[实用新型]一种晶体磷酸一铵冷却结晶装置

说明书

技术领域

本实用新型属于磷化工机械技术领域，涉及一种晶体磷酸一铵冷却结晶装置。

背景技术

目前，市场上的晶体磷酸一铵主要有热法晶体磷酸一铵与湿法晶体磷酸一铵两种，热法晶体磷酸一铵是由高纯磷酸与液氨或者气铵直接中和，母液经浓缩结晶生产，湿法晶体磷酸一铵主要是由湿法磷酸经过净化与液氨或者气氨中和，所得磷铵料浆经浓缩结晶生产。其间都涉及磷铵料浆冷却结晶工段，大多数小厂采用水冷或空气冷却方式，当磷铵料浆冷却到一定温度时，通过过滤或其他固液分离装置将磷铵晶体与母液分离，使磷铵晶体干燥得到所需产品。然而在料浆冷却阶段是最为耗时的，尤其是磷铵料浆温度低于60℃冷却速度非常缓慢，在20℃水为冷却介质情况下，大概需要3～5h才能冷却到30℃，由于冷却时间漫长导致磷酸一铵晶体极易变粗大，甚至有大量结晶一铵附着在搅拌桨以及换热设备表面不易清理。

为解决磷铵料浆冷却结晶时间漫长问题，磷铵料浆结晶研究由来已久，各种结晶器层出不穷，但是大多数结构复杂成本偏高。目前实现磷铵料浆快速冷却结晶过程的装置大都是采用奥斯陆结晶器与DTB结晶器，这两种结晶器主要是通过采用闪蒸方式代替冷却结晶。奥斯陆结晶器型蒸发结晶器又称克里斯塔尔结晶器，是一种母液循环连续结晶器。操作的料液加到循环管中，与管内循环母液混合，由泵送至加热室。加热后的溶液在蒸发室中蒸发达到过饱和，经中心管进入蒸发室下方的晶体流化床。在晶体流化床内，溶液中过饱和的溶质沉淀在悬浮颗粒表面，使晶体长大。晶体流化床对颗粒进行水力分级。大颗粒在下，而小颗粒在上，从流化床底部卸出粒度较为均匀的结晶产品。流化床中的细小颗粒随母液流入循环管，重新加热时溶去其中的微小晶体。若以冷却室代替奥斯陆蒸发结晶器的加热室并除去蒸发室等，则构成奥斯陆冷却结晶器。这种设备的主要缺点是溶质易沉积在传热表面上，操作较麻烦，因而应用不广泛。DTB型结晶器属于典型的晶浆内循环结晶器，由于在结晶器设置内导流筒，形成了循环通道，使晶浆具有良好的混合条件，只需要很低的压头，就能使结晶器内实现良好的内循环，使结晶器内各流动截面上都可以达到饱和程度，能使溶液的过饱和度处于比较低的水平，特别适用于溶解度曲线比较陡的产品。

综上所述，无论是DTB结晶器还是奥斯陆结晶器，都只适宜具有优良操作工人的大型企业使用，它们结构复杂同时需要大量配套设施，对于一般中小型企业而言其成本可以占整个投资三成以上。且对于磷铵料浆尤其是对于由湿法磷酸生产料浆，极易结块堵塞反应管道。因此国内现阶段小型晶体磷铵厂大多采用将磷铵料浆加热浓缩至一定比重后，经冷却结晶方式生产，操作方式为间断操作。冷却结晶工段主要采用自然冷却或者水冷方式，冷却过程漫长，由于一般浓缩工段已经将磷铵料浆浓缩至较高比重，大量晶体产生，产品极易出现结晶大小参差不齐，晶体附着于搅拌桨或者结晶器，致使产量受到严重影响。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种晶体磷酸一铵冷却结晶装置。采用空气作为冷却介质，使低温冷却过程提速，大大提高了磷铵厂产量。

本实用新型是通过如下技术方案予以实现的。

一种晶体磷酸一铵冷却结晶装置，包括电动机、晶浆槽及与晶浆槽连通的料将循环泵，所述电动机安装在晶浆槽上方，电动机转轴置于晶浆槽内，电动机转轴外部套装有导流筒，下端固定有旋转盘。

所述晶浆槽顶端设有热空气出口。

所述旋转盘为带孔旋转盘或带孔填料层。

本实用新型的有益效果是：

与现有技术相比，本实用新型采用空气作为冷却介质，使低温冷却过程提速，极大提高磷铵厂产量。采用电动机带动旋转盘高速旋转，通过高速旋转使气液传质传热过程最大阻力来源于气液接触面离解，大大增加了换热面积，使低温温差传热也能快速实现，且所得到的磷铵产品，颗粒细小均匀，易于干燥。

附图说明

图1为本实用新型晶体磷酸一铵冷却结晶装置的结构示意图。

图中：1-电动机，2-电动机转轴，3-导流筒，4-旋转盘，5-料将循环泵，6-晶浆，7-空气流，8-晶浆槽，9-热空气出口。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1所示，本实用新型所述的一种晶体磷酸一铵冷却结晶装置，包括电动机1、晶浆槽8及与晶浆槽8连通的料将循环泵5，所述电动机1安装在晶浆槽8上方，电动机转轴2置于晶浆槽8内，电动机转轴2外部套装有导流筒3，下端固定有旋转盘4。

所述晶浆槽8顶端设有热空气出口9。

所述旋转盘4为带孔旋转盘或带孔填料层。

本实用新型在使用时，首先将冷却至60～70℃磷铵料浆通过料浆循环泵5，打入导流筒3，磷铵进入导流筒3后在重力作用下沿电动机转轴2进入高速旋转中的旋转盘4，旋转盘4可以是带孔旋转盘，也可以是带孔填料层，磷铵料浆在带孔旋转盘或带孔填料层中。由于离心力的作用使料浆表面层破裂，料浆呈现雾状，极易分散开，并与通入空气流7进行换热。由于是采用常温空气传热温差较小，传热推动力差，但是雾状磷铵料浆具有极大换热面积，依然可以实现较快降温速度。降温后的磷铵料浆含有大量不稳定晶核，晶浆槽8底部为养晶槽，当温度到达工艺要求，下料得到工业磷酸一铵晶浆6，离心过滤干燥后得到晶体直径为0.8mm左右，产品大小均匀。