CN208525881U - 磷酸一铵连续结晶装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种工作高效的磷酸一铵连续结晶装置，包括冷凝器、稠厚器、离心机以及依次顺序连接的多效蒸发结晶装置，最后一效蒸发结晶装置与冷凝器连接，最后一效蒸发结晶装置、稠厚器、离心机依次顺序连接；蒸发结晶装置包括加热室、分离室，加热室的顶部连接有延伸至分离室内的第一循环管，第一循环管倾斜设置且其延伸至分离室的端部为倒置的圆台形状，加热室的底部连接有第二循环管，分离室的底部连接有第三循环管，第二循环管与第三循环管之间连接有轴流泵；冷凝器包括冷凝器壳体，冷凝器壳体两端均设有端盖，冷凝器壳体内设有换热管、折流板，端盖上固定有主轴，折流板螺旋环绕在主轴上，折流板上设有若干安装孔，换热管穿设于安装孔上。

Description

磷酸一铵连续结晶装置

技术领域

本实用新型涉及蒸发结晶装置技术领域，特别是涉及一种磷酸一铵连续结晶装置。

背景技术

磷酸一铵，又称为磷酸二氢铵，是一种白色的晶体，化学式为NH4H2PO4，加热会分解成偏磷酸铵(NH4PO3)，可用氨水和磷酸反应制成，主要用作肥料和木材、纸张、织物的防火剂，也用于制药和反刍动物饲料添加剂，随着其需求量日益增大，磷酸一铵大型化、连续化生产成为迫切需要。作为制药、化工工艺中一个常用操作单元，蒸发结晶工艺十分普遍的应用在几乎所有的结晶性产品的生产工序之中。

现有的蒸发结晶工艺存在以下缺点：一、采用釜式蒸发装置、典型的单效蒸发装置不仅都存在能耗高、效率低、人工费用高、占地面积大等各类问题，而且由于规模小，只适用于小规模生产。二、能耗高、污染物排放不达标，造成环境污染。三、换热冷凝效果差。四、料液蒸发结晶时在管道内易出现堵塞现象。五、稠厚器内搅拌装置结构较为单一，搅拌效果较差。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、能够实现高效蒸发结晶的磷酸一铵连续结晶装置。

本实用新型一种磷酸一铵连续结晶装置，包括冷凝器、稠厚器、离心机以及依次顺序连接的多效蒸发结晶装置，最后一效所述蒸发结晶装置与所述冷凝器连接，最后一效所述蒸发结晶装置、稠厚器、离心机依次顺序连接；

所述蒸发结晶装置包括加热室、分离室，所述加热室的顶部连接有延伸至所述分离室内的第一循环管，所述第一循环管倾斜设置且其延伸至所述分离室的端部为倒置的圆台形状，所述加热室的底部连接有第二循环管，所述分离室的底部连接有第三循环管，所述第二循环管与第三循环管之间连接有轴流泵；

所述冷凝器包括冷凝器壳体，所述冷凝器壳体两端均设有端盖，所述冷凝器壳体内设有换热管、折流板，所述端盖上固定有主轴，所述折流板螺旋环绕在主轴上，所述折流板上设有若干安装孔，所述换热管穿设于所述安装孔上。

本实用新型磷酸一铵连续结晶装置，其中所述稠厚器包括稠厚器壳体，所述稠厚器壳体上设有进料口、出料口、搅拌装置，所述进料口与第二循环管连接，所述出料口与离心机连接，所述搅拌装置包括电机、搅拌轴和搅拌组件，所述电机固定在稠厚器壳体的顶部，所述电机的输出端与搅拌轴连接，所述搅拌轴穿设于所述稠厚器壳体内，所述搅拌组件设置在搅拌轴的底部。

本实用新型磷酸一铵连续结晶装置，其中所述搅拌组件包括分别对称设置在搅拌轴两侧的第一搅拌杆、第二搅拌杆，所述第一搅拌杆为弧形结构，所述第一搅拌杆与搅拌抽的底部连接，所述第二搅拌杆向下倾斜设置，所述第二搅拌杆的一端与第一搅拌杆连接，所述第二搅拌杆的另一端与搅拌轴连接。

本实用新型磷酸一铵连续结晶装置，其中所述折流板的表面设有耐腐蚀层。

本实用新型磷酸一铵连续结晶装置，其中所述折流板为不锈钢板，所述的耐腐蚀层由聚四氟乙烯构成。

本实用新型磷酸一铵连续结晶装置，其中所述冷凝器壳体上部的外回转面上设有进汽口，所述进汽口与分离室的顶端连接，所述冷凝器壳体下部的外回转面上设有不凝气出口、出水口，所述冷凝器壳体的顶端设有循环水上水口、循环水回水口。

