室内的一端为封闭设置，所述空气排管位于所述真空结晶腔室内的部分设有多个布气孔。

所述空气排管垂直于水平面设置。

所述空气排管位于所述真空结晶腔室内的部分呈“田”字形。

所述空气排管沿所述真空结晶腔室的内壁设置。

一种真空结晶系统，其包括真空泵、真空结晶装置、增浓器和离心分离装置，所述真空泵和所述真空结晶装置的排气口相连通，所述离心分离装置和所述增浓器的出液口相连接；

所述真空结晶装置，包括多个上部设置有排气口的真空结晶腔室，相邻两个所述真空结晶腔室之间通过腔室通道相连通；

沿溶液的流动方向，在第一个真空结晶腔室上部设置进液口，在其余真空结晶腔室中的至少一个真空结晶腔室的底部设置出液口，在所述出液口处设置可控制所述出液口开闭的控制阀；

在每个所述真空结晶腔室底部设置有多个中空的空气排管，所述空气排管的一端贯通所述真空结晶腔室的底端与大气相连通，另一端为封闭设置，位于腔室内的一端为封闭设置，所述空气排管位于所述真空结晶腔室内的部分设有多个布气孔；

所述真空结晶腔室的出液口和所述增浓器的进液口相连接，向所述增浓器内输送经结晶后的盐浆。

与所述真空结晶装置的进液口相连接设置有预冷却器，所述预冷却器具有与其连接进行热交换的冷却源；所述预冷却器具有进液口和出液口，所述预冷却器的出液口与所述真空结晶装置的进液口相连接。

所述冷却源为具有冷凝介质的溶液冷凝器；

所述增浓器的上部设置有溢流口，所述溢流口与所述溶液冷凝器的进液口相连接，母液经所述溢流口溢出后进入所述溶液冷凝器。

在所述真空结晶装置排气口和所述真空泵之间连接设置有至少一级冷凝器，在各级冷凝器之后设置有蒸汽喷射泵。

所述空气排管垂直于水平面设置或沿所述真空结晶腔室的内壁设置。

本实用新型技术方案同现有技术相比具有如下优点：

本实用新型所述的真空结晶装置，在每个所述真空结晶腔室底部设置有多个中空的空气排管，所述空气排管的一端贯通所述真空结晶腔室与大气相连通，位于腔室内的一端为封闭设置，所述空气排管位于所述真空结晶腔室内的部分设有多个布气孔。由于真空结晶装置的真空结晶腔室内部是一直处于真空状态的，布气孔一端浸入溶液，另一端连接大气，这样在负压作用下空气被压入布气孔内，并通过所述布气孔向溶液中连续布气，由于布气孔设置有多个，从而实现了采用空气对溶液的均匀、充分搅拌，使得在搅拌过程中结晶形成的晶核尺度分布均匀，保证了在晶核基础上进一步形成的晶体具有较为均匀的粒径分布。

此外，采用上述方式对溶液均匀搅拌，使得晶体不容易沉积，从而不会在结晶装置底部出现沉积层。上述搅拌方式使得溶液中的晶体不会结块，从而避免了无机盐晶体因结块而堵塞多级真空结晶装置中的相邻结晶腔室之间的连通通道，保证了盐浆在腔室之间顺畅流通。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为本实用新型所述真空结晶装置的侧面剖视图；

图2为本实用新型所述真空结晶装置的横向剖视图；

图3为本实用新型所述设置有垂直于水平面空气排管的真空结晶装置的侧面剖视图；

图4为本实用新型所述真空结晶系统的连接示意图。

图中附图标记表示为：1－溶液冷凝器（冷却源），2－预冷却器，21－预冷却器进液口，3－真空结晶装置，31－真空结晶腔室，32－进液口，33－排气口，34－空气排管，35－布气孔，36－腔室通道，4－一级冷凝器，5－二级冷凝器，6－增浓器，7－离心分离装置，8－盐浆泵，9－蒸汽喷射泵，10－真空泵。

具体实施方式

实施例1

如图2所示，本实用新型所述真空结晶装置包括多个上部设置有排气口33的真空结晶腔室31，相邻两个所述真空结晶腔室31之间通过腔室通道36相连通，沿溶液的流动方向，在第一个真空结晶腔室上部设置进液口32，在其余真空结晶腔室中的至少一个真空结晶腔室的底部设置出液口（见图4），在所述出液口处设置可控制所述出液口开闭的控制阀（图中未画出）。

