CN106693414A - 热质同传蒸发结晶***及其工作方法 - Google Patents

热质同传蒸发结晶***及其工作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106693414A
CN106693414A CN201710009546.7A CN201710009546A CN106693414A CN 106693414 A CN106693414 A CN 106693414A CN 201710009546 A CN201710009546 A CN 201710009546A CN 106693414 A CN106693414 A CN 106693414A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magma
heat
tank
outlet
mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710009546.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106693414B (zh
Inventor
韩东
何纬峰
岳晨
黄岭
蒲文灏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Original Assignee
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Aeronautics and Astronautics filed Critical Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority to CN201710009546.7A priority Critical patent/CN106693414B/zh
Publication of CN106693414A publication Critical patent/CN106693414A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106693414B publication Critical patent/CN106693414B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D1/00—Evaporating
    • B01D1/14—Evaporating with heated gases or vapours or liquids in contact with the liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D9/00—Crystallisation
    • B01D9/0018—Evaporation of components of the mixture to be separated
    • B01D9/0031—Evaporation of components of the mixture to be separated by heating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

本发明公开了一种热质同传蒸发结晶***及其工作方法，属于溶液蒸发结晶领域。该***主要包括鼓风机、引风机、传热传质罐、加热器、结晶罐、养晶罐、压缩机、膨胀阀等设备。其特征在于：在传热传质罐，空气和溶液直接接触传热传质，溶液蒸发结晶；***增设养晶罐，促进溶液进一步结晶；低沸点工质吸收养晶罐中的热量后蒸发，经压缩机压缩升温后，进入加热器加热待蒸发溶液，实现了***内部能量的转移。该蒸发结晶***采用热质同传的方法，实现常温下溶液的蒸发结晶，加热温度低，贵重金属消耗量小，节能效果显著。该***适用于溶解度随着温度增加而增加的溶液的蒸发结晶过程。

