CN202620771U - 一种蒸发结晶系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于化工设备技术领域，现有蒸发结晶设备在对某一种工业溶液进行蒸发结晶时，往往很难控制结晶颗粒的尺寸，无法满足相应的要求，本实用新型提供了一种蒸发结晶系统，包括若干蒸发结晶部件，所述蒸发结晶部件包括蒸发罐、与蒸发罐连通的进料口、气固液分离罐、与气固液分离罐连通的晶体排出口、连通蒸发罐出口及气固液分离罐的蒸发管以及连通蒸发罐进口与气固液分离罐的回流管，所述回流管上设有强制回流泵，气固液分离罐内设有由漏斗颈及漏管组成的分离漏斗，蒸发管与气固液分离罐的连通口位于漏斗颈上方，所述气固液分离罐由漏斗颈隔成气液分离分罐及固液分离分罐，所述固液分离分罐与漏管的口径之比至少大于3。

Description

一种蒸发结晶系统

技术领域

本实用新型属于化工设备技术领域，涉及一种蒸发结晶系统。

背景技术

蒸发结晶工艺在化工生产中经常使用，通常蒸发结晶所采用的一种技术是搪瓷反应釜，该反应釜内部设置用于通热蒸汽的加热管，在反应釜内的液体物料经加热管加热后蒸发结晶，结晶体从反应釜底部出料，但此反应釜只能将反应釜内的液体物料全部蒸发完，才可以进行下一次蒸发结晶，这里至少能够产生两个方面的问题，第一，蒸发结晶是不连续的，蒸发效率比较低；第二，液体物料蒸发后产生的晶体容易结块堵在排晶口，影响晶体的顺利排出。

目前，连续蒸发结晶设备已经有文献报道，这方面的设备一般由两部分组成，第一部分是蒸发部件，这部分主要功能是对液体物料进行加热，促使液体物料的蒸发；第二部分是气液固分离部件，该部件将液体物料的蒸汽、液体及晶体进行分离，收集晶体，而液体可以重新返回到蒸发部件中进行蒸发，也即整个设备的蒸发结晶过程是连续的。

但对某些特殊的产品，工业上有额外的要求，例如硫酸钠溶液，工业上需要从硫酸钠溶液中提取晶体硫酸钠，并要求将硫酸钠晶体颗粒的尺寸控制在一个范围内(例如600μm-2000μm)，但现有蒸发结晶设备往往很难满足这一要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于现有蒸发结晶设备在对某一种工业溶液进行蒸发结晶时，往往很难控制结晶颗粒的尺寸，无法满足相应的要求，并针对该问题提供一种蒸发结晶系统。

本实用新型通过以下技术方案解决上述技术问题：

一种蒸发结晶系统，包括若干蒸发结晶部件，所述蒸发结晶部件包括蒸发罐、与蒸发罐连通的进料口、气固液分离罐、与气固液分离罐连通的晶体排出口、连通蒸发罐出口及气固液分离罐的蒸发管以及连通蒸发罐进口与气固液分离罐的回流管，所述回流管上设有强制回流泵，气固液分离罐内设有由漏斗颈及漏管组成的分离漏斗，蒸发管与气固液分离罐的连通口位于漏斗颈上方，其特征在于所述气固液分离罐由漏斗颈隔成气液分离分罐及固液分离分罐，所述固液分离分罐与漏管的口径之比至少大于3。

从进料口中通入料液，然后再蒸发罐内接受热量，并通过蒸发管进入气固液分离罐，因此，结晶基本在固液分离分罐内进行，随着结晶的持续进行，固液分离分罐内的晶体颗粒会逐渐增大，当晶体颗粒的颗粒增大到合适的颗粒大小之后，就应该及时的收集晶体。

收集晶体的一个必要前提是晶体能够在固液分离分罐中充分的沉降，一般的，回流管在强制回流泵的带动下，从固液分离分罐中吸取料液做新一轮的蒸发结晶，而从漏管冲入固液分离分罐的料液也会对晶体构成冲击，这些作用综合的结果是阻碍晶体由上而下的沉降，本实用新型确保晶体顺利沉降的方法是尽量的减少回流管及漏管对晶体沉降的不良影响，具体的，可以将固液分离分罐与漏管口径的比值增大，这一技术手段的效果是很明显的，从漏管冲入固液分离分罐的料液仅能给漏管口附近区域造成一定的扰动，而不会从整体上影响固液分离分罐中晶体的沉降，同理，由回流管对料液的吸取给晶体带来的自下而上的吸力，也仅仅是影响回流管管口附近区域。

