CN205307835U - 一种新型铜镍钴电积、电解液蒸发浓缩装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型铜镍钴电积、电解液蒸发浓缩装置。蒸发釜上部的水蒸汽出口连接到蒸汽回收装置，蒸汽回收装置分别经介质输入蒸汽换热器和介质输出蒸汽换热器的一管路后连接到冷凝水收集装置；蒸发釜底部的介质料液出口依次经介质输出蒸汽换热器另一管路、循环泵、介质输入蒸汽换热器另一管路连接到蒸发釜，介质输出蒸汽换热器另一管路出口经浆液泵接浓缩结晶槽；蒸发釜设有检测装置，冷凝水收集装置经冷凝水泵接介质预加热换热器一管路，介质预加热换热器另一路管路输入介质料液并分别接蒸发釜和循环泵。本实用新型对蒸发产生的蒸汽进行二次利用，实现了电解和电沉积中电解液蒸发浓缩、浓缩过程能源的回收利用，降低了生产中能耗和成本。

Description

一种新型铜镍钴电积、电解液蒸发浓缩装置

技术领域

本实用新型涉及电积、电解液净化工艺技术领域，尤其涉及了一种新型铜镍钴电积、电解液蒸发浓缩装置，可用于铜、锌、镍等金属的工艺中电解液的蒸发浓缩。

背景技术

目前国内有色冶炼行业，有其是硫酸铜、硫酸镍、硫酸钴均采用单效或多效工艺进行，需要消耗蒸汽以维持蒸发的温度，同时还需配套建设循环冷却系统，将系统的热量移出，以维持系统的正常运行。目前铜电积、电解行业电解液(硫酸铜)溶液蒸发浓缩工艺中，均采用水喷射泵抽真空蒸发工艺，电解液浓缩蒸发时产生的蒸汽直接被真空泵转移到系统外的冷却水中，冷却水不断被蒸汽加热，为维持冷却水的温度一般还需要另外建一套循环冷却系统。这种工艺中二次蒸发产生的蒸汽不但没有得到利用，同时还要额外建设冷却系统以维持系统温度，也额外消耗动力，存在能耗高和成本高的缺点。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种新型铜镍钴电积、电解液蒸发浓缩装置，可用于综合回收利用铜、锌、镍等金属的电解和电沉积中电解液蒸发浓缩、浓缩过程能源，可达到降低硫酸铜、硫酸镍、硫酸钴生产中能耗和成本的目的。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案：

本实用新型包括蒸汽回收装置、蒸发釜、介质输入蒸汽换热器、真空泵、冷凝水收集装置、浓缩结晶槽、介质预加热换热器、冷凝水泵、介质输出蒸汽换热器、循环泵、浆液泵、第一电动阀、检测装置、第二电动阀、第三电动阀、第四电动阀和液位计；蒸发釜上部的水蒸汽出口连接到蒸汽回收装置入口，蒸汽回收装置出口分别经介质输入蒸汽换热器和介质输出蒸汽换热器的其中一路管路后连接到冷凝水收集装置进行冷凝收集；蒸发釜底部的介质料液出口依次经介质输出蒸汽换热器另一路管路、循环泵、介质输入蒸汽换热器另一路管路连接到蒸发釜的介质料液入口，介质输出蒸汽换热器另一路管路的出口经浆液泵连接到浓缩结晶槽；蒸发釜设有用于检测内部介质浓度的检测装置，冷凝水收集装置经冷凝水泵连接到介质预加热换热器其中一路管路中排出冷凝水，介质预加热换热器另一路管路入口输入介质料液，其出口分别连接到蒸发釜和循环泵的入口，介质预加热换热器另一路管路出口与蒸发釜之间的管路上设有第四电动阀。

所述的介质预加热换热器另一路管路出口与循环泵的入口之间的管路上设有第二电动阀，第二电动阀与蒸发釜上安装的液位计电连接。

所述的循环泵、蒸发釜、介质输入蒸汽换热器和介质输出蒸汽换热器之间形成循环管路，循环泵不断对蒸发釜内的介质料液进行加压以保持介质料液在蒸发釜与两个换热器之间强制流动，实现蒸发浓缩的循环运行。