Description

热质同传蒸发结晶***及其工作方法
技术领域
本发明设计了一种热质同传蒸发结晶***及其工作方法，属于溶液蒸发结晶领域。
背景技术
蒸发结晶是使溶液蒸发浓缩达到过饱和，从而析出晶体的过程。目前工业上常用的蒸发结晶技术主要有多效蒸发结晶和机械蒸汽再压缩（Mechanical VaporRecompression,MVR）蒸发结晶技术。这两种技术均属于沸腾式蒸发技术，需要将物料溶液加热至沸腾状态，由于蒸发时汽化的溶剂量较大，蒸发过程需要消耗大量的加热蒸汽，能量消耗大。此外，沸腾蒸发技术采用间壁传热式蒸发器，需要消耗大量换热效果好的贵重金属材料，蒸发器的制作成本较高。
如何降低蒸发结晶过程的能量消耗，降低设备的制造成本，是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明针对现有沸腾蒸发技术加热温度高、能耗高、贵重金属消耗量大的缺点，提出一种加热温度低、能耗低、贵重金属消耗量少的热质同传蒸发结晶***。
一种热质同传蒸发结晶***，其特征在于：该***包括清母液循环泵、加热器、传热传质罐、结晶罐、养晶罐、晶浆泵、密度计、晶浆循环泵、晶浆罐、离心机、晶体罐、母液泵、压缩机、膨胀阀；其中传热传质罐包括布置在其上部的喷淋装置、中部的填料和下部的布气装置； 传热传质罐包括上部空气出口、上部溶液入口、下部空气入口和下部溶液出口；结晶罐包括溶液入口、上部清母液出口和下部浓溶液出口；养晶罐包括浓溶液入口、上部晶浆入口、下部晶浆出口、冷侧入口和冷侧出口；密度计包括晶浆入口、合格晶浆出口和不合格晶浆出口；离心机包括晶浆入口、晶体出口和母液出口；加热器包括热侧入口、热侧出口、冷侧入口和冷侧出口；物料入口与加热器冷侧入口相连，加热器冷侧出口与传热传质罐上部的溶液入口相连，传热传质罐下部溶液出口与结晶罐溶液入口相连，结晶罐上部清母液出口通过清母液循环泵与加热器冷侧入口相连，结晶罐下部浓溶液出口与养晶罐浓溶液入口相连，养晶罐下部晶浆出口经过晶浆泵后与密度计晶浆入口相连，密度计不合格晶浆出口通过晶浆循环泵与养晶罐上部晶浆入口相连，密度计合格晶浆出口与晶浆罐入口相连，晶浆罐出口与离心机晶浆入口相连，离心机晶体出口与晶体罐相连，离心机母液出口通过母液泵与加热器冷侧入口相连；养晶罐冷侧出口通过压缩机与加热器热侧入口相连，加热器热侧出口通过膨胀阀与养晶罐冷侧入口相连。
所述的热质同传蒸发结晶***的工作方法，其特征在于，包括以下工作过程：空气从传热传质罐的下部空气入口流入，与自上而下喷淋的低浓度溶液发生传热传质后，从传热传质罐的上部空气出口排入环境；物料从物料入口流入***，与清母液循环泵出口的清母液和母液泵出口的母液混合后形成低浓度溶液，低浓度溶液流入加热器的冷侧，吸收其热侧低沸点工质放出的热量后，从传热传质罐上部溶液入口流入，并在喷淋装置的作用变成细小液滴，然后在填料中与自下而上流动的空气发生传热传质，水分减少温度降低后从传热传质罐下部溶液出口流出，进入结晶罐中静置：结晶罐上部的清母液通过清母液循环泵流入加热器冷侧；结晶罐下部的浓溶液流入养晶罐，向其冷侧的低沸点工质放热后析出晶体，形成晶浆，晶浆通过晶浆泵流向密度计：当晶浆密度不符合条件时，晶浆通过晶浆循环泵再次流入养晶罐；当晶浆密度符合条件时，晶浆流入晶浆罐，晶浆罐中的晶浆流入离心机进行固液分离：离心机分离出的晶体储存在晶体罐中；离心机分离出的母液通过母液泵流入加热器的冷侧，如此循环；低温低沸点工质从养晶罐冷侧入口流入，吸收其中溶液放出的热量后变成低温蒸汽，低温蒸汽经压缩机升温升压后，从加热器热侧入口流入，向其冷侧低浓度溶液出热量，然后经膨胀阀膨胀，降温降压，变成初始低温状态，如此循环工作。
