[实用新型]一种多级高效钛液真空结晶装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于钛液的真空结晶的装置。尤其是一种多级高效钛液真空结晶装置。

背景技术

钛液的真空结晶，是指在真空状态下将热的含有硫酸亚铁的钛液在绝热条件下将硫酸亚铁真空冷却结晶。将钛液置于结晶罐中，利用闪蒸的方式造成剧烈的沸腾，使水蒸气从结晶罐顶部排出而进入喷射器或其他真空设备中，水分蒸发致使钛液在结晶罐内闪蒸浓缩。同时由汽化带走部分热量，使得钛液温度降低，从而导致钛液中的硫酸亚铁结晶析出。水分持续蒸发，钛液的过饱和度也不断增加，硫酸亚铁以含有七个结晶水的七水硫酸亚铁结晶形式析出。真空结晶的优点是构造简单，溶液系绝热蒸发冷却，不需传热面，避免了晶体在传热面上聚结，生产能力较大。

现有技术中钛液的真空结晶装置由结晶罐和真空冷凝器、水环真空泵组成。料液通过原料泵泵入结晶罐，结晶罐与真空冷凝器相连接，在真空冷凝器中的水环真空泵的抽吸下形成真空进行浓缩，存在效率低、耗能高的缺点。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种多级高效真空结晶装置，可克服传统真空结晶装置的上述缺点，解决了钛液真空结晶过程中的生产效率低、耗能高的问题。

本实用新型采用的技术方案是：

该多级高效钛液真空结晶装置，包括结晶罐、主蒸汽喷射真空泵、真空冷凝器、辅助蒸汽喷射真空泵和机械真空泵，主蒸汽喷射泵与结晶罐顶部的排气口相连；主蒸汽喷射真空泵、真空冷凝器、辅助蒸汽喷射真空泵、真空冷凝器和机械真空泵依次通过管道以串联方式连接。

结晶罐竖直安装，中部设置有进料口，底部设置有排料口，底部倒锥部分还设置有振动搅拌装置。

优选地，结晶罐是锥底圆筒结构。

进一步，结晶罐锥底的倒锥角度为30-60度。

优选地，机械真空泵为水环泵。

与传统的真空结晶装置相比，该多级高效真空结晶装置采用了主蒸汽喷射泵、辅助蒸汽喷射泵和机械真空泵三级串联的方式，主蒸汽喷射泵作为抽走系统水蒸气的主动力，在主蒸汽喷射泵之后添加一个冷凝器，冷凝器将主蒸汽喷射泵抽出的60-80%水蒸汽冷却为冷凝水排出，辅助蒸汽喷射泵作为抽走水蒸气的辅助动力，辅助蒸汽喷射泵后连接冷凝管，将辅助蒸汽喷射泵抽出的10-20%蒸汽冷却为冷凝水。在主蒸汽喷射泵和辅助蒸汽喷射泵后连接水环真空泵，利用机械真空泵抽气量大的优点将系统的不凝性气、系统泄露的和钛液中溶解的空气，以及剩余的水蒸气排走。主蒸汽喷射真空泵、辅助蒸汽喷射真空泵和机械真空泵三级串联工作，提供负压环境，满足钛液真空结晶工艺中所要求的真空度条件。

由主蒸汽喷射真空泵、辅助蒸汽喷射真空泵和机械真空泵三级串联而成的真空系统解决了在钛液真空结晶工艺中真空度达不到工艺要求、生产效率低、能耗高的难题。适用于化工产品尤其是钛液的真空结晶作业中。

附图说明

下面结合附图和本实用新型的具体实施方式，对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型的结构示意图。

图1标记表示为：1-结晶罐，2-主喷射泵，3-冷凝器，4-辅助喷射泵，5-冷凝器，6-机械真空泵，7-排气口，8-震动搅拌装置，9-进料口。

具体实施方式

如图1所示，该多级高效钛液真空结晶装置，包括结晶罐1、主蒸汽喷射真空泵2、真空冷凝器3和5、辅助蒸汽喷射真空泵4、机械真空泵6，所述主蒸汽喷射泵2与结晶罐1相连，主蒸汽喷射真空泵2、真空冷凝器3、辅助蒸汽喷射真空泵4、真空冷凝器5和机械真空泵6依次通过管道以串联方式连接。

结晶罐1竖直安装，为锥底圆筒结构，顶部设置有排气口7，结晶罐1排气口7直接与主蒸汽喷射真空泵2的进气口相连，罐体中部设置有进料口9，底部设置有排料口，其底部倒锥部分还设置有振动搅拌装置8。

结晶罐1锥底的倒锥角度为30-60度。

机械真空泵6采用水环真空泵。

主蒸汽喷射真空泵2与结晶罐顶部排气口7直接相连，来自外管的蒸汽经喷嘴直接喷射形成高速射流。主蒸汽喷射真空泵2另一端与真空冷凝器3相连接，冷凝器使用循环水进行热交换，将主蒸汽喷射真空泵喷射出的水蒸汽冷凝掉，以减少下级真空泵的气体负荷。

本装置应用于钛白粉生产中钛液的浓缩和结晶。首先启动循环水泵，将循环水打入冷凝器3和5，其次开启水环真空泵6，对结晶系统抽真空，待真空度达到0.06MPa后将钛液（温度50-55℃）泵入结晶罐1内，一般注入钛液体积为结晶罐全容积的45-65%，防止钛液在沸腾时酸雾被蒸汽大量带走，进料完毕后关闭进料阀门，并开启底部的振动搅拌装置8。然后开启辅助蒸汽喷射真空泵4，观察结晶罐内的钛液温度，当钛液温度降低到33-35℃后再开启主蒸汽喷射真空泵2，继续观察结晶器内温度变化，当钛液温度降低到13-15℃后停止，依次关闭主蒸汽喷射真空泵2、辅助蒸汽喷射真空泵4、水环真空泵6，最后开启泄压阀门，真空泄压结束后开启排料阀门，排料完毕后停止搅拌。