所述的浆液泵和浓缩结晶槽之间的管路上设有第一电动阀，检测装置电连接第一电动阀控制启闭；通过检测装置检测到介质料液浓度到达要求时，第一电动阀开启将蒸发釜中部分已浓缩介质料液输出到浓缩结晶槽结晶，同时第二电动阀开启输入新的未浓缩介质料液，以维持系统平衡。

所述的介质预加热换热器与蒸发釜之间设置有管路和第二电动阀，当液位计检测到液位低于正常水平时，电动阀开启补充新的未浓缩介质料液进入蒸发釜，以维持系统平衡。

所述的冷凝水收集装置连接真空泵，通过真空泵将不凝性气体排出。

所述的蒸汽回收装置将蒸发釜产生的蒸汽抽出，并在蒸发釜内形成一定的负压，连接第三电动阀用以补充输入水蒸汽。

所述的介质输入蒸汽换热器、介质输出蒸汽换热器、介质预加热换热器采用板式换热器、列管式换热器或盘管式换热器，采用单台使用或者多台串并联使用。

本实用新型中，待蒸发浓缩的介质经冷凝水余热换热器预热后进入蒸发釜，蒸发产出的蒸汽经蒸汽回收装置回收送热交换器，蒸汽回收装置回收蒸汽的同时使蒸发釜内产生一定的负压，以降低需要蒸发浓缩的介质的沸点。

蒸发釜的底部出口设置蒸发终点设比重计(密度计)，对需要蒸发浓缩的介质进行检测，以质量流量计或比重计(密度计)的检测信号控制电动阀门对排出蒸发釜的介质进行流量控制。在蒸发釜中设置液位计，并用液位计的信号控制电动阀门从而进入蒸发釜的介质的流量。

本实用新型的有益效果：

由于本实用新型将蒸发产出的蒸汽直接回收用以加热需要蒸发浓缩的介质，热量得到回收利用，蒸汽回收装置在回收蒸汽的同时在蒸发釜内形成一定的负压，降低了介质的沸点，提高了蒸发效率。由于使用了蒸汽回收装置，省去了传统浓缩蒸发中用水喷射泵真空蒸发、单效、多效蒸发需要用水或设置循环冷却系统对介质蒸发产生蒸汽进行冷却的问题。减小了动力消耗液降低了整套设备的成本。

附图说明

附图1为本实用新型装置的结构原理图。

图中：蒸汽回收装置1、蒸发釜2、介质输入蒸汽换热器3、真空泵4、冷凝水收集装置5、浓缩结晶槽6、介质预加热换热器7、冷凝水泵8、介质输出蒸汽换热器9、循环泵10、浆液泵11、第一电动阀12，检测装置13，第二电动阀14，第三电动阀15，第四电动阀16，液位计17。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型包括蒸汽回收装置1、蒸发釜2、介质输入蒸汽换热器3、真空泵4、冷凝水收集装置5、浓缩结晶槽6、介质预加热换热器7、冷凝水泵8、介质输出蒸汽换热器9、循环泵10、浆液泵11、第一电动阀12、检测装置13、第二电动阀14、第三电动阀15、第四电动阀16和液位计17。

本实用新型实施的核心在于蒸发釜2、质输入蒸汽换热器3、介质输出蒸汽换热器9和循环泵10形成的蒸发浓缩能量循环回路。设备将自身蒸发浓缩时产生的蒸汽对自身介质进行再加热。实现了蒸发系统的热量的循环利用。

蒸发釜2上部的水蒸汽出口连接到蒸汽回收装置1入口，蒸汽回收装置1出口分别经介质输入蒸汽换热器3和介质输出蒸汽换热器9的其中一路管路后连接到冷凝水收集装置5进行冷凝收集；蒸发釜2底部的介质料液出口依次经介质输出蒸汽换热器9另一路管路、循环泵10、介质输入蒸汽换热器3另一路管路连接到蒸发釜2的介质料液入口，介质输出蒸汽换热器9另一路管路的出口经浆液泵11连接到浓缩结晶槽6；蒸发釜2设有用于检测内部介质浓度的检测装置13，冷凝水收集装置5经冷凝水泵8连接到介质预加热换热器7其中一路管路中排出冷凝水，介质预加热换热器7另一路管路入口输入介质料液，其出口分别连接到蒸发釜2和循环泵10的入口，介质预加热换热器7另一路管路出口与蒸发釜2之间的管路上设有第四电动阀16。

