CN211595053U - 一种芒硝热熔蒸发设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种芒硝热熔蒸发设备，热熔罐的顶部入口与芒硝进料管相连，热熔罐的内腔设有降液管，降液管呈L形且上端入口连接在热熔罐的中部侧壁，降液管的下端沿热熔罐的轴线向下延伸且指向热熔罐的底部中心，热熔罐的底部呈中心高外周低的穹隆形；热熔罐侧壁上部的循环出口通过热熔罐循环管与热熔循环泵的入口相连，热熔循环泵的出口与热熔换热器的料液入口相连，热熔换热器的料液出口与降液管的上端入口相连；热熔罐的下部侧壁连接有热熔罐出料管，热熔罐出料管的出口经转料泵与奥斯陆蒸发结晶器的蒸发室进料口相连，结晶区出料管与晶浆泵的入口相连。该设备可提高换热效率，防止换热表面结垢，出料顺畅，产品质量好，粒径大。

Description

一种芒硝热熔蒸发设备

技术领域

本实用新型涉及一种含结晶水盐热熔脱水后蒸发的设备，特别涉及一种芒硝热熔蒸发设备，属于化工设备技术领域。

背景技术

无水硫酸钠称之为元明粉，元明粉是一种重要的化工产品，广泛用于泡花碱、漂染、合成洗涤剂、纺织、造纸、表面处理、填充剂等行业。带有10个结晶水的硫酸钠称为芒硝，芒硝作为氯碱行业的副产品，多对其进行热熔脱水制备元明粉。

传统的芒硝热熔脱水制元明粉一般采用在加热釜内热法脱水，加热釜制备元明粉的传热效率低，换热不完全，能源利用低，同时釜内易结垢，出料易堵塞结块，难以连续性操作，且热熔后直接离心分离的元明粉粒径小，很大程度上影响了产品质量。

传统的芒硝制元明粉一般采用多效蒸发或是热熔法将饱和溶液再冷冻方式制备。现有技术中也有采用热熔耦合蒸发母液的方法制备元明粉，同时利用蒸汽再压缩技术代替多效蒸发形式，以节约能源。但是该工艺中采用热熔加热釜内热法脱水的传热效率低，换热不完全，能源利用率低，同时釜内易结垢，出料易堵塞结块，难以连续性操作，且现有结晶器内经常冲料，影响蒸汽压缩机的稳定运行。

其次，芒硝作为氯碱行业的副产，多含有一定的氯离子，由于蒸发过程中杂质的不断富集，影响其换热温差，从而使蒸发量下降，同时影响元明粉的产品质量。

再者，元明粉产品粒径的大小取决于蒸发过程形成的硫酸钠晶体的大小，传统的多效或是蒸汽再压缩工艺得到的大颗粒硫酸钠晶体的产量小，不能满足市场的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种芒硝热熔蒸发设备，可以提高换热效率，防止换热表面结垢，出料顺畅，产品质量好，粒径大。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种芒硝热熔蒸发设备，包括热熔罐和奥斯陆蒸发结晶器，热熔罐的顶部进料口与芒硝进料管相连，热熔罐的内腔设有降液管，降液管呈L形且上端入口连接在热熔罐的中部侧壁，降液管的下端沿热熔罐的轴线向下延伸且指向热熔罐的底部中心，热熔罐的底部呈中心高外周低的穹隆形；热熔罐侧壁上部的循环出口通过热熔罐循环管与热熔循环泵的入口相连，热熔循环泵的出口与热熔换热器的料液入口相连，热熔换热器的料液出口与所述降液管的上端入口相连；热熔罐的下部侧壁连接有热熔罐出料管，热熔罐出料管的出口与转料泵的入口相连，转料泵的出口与奥斯陆蒸发结晶器的蒸发室进料口相连，奥斯陆蒸发结晶器的结晶区出料管与晶浆泵的入口相连。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：芒硝未进入热熔罐前，向热熔罐中加入70℃的热水，启动热熔循环泵，使热水在热熔罐、热熔罐循环管和热熔换热器内循环运行。然后芒硝由芒硝进料管进入热熔罐，芒硝随热水从热熔罐循环出口排出，由热熔循环泵推动输送至热熔换热器中，在热熔换热器的管程与壳程的生蒸汽进行换热，热熔脱水后的料液由热熔罐循环管返回热熔罐中，由降液管进入热熔罐的底部，底部的弧形可改善料液的流动状态，利于料液从周边均匀上升形成晶体流化态，对颗粒进行水力分级，小颗粒向上，大颗粒向下。在料液冲刷下，大颗粒不会滞留在热熔罐的底部最低处，不易形成死区，减少料液结块堵塞。细小的颗粒随料液流入热熔罐循环管，由热熔循环泵输送至热熔换热器中升温溶解，起到消除细小晶粒的作用，并且继续参与循环，强制循环减少了料液结块堵塞现象，可达到连续运行，延长了料液的停留时间，消除过饱和度，使晶粒长大。热熔罐内无搅拌装置，晶粒破碎、二次成核较少；外置热熔换热器的换热效率高，且可防止热熔过程换热表面上产生结垢。较大晶粒由热熔罐出料管排出，由转料泵送至蒸发段。蒸发段采用奥斯陆蒸发结晶器，经奥斯陆蒸发结晶器蒸发后，颗粒较大的料液由晶浆泵输出。

