[發(fā)明專利]一種適用于高鹽廢水分質(zhì)結(jié)晶的改進型結(jié)晶器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910071956.3
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109761294A
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳鑫;于建國;亢萬忠;宋興福;郭文元;金艷;陳杭;曹立坤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中石化寧波技術(shù)研究院有限公司;華東理工大學
• 主分類號: C02F1/00
• 分類號: C02F1/00;C02F1/52;B01D9/02;B01D9/00
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33226
• 代理人: 謝瀟

本發(fā)明公開了一種適用于高鹽廢水分質(zhì)結(jié)晶的改進型結(jié)晶器，包括外筒及設(shè)置在外筒內(nèi)的導(dǎo)流筒和導(dǎo)流擋板，導(dǎo)流擋板設(shè)置在外筒的底部，導(dǎo)流筒和導(dǎo)流擋板均采用弧形設(shè)計。本發(fā)明對傳統(tǒng)結(jié)晶器結(jié)構(gòu)進行了改進，采用弧形導(dǎo)流筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計，基于流體流動方向截面積的變化使結(jié)晶器內(nèi)流場剪切作用得到增強，進而強化結(jié)晶器內(nèi)部物料混合；同時，在結(jié)晶器底部加裝采用弧形設(shè)計的導(dǎo)流擋板，用于強化晶體顆粒的分級沉降，依據(jù)顆粒沉降理論，細晶體顆粒將連同流體回流至導(dǎo)流筒內(nèi)繼續(xù)循環(huán)直至長大，粗晶體顆粒則沉降進入結(jié)晶器底部，進而保證結(jié)晶顆粒產(chǎn)品的尺寸。本發(fā)明通過強化結(jié)晶器內(nèi)的流體混合與顆粒沉降過程，提高了結(jié)晶器的操作效率和精細度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及結(jié)晶分離技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種適用于高鹽廢水分質(zhì)結(jié)晶的改進型結(jié)晶器。

背景技術(shù)

結(jié)晶是化工分離工程中最重要的單元操作之一，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程中，尤其是近年來煤化工高鹽廢水近零排放工藝的開發(fā)，對分質(zhì)結(jié)晶技術(shù)裝備提出了更高要求。

煤化工高鹽廢水為無機-有機交互體系，由于難降解有機污染物的存在，分質(zhì)結(jié)晶回收的無機鹽產(chǎn)品往往存在有機物的附著與夾帶，產(chǎn)品質(zhì)量難以保證。結(jié)晶器作為分質(zhì)結(jié)晶過程主要裝備，是最為直接的結(jié)晶鹽品質(zhì)控制平臺。本申請發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，充分的物料混合與晶體生長是控制有機污染物夾帶的兩個重要手段，因此，結(jié)晶器內(nèi)混合過程強化與晶體顆粒尺寸控制是煤化工高鹽廢水分質(zhì)結(jié)晶工藝過程的關(guān)鍵。

CN105597362A專利公開了一種鉀鹽工業(yè)用機械結(jié)晶器，包括結(jié)晶器本體、外筒、導(dǎo)流筒、給料擋板、主攪拌裝置、碗形擋板和排料攪拌裝置，所述外筒、導(dǎo)流筒、給料擋板、碗形擋板與結(jié)晶器本體固定連接，所述主攪拌裝置、排料攪拌裝置通過支架和軸承與結(jié)晶器本體連接，所述結(jié)晶器本體上端設(shè)有母液溢流口，底部設(shè)有排料口，所述碗形擋板位于導(dǎo)流筒正下方，底部呈中間高四周低的拱形結(jié)構(gòu)，底部四周設(shè)有物料連通孔。利用本發(fā)明對氯化鉀和硫酸鉀進行結(jié)晶生產(chǎn)，可使原料給料粒度放大至8mm，結(jié)晶循環(huán)料漿與結(jié)晶產(chǎn)品相對分離，有效提高循環(huán)料漿質(zhì)量濃度和結(jié)晶器處理量，增大結(jié)晶產(chǎn)品粒度，降低結(jié)晶產(chǎn)品中的原料夾帶率，獲得更好的結(jié)晶效果。但該結(jié)晶器中的導(dǎo)流筒和碗形擋板只是普通的喇叭狀和碗狀設(shè)計，與傳統(tǒng)結(jié)晶器中導(dǎo)流筒和擋板類似，該專利中的導(dǎo)流筒和碗形擋板的內(nèi)表面為直線型，不存在流通方向上的速度梯度，并未完全解決物料的混合強化和晶體顆粒尺寸控制問題。

本發(fā)明通過結(jié)晶器內(nèi)流場結(jié)構(gòu)的分析，對結(jié)晶器結(jié)構(gòu)進行了改進設(shè)計，以實現(xiàn)結(jié)晶器內(nèi)部混合過程強化及晶體顆粒分級控制，提升結(jié)晶器的操作效率和精細程度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，對結(jié)晶器結(jié)構(gòu)進行合理設(shè)計，優(yōu)化結(jié)晶器內(nèi)部流場分布，強化結(jié)晶器內(nèi)部剪切混合作用，依據(jù)顆粒沉降理論實現(xiàn)晶體顆粒的分級控制，提供一種適用于高鹽廢水分質(zhì)結(jié)晶的改進型結(jié)晶器，以提升結(jié)晶器的操作效率和精細度。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種適用于高鹽廢水分質(zhì)結(jié)晶的改進型結(jié)晶器，包括外筒及設(shè)置在外筒內(nèi)的導(dǎo)流筒和導(dǎo)流擋板，所述的導(dǎo)流擋板設(shè)置在所述的外筒的底部，所述的導(dǎo)流筒和所述的導(dǎo)流擋板均采用弧形設(shè)計。

本發(fā)明對傳統(tǒng)結(jié)晶器結(jié)構(gòu)進行了改進，對導(dǎo)流筒和導(dǎo)流擋板分別采用弧形設(shè)計，符合結(jié)晶器內(nèi)固液兩相的流體力學特性，有利于結(jié)晶器內(nèi)流場的發(fā)展，可進一步強化結(jié)晶器內(nèi)的流體混合與顆粒沉降過程，從而充分利用結(jié)晶器內(nèi)多相流動特征，提高其操作效率和精細度。

本發(fā)明采用弧形導(dǎo)流筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計，基于流體流動方向截面積的變化使結(jié)晶器內(nèi)流場剪切作用得到增強，進而強化結(jié)晶器內(nèi)部物料混合。此外，在結(jié)晶器底部加裝采用弧形設(shè)計的導(dǎo)流擋板，用于強化晶體顆粒的分級沉降。依據(jù)顆粒沉降理論，細晶體顆粒將連同流體在擋板作用下回流至導(dǎo)流筒內(nèi)繼續(xù)循環(huán)直至長大，粗晶體顆粒則由于其沉降性能而進入結(jié)晶器底部，進而保證結(jié)晶顆粒產(chǎn)品的尺寸。

作為優(yōu)選，所述的導(dǎo)流筒的內(nèi)側(cè)面由多個上下依次連接的球形弧面構(gòu)成。