CN208741942U - 一种用于制备硫酸钴的浓缩结晶系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉结晶技术，特别涉及一种用于制备硫酸钴的浓缩结晶设备。本实用新型提供一种用于制备硫酸钴的浓缩结晶系统，包括蒸发结晶器、循环风机、加热器及冷凝器，加热器的空气出口与蒸发结晶器的空气入口连接，蒸发结晶器的空气出口与循环风机的空气入口连接，循环风机的空气出口与冷凝器的空气入口连接，冷凝器的空气出口与加热器的第一空气入口连接，加热器的第二空气入口连接有空气压缩机；蒸发结晶器为可转动式蒸发器，可转动式蒸发器包括蒸发室、电机、转轴和转盘，电机通过转轴驱动转盘旋转，转盘设置在蒸发室内，电机设置在蒸发室外部，转轴连接电机和转盘。本实用新型适用于硫酸钴提取。

Description

一种用于制备硫酸钴的浓缩结晶系统

技术领域

本实用新型涉及结晶技术，特别涉及一种用于制备硫酸钴的浓缩结晶设备。

背景技术

现有的蒸发技术主要有多效蒸发和蒸汽机械再压缩两种形式。其中，多效蒸发是将原始蒸汽作为热源对废水进行加热，使水分蒸发，其产生的蒸汽作为下一级蒸发的热源(即传热介质为水)，依次进行，从而实现能量的梯级利用，达到节能目的。其中，蒸汽机械再压缩系统是指将蒸发器产生的蒸汽通过蒸汽压缩机进行压缩，提高其焓值，然后将压缩后的蒸汽作为热源(即传热介质为水蒸气)对待蒸发物料(例如：废液)进行加热，使其蒸发。

很显然，现有技术中的上述蒸发系统都存在一些的客观的技术缺点：例如：(1)现有两种蒸发技术的传热都是通过间壁式传热完成的，间壁式传热蒸发不可避免会存在结垢的风险；(2)多效蒸发能耗高，维护操作任务量大，系统效能比低。

实用新型内容

为克服现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种用于制备硫酸钴的浓缩结晶系统，包括蒸发结晶器、循环风机、加热器及冷凝器，所述加热器的空气出口与所述蒸发结晶器的空气入口连接，所述蒸发结晶器的空气出口与循环风机的空气入口连接，所述循环风机的空气出口与所述冷凝器的空气入口连接，所述冷凝器的空气出口与所述加热器的第一空气入口连接，所述加热器的第二空气入口连接有空气压缩机；所述蒸发结晶器为可转动式蒸发器，所述可转动式蒸发器包括蒸发室、电机、转轴和转盘，所述电机通过转轴驱动转盘旋转，所述转盘设置在所述蒸发室内，电机设置在蒸发室外部，所述转轴连接电机和转盘。

进一步地，还包括控制器，所述加热器的空气出口和空气入口处设置有电子阀门，所述蒸发结晶器的空气出口和空气入口设置有电子阀门，所述循环风机的空气入口和空气出口设置有电子阀门，所述冷凝器的空气出口与空气入口设置有电子阀门，所述蒸发结晶器内设置有温度传感器及湿度传感器，所述控制器连接所有的电子阀门、温度传感器、湿度传感器及蒸发结晶器的电机。

进一步地，还包括换热器，所述换热器设置在所述冷凝器和所述加热器之间。

具体地，所述可转动式蒸发器的蒸发室为椭圆形结构，所述蒸发室底部设置有废液出口，所述废液出口的下方设置有集液容器。

进一步地，还包括浓缩器，所述浓缩器设有浓缩料浆出口，结晶器设有浓缩料浆入口，浓缩器和结晶器的连接管路由两段设计不同的管线组成,与浓缩器连接的管线上安装有调节阀门，与结晶器连接的管线是一根上部开口的溜槽，溜槽一端通过溜槽固定装置固定安装在结晶器的顶盖上，通过浓缩料浆入口与结晶器连接，另一端伸到与浓缩器连接的管线出口的下方，溜槽与结晶器形成一个倾斜角度。