作为本实用新型的改进，所述热熔罐出料管在热熔罐下部锥体侧壁的高度方向分布有多层，各热熔罐出料管的出口均与转料泵的入口相连。充分利用热熔罐内的料液上浮速度与热熔罐下部锥体直径变化间的关系，采用分层出料的方式，可有效控制晶体的粒径，从最符合要求的高度层出料，可提高产品质量。

作为本实用新型的进一步改进，热熔罐穹隆形底部的最低处设有热熔罐泄放口，热熔罐泄放口通过热熔罐排空管与转料泵的入口管道相连。停止生产时，可以通过热熔罐排空管可以将热熔罐内的料液排净，避免在罐内残留，保证下次生产的顺利进行。

作为本实用新型的进一步改进，所述转料泵的出口与结晶器循环管的中段相连，结晶器循环管的上端与奥斯陆蒸发结晶器的循环出口相连，结晶器循环管的下端与蒸发循环泵的入口相连，蒸发循环泵的出口与蒸发换热器的料液入口相连，蒸发换热器的料液出口与所述蒸发室进料口相连，蒸发室进料中心管的上方设有挡板；奥斯陆蒸发结晶器的蒸发室顶部排汽口通过二次蒸汽管道与蒸汽压缩机的入口相连，蒸汽压缩机的出口管道与生蒸汽管共同向蒸发换热器的热侧供汽。奥斯陆蒸发结晶器的循环出口位于结晶区的上锥部，可以将一些微细的晶粒排出，使内液面处的料液过饱和度得到控制，产生一次晶核较少。热熔段的料液由转料泵送入结晶器循环管中，与奥斯陆蒸发结晶器的循环料液混合，然后由蒸发循环泵送入蒸发换热器中加热，经过分级浮选后的带有细晶粒的料液经蒸发换热器升温溶解，起到消除细小晶粒的作用，为晶体长大提供有利条件。蒸发室产生的二次蒸汽经蒸汽压缩机压缩后，作为蒸发换热器的热源。加热后的料液被送入蒸发室进料口，沿蒸发室进料中心管上行，并在挡板下方进入蒸发室的内腔，防止冲料，保证了压缩机的稳定运行。

作为本实用新型的进一步改进，所述奥斯陆蒸发结晶器的结晶区出料管在结晶区下锥段侧壁的高度方向设有多层，且分别与晶浆泵的入口管道相连。换热后料液在蒸发室内蒸发浓缩产生一定过饱和度后，从沉降管进入结晶区的下部，利用结晶区内的料液上浮速度与结晶区下锥段直径变化间的关系，采用分层出料的方式，可有效控制晶体的粒径，从最符合要求的高度层出料，确保产品质量。

作为本实用新型的进一步改进，所述奥斯陆蒸发结晶器的结晶区底部呈中心高外周低的穹隆形；结晶区穹隆形底部的最低处设有结晶器泄放口，结晶器泄放口通过结晶器排空管与所述晶浆泵的入口管道相连。结晶区底部的弧形可改善料液的流动状态，利于料液从周边均匀上升形成晶体流化态，对颗粒进行水力分级，小颗粒向上，大颗粒向下。在料液冲刷下，大颗粒不会滞留在结晶区的底部最低处，不易形成死区，减少料液结块堵塞。细小的颗粒随料液流入结晶器循环管，由蒸发循环泵输送至蒸发换热器中升温溶解，起到消除细小晶粒的作用，并且继续参与循环，强制循环减少了料液结块堵塞现象，可达到连续运行，延长了料液的停留时间，消除过饱和度，使晶粒长大，能大幅度提高元明粉的粒径，以提高产品的质量。停止生产时，可以通过结晶器排空管可以将奥斯陆蒸发结晶器内的料液排净，避免在器内残留，保证下次生产的顺利进行。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