除了回流管以及漏管会对晶体顺利沉降产生影响外，影响晶体顺利沉降的因素还有料液的粘度以及晶体的密度大小等等，本实用新型进行了综合考虑，使得固液分离分罐与漏管的口径之比至少大于3。

为了解决其他技术问题，本实用新型还采用了以下技术方案：

所述回流管与气固液分离罐的连通口位于漏管中部与漏斗颈之间；

所述蒸发结晶部件还包括单向离心泵，所述固液分离分罐设有排放口，所述晶体排出口与排放口通过单向离心泵连通；

所述气固液分离罐罐体设有视镜；

所述蒸发结晶系统还包括离心部件，所述离心部件包括离心机以及连通离心机的输送管，所述晶体排出口通过单向离心泵与输送管连通；

所述蒸发结晶系统还包括汽水分离罐以及冷凝水排出管，所述蒸发罐设有供蒸汽通过的加热空间，所述汽水分离罐顶部与加热空间连通，汽水分离罐底部与冷凝水排出管连通；

所述气液分离分罐设有蒸汽排出口，所述蒸汽排出口与加热空间连通；

所述蒸发结晶系统还包括预热罐，所述预热罐与进料口连通；

所述蒸发罐、气固液分离罐、蒸发管以及回流管内壁均涂有一层聚四氟乙烯。

附图说明

图1是实施例所述一种蒸发结晶系统的结构示意图。

具体实施方式

本具体实施方式是对实用新型内容部分的详述。

一种蒸发结晶系统，包括若干蒸发结晶部件，所述蒸发结晶部件包括蒸发罐、与蒸发罐连通的进料口、气固液分离罐、与气固液分离罐连通的晶体排出口、连通蒸发罐出口及气固液分离罐的蒸发管以及连通蒸发罐进口与气固液分离罐的回流管，所述回流管上设有强制回流泵，气固液分离罐内设有由漏斗颈及漏管组成的分离漏斗，蒸发管与气固液分离罐的连通口位于漏斗颈上方，所述气固液分离罐由漏斗颈隔成气液分离分罐及固液分离分罐，所述固液分离分罐与漏管的口径之比至少大于3。

由于晶体的沉降是由上而下，而回流管对料液的吸取是自下而上的，回流管与气固液分离罐的连通处应当设置在晶体沉降的起始位置(例如在漏管中部与漏斗颈之间)，避免吸入晶体。

然而，在实际操作中，回流管吸取料液的吸力往往是不确定的，例如调整设置在回流管中的强制回流泵的转速即可调整回流管吸取料液的吸力的大小，当吸力过大后，难免会有部分符合要求的晶体颗粒来不及沉降而被吸入回流管中，这个时候就需要操作人员进行及时的调整，调低回流管的吸力，确保晶体颗粒的沉降，而在气固液分离罐的罐体设置视镜(特别是在回流管与气固液分离罐的连通处)后，可以方便操作人员及时的判断是否需要及时调整回流管的吸力，当然，视镜的设置还在于能够实时监控整个蒸发结晶过程。

沉降的晶体颗粒集中在晶体排出口，一般情况下，在晶体颗粒沉降到一定量后，再打开晶体排出口进行集中收集，而有些种类的晶体，在沉降后，会发生一定程度的晶体与晶体之间的粘连，并有可能堵塞晶体排出口，造成晶体排放困难。对沉降在晶体排放口的晶体进行冲击可以有效的破坏晶体颗粒与晶体颗粒之间的粘连作用，如果用其他的液体对晶体进行冲击，很容易造成晶体颗粒尺寸的变化，例如，在相同的温度下，用不饱和料液对沉降在晶体排放口的晶体进行冲击，晶体颗粒的尺寸将会减小，而用过饱和料液对沉降在晶体排放口的晶体进行冲击，晶体颗粒的尺寸将会增大，严重的还会使晶体颗粒结块。

目前最简便的方法是利用固液分离分罐中的料液对沉降在晶体排放口的晶体进行冲击，所述料液不但温度与晶体颗粒相同，并且是饱和溶液，不会改变晶体颗粒的尺寸大小，为此，在固液分离分罐设置排放口，通过单向离心泵使排放口与晶体排放口连通，当然，排放口附近的料液环境中晶体含量一般不应过多，本领域技术人员可以容易在固液分离分罐中找到合适的排放口设置位置。

从晶体排出口排出的晶体实际上带有液体，因此需要离心处理，用离心泵将这部分带有液体的晶体通过输送管与离心机连通后即可，离心后产生的液体仍然可以回到蒸发罐中进行蒸发结晶。

