一种改善化工浓盐水副产结晶盐粒径分布的装置及方法

摘要

本发明公开了一种改善化工浓盐水副产结晶盐粒径分布的装置及方法，通过设置循环加热器、多效蒸发系统、旋流器、离心机和干燥床等装置，对化工浓盐水进行循环加热、结晶分离、干燥等工序，从而获得副产结晶盐。通过本发明的装置和方法，可以使得副产工业盐中大粒径盐比例提高、粉盐比例显著下降20‑30％、粒径分布更均匀。

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种改善化工浓盐水副产结晶盐粒径分布的装置及方法。

背景技术

高盐废水是指总含盐质量不低于1％的废水，当前化工行业生产过程中不可避免地常会产生化工浓盐水，如聚乙烯醇生产过程中产生的次氯酸钠废水、污水处理厂膜处理后产生的浓水等。化工行业中的高浓盐水一般作为清洁下水直接排放，近年来随着环保政策的日益严格，要求化工行业高浓盐水达标排放已远远不够，同时还要最大限度地对其进行回收利用。目前处理含盐浓水应用最多、最有效的方法是蒸发结晶技术，该方法主要是利用温度差将溶剂中的水分汽化去除，从而为溶质析出提供有利条件。但是，现有的盐结晶工艺，产品品质很难控制，盐粒径大小分布不均匀，副产盐中粉盐含量较高，严重影响副产工业盐的产品质量。

发明内容

为解决目前副产盐粒径分布不均、粉盐较多的问题，本发明提供了一种改善化工浓盐水副产结晶盐粒径分布的装置及方法，旨在使所得副产结晶盐中大粒径盐比例提高、粒径分布更均匀。

本发明为解决技术问题，采用如下技术方案：

本发明首先公开了一种改善化工浓盐水副产结晶盐粒径分布的装置，其特点在于：包括进料桶、换热器、循环加热器、多效蒸发系统、蒸汽系统、平衡桶、循环泵、真空装置、排料泵、旋流器、离心机、干燥床、包装机、母液桶和末效冷凝器。

进一步地：所述进料桶的出料口连接至所述换热器的进料口；所述换热器的出料口通过循环泵连接至所述循环加热器底部的物料入口；所述循环加热器上部的蒸汽入口连接所述蒸汽系统，下部的蒸汽冷凝水出口连接至所述平衡桶的蒸汽冷凝水入口；所述平衡桶还设置有气相出口，连接至所述循环加热器中部的蒸汽回流口；所述循环加热器顶部的物料出口连接至所述多效蒸发系统的物料入口；所述多效蒸发系统下部的循环管出口通过循环泵连接至循环加热器底部的物料入口；所述多效蒸发系统底部的结晶盐出料管通过排料泵连接至所述旋流器的物料入口；所述多效蒸发系统顶部的蒸汽管出口连接至末效冷凝器的蒸汽入口，所述末效冷凝器的蒸汽出口连接真空装置；所述旋流器的物料出口连接至所述离心机的物料入口；所述离心机的液相出口连接至所述进料桶，固相出口连接至所述干燥床的物料入口，所述干燥床的物料出口连接至所述包装机。

进一步地，所述循环加热器的蒸汽冷凝水出口位置高于所述平衡桶内的液位高度，以保证换热产生的冷凝水可以克服管道阻力顺利排至平衡桶。

进一步地，所述多效蒸发系统下部的循环管出口还连接有母液桶。

进一步地，所述循环加热器内部为列管结构，由蒸汽系统提供的蒸汽均匀分布到每一根加热列管外壁，促进蒸汽通过加热管与被加热物料充分换热。

进一步地，所述多效蒸发系统包括一效蒸发器、二效蒸发器和末效蒸发器。

进一步地，在所述结晶盐出料管上设置有观察窗，用于观察盐料位。

本发明还公开了一种改善化工浓盐水副产结晶盐粒径分布的方法，是利用上述的装置，按如下步骤进行：

步骤1、物料预加热

由生产过程中产生的化工浓盐水在进料桶中缓存，然后加入到换热器中进行预热处理；

步骤2、循环加热

将预热后物料提供的蒸汽均匀循环加热器中，物料与由蒸汽系统提供的饱和水蒸气发生间壁换热；

所述循环加热器的供热源为由蒸汽系统提供的蒸汽，蒸汽换热后产生的冷凝水直接排入平衡桶，进入所述平衡桶中的冷凝水夹带的汽相部分通过平衡管返回循环加热器3)内，保持蒸气压力平衡；