本实用新型磷酸一铵连续结晶装置，其中所述不凝气出口连接有排气管，所述排气管上设有真空泵。

本实用新型磷酸一铵连续结晶装置，其中所述分离室内设有除沫器，所述除沫器设置在分离室的上部。

本实用新型磷酸一铵连续结晶装置，其中所述分离室的侧面纵向设有多个观察窗。

与现有技术相比，本实用新型所具有的优点和有益效果为：①本实用新型蒸汽顺向输送，多效蒸发结晶装置内的温度由高到低分布，根据磷酸一铵的溶解度与温度的关系，温度越高，磷酸一铵的溶解度越好，通过采用顺流蒸发，使料液所处蒸发结晶的环境温度由高到低，由此，磷酸一铵的溶解度越低，保证磷酸一铵高效蒸发结晶，实现了生产的连续化生产。②本实用新型采用二次蒸汽热量再利用减少了蒸汽部分消耗。冷凝水的回收再利用实现了污水零排放。整个装置密闭运行，实现了大气的零污染排放。③本实用新型第一循环管倾斜设置，缩短料液上升路径，降低料液上升阻力，保证料液高速输送至分离室内，避免料液在第一循环管内沉降堵塞，同时缩短料液在第一循环管内的停留时间，避免了料液在第一循环管内过热结疤。④本实用新型第一循环管延伸至分离室的端部为倒置的圆台形状，对料液具有导流作用，使料液沿第一循环管的端部向周边输送扩散，同时倒置的圆台形状使料液出口的口径大于第一循环管的管径，避免料液在端口处堵塞，保证蒸发结晶过程的连续进行。⑤本实用新形循环水经换热管循环流动，二次蒸汽在冷凝器壳体内流动，折流板的设置延长二次蒸汽在冷凝器壳体内的运动路径，使二次蒸汽与换热管内的循环水充分接触换热，提高换热效率，同时，折流板螺旋环绕主轴，其具有连续的螺旋面，使二次蒸汽实现近似螺旋的流动状态，流动更为平缓，减小二次蒸汽的流动阻力，传热效率高，避免出现流动滞死，局部结垢的现象，保证换热冷凝连续进行。⑥本实用新型耐腐蚀层的设置提高了整个折流板的抗腐蚀性，保证了折流板的正常使用，延长了折流板的使用寿命，保证了冷凝器的冷却效果。⑦本实用新型搅拌组件包括分别对称设置在搅拌轴两侧的第一搅拌杆、第二搅拌杆，第一搅拌杆为弧形结构，第一搅拌杆与搅拌抽的底部连接，第二搅拌杆向下倾斜设置，第二搅拌杆的一端与第一搅拌杆连接，第二搅拌杆的另一端与搅拌轴连接。该结构能够增大与料液的搅拌空间，同时搅拌杆减小与料液的接触面积，减小料液的粘附面积，加快搅拌速度。

下面结合附图对本实用新型的磷酸一铵连续结晶装置作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型磷酸一铵连续结晶装置的结构示意图；

图2为本实用新型磷酸一铵连续结晶装置中第一循环管的结构图；

图3为本实用新型磷酸一铵连续结晶装置中稠厚器的结构图；

图4为本实用新型磷酸一铵连续结晶装置中冷凝器的结构图；

图5为本实用新型磷酸一铵连续结晶装置中冷凝器的内部结构图；

其中：1、加热室；2、第一循环管；3、分离室；31、除沫器；4、第三循环管；5、轴流泵；6、第二循环管；7、真空泵；8、冷凝器；81、冷凝器壳体；82、端盖；83、换热管；84、折流板；85、主轴；86、进汽口；87、不凝气出口；88、出水口；89、循环水上水口；810、循环水回水口；9、稠厚器；91、稠厚器壳体；92、进料口；93、出料口；94、电机；95、搅拌轴；96、第一搅拌杆；97、第二搅拌杆；10、观察窗。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型一种磷酸一铵连续结晶装置，包括冷凝器8、稠厚器9、离心机以及依次顺序连接的多效蒸发结晶装置，最后一效蒸发结晶装置与冷凝器8连接，最后一效蒸发结晶装置、稠厚器9、离心机依次顺序连接。

需要说明的是，本实施例中，初效蒸发结晶装置是指依次顺序连接的多效蒸发结晶装置中的第一个蒸发结晶装置，二效蒸发结晶装置是指第二个蒸发结晶装置，依次类推，最后一效蒸发结晶装置是指最后一个蒸发结晶装置。

