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日产330吨氯化铵真空结晶器

日产330吨氯化铵真空结晶器

  • 分类:行业信息
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  • 来源:
  • 发布时间:2012-08-28
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【概要描述】

日产330吨氯化铵真空结晶器

【概要描述】

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一、设计条件:

1、进结晶机原料规格:料浆固形物含量50%,比重1.163,料浆温度75℃左右。

2、成品液工艺参数:结晶器出料温度35℃,出料液中晶体粒度200左右μm,占70%以上。

3、要求结晶器正常生产能力以14吨,能有110%的设计负荷,即最大生产能力15.4吨/小时,稳定操作。

4、年操作时间8000h。

5、能提供的冷却水量50t/h,温度15℃。

二、设备选型及工艺特点

1、由于氯化铵溶液的固含量已经达到50%,在75℃条件下已经达到过饱和,根据氯化铵的溶解度曲线可以得出,本溶液可直接进行冷却结晶。

2、由于生产规模比较大,结晶过程若采用传统的表面冷却换热需要的换热面积很大,设备投资、装机功率也都将很大。本方案采用真空冷却结晶,设备投资小,运行费用低。并且由于闪蒸蒸发掉水分,减少了母液循环量增加了氯化铵的收率及产量。

3、外配大流量、低扬程的轴流泵作为循环泵,可以使物料均匀闪蒸,避免产生大量细晶核.并防止循环晶浆中的晶粒与循环泵的叶轮高速碰撞长生大量的二次成核。

4、本工艺无换热面,省掉了列管式冷却器,不会产生换热管氯化铵结疤,设备使用效率高。

5、为抗氯化铵腐蚀及降低设备投资,闪蒸室设备采用Q235B-Ti2复合板。结晶罐及管道采用碳钢防腐,轴流泵采用316L材质。

6、采用两套装置,每套装置的生产能力为165吨/天。每套装置设置两台结晶器作为两级结晶,第一级结晶器配备一台直接冷凝器,冷源为循环水,配真空泵。第二级配置表面冷凝器,冷源采用冷冻盐水,配真空泵

7、本工艺两套设备装机功率约为190KW,需要冷却水循环量为370m3/h。需要配备循环水池及凉水塔。

8、节约能量,操作更简单、稳定,便于自动控制。

三、工艺原理

真空冷却结晶是把热浓溶液送入绝热保温的密闭结晶器中,器内维持较高的真空度,由于对应的溶液沸点低于原料液温度,溶液势必闪急蒸发而绝热冷却到与器内压强相对应的平衡温度。实质上溶液通过蒸发浓缩及冷却两种效应来产生过饱和度。

Krystal型真空结晶器与其它形式的结晶器的区别在于不设置换热器,主要依靠真空降温(绝热蒸发)来完成结晶及晶体生长。溶液通过循环泵输送到蒸发室进行闪蒸,在一定真空度下与溶液达到液相平衡从而得到降温制冷的效应。下部的结晶生长器主要是使过饱和溶液经中央降液管直深入生长器的底部,再徐徐穿过流态化的晶床层,从而消失过饱和现象,晶体也就逐渐长大。按照粒度的大小自动地从下至上分级排列。分级的操作法使底部的晶粒与上部未生长到产品粒度的相互分开,取出管插在底部,因此产品取出来的都是均匀的球状大粒结晶。

 Krystal型真空结晶器采用晶浆循环操作法,晶浆循环液量大,由生长段经过循环管到蒸发室再回到晶床之中是同一个晶浆浓度,有晶核存在时,过饱和的介稳区更窄,晶核发生速率也会大为减小,因此设备结晶疤垢生长也就比较缓慢,又由于加大了循环泵输液量,实际产量在相同的晶床截面条件下,可比分级操作法大若干倍。为了得到更均匀的颗粒,外部设置分级淘洗系统,把大颗粒的 淘洗出来,不合格的晶粒随同溶液返回结晶系统。

四、工艺流程

本工艺流程为两级结晶,在第一级采用冷却水可以将溶液温度降至40~45度结出一部分晶体,第二级则用冷冻水使真空泵达到更高的真空度,从而将溶液冷却至35度以下,两级都出料。在第一级热浓的氯化铵溶液进入到轴流泵循环管道,与循环溶液混合向上流动。到达分离室液面时溶液闪蒸,产生过饱和度并随溶液下降与器底部的晶体接触。消除过饱和度的溶液与部分细晶又进入到轴流泵继续参与循环,大粒度晶体被抽出后进淘洗设备分级,合格粒度作为产品取出,细晶部分进入第二级结晶系统。溢流出的溶液和离心母液进入第二级的轴流泵循环管道,与循环溶液混合向上流动。到达分离室液面时溶液闪蒸,产生过饱和度并随溶液下降与器底部的晶体接触。消除过饱和度的溶液与部分细晶又进入到轴流泵继续参与循环,大粒度晶体被抽出后进淘洗设备分级,合格粒度作为产品取出,细晶部分重新返回结晶系统。

五、工艺控制

1、晶体生长的控制

Krystal型真空结晶器通过热力学、结晶动力学、水力学等计算,得出结晶器的设备外形、体积以及溢流管位置等来控制过饱和度、晶体生长速率、晶体停留时间等结晶条件,而结晶条件将最终影响产品的晶型、粒度分布。

2、溶液温度的控制

真空结晶器的温度主要是通过真空度来进行控制,从而调节设备内的蒸发温度及冷却部分溶液的温度。

3、最终产品粒度的控制

本设备设置有外部淘洗腿分级设备,可以把合乎颗粒度要求的产品淘洗出来,不合格的细晶通过细晶消除器,由高温蒸汽溶解后随同溶液返回结晶系统。同时可以调节淘洗腿内向上淘洗液流的速度,即可改变分级粒度。

4、晶浆密度的调节

清母液溢流是调节结晶器内晶浆密度的主要手段,增加清母液溢流量可有效提高器内的晶浆密度。清母液溢流的主要作用在于能使液相及固相在结晶器中具有不同的停留时间。

5、器壁结垢的控制

在结晶系统中,产品在设备表面的结垢,影响传热甚至堵塞管道的问题长期存在,传统外冷式结晶机由于需要换热管进行换热,所以在换热管内极易发生结垢甚至堵塞得现象,所以在设备设计的时候就只能设置一套备用换热器在清洗换热管时交换使用,设备投资很大,维修麻烦。而真空冷却器由于不用换热器,所以从根本上解决了设备结垢堵塞得问题。在蒸发室闪急蒸发时,由于沸腾界面上的雾滴飞溅,会在蒸发器壁上形成晶垢,因此我们在蒸发室顶部附加一周向器壁喷洒的特殊洗涤喷管或洗水溢流环,在生产工程中可以在不间断生产的情况下定期用清水清洗,同时在设备制作过程中进行内壁抛光。

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