步骤3、结晶分离

经循环加热后的物料送入多效蒸发系统进行沸腾蒸发，料液蒸发产生的蒸汽自顶部的蒸汽管出口排出至末效冷凝器，与末效冷凝器列管中的冷凝水发生非接触热交换，剩余料液沿循环管出口通过循环泵送至循环加热器循环；

步骤4、料液增浓

当多效蒸发系统的末效蒸发器内料液的波美度达到要求后，多效蒸发系统底部的结晶盐出料管开始出料，含结晶盐的浆料经排料泵送至旋流器；在所述旋流器中，利用离心沉降原理，增加浆液浓度；

步骤5、分离母液

增浓后固液混合物进入离心机，在离心作用力下进行固液分离，所得液体进入进料桶循环处理，所得固体为湿态结晶盐；

步骤6、干燥包装

所得湿态结晶盐进入干燥床中进行干燥处理，干燥后的固态颗粒状结晶盐送入包装机中，完成包装处理。

进一步地，步骤1中，经换热器预热后的物料温度为70-75℃；步骤2中，经循环加热器加热后的物料温度为80-90℃。

进一步地，所述多效蒸发系统包括一效蒸发器、二效蒸发器和末效蒸发器；

首先，经循环加热后的物料首先送入一效蒸发器，与压力为0.09～0.12MPa、温度为118±1℃的生蒸汽进行间壁式换热，使物料温度达到80-90℃，使物料蒸发浓缩，产生的蒸汽作为二效蒸发器的加热蒸汽；

然后，经一效蒸发器蒸发浓缩后的液体进入二效蒸发器，与加热蒸汽进行间壁式换热，使物料再次蒸发浓缩，盐含量浓缩至8.7-9％，产生的蒸汽作为末效蒸发器的加热蒸汽；

最后，经二效蒸发器蒸发浓缩后的液体进入末效蒸发器，与加热蒸汽进行间壁式换热，使物料再次蒸发结晶，所生成的结晶盐进入结晶盐出料管，末效蒸发器内的蒸汽自顶部的蒸汽管出口排出至末效冷凝器，末效冷凝器中冷凝水温度不高于35℃。

进一步地，步骤4中，经旋流器增浓后的固液混合物的固相质量含量为35-45％。

进一步地，步骤4中，多效蒸发系统的末效蒸发器内料液的波美度要求为料液浓度14-16％。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

本发明的装置和方法，可以实现不同浓度化工浓盐水的稳定处理，设置多级蒸发器，通过控制进出物料量和蒸发量，在蒸发器内严格控制料位和温度，确保蒸发器内物料在稳定范围内，有效地将溶液控制在过饱和度内，保证形成结晶盐的颗粒，解决目前副产盐粒径分布不均、粉盐较多的问题，使得副产工业盐中大粒径盐比例提高、粉盐比例显著下降20-30％、粒径分布更均匀。

附图说明

图1为本发明改善化工浓盐水副产结晶盐粒径分布的装置，图中标号：1-进料桶；2-换热器；3-循环加热器；4-多效蒸发系统；41-结晶盐出料管；5-蒸汽系统；6-平衡桶；7-循环泵；8-真空装置；9-排料泵；10-旋流器；11-离心机；12-干燥床；13-包装机；14-母液桶；15-末效冷凝器。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。以下内容仅仅是对本发明的构思所做的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施案例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式代替，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

如图1所示，本实施例改善化工浓盐水副产结晶盐粒径分布的装置，包括进料桶1、换热器2、循环加热器3、多效蒸发系统4、蒸汽系统5、平衡桶6、循环泵7、真空装置8、排料泵9、旋流器10、离心机11、干燥床12、包装机13、母液桶14和末效冷凝器15。

各部件之间通过管道连接。进料桶1的出料口连接至换热器2的进料口；换热器2的出料口通过循环泵7连接至循环加热器3底部的物料入口。循环加热器3上部的蒸汽入口连接蒸汽系统5，下部的蒸汽冷凝水出口连接至平衡桶6的蒸汽冷凝水入口；平衡桶6还设置有气相出口，连接至循环加热器3中部的蒸汽回流口。循环加热器3顶部的物料出口连接至多效蒸发系统4的物料入口；多效蒸发系统4下部的循环管出口通过循环泵7连接至循环加热器3底部的物料入口；多效蒸发系统4底部的结晶盐出料管41通过排料泵9连接至旋流器10的物料入口；多效蒸发系统4顶部的蒸汽管出口连接至末效冷凝器15的蒸汽入口，末效冷凝器15的蒸汽出口连接真空装置8，确保蒸发气体进入冷凝器。旋流器10的物料出口连接至离心机11的物料入口；离心机11的液相出口连接至进料桶1，固相出口连接至干燥床12的物料入口，干燥床12的物料出口连接至包装机13。