介质预加热换热器7另一路管路出口与循环泵10的入口之间的管路上设有第二电动阀14，第二电动阀14与蒸发釜2上安装的液位计17电连接。

循环泵10、蒸发釜2、介质输入蒸汽换热器3和介质输出蒸汽换热器9之间形成循环管路，循环泵10不断对蒸发釜2内的介质料液进行加压以保持介质料液在蒸发釜2与两个换热器之间强制流动，实现蒸发浓缩的循环运行。

浆液泵11和浓缩结晶槽6之间的管路上设有第一电动阀12，检测装置13电连接第一电动阀12控制启闭；介质输出蒸汽换热器9出口作为蒸发釜浓缩液输出口，介质输出蒸汽换热器9出口与循环泵10入口之间连接一支管通往浆液泵11，浆液泵11连通浓缩结晶槽6，通过检测装置13检测到介质料液浓度到达要求时，第一电动阀12开启将蒸发釜2中部分已浓缩介质料液输出到浓缩结晶槽6结晶，浆液泵11将蒸发釜蒸发浓缩后的浆液输送至浓缩槽6进行结晶浓缩，同时第二电动阀14开启输入新的未浓缩介质料液，以维持系统循环平衡。

介质预加热换热器7与蒸发釜2之间设置有管路和第二电动阀14，当液位计17检测到液位低于正常水平时，电动阀14开启补充新的未浓缩介质料液进入蒸发釜，以维持系统平衡。

冷凝水收集装置5连接真空泵4，通过真空泵4将不凝性气体排出。

蒸汽回收装置1将蒸发釜2产生的蒸汽抽出，并在蒸发釜2内形成一定的负压，连接第三电动阀15用以补充输入水蒸汽。

介质输入蒸汽换热器3、冷凝水收集装置5、介质预加热换热器7采用板式换热器、列管式换热器或盘管式换热器，采用单台使用或者多台串并联使用。

具体实施中，检测装置13可采用比重计，但不限于此。

本实用新型装置在蒸发浓缩的介质的蒸发终点(浆液泵输出口)设置检测装置13，检测装置为质量流量计和比重计(密度计)，根据流量计和密度计的数值控制浆液泵和输出阀门的开启或关闭。

如图1所示，本实用新型的具体实施工作过程如下：

待蒸发浓缩的介质通过预加热换热器7预加热后进入循环泵10，并被输送至介质输入蒸汽换热器3中进行加热，加热后进入蒸发釜进行蒸发浓缩。蒸汽回收装置1将蒸发釜2产生的蒸汽抽出，并在蒸发釜2内形成一定的负压。抽出的蒸汽送介质输入蒸汽换热器3和介质输出蒸汽换热器9回收使用。

介质输入蒸汽换热器3对蒸发釜输出的介质料液进行加热，并对蒸发釜输出的水蒸气进行冷却，其产生的冷凝水和低温蒸汽被输送到冷凝水收集装置5进行收集。介质输入蒸汽换热器3可用板式换热器，多台串并联使用。

介质输出蒸汽换热器9对蒸发釜输出的介质料液进行加热，并对蒸发釜输出的水蒸气进行冷却，其产生的冷凝水和低温蒸汽被输送到冷凝水收集装置5进行收集。介质输出蒸汽换热器9可用列管式换热器，单台使用。

本实用新型的冷凝水收集装置5收集介质输入蒸汽换热器3和介质输出蒸汽换热器9产生的冷凝水，由于冷凝水具有一定的温度，凝水收集装置5中的冷凝水通过冷凝水泵8输送至介质预加热换热器7中进行温度交换，用以对介质进行预加热。同时，冷凝水收集装置5内的不凝气体通过真空泵4排出系统外。

蒸发釜2蒸发后的浓缩液被输出至循环泵10中，重复上述过程，循环泵与蒸发釜、热交换器之间为循环管路，循环泵不断对介质进行加压以保持介质在蒸发釜与换热器之间强制流动，实现蒸发浓缩的循环运行。在此过程中检测装置(密度计或流量质量计)对蒸发釜内的介质进行检测，如介质浓度达到要求时循环泵关闭，打开浆液泵11和电动阀12将满足要求的介质输出至浓缩结晶槽6中。