具体地，所述溜槽与结晶器形成的倾斜角度为15度至30度。

具体地，所述蒸发室包括悬浮部，所述悬浮部的下端为结晶部，悬浮部的上端为蒸发部，所述转盘设置在蒸发部的中间位置。

具体地，所述加热器包括热媒进口、热媒出口、加热器本体和空气流通管道；所述空气流通管道用于流通空气，且所述空气流通管道的两端分别连通所述加热器的空气入口和空气出口；所述加热器本体用于通过通入的热媒对所述空气流通管道内的空气进行换热加热处理；所述蒸发结晶器包括物料进口、物料出口、排空口、补料口和循环泵；所述蒸发室的顶部还设置有喷洒装置，所述喷洒装置与物料进口连通，所述喷洒装置用于对从物料进口进入的废液进行喷洒处理进而与蒸发室内的空气进行接触；所述循环泵设置在所述物料进口与所述物料出口之间的管道上，所述循环泵用于连续循环将从蒸发室底部的物料出口排出的废液，泵送至蒸发室顶部的喷洒装置；所述空气入口通过连接管道与所述加热器的空气出口连通，所述空气出口通过连接管道与所述风机的入风口连通。

具体地，所述冷凝器包括冷凝器冷水进口、温水出口、冷凝器本体和冷媒输送换热装置；所述冷媒输送换热装置分别连通所述冷凝器的冷水进口和温水出口。

本实用新型的有益效果如下：

在本实用新型中，通过控制蒸发结晶器进行旋转工作，可以一定程度防止设备结垢，并且通过旋转的方式，可以保证物料均匀受热，提高蒸发的效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本实用新型，其中：

图1示出本实用新型的一种用于制备硫酸钴的浓缩结晶系统的结构示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，用于制备硫酸钴的浓缩结晶系统，包括蒸发结晶器、循环风机、加热器及冷凝器，所述加热器的空气出口与所述蒸发结晶器的空气入口连接，所述蒸发结晶器的空气出口与循环风机的空气入口连接，所述循环风机的空气出口与所述冷凝器的空气入口连接，所述冷凝器的空气出口与所述加热器的第一空气入口连接，所述加热器的第二空气入口连接有空气压缩机；所述蒸发结晶器为可转动式蒸发器，所述可转动式蒸发器包括蒸发室、电机、转轴和转盘，所述电机通过转轴驱动转盘旋转，所述转盘设置在所述蒸发室内，电机设置在蒸发室外部，所述转轴连接电机和转盘。

一般来讲，蒸发结晶器按加热方式可以分为两类：直接热源加热它是将热源与待蒸发的物料混合，使其待蒸发的物料中的水蒸气蒸发的方法。间接热源加热，容器间壁传给被蒸发的溶液。即在间壁式换热器中进行的传热过程。很显然，本实用新型的实施例提供的蒸发浓缩结晶系统，属于前一类，其采用直接通过热源(即受热空气)与废液混合进而使废液中的水蒸气蒸发最终反复多次，待废液浓度超过其饱和浓度时，则其自然结晶形成结晶颗粒。

本实用新型提供的蒸发浓缩结晶系统，避免了采用传统间壁式传热蒸发的设计，其采用洁净受热空气对喷洒废液充分接触方式进行直接受热蒸发其废液中的水分，避免出现结垢的问题；同时该蒸发浓缩结晶系统，操作简单，系统效能比更高，相比传统蒸发设备具有更强的稳定性以及设备可靠性。并且，在进行加热的过程中，通过转盘旋转的方式，增加物料受热的均匀程度，可以进一步的提高蒸发结晶的效率。