所述的热质同传蒸发结晶***，其特征在于：***还包括与传热传质罐下部空气入口相连的鼓风机，或/和与传热传质罐上部空气出口相连的引风机。上述热质同传蒸发结晶***的工作方法，其特征在于，包括以下工作过程：可以同时设置鼓风机和引风机，空气在鼓风机吹力和引风机吸力的双重作用下，流过传热传质罐；也可以只设置鼓风机，而不设置引风机，空气在鼓风机的吹力下，流过传热传质罐；也可以只设置引风机，而不设置鼓风机，空气在引风机的吸力下，流过传热传质罐。
所述的热质同传蒸发结晶***，其特征在于：养晶罐中设置搅拌器。搅拌速度控制在合理的范围内，防止晶体沉降和破碎。对于易于结晶的溶质结晶过程而言，养晶罐也可以不设置搅拌器。
本发明采用热质同传的方法，实现常温下溶液的蒸发结晶，不需要将溶液加热至沸腾状态，能耗低，贵重金属消耗量小；***增设养晶罐，通过冷却方式促进溶液进一步结晶；低沸点工质吸收养晶罐中的热量后蒸发，经压缩机压缩升温后，进入加热器加热待蒸发溶液，实现了***内部能量的转移。***具有能量消耗少、制造成本低廉的优点，适用于溶解度随着温度增加而增加的溶液的蒸发结晶过程。
附图说明
图1 热质同传蒸发结晶***图；
图中标号名称：1-清母液循环泵；2-加热器；3-喷淋装置；4-填料；5-传热传质罐；6-布气装置；7-引风机；8-鼓风机；9-结晶罐；10-养晶罐；11-晶浆泵；12-密度计；13-晶浆循环泵；14-晶浆罐；15-离心机；16-晶体罐；17-母液泵；18-压缩机；19-膨胀阀；20-搅拌器；21-物料入口。
具体实施方法
图1是本发明提出的热质同传蒸发结晶***，下面参照图1说明***的工作过程。
空气通过鼓风机8从传热传质罐5的下部空气入口流入，与自上而下喷淋的低浓度溶液发生传热传质后，从传热传质罐5的上部空气出口经过引风机7排入环境；
初始溶液从物料入口21流入***，与清母液循环泵1出口的清母液和母液泵17出口的母液混合后形成低浓度溶液，低浓度溶液流入加热器2的冷侧，吸收其热侧低沸点工质放出的热量后，从传热传质罐5上部流入，并在喷淋装置3的作用变成细小液滴，然后在填料4中与自下而上流动的空气发生传热传质，水分减少温度降低后从传热传质罐5下部溶液出口流出，进入结晶罐9中静置：结晶罐9上部的清母液通过清母液循环泵1流入加热器2冷侧；结晶罐（9）下部的浓溶液流入养晶罐10，向其冷侧的低沸点工质放热后析出晶体，形成晶浆，晶浆通过晶浆泵11流向密度计12：当晶浆密度不符合条件时，晶浆通过晶浆循环泵13再次流入养晶罐10；当晶浆密度符合条件时，晶浆流入晶浆罐14，晶浆罐14中的晶浆流入离心机15进行固液分离：离心机15分离出的晶体储存在晶体罐16中；离心机15分离出的母液通过母液泵17流入加热器2的冷侧，如此循环。
低温低沸点工质从养晶罐10冷侧入口流入，吸收其中溶液放出的热量后变成低温蒸汽，低温蒸汽经压缩机18升温升压后，从加热器2热侧入口流入，向其冷侧低浓度溶液出热量，然后经膨胀阀19膨胀，降温降压，变成初始低温状态，如此循环工作。

