CN104402124A - 一种硫酸钙晶种结晶装置及结晶方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种结晶装置及其方法，特别是一种硫酸钙晶种结晶装置与结晶方法。该结晶装置包含有结晶器、结晶生长管，晶体收集塔，清液排出管，结晶器底部与结晶生长管相连，结晶生长管与晶体收集塔相连，晶体收集塔与清液排出管相连，所述的结晶器包括过饱和硫酸钙溶液进口，硫酸钙晶种加入口，搅拌桨，所述的晶体收集塔中装有斜板，而且本结晶装置直接与电渗析浓缩***相连，提供一套结构设计合理、技术效果高的可以在线析出并收集的硫酸钙晶体结晶装置及结晶方法。

Description

一种硫酸钙晶种结晶装置及结晶方法

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及到一种硫酸钙晶种结晶装置及结晶方法。

背景技术

现由于硫酸钙在50℃以上具有逆溶解度特性和较大的过饱和介稳能力，因此在反渗透浓缩、电渗析浓缩、制盐等生产过程中随着料液的浓度不断升高，料液中硫酸钙经常处于较高的过饱和状态，尤其在局部温度较高的区域，结果导致硫酸钙析出，成为难以清除的硫酸钙垢。

国外对于石膏晶种法防止加热管壁结硫酸钙垢的研究曾作过大量的工作。美国和日本盐业研究部门，在不同条件的加热蒸发过程中，对石膏的析出、附着与过饱和现象都作了一系列的研究,并已使石膏晶种法成功地应用于制盐工业中。

石膏晶种法防垢的原理是：利用晶种结构与垢物相同的晶体表面对垢物的亲和力,降低料液中硫酸钙过饱和度,使盐溶液中析出的硫酸钙分子优先附着在悬浮的硫酸钙晶体上，而不沉积在管壁上。

本发明是基于以上原理，设计出一种可以在线析出并收集的硫酸钙晶种结晶装置，进而解决在反渗透浓缩、电渗析浓缩、制盐等生产过程中由于料液中硫酸钙经常处于较高的过饱和状态而析出，从而形成难以清除的硫酸钙垢的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一套结构设计合理、技术效果高的可以在线析出并收集的硫酸钙晶体结晶装置及结晶方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种硫酸钙晶种结晶装置，该装置包括：结晶器、结晶生长管，晶体收集塔，清液排出管，结晶器底部与结晶生长管相连，结晶生长管与晶体收集塔相连，晶体收集塔与清液排出管相连，所述的结晶器包括过饱和硫酸钙溶液进口，硫酸钙晶种加入口，搅拌桨，所述的晶体收集塔中装有斜板。

优选地，在上面所述的硫酸钙晶种结晶装置的基础上，还包括硫酸钙浓缩***，所述的过饱和硫酸钙溶液进口与硫酸钙浓缩***相连，所述的清液排出管与硫酸钙浓缩***相连形成一个完整的回路。

一种硫酸钙晶种结晶方法，采用上述包括硫酸钙晶种结晶装置的完整回路，经过硫酸钙浓缩***浓缩的过饱和硫酸钙溶液通过过饱和硫酸钙溶液进口进入到结晶器，同时在硫酸钙晶种加入口加入硫酸钙晶种，加入晶种后进行搅拌，使晶种与溶液充分接触，接着使晶种与过饱和溶液的固液混和体进入结晶生长管，停留时间为1-15min，晶种生长成大晶体，进入晶体收集塔，经过晶体收集塔中的斜板沉淀结构，硫酸钙晶体沉淀后收集排出，上清液从清液排出口排出可以回到硫酸钙浓缩***继续浓缩。

优选地，所述的硫酸钙晶种结晶方法中，硫酸钙浓缩***浓缩为电渗析浓缩。

优选地，所述的硫酸钙晶种结晶方法，所述的硫酸钙晶种的直径为10-50微米。

优选地，所述的硫酸钙晶种结晶方法，所述的加入晶种后的搅拌为低速搅拌，搅拌速度为5-30转/min。

本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：1、采用的结晶装置结构简单，技术效果好。2、在线析出并收集的硫酸钙晶种结晶装置，进而解决在反渗透浓缩、电渗析浓缩、制盐等生产过程中由于料液中硫酸钙经常处于较高的过饱和状态而析出，从而形成难以清除的硫酸钙垢的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的的装置示意图。