本实用新型所述的一种蒸发结晶系统还能对一些腐蚀性的料液进行蒸发结晶，在蒸发罐、气固液分离罐、蒸发管以及回流管内壁涂上一层聚四氟乙烯后，就可有效的避免设备的腐蚀。

一般情况下，本实用新型所述一种蒸发结晶系统中的热量供应源为蒸汽，本领域技术人员也可以采用其他供热方式向所述蒸发结晶系统中供热，但在化工企业中，蒸汽往往是工艺生产中的副产物，以前所述蒸汽往往是直接排放进入大气，因此从经济环保方面考虑，用蒸汽作为热量供应源对化工企业将更为有利。

而蒸汽的主要特点是在贡献热量后，会转化成液体，当蒸汽中的液体含量较小时，蒸汽会带动这部分液体，但液体含量过多时，液体会自动沿重力方向落下，一般的蒸发罐均设有供蒸汽通过的加热空间，完成热交换后，液体会落于加热空间内，无法排出，最终影响蒸汽的正常通入，本实用新型设计了一种汽水分离罐，并使汽水分离罐的顶部与加热空间连通，而汽水分离罐的底部与冷凝水排出管连通，从而通过汽水分离罐的作用，蒸汽中因热交换而转变成液体的部分可以及时在汽水分离罐中排出掉。

实施例

一种蒸发结晶系统，用于对硫酸钠溶液的蒸发结晶，包括第一蒸发结晶部件、第二蒸发结晶部件、第三蒸发结晶部件、分离部件以及预热部件，所述预热部件包括第一预热罐29以及与第一预热罐29连通的第二预热罐1。

分离部件包括分离机23以及与分离机23连通的缓冲罐24，由于第一蒸发结晶部件、第二蒸发结晶部件以及第三蒸发结晶部件的结构基本一致，现仅以第二蒸发结晶部件为例进行说明，所述第二蒸发结晶部件包括第二蒸发罐4、与第二蒸发罐4连通的第二进料口30、第二气固液分离罐、与第二气固液分离罐连通的第二晶体排出口31、连通第二蒸发罐4出口及第二气固液分离罐的第二蒸发管6以及连通第二蒸发罐4进口与气固液分离罐的第二回流管32，第二回流管32上设有第二强制回流泵5，第二气固液分离罐内设有由第二漏斗颈10及漏管11组成的第二分离漏斗，第二蒸发管6与第二气固液分离罐的连通口位于第二漏斗颈10的上方，第二回流管32与第二气固液分离罐的连通口位于第二漏管11中部及第二漏斗颈10之间，第二气固液分离罐由第二漏斗颈10隔成第二气液分离分罐7以及第二固液分离分罐12，气固液分离罐的罐体设有视镜9，用于监视罐内的蒸发结晶情况。

第二固液分离分罐12设有第二排放口13，第二晶体排出口31与第二排放口13通过第二单向离心泵17连通，第二固液分离分罐12与第二漏管11的口径比为3。

本实施例所述一种蒸发结晶系统的热源为蒸汽，故而第一预热罐29、第二预热罐1、第一蒸发罐2、第二蒸发罐4以及第三蒸发罐26均由蒸汽供热，第一预热罐29、第二预热罐1、第一蒸发罐2、第二蒸发罐4以及第三蒸发罐26内均设有用于蒸汽热交换的加热空间，并且为了防止由蒸汽液化而来的冷凝水滞留在加热空间内，增设了四个串联连通的汽水分离罐，为方便后续说明，图1中从左到右依次称为第一汽水分离罐15、第二汽水分离罐14、第三汽水分离罐18以及第四汽水分离罐25，在本实施例所述一种蒸发结晶系统运行时，汽水分离罐的顶部主要由蒸汽填满，而底部主要为冷凝水，这些冷凝水最终通过与第四汽水分离罐25底部连通的冷凝水排出管排出。

在本实施例所述一种蒸发结晶部件在运行时，第二气固液分离罐中的第二气液分离分罐7顶部也会产生蒸汽(来自于硫酸钠溶液加热后形成的水蒸气)，这些蒸汽通过设置在第二气液分离分罐7顶部的第二蒸汽排出口8与第三蒸发罐26中的加热空间连通，达到充分利用热量的目的。

蒸汽在所述蒸发结晶系统中的流通，具体是这样的：

蒸汽通入第一蒸发罐2的加热空间后分为两路，一路通过第二预热罐1中的加热空间，另一路为蒸汽总管40，蒸汽总管40分别与第二蒸发罐4、第三蒸发罐26、第一预热罐29中的加热空间连通。