具体的，循环加热器3的蒸汽冷凝水出口位置高于平衡桶6内的液位高度，以保证换热产生的冷凝水可以克服管道阻力顺利排至平衡桶。

具体的，多效蒸发系统4下部的循环管出口还连接有母液桶14。

具体的，循环加热器3内部为列管结构，由蒸汽系统提供的蒸汽均匀分布到每一根加热列管外壁，促进蒸汽通过加热管与被加热物料充分换热。

具体的，多效蒸发系统4包括一效蒸发器、二效蒸发器和末效蒸发器。

具体的，在结晶盐出料管41上设置有观察窗，用于观察盐料位。

本实施例利用上述装置，改善化工浓盐水副产结晶盐粒径分布的方法，是按如下步骤进行：

步骤1、物料预加热

由生产过程中产生的化工浓盐水在进料桶1中缓存，然后加入到换热器2中进行预热处理，经换热器预热后的物料温度为70-75℃，避免物料温度过低，预热方式是与蒸汽进行间壁式换热。

步骤2、循环加热

将预热后物料自下而上地加入循环加热器3中，物料与由蒸汽系统5提供的饱和水蒸气发生间壁换热，经循环加热器3加热后的物料温度为80-90℃；

循环加热器3的供热源为由蒸汽系统5提供的蒸汽，蒸汽换热后产生的冷凝水直接排入平衡桶6，进入平衡桶6中的冷凝水夹带的汽相部分通过平衡管返回循环加热器3内，保持蒸气压力平衡。

步骤3、结晶分离

经循环加热后的物料送入多效蒸发系统4进行沸腾蒸发，料液蒸发产生的蒸汽自顶部的蒸汽管出口排出至末效冷凝器15，与末效冷凝器列管中的冷凝水发生非接触热交换，剩余料液沿循环管出口通过循环泵7送至循环加热器3循环。

步骤4、料液增浓

当多效蒸发系统4的末效蒸发器内料液的波美度达到要求(末效蒸发器内料液的波美度要求为料液浓度14-16％)，多效蒸发系统4底部的结晶盐出料管41开始出料，含结晶盐的浆料经排料泵9送至旋流器10；在旋流器中，利用离心沉降原理，增加浆液浓度，经旋流器10增浓后的固液混合物的固相质量含量为35-45％。

步骤5、分离母液

增浓后固液混合物进入离心机11，在离心作用力下进行固液分离，所得液体进入进料通1循环处理，所得固体为湿态结晶盐。

步骤6、干燥包装

所得湿态结晶盐进入干燥床12中进行干燥处理，干燥后的固态颗粒状结晶盐送入包装机13中，完成包装处理。

具体的，多效蒸发系统4包括一效蒸发器、二效蒸发器和末效蒸发器；

首先，经循环加热后的物料首先送入一效蒸发器，与压力为0.09～0.12MPa、温度为118±1℃的生蒸汽进行间壁式换热，使物料温度达到80-90℃，使物料蒸发浓缩，产生的蒸汽作为二效蒸发器的加热蒸汽；

然后，经一效蒸发器蒸发浓缩后的液体进入二效蒸发器，与加热蒸汽进行间壁式换热，使物料再次蒸发浓缩，盐含量浓缩至8.7-9％，产生的蒸汽作为末效蒸发器的加热蒸汽；

最后，经二效蒸发器蒸发浓缩后的液体进入末效蒸发器，与加热蒸汽进行间壁式换热，使物料再次蒸发结晶，所生成的结晶盐进入结晶盐出料管41，末效蒸发器内的蒸汽自顶部的蒸汽管出口排出至末效冷凝器15，末效冷凝器中冷凝水温度不高于35℃。

当末效蒸发器内物料上层有杂质时，将上层液体排入母液桶14内回收利用。

经测试，按上述装置和方法处理后，所得结晶盐的氯化钠纯度>98.99％、白度≧81.4度，钙镁离子<0.0095％，硫酸根≦0.007％，且粒度均匀、粉盐占比减少20-30％。

以上仅为本发明的示例性实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。