[發(fā)明專利]一種鉀鹽工業(yè)用機(jī)械結(jié)晶器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610151720.7
• 申請(qǐng)日: 2016-03-17
• 公開（公告）號(hào): CN105597362B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 甘順鵬;季榮;湯建良;盧志斌;胡勇;蔣世鵬;于海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 化工部長沙設(shè)計(jì)研究院
• 主分類號(hào): B01D9/02
• 分類號(hào): B01D9/02
• 代理公司: 長沙星耀專利事務(wù)所(普通合伙)43205
• 代理人: 黃純能,寧星耀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鉀鹽工業(yè)用機(jī)械結(jié)晶器，具體涉及一種優(yōu)化料漿循環(huán)流向和改善結(jié)晶排料狀況的鉀鹽工業(yè)用機(jī)械結(jié)晶器。

背景技術(shù)

機(jī)械結(jié)晶在化工、食品、制藥、冶金等行業(yè)中應(yīng)用很廣泛，常用的結(jié)晶器有強(qiáng)制外循環(huán)型(FC型)結(jié)晶器、粒度分級(jí)型(Oslo型)結(jié)晶器、DTB型結(jié)晶器、DP型結(jié)晶器、Messo型湍流結(jié)晶器。

FC型結(jié)晶器由結(jié)晶室、循環(huán)管、循環(huán)泵、換熱器等組成。結(jié)晶室有錐形底，晶漿從錐底排出后，經(jīng)循環(huán)管用軸流式循環(huán)泵送過換熱器，被加熱或冷卻后，沿切線方向重又進(jìn)入結(jié)晶室，如此循環(huán)不已。FC型結(jié)晶器用于生產(chǎn)氯化鈉、尿素、檸檬酸及其它一些類似的無機(jī)或有機(jī)晶體，產(chǎn)品粒度在0.1mm～0.8mm之間。

Oslo型結(jié)晶器由氣化室和結(jié)晶室兩部分組成，結(jié)晶室的器身有一定錐度，上部大、底部小。它的主要特點(diǎn)為過飽和度產(chǎn)生的區(qū)域與晶體生長區(qū)分別設(shè)置在結(jié)晶器的兩處，晶體在循環(huán)母液流中流化懸浮，為晶體生長提供一個(gè)良好的條件，在連續(xù)操作的基礎(chǔ)上，能生長成為大而均勻的晶體。一些硝酸鹽和硫酸鹽、氯化鈉、草酸鈉、醋酸鈉等有機(jī)鹽和無機(jī)鹽曾用這種結(jié)晶器生產(chǎn)。

DTB型結(jié)晶器是上世紀(jì)50年代出現(xiàn)的一種效能很高的結(jié)晶器，它的結(jié)晶性能良好，能生產(chǎn)較大的晶粒，通常達(dá)0.6mm～1.2mm，生產(chǎn)強(qiáng)度高，而且不容易結(jié)疤，是連續(xù)結(jié)晶器的主要型式之一。該型結(jié)晶器的主要構(gòu)造特征為中間有一導(dǎo)流筒，導(dǎo)流筒四周有一圓筒形擋板，導(dǎo)流筒內(nèi)靠近下端處設(shè)置有向上推進(jìn)式攪拌葉輪，結(jié)晶器工作時(shí)通過葉輪旋轉(zhuǎn)推動(dòng)料漿從導(dǎo)流筒內(nèi)向上流動(dòng)，料漿到達(dá)液面后又沿著圓筒擋板與導(dǎo)流筒間的環(huán)形縫隙向下流動(dòng)至結(jié)晶器底部，又被葉輪重新吸入導(dǎo)流筒內(nèi)向上流動(dòng)，從而形成一個(gè)閉路循環(huán)，晶體在循環(huán)過程中混合良好，再通過控制影響結(jié)晶動(dòng)力的工藝條件控制溶液過飽和度和晶體生長速率，進(jìn)而使料漿在此循環(huán)過程中不斷生長出粒度大而均勻的晶體。目前，DTB型結(jié)晶器在化工、食品和制藥行業(yè)中應(yīng)用廣泛。

DP型結(jié)晶器開發(fā)于上世紀(jì)70年代，可看作是DTB型結(jié)晶器的改進(jìn)，與DTB型結(jié)晶器的主要區(qū)別在于DTB型結(jié)晶器只在導(dǎo)流筒內(nèi)安裝螺旋槳，向上推送循環(huán)液，而DP型結(jié)晶器則在導(dǎo)流筒外側(cè)的環(huán)形縫隙中也設(shè)置了一組反向螺旋槳，向下推送循環(huán)液，內(nèi)外兩組螺旋槳同步旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)循環(huán)液高效循環(huán)。該型結(jié)晶器的特點(diǎn)在于槳葉直徑較大，相同循環(huán)狀態(tài)下可有效降低葉輪轉(zhuǎn)速，從而降低二次成核速率，與DTB型結(jié)晶器相比，成核速率約下降1/3，由于成核量大為減少，晶體的平均粒度明顯增大，以硫酸銨為例，晶體粒度可生長至0.9mm～1.3mm。但該型結(jié)晶器的缺點(diǎn)是制造精度要求極高，制造、維修困難。

Messo型結(jié)晶器是一種較新型的結(jié)晶器，它有兩個(gè)同心圓形導(dǎo)流管，外管為噴射管、內(nèi)管為導(dǎo)流管，晶漿的循環(huán)是在螺旋槳攪拌器驅(qū)動(dòng)下由導(dǎo)流管向上流動(dòng)，而后又在噴射管與導(dǎo)流管中間的環(huán)形縫隙中向下流動(dòng)，類似于DTB型結(jié)晶器，但區(qū)別是由于Messo型結(jié)晶器的特殊構(gòu)造，澄清區(qū)的液體較大程度參與結(jié)晶循環(huán)，澄清區(qū)的部分細(xì)晶也一定程度生長為較大顆粒晶體，微晶細(xì)晶含量減少，晶體粒度更均勻，以氯化鉀晶體產(chǎn)品的篩析結(jié)果為例，98.2wt%的氯化鉀可生長至0.42mm～2.36mm,這是DTB型結(jié)晶器很難做到的，但該結(jié)晶器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造和維護(hù)保養(yǎng)也不方便，某些部位結(jié)疤較嚴(yán)重。

在鉀鹽行業(yè)中普遍使用的是DTB型結(jié)晶器，如中國專利CN 104722098A、CN 103073030A，但這些專利都沒有著重解決結(jié)晶原料與結(jié)晶產(chǎn)品在結(jié)晶生產(chǎn)時(shí)的相對(duì)分離問題，也沒有解決大顆粒原料的循環(huán)結(jié)晶問題，更無法進(jìn)一步提高循環(huán)區(qū)的料漿濃度，對(duì)晶體生長、排料和提高結(jié)晶器處理量不利。例如CN 103073030A在實(shí)際生產(chǎn)中其原料粒度控制在-2mm以下，排料濃度28%～32%，按照結(jié)晶器工作狀況其料漿循環(huán)濃度不足28%，對(duì)晶粒生長很不利，同時(shí)其底流排料系統(tǒng)中應(yīng)主要含氯化鉀和氯化鈉，但實(shí)際仍然含有5%～20%的光鹵石；CN 104722098A著重解決料漿在循環(huán)過程中遭到鋒利的導(dǎo)流筒上下端橫截面切口的切削，從而造成晶粒變細(xì)、晶核增多的問題，其在實(shí)際生產(chǎn)中也存在結(jié)晶產(chǎn)品夾雜一定比例原料的問題，此外其結(jié)晶原料都是粉料，沒有解決大顆粒原料的結(jié)晶和循環(huán)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有鉀鹽結(jié)晶器中不能將結(jié)晶循環(huán)料漿與結(jié)晶產(chǎn)品相對(duì)分離的不足，提供一種原料適應(yīng)性強(qiáng)、可增大晶體粒度、提高結(jié)晶器生產(chǎn)效率、降低底流結(jié)晶產(chǎn)品中原料夾帶率的鉀鹽工業(yè)用機(jī)械結(jié)晶器。