Claims (5)

1.一种热质同传蒸发结晶***，其特征在于：
该***包括清母液循环泵（1）、加热器（2）、传热传质罐（5）、结晶罐（9）、养晶罐（10）、晶浆泵（11）、密度计（12）、晶浆循环泵（13）、晶浆罐（14）、离心机（15）、晶体罐（16）、母液泵（17）、压缩机（18）、膨胀阀（19）；其中传热传质罐（5）包括布置在其上部的喷淋装置（3）、中部的填料（4）和下部的布气装置（6）；
传热传质罐（5）包括上部空气出口、上部溶液入口、下部空气入口和下部溶液出口；结晶罐（9）包括溶液入口、上部清母液出口和下部浓溶液出口；养晶罐（10）包括浓溶液入口、上部晶浆入口、下部晶浆出口、冷侧入口和冷侧出口；密度计（12）包括晶浆入口、合格晶浆出口和不合格晶浆出口；离心机（15）包括晶浆入口、晶体出口和母液出口；加热器（2）包括热侧入口、热侧出口、冷侧入口和冷侧出口；
物料入口（21）与加热器（2）冷侧入口相连，加热器（2）冷侧出口与传热传质罐（3）上部的溶液入口相连，传热传质罐（5）下部溶液出口与结晶罐（9）溶液入口相连，结晶罐（9）上部清母液出口通过清母液循环泵（1）与加热器（2）冷侧入口相连，结晶罐（9）下部浓溶液出口与养晶罐（10）浓溶液入口相连，养晶罐（10）下部晶浆出口经过晶浆泵（11）后与密度计（12）晶浆入口相连，密度计（12）不合格晶浆出口通过晶浆循环泵（13）与养晶罐（10）上部晶浆入口相连，密度计（12）合格晶浆出口与晶浆罐（14）入口相连，晶浆罐（14）出口与离心机（15）晶浆入口相连，离心机（15）晶体出口与晶体罐（16）相连，离心机（15）母液出口通过母液泵（17）与加热器（2）冷侧入口相连；
养晶罐（10）冷侧出口通过压缩机（18）与加热器（2）热侧入口相连，加热器（2）热侧出口通过膨胀阀（19）与养晶罐（10）冷侧入口相连。
2.根据权利要求1所述的热质同传蒸发结晶***，其特征在于：
***还包括与传热传质罐（5）下部空气入口相连的鼓风机（8），或/和与传热传质罐（5）上部空气出口相连的引风机（7）。
3.根据权利要求1所述的热质同传蒸发结晶***，其特征在于：养晶罐（10）中设置搅拌器（20）。
4.根据权利要求1所述的一种热质同传蒸发结晶***的工作方法，其特征在于，包括以下工作过程：
空气从传热传质罐（5）的下部空气入口流入，与自上而下喷淋的低浓度溶液发生传热传质后，从传热传质罐（5）的上部空气出口排入环境；
物料从物料入口（21）流入***，与清母液循环泵（1）出口的清母液和母液泵（17）出口的母液混合后形成低浓度溶液，低浓度溶液流入加热器（2）的冷侧，吸收其热侧低沸点工质放出的热量后，从传热传质罐（5）上部溶液入口流入，并在喷淋装置（3）的作用变成细小液滴，然后在填料（4）中与自下而上流动的空气发生传热传质，水分减少温度降低后从传热传质罐（5）下部溶液出口流出，进入结晶罐（9）中静置：结晶罐（9）上部的清母液通过清母液循环泵（1）流入加热器（2）冷侧；结晶罐（9）下部的浓溶液流入养晶罐（10），向其冷侧的低沸点工质放热后析出晶体，形成晶浆，晶浆通过晶浆泵（11）流向密度计（12）：当晶浆密度不符合条件时，晶浆通过晶浆循环泵（13）再次流入养晶罐（10）；当晶浆密度符合条件时，晶浆流入晶浆罐（14），晶浆罐（14）中的晶浆流入离心机（15）进行固液分离：离心机（15）分离出的晶体储存在晶体罐（16）中；离心机（15）分离出的母液通过母液泵（17）流入加热器（2）的冷侧，如此循环；
低温低沸点工质从养晶罐（10）冷侧入口流入，吸收其中溶液放出的热量后变成低温蒸汽，低温蒸汽经压缩机（18）升温升压后，从加热器（2）热侧入口流入，向其冷侧低浓度溶液出热量，然后经膨胀阀（19）膨胀，降温降压，变成初始低温状态，如此循环工作。
5.根据权利要求4所述的热质同传蒸发结晶***的工作方法，其特征在于，还包括以下工作过程：***还包括与传热传质罐（5）下部空气入口相连的鼓风机（8），和与传热传质罐（5）上部空气出口相连的引风机（7）；空气在鼓风机（8）吹力和引风机（7）吸力的双重作用下，流过传热传质罐。
CN201710009546.7A 2017-01-06 2017-01-06 热质同传蒸发结晶***及其工作方法 Active CN106693414B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710009546.7A CN106693414B (zh) 2017-01-06 2017-01-06 热质同传蒸发结晶***及其工作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710009546.7A CN106693414B (zh) 2017-01-06 2017-01-06 热质同传蒸发结晶***及其工作方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106693414A true CN106693414A (zh) 2017-05-24
CN106693414B CN106693414B (zh) 2018-12-07

Family

ID=58908190

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710009546.7A Active CN106693414B (zh) 2017-01-06 2017-01-06 热质同传蒸发结晶***及其工作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106693414B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107961555A (zh) * 2017-12-11 2018-04-27 石媛瑗 一种液体蒸发装置及蒸发方法
CN108467051A (zh) * 2018-05-24 2018-08-31 南京紫晶藤节能科技有限公司 氯化钾晶浆中晶体分离装置及方法
CN109966766A (zh) * 2019-03-15 2019-07-05 南京航空航天大学 结合热泵节能高效蒸发结晶及空气除湿***及方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101874938A (zh) * 2009-12-07 2010-11-03 江苏乐科热工程设备有限公司 带机械蒸汽再压缩的强制循环连续结晶***
CN102060691A (zh) * 2010-12-13 2011-05-18 日照鲁信金禾生化有限公司 一种柠檬酸氢钙的连续酸解工艺
JP4913943B2 (ja) * 2000-11-27 2012-04-11 幸信 小渡 海塩製造装置
CN102430251A (zh) * 2010-09-29 2012-05-02 江苏乐科热工程设备有限公司 一种腐蚀性液体物料的蒸发浓缩装置
CN102718717A (zh) * 2012-06-15 2012-10-10 河北亚光精细化工有限公司 一种固体1,3-二羟甲基-5,5-二甲基海因的烘干方法
CN102963913A (zh) * 2012-10-31 2013-03-13 宣达实业集团温州环保科技有限公司 一种亚硫酸钠溶液蒸发浓缩的工艺
CN205127450U (zh) * 2015-11-14 2016-04-06 河北博锐达数控科技有限公司 低温蒸发结晶器
CN205472704U (zh) * 2016-04-06 2016-08-17 天齐锂业股份有限公司 生产氢氧化锂过程中的芒硝进行连续冷冻结晶分离的***

