[发明专利]一种高纯五水硝酸铋晶体的生产系统和方法

权利要求书

1.一种高纯五水硝酸铋晶体的生产系统，其特征在于，包括PPH溶解釜，PPH溶解釜底部出料口依次连接至过滤器和PPH蒸发釜，PPH蒸发釜底部卸料口连接至PP抽滤槽；所述PPH溶解釜顶部连接有尾气处理风管，尾气处理风管依次连接到碱液负压罐和氧化负压罐，氧化负压罐顶部连接至喷射塔，喷射塔依次连接至填料塔和喷淋塔；所述PPH溶解釜上还设有一体化温度变送器和金属铋粒投料机，所述一体化温度变送器和金属铋粒投料机连锁控制；所述PPH溶解釜和PPH蒸发釜内均设置PTFE换热器，PTFE换热器连接循环水加热系统。

2.根据权利要求1所述的一种高纯五水硝酸铋晶体的生产系统，其特征在于，所述循环水加热系统包括保温水箱，所述保温水箱设有自来水进水口、蒸汽加热系统和第一热水循环泵，所述蒸汽加热系统包括板式换热器和第二热水循环泵；保温水箱热水出口通过第一热水循环泵分别连接至PPH溶解釜和PPH蒸发釜内的PTFE换热器。

3.根据权利要求2所述的一种高纯五水硝酸铋晶体的生产系统，其特征在于，所述生产系统还包括循环水冷却系统，所述循环水冷却系统包括冷冻机组，冷冻机组冷水出口连接至PPH蒸发釜内的PTFE换热器。

4.根据权利要求3所述的一种高纯五水硝酸铋晶体的生产系统，其特征在于，所述过滤器包括依次连接的夹套保温袋式过滤器和夹套保温棒式过滤器，夹套保温袋式过滤器和夹套保温棒式过滤器的夹套均连接循环水加热系统，所述PPH溶解釜底部出料口通过防腐耐磨泵与夹套保温袋式过滤器连接。

5.根据权利要求1所述的一种高纯五水硝酸铋晶体的生产系统，其特征在于，所述PP抽滤槽依次连接负压罐和水环真空泵，以提供抽滤负压。

6.根据权利要求1所述的一种高纯五水硝酸铋晶体的生产系统，其特征在于，所述喷射塔为两级串联喷射塔。

7.根据权利要求1所述的一种高纯五水硝酸铋晶体的生产系统，其特征在于，所述PTFE换热器由多组细管组成，细管内径4～5mm，细管的进水端与出水端各汇集成一根大管进水排水，大管的截面积为所有细管截面积总和，方便进水和排水。

8.根据权利要求4所述的一种高纯五水硝酸铋晶体的生产系统，其特征在于，所述夹套保温袋式过滤器和夹套保温棒式过滤器与物料接触部分为衬四氟材质。

9.根据权利要求4所述的一种高纯五水硝酸铋晶体的生产系统，其特征在于，所述PPH溶解釜、PPH蒸发釜、保温水箱上都设置有一体化温度变送器，所述PPH溶解釜的一体化温度变送器分别与金属铋粒投料机和第一热水循环泵连锁控制；所述PPH蒸发釜的一体化温度变送器分别与第一热水循环泵和冷冻机组连锁控制；所述保温水箱上的一体化温度变送器与第二热水循环泵连锁控制。

10.一种采用权利要求1～9任一项的系统生产高纯五水硝酸铋晶体的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)按比例往PPH溶解釜内加入纯化水以及高纯硝酸搅拌混合均匀，然后通过金属铋粒投料机投入金属铋粒进行反应，通过一体化温度变送器与金属铋粒投料机连锁，自动调节投料速度，以控制反应溶液温度不超过90℃；当反应溶液温度低于70℃时，通过一体化温度变送器与循环水加热系统连锁，开启90～98℃的热水进入PTFE换热器对反应溶液进行加热，保温使金属铋粒溶解彻底；

(2)PPH溶解釜内反应过程中产生大量的氮氧化物尾气通过尾气处理风管依次导入碱液负压罐和氧化负压罐，尾气经过碱液负压罐吸收，然后经过装有双氧水的氧化负压罐，将氮氧化物中的NO氧化为NO₂；

(3)经过氧化负压罐处理后的尾气进入含有尿素溶液的喷射塔内，利用喷射塔可强制气液混合的特点，尾气与尿素溶液混合并充分反应，将氮氧化物处理成氮气，然后依次经填料塔碱液喷淋和喷淋塔中和清洗，处理合格后的气体通过烟囱排放；

(4)PPH溶解釜内物料完全溶解至澄清透明后，通过底部出料口将溶液输送至过滤器进行过滤，过滤过程中控制溶液温度为70～80℃，防止饱和溶液在输送过程中结晶堵塞管道，过滤完毕后的物料溶液进入PPH蒸发釜，开启热水循环系统将热水输入PTFE换热器内将PPH蒸发釜内溶液升温至90～98℃蒸发浓缩，取样分析，直至溶液检测浓度符合工艺设计要求时，停止热水加热，开启冷冻机组，将5～25℃的冷却水输入PTFE换热器内将PPH蒸发釜内的物料溶液进行冷却结晶，结晶完毕后开启底部卸料口将物料卸入PP抽滤槽进行抽真空抽滤收集，得到高纯五水硝酸铋晶体。