在一些实施例中，所述蒸发室包括悬浮部，所述悬浮部的下端为结晶部，悬浮部的上端为蒸发部，所述转盘设置在蒸发部的中间位置。在此种情况下，转轴需要穿过结晶部和蒸发部，转盘设置在蒸发部的正中间位置。

在本实用新型的另一些实施例中，所述加热器包括热媒进口、热媒出口、加热器本体和空气流通管道；所述空气流通管道用于流通空气，且所述空气流通管道的两端分别连通所述加热器的空气入口和空气出口；所述加热器本体用于通过通入的热媒对所述空气流通管道内的空气进行换热加热处理。

在本实用新型的一些实施例中，所述蒸发结晶器包括物料进口、物料出口、排空口、补料口和循环泵；所述蒸发室的顶部还设置有喷洒装置，所述喷洒装置与物料进口连通，所述喷洒装置用于对从物料进口进入的废液进行喷洒处理进而与蒸发室内的空气进行接触；所述循环泵设置在所述物料进口与所述物料出口之间的管道上，所述循环泵用于连续循环将从蒸发室底部的物料出口排出的废液，泵送至蒸发室顶部的喷洒装置；所述空气入口通过连接管道与所述加热器的空气出口连通，所述空气出口通过连接管道与所述风机的入风口连通。

所述循环风机用于驱动带动空气在密闭循环系统中循环流动。所述冷凝器包括冷凝器冷水进口、温水出口、冷凝器本体和冷媒输送换热装置；所述冷媒输送换热装置分别连通所述冷凝器的冷水进口和温水出口。

在本实用新型的一些实施例中，用于制备硫酸钴的浓缩结晶系统还包括控制器，所述加热器的空气出口和空气入口处设置有电子阀门，所述蒸发结晶器的空气出口和空气入口设置有电子阀门，所述循环风机的空气入口和空气出口设置有电子阀门，所述冷凝器的空气出口与空气入口设置有电子阀门，所述蒸发结晶器内设置有温度传感器及湿度传感器，所述控制器连接所有的电子阀门、温度传感器、湿度传感器及蒸发结晶器的电机。

整个系统的自动化运行需要依靠控制器来实现，控制器通过信息的采集或者认为的设定，向各个自动化部件发送控制指令，从而控制自动化部件的启停或者开关的开闭。

在本实用新型的一些实施例中，用于制备硫酸钴的浓缩结晶系统还包括换热器，所述换热器设置在所述冷凝器和所述加热器之间。空气通过换热器之后重新进入到加热器，此时进入加热器的空气的温度会高于常温，实现了热空气的循环利用，节约了一定的能源，提高了加热器的效率。

在本实用新型的一些实施例中，所述可转动式蒸发器的蒸发室为椭圆形结构，所述蒸发室底部设置有废液出口，所述废液出口的下方设置有集液容器。

在本实用新型的又一些实施例中，用于制备硫酸钴的浓缩结晶系统还包括浓缩器，所述浓缩器设有浓缩料浆出口，结晶器设有浓缩料浆入口，浓缩器和结晶器的连接管路由两段设计不同的管线组成,与浓缩器连接的管线上安装有调节阀门，与结晶器连接的管线是一根上部开口的溜槽，溜槽一端通过溜槽固定装置固定安装在结晶器的顶盖上，通过浓缩料浆入口与结晶器连接，另一端伸到与浓缩器连接的管线出口的下方，溜槽与结晶器形成一个倾斜角度。物料首先通过浓缩器进行浓缩之后，再进入蒸发器进行蒸发结晶，这样做的好处是可以一定程度提高蒸发结晶的效率。

作为一种较佳的实施方式，所述溜槽与结晶器形成的倾斜角度为15度至30度。优选地，发明人通过实验发现，25度的倾斜角为最佳角度，可以保证设备不结垢。

虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种用于制备硫酸钴的浓缩结晶系统，包括蒸发结晶器、循环风机、加热器及冷凝器，其特征在于，所述加热器的空气出口与所述蒸发结晶器的空气入口连接，所述蒸发结晶器的空气出口与循环风机的空气入口连接，所述循环风机的空气出口与所述冷凝器的空气入口连接，所述冷凝器的空气出口与所述加热器的第一空气入口连接，所述加热器的第二空气入口连接有空气压缩机；