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4913943B2 (ja) * 2000-11-27 2012-04-11 幸信 小渡 海塩製造装置
CN101874938A (zh) * 2009-12-07 2010-11-03 江苏乐科热工程设备有限公司 带机械蒸汽再压缩的强制循环连续结晶***
CN102430251A (zh) * 2010-09-29 2012-05-02 江苏乐科热工程设备有限公司 一种腐蚀性液体物料的蒸发浓缩装置
CN102060691A (zh) * 2010-12-13 2011-05-18 日照鲁信金禾生化有限公司 一种柠檬酸氢钙的连续酸解工艺
CN102718717A (zh) * 2012-06-15 2012-10-10 河北亚光精细化工有限公司 一种固体1,3-二羟甲基-5,5-二甲基海因的烘干方法
CN102963913A (zh) * 2012-10-31 2013-03-13 宣达实业集团温州环保科技有限公司 一种亚硫酸钠溶液蒸发浓缩的工艺
CN205127450U (zh) * 2015-11-14 2016-04-06 河北博锐达数控科技有限公司 低温蒸发结晶器
CN205472704U (zh) * 2016-04-06 2016-08-17 天齐锂业股份有限公司 生产氢氧化锂过程中的芒硝进行连续冷冻结晶分离的***

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107961555A (zh) * 2017-12-11 2018-04-27 石媛瑗 一种液体蒸发装置及蒸发方法
CN107961555B (zh) * 2017-12-11 2020-11-20 江苏科鼐生物制品有限公司 一种液体蒸发装置及蒸发方法
CN108467051A (zh) * 2018-05-24 2018-08-31 南京紫晶藤节能科技有限公司 氯化钾晶浆中晶体分离装置及方法
CN108467051B (zh) * 2018-05-24 2023-07-18 南京紫晶藤节能科技有限公司 氯化钾晶浆中晶体分离装置及方法
CN109966766A (zh) * 2019-03-15 2019-07-05 南京航空航天大学 结合热泵节能高效蒸发结晶及空气除湿***及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106693414B (zh) 2018-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106693414A (zh) 热质同传蒸发结晶***及其工作方法
CN203355317U (zh) 一种四效结晶蒸发器
CN106196727B (zh) 一种热泵***及其运行方法
CN103740567B (zh) 高温蒸汽冷却***
CN103453684B (zh) 复合型吸收式热泵装置
CN104689584B (zh) 一种热泵驱动的超重力场强化蒸发***
CN106512457A (zh) 苏氨酸四效浓缩结晶藕合***及其工作过程
JP2020500690A (ja) 低重力場により強化される多段蒸発システム
CN107029446A (zh) 双热质耦合溶液浓缩结晶***及其方法
CN107185268A (zh) 通风冷却结晶塔
CN105413204A (zh) 热循环机械压缩蒸发装置及采用该装置制备硫酸锌的方法
CN108714311A (zh) 一种立式真空结晶装置
CN106196718B (zh) 吸收式热泵***及其循环方法
CN103952798B (zh) 一种粘胶纤维酸浴低温蒸发及连续结晶工艺及其装置
CN109911921A (zh) 应用mvr蒸发结晶技术连续性生产水合氢氧化锂的***及方法
CN206113402U (zh) 一种热泵***
CN106016839B (zh) 吸收式热泵及其发生器和循环方法
CN213790052U (zh) 一种高盐水浓缩结晶***
CN209188157U (zh) 一种提纯机
CN2910938Y (zh) 麦汁闪急蒸发***
CN206113419U (zh) 吸收式热泵及其发生器
CN207187133U (zh) 生产大晶粒硫酸铵的一体式强制循环结晶蒸发器和装置
CN206167974U (zh) 连续单效真空蒸发结晶***
CN206191988U (zh) 立式双降膜换热器及吸收式热泵
CN104524806A (zh) 一种乌洛托品完全连续结晶生产工艺及设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant