[发明专利]一种真空结晶系统及其方法

说明书

本发明涉及真空结晶领域，公开一种真空结晶系统及其方法，包括结晶罐、热水槽、冷却塔和循环泵；还包括冷凝器、真空泵、冷水槽和冷水泵，结晶罐与冷凝器连通，真空泵与冷凝器连通，冷水槽与冷水泵连通，冷水泵与冷凝器连通，冷凝器产生的热水排放到热水槽内，热水槽与循环泵连通，循环泵与冷却塔连通，冷却塔与冷水槽连通。利用本方法进行真空结晶生产时，结晶罐内的蒸汽不需要先经蒸汽喷射泵抽出再冷凝成液态水，而是将结晶罐内的蒸汽直接冷凝成液态水排出，真空泵只是抽出不凝气，不需要抽蒸汽，因此节省运行能耗。本方法可最大限度利用环境的冷量来冷凝结晶罐产出的蒸汽，只有当蒸汽温度降至接近环境温度时，才投入冷水机组工作。

技术领域

本发明涉及真空结晶领域，尤其涉及一种真空结晶系统及其方法。

背景技术

传统钛液的真空结晶方法通过蒸汽喷射泵等真空设备将结晶罐内的蒸汽抽出，使结晶罐内的蒸汽升温升压排出，然后再用冷却水对抽出的蒸汽进行冷凝。该方法存在的问题是：

1.以蒸汽作为抽真空的动力，会带入大量的汽化潜热到系统中，使冷却水的耗量增加。

2.当结晶罐内的温度降低后，其内真空度极高，蒸汽很稀薄，如当结晶罐内的钛液温度降至20℃时，其饱和水蒸汽温度仅为17℃左右，对应的饱和蒸汽密度只有15.35克/方，即蒸汽喷射泵每从结晶罐内吸出1方蒸汽，结晶罐内的钛液才蒸发出15克的水。生产1吨钛白粉，在结晶段需要从结晶罐内蒸发出1.05吨水，因此生产过程需要消耗大量的工作蒸汽。据统计，行业在此工段的汽耗平均为1.3-1.5吨/吨钛白粉，同时需要消耗82KW.H的电能。

3.利用本发明提供的方法进行钛液真空结晶生产活动，不需要消耗工作蒸汽，平均每吨钛白粉仅需消耗电能约110KW.H。

4.本发明的真空结晶能耗成本与传统的真空结晶能耗成本比，则每吨钛白粉节省成本180*1.4+0.78*82-0.78*110＝230元/吨，对一家年产5万吨钛白粉的企业，采用传统钛液真空结晶方法比采用本发明提供的真空结晶方法一年需要多支出1150万元。

发明内容

本发明针对现有技术中真空结晶成本高的缺点，提供一种真空结晶系统及其方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种真空结晶系统，包括用于容置热的液态物质的结晶罐、热水槽、冷却塔和循环泵；还包括冷凝器、真空泵、冷水槽和冷水泵，结晶罐通过管道与冷凝器连通，真空泵通过管道与冷凝器连通，冷水槽通过管道与冷水泵连通，冷水泵通过管道与冷凝器连通，冷凝器产生的热水通过管道排放到热水槽内，热水槽通过管道与循环泵连通，循环泵通过管道与冷却塔连通，冷却塔通过管道与冷水槽连通。

作为优选，还包括冷水机组，冷水机组通过管道冷水槽连通，冷凝器与冷水槽连通。

作为优选，热水槽通过管道与冷水机组的进水口连接，冷水机组的出水口通过管道与冷水槽连通。

一种真空结晶方法，包括如下步骤：

步骤a：将热的液态物质通过进料阀装入到结晶罐中，当液态物质量达到设定液位时，关闭结晶罐上的进料阀和排料阀，结晶罐形成一个密封容器；

步骤b：启动真空泵，将结晶罐和冷凝器内的空气抽出，结晶罐内的液态物质在低压下沸腾并蒸发出蒸汽，结晶罐内的液态物质开始降温结晶，蒸汽通过管道流入到冷凝器内；

步骤c：启动冷水泵，将冷水槽内的冷水抽送到冷凝器内，结晶罐内的蒸汽在冷凝器内被冷凝成液态水，结晶罐内的压力持续降低，结晶罐内的热液态物质持续沸腾并蒸发出蒸汽，蒸汽通过管道流入到冷凝器内，结晶罐内的液态物质持续降温结晶；

步骤d：冷凝器内的蒸汽与冷却水热量交换后形成热水，热水通过管道排入到热水槽内；