在每个所述出液口处设置控制阀，这样可以根据实际需要，选择使用连续的两个、三个或者多个真空结晶腔室。并且可以通过控制阀控制所述选择使用的真空结晶腔室的出液口打开，同时将未启用的真空结晶腔室的出液口关闭。可以将全部控制阀打开，这样每个结晶腔室都有盐浆流出；也可以只打开最后一级或者几级结晶腔室的控制阀，从而只让浓度最高的盐浆液流出。

从图2可以看到，在每个所述真空结晶腔室31底部设置有多个中空的空气排管34。结合图1可见，所述空气排管34的一端贯通所述真空结晶腔室31与大气相连通，位于腔室内的一端为封闭设置。

在本实施例中，空气排管34选择为垂直于水平面设置，所述空气排管34位于所述真空结晶腔室31内的部分设有多个布气孔35，见图3，这样可以通过设置多个比较密集的空气排管34实现布气。

优选地，为了进一步减少空气排管34的设置数量，可以选择将空气排管34弯折呈一定形状，通过弯折可以提高其分布面积，从而可以相应地提高布气孔35的布气面积，如图2所示，所述空气排管34位于所述真空结晶腔室31内的部分呈“田”字形，所述空气排管34沿所述真空结晶腔室31的内壁设置。所述空气排管34位于所述真空结晶腔室31内的部分均匀地设置有多个布气孔35，所述布气孔35可以仅在空气排管34一侧设置，作为优选的实施方式，也可以选择沿所述空气排管34的周向设置。上述设置，由于空气排管带有布气孔的一端浸入溶液中，另一端连接大气，而真空结晶腔室31内保持真空环境，那么溶液具有负压，这样空气将会由外界被压入中空的空气排管内，进而通过所述布气孔向溶液中连续布气。

作为可以变换的实施方式，所述呈“田”字形的空气排管34除沿所述真空结晶腔室31的内壁设置外，也可以在位于所述真空结晶腔室31底部平行于水平面设置。

实施例2

本实用新型所述的真空结晶系统包括真空泵10、真空结晶装置3、增浓器6和离心分离装置7；其中，所述的真空结晶装置3为上述实施例1中所述的结构。所述真空泵10和所述真空结晶装置3的排气口相连通，所述真空结晶装置3的真空结晶腔室31的出液口和所述增浓器6的进液口通过盐浆泵8相连接，所述增浓器6的出液口则和所述离心分离装置7相连接。此外，溶液经所述真空结晶装置3处理后，会在真空结晶腔室31内产生一定的蒸汽，这部分蒸汽可以经真空结晶装置3的排气口排出。

在上述实施例中，是利用真空结晶装置3直接对溶液进行降温结晶处理的，但是由于工业中需要进行真空结晶处理的溶液一般都具有一定的温度，直接将其注入真空结晶装置3中进行处理，这样会加大所述真空结晶装置3的降温处理负担，为了解决上述技术问题，本实用新型所述的真空结晶系统优选在设置上述真空结晶装置3的基础上，进一步设置预冷却器2，从图4中可以看到，所述预冷却器2具有一个与其连接并进行热交换的冷却源，所述预冷却器2具有预冷却器进液口21和出液口，其出液口与所述真空结晶装置3的进液口相连接。在本实施例中，所述冷却源为具有冷凝介质的溶液冷凝器1，通过溶液冷凝器1中冷凝介质的流动实现与所述预冷却器2内部的溶液的热交换，从而将溶液温度降低。

本实用新型所述的真空结晶系统的又一实施例中，还在前述实施例所述增浓器6的上部设置溢流口，所述溢流口与所述溶液冷凝器1的进液口相连接；经真空结晶后的盐浆进入所述增浓器6后，经增浓器6沉积分离后，位于上部的母液具有很低的温度，母液经所述溢流口溢出后进入所述溶液冷凝器1，作为冷凝介质，实现对该部分物质的再利用。

作为可以变换的实施方式，本实用新型所述的真空结晶系统还可以在上述实施例基础上，进一步选择在所述真空结晶装置排气口33和所述真空泵10之间连接设置至少一级冷凝器，如图4中所示，选择设置有两个一级冷凝器4和两个二级冷凝器5，共四级冷凝，不同级别的冷凝器的区别仅仅是冷凝处理量的不同；设置多级冷凝器的目的在于提高对经真空结晶装置排气口排出的气体的冷凝吸附效果，获得尽可能小的气体排放。但是，即便选择设置多级冷凝器，但是在每级冷凝器中都会存在上部聚集气体的情况，为了不影响每级冷凝器的吸附冷凝效果，本实用新型优选在相邻两级冷凝器之间设置蒸汽喷射泵9，这样上述气体就可以通过蒸汽喷射泵9及时排出，也利于保证系统内部整体的真空度。

