[實用新型]一種焦化粗硫胺膜結晶精制裝置

有效

• 申請號: 201320833874.6
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN203728591U
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 張春桃;王鑫;劉幫禹;王海蓉
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C01C1/24
• 分類號: C01C1/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于冶金焦化化工技術領域，具體涉及一種焦化粗硫胺膜結晶精制裝置。

背景技術

焦化硫銨是焦爐煤氣凈化產生的大宗工業副產品。我國焦炭產量位居世界首位，國內焦化硫銨產量巨大。硫酸銨是重要的氮肥，工業上還可作印染劑、食品催化劑、皮革脫灰劑等。

國內焦化硫銨多為飽和器法生產，因其雜質的影響往往帶有灰色、綠色、藍色、暗黑色或紅色，結晶多為針狀、片狀或粉末狀，成型的顆粒很小，平均粒徑不超過0.5mm；而且水分、酸度超標。硫銨晶體易吸濕結塊，在空氣濕度大，晶體顆粒小和含水量高時尤為嚴重。吸潮后的硫銨對鋼鐵、水泥和麻袋等都有腐蝕性，易造成儲存、運輸和使用困難。

焦化硫銨的質量必須滿足工業和農業上的質量標準，否則必須對其進行分離精制。目前，焦化粗硫銨的精制多采用蒸發結晶或先蒸發濃縮再冷卻結晶的工藝。但是，無論蒸發結晶還是冷卻結晶，在盤管和夾套等換熱表面都容易形成晶垢，顯著降低傳熱效率，使得蒸發速率或降溫速率不易控制，結晶時間延長，從而導致結晶產品粒度分布不均一，生產效率低。而且，對于蒸發結晶過程，結晶器內固液懸浮密度越來越高，晶液混合不均勻，晶體易沉底，而且晶體之間和晶體與攪拌槳之間的摩擦碰撞致使結晶過程晶體破碎現象嚴重，這也會加劇結晶產品粒度分布不均一。

膜結晶是一種耦合膜蒸餾與結晶的新型分離純化技術，其操作原理是應用膜蒸餾技術去除結晶母液中的溶劑，使之達到過飽和狀態而使溶質結晶析出。相較于常規的硫胺蒸發結晶或先蒸發濃縮后冷卻結晶過程，膜結晶無需把結晶母液加熱到沸騰，只需維持膜兩側適當的溫度差，就可以使結晶母液中的水以水蒸氣的形式透過膜孔，從而實現結晶母液濃縮而達到過飽和的目的。蒸發結晶過程的結晶母液表面與母液主體區域(或者冷卻結晶過程中換熱面與母液主體區域)存在溫差，這使得蒸發結晶(或冷卻結晶)過程母液中存在溫度梯度，過飽和度不均一，生長的晶體粒度不均一。而膜結晶過程的結晶與溶劑濃縮是在不同裝置完成，不存在母液過飽和度不均一的問題。

發明內容

本實用新型旨在克服上述技術缺陷，提供一種焦化粗硫胺膜結晶精制裝置。

為實現上述目的，本實用新型焦化粗硫胺膜結晶精制裝置，具體包括粗硫胺溶解釜、過濾器Ⅰ、結晶母液儲罐、熱交換器、過濾器Ⅱ、膜組件、結晶器，所述粗硫胺溶解釜與過濾器Ⅰ之間、過濾器Ⅰ與結晶母液儲罐之間、熱交換器與過濾器Ⅱ之間、過濾器Ⅱ與膜組件之間、膜組件與結晶器之間分別通過管道連接，所述結晶母液儲罐與熱交換器Ⅱ之間、結晶器與熱交換器Ⅱ之間分別通過設置有泵的管道連接。

所述粗硫胺溶解釜是可控溫的帶夾套攪拌釜。

所述過濾器Ⅰ可以是板框壓濾機或離心分離機，過濾器Ⅱ為管道過濾器。

所述結晶母液儲罐是可控溫的帶夾套儲罐。

所述熱交換器為列管式換熱器。

所述膜組件是疏水性中空纖維膜組件。

所述結晶器是流化床結晶器。

由于采用上述技術方案，本實用新型與現有技術相比具有如下積極效果：

(1)?本實用新型所涉及的焦化粗硫胺膜結晶精制裝置，可先在粗硫胺溶解釜內加入堿液和活性炭，可去除焦化粗硫中的Al³⁺、Fe³⁺、砷等雜質以及焦油、焦油渣等不溶性物，提高硫銨產品色級和純度。

(2)?本實用新型所涉及的焦化粗硫胺膜結晶精制裝置，采用中空纖維膜組件濃縮結晶母液，無需把結晶母液加熱到沸騰就可以使母液中的水以水蒸氣的形式透過膜孔而達到過飽和狀態，有效降低了焦化粗硫蒸發結晶或冷卻結晶工藝操作能耗。

?(3)?本實用新型所涉及的焦化粗硫胺膜結晶精制裝置，結晶操作的過飽和度在膜組件中產生，而晶體生長位于流化床結晶器，晶體在循環結晶母液中流化懸浮，為晶體生長提供了較好的條件，而流化床結晶器既有粒度分級作用，又避免了加晶種操作，能夠生長出粒度大而均勻的晶體。

附圖說明

圖1為本實用新型示意圖

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步的解釋說明，并非對其保護范圍的限制。