蒸汽通入第二蒸发罐4中的加热空间后，进入第一汽水分离罐15，其中的冷凝水落入第一汽水分离罐15的底部，而蒸汽部分可以通过不同的管道重新进入第二蒸发罐4中的加热空间，而第一气液分离罐3的第一蒸汽排出口中的蒸汽也进入第二蒸发罐4中的加热空间，进入第一汽水分离罐15底部的冷凝水(带有一些蒸汽)随后通入第二汽水分离罐14，蒸汽部分会同第二气液分离分罐7的第二蒸汽排出口8一起通入第三蒸发罐26的加热空间，第二汽水分离罐14底部的冷凝水(带有一些蒸汽)通入第三汽水分离罐18。

与第一汽水分离罐15相类似，第三汽水分离罐18的顶部与第三加热罐26的加热空间连通，蒸汽可以通过不同的管道重新进入第三蒸发罐26中的加热空间，第三汽水分离罐18底部的冷凝水(带有一些蒸汽)最后进入第四汽水分离罐25，第一预热罐29的加热空间均与第四汽水分离罐25及第三气液分离分罐27的第三蒸汽排出口连通，产生的冷凝水最终通过第四汽水分离罐25底部排出。

硫酸钠溶液在所述蒸发结晶系统中的流通，具体是这样的(涉及蒸发结晶部件的部分仅以第二蒸发结晶部件为例进行介绍)：

硫酸钠溶液经过第一预热罐29及第二预热罐1进入料液总管20，料液总管20分别与第一蒸发结晶部件、第二蒸发结晶部件以及第三蒸发结晶部件连通，就第二蒸发结晶部件而言，硫酸钠溶液通过第二回流管32的第二进料口30进入第二蒸发结晶部件，经过第二强制回流泵5打入第二蒸发罐4，随后通过第二蒸发管6进入第二气固液分离罐，晶体逐渐由第二漏管11排入第二固液分离分罐12罐底，并通过第二晶体排出口31排入输送管21，并由输送管21输送进入分离机23进行分离，得到的硫酸钠晶体颗粒的范围为600μm-2000μm，分离后的液体部分通过缓冲罐24及分离管22重新与第二回流管32及第三回流管28连通，进行新一轮的蒸发结晶。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种蒸发结晶系统，包括若干蒸发结晶部件，所述蒸发结晶部件包括蒸发罐、与蒸发罐连通的进料口、气固液分离罐、与气固液分离罐连通的晶体排出口、连通蒸发罐出口及气固液分离罐的蒸发管以及连通蒸发罐进口与气固液分离罐的回流管，所述回流管上设有强制回流泵，气固液分离罐内设有由漏斗颈及漏管组成的分离漏斗，蒸发管与气固液分离罐的连通口位于漏斗颈上方，其特征在于所述气固液分离罐由漏斗颈隔成气液分离分罐及固液分离分罐，所述固液分离分罐与漏管的口径之比至少大于3。

2.根据权利要求1所述的一种蒸发结晶系统，其特征在于所述回流管与气固液分离罐的连通口位于漏管中部与漏斗颈之间。

3.根据权利要求1所述的一种蒸发结晶系统，其特征在于所述蒸发结晶部件还包括单向离心泵，所述固液分离分罐设有排放口，所述晶体排出口与排放口通过单向离心泵连通。

4.根据权利要求1所述的一种蒸发结晶系统，其特征在于所述气固液分离罐罐体设有视镜。

5.根据权利要求1所述的一种蒸发结晶系统，其特征在于所述蒸发结晶系统还包括离心部件，所述离心部件包括离心机以及连通离心机的输送管，所述晶体排出口通过单向离心泵与输送管连通。

6.根据权利要求1所述的一种蒸发结晶系统，其特征在于所述蒸发结晶系统还包括汽水分离罐以及冷凝水排出管，所述蒸发罐设有供蒸汽通过的加热空间，所述汽水分离罐顶部与加热空间连通，汽水分离罐底部与冷凝水排出管连通。

7.根据权利要求6所述的一种蒸发结晶系统，其特征在于所述气液分离分罐设有蒸汽排出口，所述蒸汽排出口与加热空间连通。

8.根据权利要求1所述的一种蒸发结晶系统，其特征在于所述蒸发结晶系统还包括预热罐，所述预热罐与进料口连通。

9.根据权利要求1所述的一种蒸发结晶系统，其特征在于所述蒸发罐、气固液分离罐、蒸发管以及回流管内壁均涂有一层聚四氟乙烯。

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