所述蒸发结晶器为可转动式蒸发器，所述可转动式蒸发器包括蒸发室、电机、转轴和转盘，所述电机通过转轴驱动转盘旋转，所述转盘设置在所述蒸发室内，电机设置在蒸发室外部，所述转轴连接电机和转盘。

2.如权利要求1所述的用于制备硫酸钴的浓缩结晶系统，其特征在于，还包括控制器，所述加热器的空气出口和空气入口处设置有电子阀门，所述蒸发结晶器的空气出口和空气入口设置有电子阀门，所述循环风机的空气入口和空气出口设置有电子阀门，所述冷凝器的空气出口与空气入口设置有电子阀门，所述蒸发结晶器内设置有温度传感器及湿度传感器，所述控制器连接所有的电子阀门、温度传感器、湿度传感器及蒸发结晶器的电机。

3.如权利要求1所述的用于制备硫酸钴的浓缩结晶系统，其特征在于，还包括换热器，所述换热器设置在所述冷凝器和所述加热器之间。

4.如权利要求1所述的用于制备硫酸钴的浓缩结晶系统，其特征在于，所述可转动式蒸发器的蒸发室为椭圆形结构，所述蒸发室底部设置有废液出口，所述废液出口的下方设置有集液容器。

5.如权利要求1所述的用于制备硫酸钴的浓缩结晶系统，其特征在于，还包括浓缩器，所述浓缩器设有浓缩料浆出口，结晶器设有浓缩料浆入口，浓缩器和结晶器的连接管路由两段设计不同的管线组成,与浓缩器连接的管线上安装有调节阀门，与结晶器连接的管线是一根上部开口的溜槽，溜槽一端通过溜槽固定装置固定安装在结晶器的顶盖上，通过浓缩料浆入口与结晶器连接，另一端伸到与浓缩器连接的管线出口的下方，溜槽与结晶器形成一个倾斜角度。

6.如权利要求5所述的用于制备硫酸钴的浓缩结晶系统，其特征在于，所述溜槽与结晶器形成的倾斜角度为15度至30度。

7.如权利要求1所述的用于制备硫酸钴的浓缩结晶系统，其特征在于，所述蒸发室包括悬浮部，所述悬浮部的下端为结晶部，悬浮部的上端为蒸发部，所述转盘设置在蒸发部的中间位置。

8.如权利要求1至7任意一项所述的用于制备硫酸钴的浓缩结晶系统，其特征在于，所述加热器包括热媒进口、热媒出口、加热器本体和空气流通管道；所述空气流通管道用于流通空气，且所述空气流通管道的两端分别连通所述加热器的空气入口和空气出口；所述加热器本体用于通过通入的热媒对所述空气流通管道内的空气进行换热加热处理；所述蒸发结晶器包括物料进口、物料出口、排空口、补料口和循环泵；所述蒸发室的顶部还设置有喷洒装置，所述喷洒装置与物料进口连通，所述喷洒装置用于对从物料进口进入的废液进行喷洒处理进而与蒸发室内的空气进行接触；所述循环泵设置在所述物料进口与所述物料出口之间的管道上，所述循环泵用于连续循环将从蒸发室底部的物料出口排出的废液，泵送至蒸发室顶部的喷洒装置；所述空气入口通过连接管道与所述加热器的空气出口连通，所述空气出口通过连接管道与所述风机的入风口连通。

9.如权利要求8所述的用于制备硫酸钴的浓缩结晶系统，其特征在于，所述冷凝器包括冷凝器冷水进口、温水出口、冷凝器本体和冷媒输送换热装置；所述冷媒输送换热装置分别连通所述冷凝器的冷水进口和温水出口。