现详细描述蒸发结晶过程中料液、蒸汽以及冷凝水的流向过程：

料液流向过程：磷酸一铵溶液进入依次顺序连接的多效蒸发结晶装置进行顺序蒸发结晶，最后一效蒸发结晶装置输送的料液输送至稠厚器9，稠厚器9将料液中的上清液与浆料分离，并将浆料输送至离心机，进行固液分离，得到固体磷酸一铵。

蒸汽流向过程：多效蒸发结晶装置蒸发结晶时，其热源来自锅炉的生蒸汽输送至初效蒸发结晶装置，汽液分离后，产生的二次蒸汽输送至下一效蒸发结晶装置，依次类推，由此实现热源的输送，最后一效蒸发结晶装置汽液分离产生的二次蒸汽输送至冷凝器8中。

冷凝水流向过程：初效蒸发结晶装置换热冷凝产生的冷凝水输送至锅炉房重复利用，其余蒸发结晶装置换热产生的冷凝水输送至下一效蒸发结晶装置，由最后一效蒸发结晶装置输送至冷凝水罐，冷凝器8对最后一效蒸发结晶装置换热冷凝产生的冷凝水输送至冷凝水罐。

本实用新型蒸汽顺向输送，多效蒸发结晶装置内的温度由高到低分布，根据磷酸一铵的溶解度与温度的关系，温度越高，磷酸一铵的溶解度越好，通过采用顺流蒸发，使料液所处蒸发结晶的环境温度由高到低，由此，磷酸一铵的溶解度越低，保证磷酸一铵高效蒸发结晶，实现了生产的连续化生产。

本实用新型采用二次蒸汽热量再利用减少了蒸汽部分消耗。冷凝水的回收再利用实现了污水零排放。整个装置密闭运行，实现了大气的零污染排放。

如图2所示，蒸发结晶装置包括加热室1、分离室3，加热室1的顶部连接有延伸至分离室3内的第一循环管2，加热室1的底部连接有第二循环管6，分离室3的底部连接有第三循环管4，第二循环管6与第三循环管4之间连接有轴流泵5。加热室1用于对料液加热，料液加热上升至分离室3，进行汽液分离，由此进行蒸发结晶过程；利用轴流泵5所产生的强制循环推动力使料液在蒸发结晶装置的各循环管内以较高的速度流动。

第一循环管2倾斜设置，缩短料液上升路径，降低料液上升阻力，保证料液高速输送至分离室3内，避免料液在第一循环管2内沉降堵塞，同时缩短料液在第一循环管2内的停留时间，避免了料液在第一循环管2内过热结疤。第一循环管2延伸至分离室3的端部为倒置的圆台形状，对料液具有导流作用，使料液沿第一循环管2的端部向周边输送扩散，同时倒置的圆台形状使料液出口的口径大于第一循环管2的管径，避免料液在端口处堵塞，保证蒸发结晶过程的连续进行。

如图4、图5所示，冷凝器8包括冷凝器壳体81，冷凝器壳体81两端均设有端盖82，冷凝器壳体81内设有换热管83、折流板84，端盖82上固定有主轴85，折流板84螺旋环绕在主轴85上，折流板84上设有若干安装孔，换热管83穿设于安装孔上。循环水经换热管83循环流动，二次蒸汽在冷凝器壳体81内流动，

折流板84的设置延长二次蒸汽在冷凝器壳体81内的运动路径，使二次蒸汽与换热管83内的循环水充分接触换热，提高换热效率，同时，折流板84螺旋环绕主轴85，其具有连续的螺旋面，使二次蒸汽实现近似螺旋的流动状态，流动更为平缓，减小二次蒸汽的流动阻力，传热效率高，避免出现流动滞死，局部结垢的现象，保证换热冷凝连续进行。

冷凝器壳体81上部的外回转面上设有进汽口86，进汽口86与分离室3的顶端连接，冷凝器壳体81下部的外回转面上设有不凝气出口87、出水口88，冷凝器壳体81的顶端设有循环水上水口89、循环水回水口810。

进一步的，折流板84的表面设有耐腐蚀层，折流板84为不锈钢板，耐腐蚀层由聚四氟乙烯构成。耐腐蚀层的设置提高了整个折流板84的抗腐蚀性，保证了折流板84的正常使用，延长了折流板84的使用寿命，保证了冷凝器8的冷却效果。