由于介质不断输入到蒸发釜2中当液位计17检测到蒸发釜的液位到达限定值时将关闭电动阀14停止新介质料液的输入。

蒸汽回收装置1在启动阶段和需要进行高强度生产阶段可打开电动阀15从外部补充蒸汽以满足生产需求。当需要启动生产时电动阀16将打开以达到快速补充介质的作用。

由此可见，本实用新型通过对蒸发产生的蒸汽进行二次利用，达到综合回收利用电解和电沉积中电解液蒸发浓缩、浓缩过程能源的显著技术效果，实现了降低硫酸铜、硫酸镍、硫酸钴生产中能耗和成本的目的。

Claims (7)

1.一种新型铜镍钴电积、电解液蒸发浓缩装置，其特征在于：包括蒸汽回收装置(1)、蒸发釜(2)、介质输入蒸汽换热器(3)、冷凝水收集装置(5)、浓缩结晶槽(6)、介质预加热换热器(7)、冷凝水泵(8)、介质输出蒸汽换热器(9)、循环泵(10)、浆液泵(11)、检测装置(13)和液位计(17)；蒸发釜(2)上部的水蒸汽出口连接到蒸汽回收装置(1)入口，蒸汽回收装置(1)出口分别经介质输入蒸汽换热器(3)和介质输出蒸汽换热器(9)的其中一路管路后连接到冷凝水收集装置(5)进行冷凝收集；

蒸发釜(2)底部的介质料液出口依次经介质输出蒸汽换热器(9)另一路管路、循环泵(10)、介质输入蒸汽换热器(3)另一路管路连接到蒸发釜(2)的介质料液入口，介质输出蒸汽换热器(9)另一路管路的出口经浆液泵(11)连接到浓缩结晶槽(6)；蒸发釜(2)设有用于检测内部介质浓度的检测装置(13)，冷凝水收集装置(5)经冷凝水泵(8)连接到介质预加热换热器(7)其中一路管路中排出冷凝水，介质预加热换热器(7)另一路管路入口输入介质料液，其出口分别连接到蒸发釜(2)和循环泵(10)的入口，介质预加热换热器(7)另一路管路出口与蒸发釜(2)之间的管路上设有第四电动阀(16)。

2.根据权利要求1所述的一种新型铜镍钴电积、电解液蒸发浓缩装置，其特征在于：所述的介质预加热换热器(7)另一路管路出口与循环泵(10)的入口之间的管路上设有第二电动阀(14)，第二电动阀(14)与蒸发釜(2)上安装的液位计(17)电连接。

3.根据权利要求1所述的一种新型铜镍钴电积、电解液蒸发浓缩装置，其特征在于：所述的循环泵(10)、蒸发釜(2)、介质输入蒸汽换热器(3)和介质输出蒸汽换热器(9)之间形成循环管路，循环泵(10)不断对蒸发釜(2)内的介质料液进行加压以保持介质料液在蒸发釜(2)与两个换热器之间强制流动，实现蒸发浓缩的循环运行。

4.根据权利要求1所述的一种新型铜镍钴电积、电解液蒸发浓缩装置，其特征在于：所述的浆液泵(11)和浓缩结晶槽(6)之间的管路上设有第一电动阀(12)，检测装置(13)电连接第一电动阀(12)控制启闭。

5.根据权利要求2所述的一种新型铜镍钴电积、电解液蒸发浓缩装置，其特征在于：所述的介质预加热换热器(7)与蒸发釜(2)之间设置有管路和第二电动阀(14)。

6.根据权利要求1所述的一种新型铜镍钴电积、电解液蒸发浓缩装置，其特征在于：所述的冷凝水收集装置(5)连接真空泵(4)，通过真空泵(4)将不凝性气体排出。

7.根据权利要求1所述的一种新型铜镍钴电积、电解液蒸发浓缩装置，其特征在于：所述的介质输入蒸汽换热器(3)、介质输出蒸汽换热器(9)、介质预加热换热器(7)采用板式换热器、列管式换热器或盘管式换热器，采用单台使用或者多台串并联使用。