[实用新型]一种铅膏脱硫副产物硫酸钠降温结晶装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及化学设备技术领域，具体涉及一种铅膏脱硫副产物硫酸钠降温结晶装置。

背景技术

目前国内外生产硫酸钠的方法主要是加热蒸发结晶，主要方式有四效蒸发末效二次蒸汽余热化硝法、全溶蒸发脱水法、井下硐室水溶法三种。全溶蒸发脱水法适合天然芒硝制备硫酸钠，主要有平锅法和火塔法，平锅法所适用的设备简单，但是能耗高，所得产品质量差；火塔法优点是操作简单，煤耗低，但是设备在使用过程中易被严重腐蚀。四效蒸发末效二次蒸汽余热化硝法是在全溶蒸发脱水的基础上进行了改进，虽然能耗有所降低，但适用于该方法的设备易结疤结垢，设备正常运转率低，产品质量差。井下硐室水溶法用到的是粗硝水，粗硝水中含有的Mg和Ca将影响后期产品硫酸钠的质量，此法不受季节限制，但前期投入较多。在实际生产中，普遍存在设备能耗高、结垢结疤等问题。

本实用新型根据硫酸钠溶液在40℃以下对温度比较敏感的特性，采用降温结晶的方式，使硫酸钠以十水硫酸钠晶体形式在溶液中结晶析出，且十水硫酸钠晶体在40℃以上时能够快速失去结晶水制得成品无水硫酸钠。

本实用新型不但能够解决加热蒸发结晶方法中能耗高、结垢结疤的问题，还能解决常规降温析出结晶方法中产生浮硝以致产品颗粒度较小的常见问题，提高了晶体生长速率，达到了改善结晶质量的目的。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种铅膏脱硫副产物硫酸钠降温结晶装置，以解决加热蒸发结晶方法中能耗高、结垢结疤的问题和规降温析出结晶方法中产生浮硝以致产品颗粒度较小的常见问题。

本实用新型采用如下技术方案：

一种铅膏脱硫副产物硫酸钠降温结晶装置，包括溶液储罐、循环泵、冷却结晶器和离心设备，所述溶液储罐下端物料出口通过循环泵连接冷却结晶器，所述冷却结晶器下出口连接离心设备，上出口通过回流管连接溶液储罐上端，所述冷却结晶器同时含降温构件和固液分离构件。

进一步，所述的冷却结晶器为外循环支路核心元件，兼备降温结晶和固液分离功能，所 述降温构件置于冷却结晶器中心柱或者器壁位置，可以是夹套、中心柱、盘管或其组合件；所述固液分离构件可以是旋流分离器，也可以是筛分器或者重力沉降器等。

进一步，所述的冷却结晶器设置冷媒进口和冷媒出口。

进一步，所述的离心设备为离心机或者其他离心分离装置，离心机分离得到的液相可以直接返回生产系统，也可以作为硫酸钠溶液储罐的预冷却冷媒，回收冷媒后再返回生产系统。

采用上述装置的基于局部冷却快速析晶的铅膏脱硫副产物硫酸钠结晶方法，包括如下步骤：

(1)将硫酸钠溶液存储在储罐中，由循环泵输送至冷却结晶器，冷却结晶器中的硫酸钠溶液在冷媒的作用下，急速深度冷却到0℃～10℃，80％～95％的硫酸钠以十水硫酸钠的形式析出；

(2)析出的晶体在冷却结晶器中浓缩分离，固体含量30％～70％的浓相进入离心设备分离固相得到十水硫酸钠晶体，离心机分离得到的液相或低温母液返回生产系统做系统补充水，冷却结晶器分离得到的稀相返回硫酸钠储罐，并将冷媒带入使储罐中的溶液逐步降温。

上述的方法，不直接对溶液储罐降温，而是在外循环的支路上施加冷媒，造成循环部分流体的快速深度降温以致更充分地析出晶体。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型的冷却结晶器兼具降温结晶和固液分离功能，结构简单，处理效率高。

(2)本实用新型的不直接对溶液储罐降温，而是在外循环的支路上施加冷媒，造成循环部分流体的快速深度降温，从而能够使得被处理的溶液更充分地析出晶体。

(3)本实用新型能耗低，无结垢结疤问题，使用该设备所得产品质量高。

(4)本实用新型系统简单，运行稳定。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细说明，但并不限于此。

如图1所示，本发明的铅膏脱硫副产物硫酸钠降温结晶装置，包括溶液储罐1、循环泵2、冷却结晶器3和离心设备4，所述溶液储罐1下端物料出口101通过循环泵2连接冷却结晶器3，所述冷却结晶器3下出口304连接离心设备4，上出口303通过回流管连接溶液储罐1上端，所述冷却结晶器3同时含重力沉降器301和中心柱管302，中心柱管302置于冷却结 晶器3中心柱位置；所述的冷却结晶器3设置冷媒进口305和冷媒出口306。

采用上述装置的基于局部冷却快速析晶的铅膏脱硫副产物硫酸钠结晶方法，包括如下步骤：

在溶液储罐1(Φ0.6m，高0.8m)中注入300kg硫酸钠溶液(质量分数为25％)，硫酸钠溶液温度为常温25℃，开启制冷系统向冷却结晶器3输入冷媒，开启循环泵2，硫酸钠溶液通过出口101泵入冷却结晶器3内，循环泵2的流量为50L/h，冷却结晶器3包括重力沉降器301和中心柱管302，调节制冷媒进口305和冷媒出口306的冷媒使冷却结晶器上出口303稀相温度为3℃，冷却结晶器上出口303稀相返回储罐1并将冷媒带入使储罐1中的溶液逐步降温，冷却结晶器3底部浓相为42％的浆液通过下出口304进入离心机4，离心机4分离得到低温母液返回生产系统用作补充水，固相得到含水2.9％的十水硫酸钠。