标号说明：1、原水进口；2、硫酸钙浓缩***；3、浓水储存装置；4、硫酸钙溶液进口；5、结晶器；6、搅拌桨；7、硫酸钙晶种加入口；8、结晶生长管；9、晶体收集塔；91、斜板；10、清液排出口；11、淡水排出口。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1：如图1所示，某一电厂烟气脱硫废水的硫酸钙含量为2000mg/L，需作零排放处理。先用电渗析对其进行浓缩、浓缩三倍后其硫酸钙浓缩达6000mg/L，硫酸钙浓度达到过饱和状态，过饱和硫酸钙溶液进入结晶器5，同时在装置的硫酸钙晶种加入口7中加入直径为20微米的硫酸钙晶种，加入量为0.2g晶种/L过饱和溶液。加入晶种后进行低速搅拌，搅拌转速为10转/min，使晶种与溶液充分接触。接着使晶种与过饱和溶液的固液混和体进入结晶生长管8，停留时间为10min。此时晶种长大成大晶体，进入硫酸钙晶体收集塔9。收集塔9中装有斜板91沉淀结构，硫酸钙晶体沉淀后经收集塔9收集排出，上清液从清液排出口10排出，回到硫酸钙浓缩***2的电渗析***继续浓缩。稳定运行5000h，电渗析***以及硫酸钙结晶装置都没有结垢现象，收集到的硫酸钙晶体直径为1-5mm，硫酸钙含量达99％以上，为比较纯净的硫酸钙晶体。

实施例2：如图1所示，某一煤化工中水回用的RO浓水的硫酸钙含量为150mg/L，需作零排放处理。先用电渗析对其进行浓缩、浓缩50倍后其硫酸钙浓缩达7500mg/L，硫酸钙浓度达到过饱和状态，过饱和硫酸钙溶液进入结晶器5，同时在装置的硫酸钙晶种加入口7中加入直径为15微米的硫酸钙晶种，加入量为0.25g晶种/L过饱和溶液。加入晶种后进行低速搅拌，搅拌转速为12转/min，使晶种与溶液充分接触。接着使晶种与过饱和溶液的固液混和体进入结晶生长管8，停留时间为15min。此时晶种长大成大晶体，进入硫酸钙晶体收集塔9。收集塔中装有斜板沉淀结构，硫酸钙晶体沉淀后经收集塔收集排出，上清液从清液排出口排出，回到硫酸钙浓缩***5的电渗析***继续浓缩。稳定运行3000h，电渗析***以及硫酸钙结晶装置都没有结垢现象，收集到的硫酸钙晶体直径为1-3mm，硫酸钙含量达98.5％以上，为比较纯净的硫酸钙晶体。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构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。

Claims (6)

1.一种硫酸钙晶种结晶装置，其特征在于该装置包括：结晶器(5)、结晶生长管(8)，晶体收集塔(9)，清液排出管(10)，结晶器(5)底部与结晶生长管(8)相连，结晶生长管(8)与晶体收集塔(9)相连，晶体收集塔(9)与清液排出管(10)相连，所述的结晶器(5)包括过饱和硫酸钙溶液进口(4)，硫酸钙晶种加入口(7)，搅拌桨(6)，所述的晶体收集塔(9)中装有斜板(91)。

2.根据权利要求1所述的硫酸钙晶种结晶装置，其特征在于还包括硫酸钙浓缩***(2)，所述的过饱和硫酸钙溶液进口(4)与硫酸钙浓缩***(2)相连，所述的清液排出管(10)与硫酸钙浓缩***(2)相连形成一个完整的回路。

3.一种硫酸钙晶种结晶方法，其特征在于采用权利要求2所述的硫酸钙晶种结晶装置，经过硫酸钙浓缩***(2)浓缩的过饱和硫酸钙溶液通过过饱和硫酸钙溶液进口(4)进入到结晶器(5)，同时在硫酸钙晶种加入口(7)加入硫酸钙晶种，加入晶种后进行搅拌，使晶种与溶液充分接触，接着使晶种与过饱和溶液的固液混和体进入结晶生长管(8)，停留时间为1-15min，晶种生长成大晶体，进入晶体收集塔(9)，经过晶体收集塔(9)中的斜板(91)沉淀结构，硫酸钙晶体沉淀后收集排出，上清液从清液排出口(10)排出可以回到硫酸钙浓缩***(2)继续浓缩。

4.根据权利要求3所述的硫酸钙晶种结晶方法，所述的硫酸钙浓缩***(2)浓缩为电渗析浓缩。

5.根据权利要求3所述的硫酸钙晶种结晶方法，其特征在于所述的硫酸钙晶种的直径为10-50微米。

6.根据权利要求3所述的硫酸钙晶种结晶方法，其特征在于所述的加入晶种后的搅拌为低速搅拌，搅拌速度为5-30转/min。