图1为本实用新型芒硝热熔蒸发设备的流程图。

图中：1.热熔罐；1a.降液管；1b.热熔罐出料管；1c.热熔罐排空管；2.热熔换热器；3.奥斯陆蒸发结晶器；3a.蒸发室进料口；3b.挡板；3c.沉降管；3d.结晶区出料管；3e.结晶器排空管；4.蒸发换热器；5.蒸汽压缩机；G1.芒硝进料管；G2.生蒸汽管；G3.热熔罐循环管；G4.结晶器循环管；G5.二次蒸汽管道；B1.热熔循环泵；B2.转料泵；B3.蒸发循环泵；B4.晶浆泵。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型芒硝热熔蒸发设备包括热熔罐1和奥斯陆蒸发结晶器3，热熔罐1的顶部进料口与芒硝进料管G1相连，热熔罐1的内腔设有降液管1a，降液管1a呈L形且上端入口连接在热熔罐1的中部侧壁，降液管1a的下端沿热熔罐1的轴线向下延伸且指向热熔罐1的底部中心，热熔罐1的底部呈中心高外周低的穹隆形；热熔罐侧壁上部的循环出口通过热熔罐循环管G3与热熔循环泵B1的入口相连，热熔循环泵B1的出口与热熔换热器2的料液入口相连，热熔换热器2的料液出口与降液管1a的上端入口相连；热熔罐1的下部侧壁连接有热熔罐出料管1b，热熔罐出料管1b的出口与转料泵B2的入口相连，转料泵B2的出口与奥斯陆蒸发结晶器3的蒸发室进料口3a相连，奥斯陆蒸发结晶器3的结晶区出料管3d与晶浆泵B4的入口相连。

芒硝未进入热熔罐1前，向热熔罐1中加入70℃的热水，启动热熔循环泵B1，使热水在热熔罐1、热熔罐循环管G3和热熔换热器2内循环运行。然后芒硝由芒硝进料管G1进入热熔罐1，芒硝随热水从热熔罐循环出口排出，由热熔循环泵B1推动输送至热熔换热器2中，在热熔换热器2的管程与壳程的生蒸汽进行换热，热熔脱水后的料液由热熔罐循环管G3返回热熔罐1中，由降液管1a进入热熔罐1的底部，底部的弧形可改善料液的流动状态，利于料液从周边均匀上升形成晶体流化态，对颗粒进行水力分级，小颗粒向上，大颗粒向下。在料液冲刷下，大颗粒不会滞留在热熔罐1的底部最低处，不易形成死区，减少料液结块堵塞。细小的颗粒随料液流入热熔罐循环管G3，由热熔循环泵B1输送至热熔换热器2中升温溶解，起到消除细小晶粒的作用，并且继续参与循环，强制循环减少了料液结块堵塞现象，可达到连续运行，延长了料液的停留时间，消除过饱和度，使晶粒长大。

热熔罐1内无搅拌装置，晶粒破碎、二次成核较少；外置热熔换热器2的换热效率高，且可防止热熔过程换热表面上产生结垢。较大晶粒由热熔罐出料管1b排出，由转料泵B2送至蒸发段。蒸发段采用奥斯陆蒸发结晶器3，经奥斯陆蒸发结晶器3蒸发后，颗粒较大的料液由晶浆泵B4输出。

热熔罐出料管1b在热熔罐下部锥体侧壁的高度方向分布有多层，各热熔罐出料管1b的出口均与转料泵B2的入口相连。充分利用热熔罐1内的料液上浮速度与热熔罐下部锥体直径变化间的关系，采用分层出料的方式，可有效控制晶体的粒径，从最符合要求的高度层出料，可提高产品质量。

热熔罐穹隆形底部的最低处设有热熔罐泄放口，热熔罐泄放口通过热熔罐排空管1c与转料泵B2的入口管道相连。停止生产时，可以通过热熔罐排空管1c可以将热熔罐1内的料液排净，避免在罐内残留，保证下次生产的顺利进行。

转料泵B2的出口与结晶器循环管G4的中段相连，结晶器循环管G4的上端与奥斯陆蒸发结晶器3的循环出口相连，结晶器循环管G4的下端与蒸发循环泵B3的入口相连，蒸发循环泵B3的出口与蒸发换热器4的料液入口相连，蒸发换热器4的料液出口与蒸发室进料口3a相连，蒸发室进料中心管的上方设有挡板3b；奥斯陆蒸发结晶器3的蒸发室顶部排汽口通过二次蒸汽管道G5与蒸汽压缩机5的入口相连，蒸汽压缩机5的出口管道与生蒸汽管G2共同向蒸发换热器4的热侧供汽。