本实用新型所述的真空结晶系统工作时，在所述真空泵10的作用下，预冷却器2、真空结晶装置3和溶液冷凝器1中始终保持一定的真空度，溶液先由预冷却器进液口21进入预冷却器2，本实施例中采用三级预冷却器，溶液先进入一级预冷却腔室内在真空下蒸发降温，然后进入下一级预冷却腔室，对溶液逐级进行冷却，经冷却后的溶液经所述预冷却器2出液口排出然后进入真空结晶装置3中进行真空结晶；本实施例中采用四级真空结晶装置，见图2所示，溶液经真空结晶装置3的进液口32进入第一级真空结晶腔室31内，进行真空结晶，经一级真空结晶后的盐浆由腔室通道36依次进入第二、三、四级真空腔室进行逐级蒸发浓缩、真空结晶，最后经第四级真空结晶腔室的出液口将形成盐浆排出并由盐浆泵8将其泵入增浓器6中，经增浓器6沉积分离后，位于上部的低温母液经增浓器6的溢流口溢出后泵入所述溶液冷凝器1中，作为溶液冷凝器1的冷凝介质，同时沉积于所述增浓器6下部的晶体则经所述增浓器6的出液口排出进入离心分离装置7进行分离。在所述离心分离装置7中，晶体颗粒和水得到了较为彻底的分离，分离得到的晶体颗粒从离心分离装置7下部脱出，从离心分离装置7中分离出来的仍然含有大量无机盐组份的脱盐母液回流经盐浆泵同盐浆一起泵入所述增浓器6进行进一步处理。

在上述处理过程中，真空结晶腔室31在对溶液进行真空结晶处理的同时产生了一部分蒸汽，这部分蒸汽经排气口33排出后，分别依次进入一级冷凝器4和两个二级冷凝器5中利用其内部的冷凝吸附介质对蒸汽进行冷凝吸附，无法冷凝吸附的气体则经真空泵10排入大气。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型权利要求的保护范围之中。

Claims

1.一种真空结晶装置，包括多个上部设置有排气口的真空结晶腔室，相邻两个所述真空结晶腔室之间通过腔室通道相连通，沿溶液的流动方向，在第一个真空结晶腔室上部设置进液口，在其余真空结晶腔室中的至少一个真空结晶腔室的底部设置出液口，在所述出液口处设置可控制所述出液口开闭的控制阀；

其特征在于，在每个所述真空结晶腔室底部设置有多个中空的空气排管，所述空气排管的一端贯通所述真空结晶腔室与大气相连通，位于腔室内的一端为封闭设置，所述空气排管位于所述真空结晶腔室内的部分设有多个布气孔。

2.根据权利要求1所述的真空结晶装置，其特征在于，所述空气排管垂直于水平面设置。

3.根据权利要求1所述的真空结晶装置，其特征在于，所述空气排管位于所述真空结晶腔室内的部分呈“田”字形。

4.根据权利要求3所述的真空结晶装置，其特征在于，所述空气排管沿所述真空结晶腔室的内壁设置。

5.一种真空结晶系统，其包括真空泵、真空结晶装置、增浓器和离心分离装置，所述真空泵和所述真空结晶装置的排气口相连通，所述离心分离装置和所述增浓器的出液口相连接；其特征在于，

在每个所述真空结晶腔室底部设置有多个中空的空气排管，所述空气排管的一端贯通所述真空结晶腔室的底端与大气相连通，位于腔室内的一端为封闭设置，所述空气排管位于所述真空结晶腔室内的部分设有多个布气孔；

6.根据权利要求5所述的真空结晶系统，其特征在于，与所述真空结晶装置的进液口相连接设置有预冷却器，所述预冷却器具有与其连接进行热交换的冷却源；所述预冷却器具有进液口和出液口，所述预冷却器的出液口与所述真空结晶装置的进液口相连接。

7.根据权利要求6所述的真空结晶系统，其特征在于，所述冷却源为具有冷凝介质的溶液冷凝器；

8.根据权利要求7所述的真空结晶系统，其特征在于，在所述真空结晶装置排气口和所述真空泵之间连接设置有至少一级冷凝器，在各级冷凝器之后设置有蒸汽喷射泵。

9.根据权利要求5~8任一所述的真空结晶系统，其特征在于，所述空气排管垂直于水平面设置或沿所述真空结晶腔室的内壁设置。

10.根据权利要求5~8任一所述的真空结晶系统，其特征在于，所述空气排管位于所述真空结晶腔室内的部分呈“田”字形。