进一步的，不凝气出口87连接有排气管，排气管上设有真空泵7。冷凝器8中的不凝气体经排气管，在真空泵7的作用下排出。

进一步的，分离室3内设有除沫器31，除沫器31设置在分离室3的上部，能够有效去除气体中夹带的雾沫。

本实施例中，除沫器31选用丝网式、折流式、旋流板式，惯性式。

进一步的，分离室3的侧面纵向设有多个观察窗10，便于观测分离室3内部的工作状况。

进一步的，如图3所示，稠厚器9包括稠厚器壳体91，稠厚器壳体91上设有进料口92、出料口93、搅拌装置，进料口92与第二循环管6连接，出料口93与离心机连接，搅拌装置包括电机94、搅拌轴95和搅拌组件，电机94固定在稠厚器壳体91的顶部，电机94的输出端与搅拌轴95连接，搅拌轴95穿设于稠厚器壳体91内，搅拌组件设置在搅拌轴95的底部。最后一效蒸发结晶装置析出的料液经进料口92进入稠厚器壳体91内，搅拌组件对料液进行搅拌，将料液中的上清液与浆料分离，并将浆料经出料口93输送至离心机。

搅拌组件包括分别对称设置在搅拌轴95两侧的第一搅拌杆96、第二搅拌杆97，第一搅拌杆96为弧形结构，第一搅拌杆96与搅拌抽的底部连接，第二搅拌杆97向下倾斜设置，第二搅拌杆97的一端与第一搅拌杆96连接，第二搅拌杆97的另一端与搅拌轴95连接。该结构能够增大与料液的搅拌空间，同时搅拌杆减小与料液的接触面积，减小料液的粘附面积，加快搅拌速度，增加料液脱水效果。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种磷酸一铵连续结晶装置，其特征在于：包括冷凝器、稠厚器、离心机以及依次顺序连接的多效蒸发结晶装置，最后一效所述蒸发结晶装置与所述冷凝器连接，最后一效所述蒸发结晶装置、稠厚器、离心机依次顺序连接；

所述蒸发结晶装置包括加热室、分离室，所述加热室的顶部连接有延伸至所述分离室内的第一循环管，所述第一循环管倾斜设置且其延伸至所述分离室的端部为倒置的圆台形状，所述加热室的底部连接有第二循环管，所述分离室的底部连接有第三循环管，所述第二循环管与第三循环管之间连接有轴流泵；

所述冷凝器包括冷凝器壳体，所述冷凝器壳体两端均设有端盖，所述冷凝器壳体内设有换热管、折流板，所述端盖上固定有主轴，所述折流板螺旋环绕在主轴上，所述折流板上设有若干安装孔，所述换热管穿设于所述安装孔上。

2.根据权利要求1所述的磷酸一铵连续结晶装置，其特征在于：所述稠厚器包括稠厚器壳体，所述稠厚器壳体上设有进料口、出料口、搅拌装置，所述进料口与第二循环管连接，所述出料口与离心机连接，所述搅拌装置包括电机、搅拌轴和搅拌组件，所述电机固定在稠厚器壳体的顶部，所述电机的输出端与搅拌轴连接，所述搅拌轴穿设于所述稠厚器壳体内，所述搅拌组件设置在搅拌轴的底部。

3.根据权利要求2所述的磷酸一铵连续结晶装置，其特征在于：所述搅拌组件包括分别对称设置在搅拌轴两侧的第一搅拌杆、第二搅拌杆，所述第一搅拌杆为弧形结构，所述第一搅拌杆与搅拌抽的底部连接，所述第二搅拌杆向下倾斜设置，所述第二搅拌杆的一端与第一搅拌杆连接，所述第二搅拌杆的另一端与搅拌轴连接。

4.根据权利要求1所述的磷酸一铵连续结晶装置，其特征在于：所述折流板的表面设有耐腐蚀层。

5.根据权利要求4所述的磷酸一铵连续结晶装置，其特征在于：所述折流板为不锈钢板，所述的耐腐蚀层由聚四氟乙烯构成。

6.根据权利要求1所述的磷酸一铵连续结晶装置，其特征在于：所述冷凝器壳体上部的外回转面上设有进汽口，所述进汽口与分离室的顶端连接，所述冷凝器壳体下部的外回转面上设有不凝气出口、出水口，所述冷凝器壳体的顶端设有循环水上水口、循环水回水口。

7.根据权利要求6所述的磷酸一铵连续结晶装置，其特征在于：所述不凝气出口连接有排气管，所述排气管上设有真空泵。

8.根据权利要求7所述的磷酸一铵连续结晶装置，其特征在于：所述分离室内设有除沫器，所述除沫器设置在分离室的上部。

9.根据权利要求1所述的磷酸一铵连续结晶装置，其特征在于：所述分离室的侧面纵向设有多个观察窗。