奥斯陆蒸发结晶器3的循环出口位于结晶区的上锥部，可以将一些微细的晶粒排出，使内液面处的料液过饱和度得到控制，产生一次晶核较少。热熔段的料液由转料泵B2送入结晶器循环管G4中，与奥斯陆蒸发结晶器3的循环料液混合，然后由蒸发循环泵B3送入蒸发换热器4中加热，经过分级浮选后的带有细晶粒的料液经蒸发换热器4升温溶解，起到消除细小晶粒的作用，为晶体长大提供有利条件。蒸发室产生的二次蒸汽经蒸汽压缩机5压缩后，作为蒸发换热器4的热源。加热后的料液被送入蒸发室进料口3a，沿蒸发室进料中心管上行，并在挡板3b下方进入蒸发室的内腔，防止冲料，保证了压缩机的稳定运行。

奥斯陆蒸发结晶器3的结晶区出料管3d在结晶区下锥段侧壁的高度方向设有多层，且分别与晶浆泵B4的入口管道相连。换热后料液在蒸发室内蒸发浓缩产生一定过饱和度后，从沉降管3c进入结晶区的下部，利用结晶区内的料液上浮速度与结晶区下锥段直径变化间的关系，采用分层出料的方式，可有效控制晶体的粒径，从最符合要求的高度层出料，确保产品质量。

奥斯陆蒸发结晶器3的结晶区底部呈中心高外周低的穹隆形；结晶区穹隆形底部的最低处设有结晶器泄放口，结晶器泄放口通过结晶器排空管3e与晶浆泵B4的入口管道相连。结晶区底部的弧形可改善料液的流动状态，利于料液从周边均匀上升形成晶体流化态，对颗粒进行水力分级，小颗粒向上，大颗粒向下。在料液冲刷下，大颗粒不会滞留在结晶区的底部最低处，不易形成死区，减少料液结块堵塞。细小的颗粒随料液流入结晶器循环管G4，由蒸发循环泵B3输送至蒸发换热器4中升温溶解，起到消除细小晶粒的作用，并且继续参与循环，强制循环减少了料液结块堵塞现象，可达到连续运行，延长了料液的停留时间，消除过饱和度，使晶粒长大，能大幅度提高元明粉的粒径，以提高产品的质量。停止生产时，可以通过结晶器排空管3e可以将奥斯陆蒸发结晶器3内的料液排净，避免在器内残留，保证下次生产的顺利进行。

以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。

Claims (6)

1.一种芒硝热熔蒸发设备，包括热熔罐和奥斯陆蒸发结晶器，热熔罐的顶部进料口与芒硝进料管相连，其特征在于：热熔罐的内腔设有降液管，降液管呈L形且上端入口连接在热熔罐的中部侧壁，降液管的下端沿热熔罐的轴线向下延伸且指向热熔罐的底部中心，热熔罐的底部呈中心高外周低的穹隆形；热熔罐侧壁上部的循环出口通过热熔罐循环管与热熔循环泵的入口相连，热熔循环泵的出口与热熔换热器的料液入口相连，热熔换热器的料液出口与所述降液管的上端入口相连；热熔罐的下部侧壁连接有热熔罐出料管，热熔罐出料管的出口与转料泵的入口相连，转料泵的出口与奥斯陆蒸发结晶器的蒸发室进料口相连，奥斯陆蒸发结晶器的结晶区出料管与晶浆泵的入口相连。

2.根据权利要求1所述的芒硝热熔蒸发设备，其特征在于：所述热熔罐出料管在热熔罐下部锥体侧壁的高度方向分布有多层，各热熔罐出料管的出口均与转料泵的入口相连。

3.根据权利要求1所述的芒硝热熔蒸发设备，其特征在于：热熔罐穹隆形底部的最低处设有热熔罐泄放口，热熔罐泄放口通过热熔罐排空管与转料泵的入口管道相连。

4.根据权利要求1所述的芒硝热熔蒸发设备，其特征在于：所述转料泵的出口与结晶器循环管的中段相连，结晶器循环管的上端与奥斯陆蒸发结晶器的循环出口相连，结晶器循环管的下端与蒸发循环泵的入口相连，蒸发循环泵的出口与蒸发换热器的料液入口相连，蒸发换热器的料液出口与所述蒸发室进料口相连，蒸发室进料中心管的上方设有挡板；奥斯陆蒸发结晶器的蒸发室顶部排汽口通过二次蒸汽管道与蒸汽压缩机的入口相连，蒸汽压缩机的出口管道与生蒸汽管共同向蒸发换热器的热侧供汽。

5.根据权利要求1所述的芒硝热熔蒸发设备，其特征在于：所述奥斯陆蒸发结晶器的结晶区出料管在结晶区下锥段侧壁的高度方向设有多层，且分别与晶浆泵的入口管道相连。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的芒硝热熔蒸发设备，其特征在于：所述奥斯陆蒸发结晶器的结晶区底部呈中心高外周低的穹隆形；结晶区穹隆形底部的最低处设有结晶器泄放口，结晶器泄放口通过结晶器排空管与所述晶浆泵的入口管道相连。

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