專(zhuān)利名稱(chēng)：回收含有溫敏性溶解溶液介質(zhì)的結(jié)晶新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種回收含有溫敏性溶解溶液介質(zhì)的結(jié)晶新方法。
背景技術(shù)：
本發(fā)明中提到的溫敏性溶解溶液是指該溶液中的溶解介質(zhì)的溶解飽和度受溫度 的影響較大，即當(dāng)溶液溫度升高時(shí)，溶液介質(zhì)的飽和度上升，當(dāng)溶液溫度下降時(shí)，溶液介質(zhì) 的飽和度下降，這種溶解介質(zhì)如硫酸亞鐵、硫酸銅。目前，溫敏性溶解溶液結(jié)晶的方法主要 有兩種冷凍結(jié)晶和真空結(jié)晶。冷凍結(jié)晶是利用制冷介質(zhì)(液氨或者氟利昂或者溴化鋰等)的蒸發(fā)帶走熱量，使 冷凍鹽水溫度降低，通過(guò)盤(pán)管換熱，從而使鈦液的溫度降低下來(lái)，造成FeSO4處于過(guò)飽和狀 態(tài)，過(guò)飽和的部分便以含七個(gè)結(jié)晶水的FeSO4 ·7Η20的形式結(jié)晶析出，同時(shí)帶出部分結(jié)晶水， 然后將其分離除去。真空結(jié)晶，根據(jù)溶液絕熱蒸發(fā)的原理，以蒸汽為動(dòng)力，利用閃蒸的方式，將其通 過(guò)噴射泵以高速噴出，由靜壓能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能而產(chǎn)生真空，在真空結(jié)晶罐內(nèi)鈦液中的水分 在減壓條件下蒸發(fā)，由汽化熱帶走熱量，使鈦液溫度降低，硫酸亞鐵結(jié)晶析出。水分的不 斷蒸發(fā)，溶液的過(guò)飽和度也不斷增加，亞鐵不斷析出，過(guò)飽和的部分便以含七個(gè)結(jié)晶水的 FeSO4 · 7Η20的形式結(jié)晶析出，同時(shí)帶出部分結(jié)晶水，直至達(dá)到要求的溫度和允許的亞鐵含 量，然后將其分離除去。采用冷凍結(jié)晶法，通常是利用冷凍機(jī)不斷移去熱量的方法產(chǎn)生低溫，使硫酸亞鐵 達(dá)到過(guò)飽和而結(jié)晶析出，硫酸亞鐵結(jié)晶顆粒較大，易于后段工序的分離，分離后的硫酸亞鐵 帶鈦液量低(小于0. 5% )，鈦液收率高，但分離硫酸亞鐵后的鈦液濃度為150g/L，鈦液濃度 低，且降溫周期長(zhǎng)(6-8小時(shí))，電耗高(一般在280-320kw -h)；鈦液冷凍利用冰機(jī)制冷，整 體能耗較高。采用真空結(jié)晶法，分離硫酸亞鐵后的鈦液濃度可達(dá)170g/L，由于鈦液濃度的提 高，增強(qiáng)了后工序濃縮裝置的生產(chǎn)能力，而且由于鈦液濃度的提高，降低了濃縮的負(fù)荷，同 時(shí)降溫周期短，約1. 5小時(shí)；但由于降溫太快，亞鐵結(jié)晶粒子過(guò)細(xì)，分離后的硫酸亞鐵帶鈦 液量高(大于2% )，鈦液收率低；經(jīng)真空噴射器出來(lái)的過(guò)飽和蒸汽利用水直接噴流降溫，以 獲取更高的真空度，熱能利用低，噸鈦白結(jié)晶單耗1. 6-1. 8噸。溴化鋰的性質(zhì)與食鹽相似，屬鹽類(lèi)。它的沸點(diǎn)為1265°C，故在一般的高溫下對(duì)溴化 鋰水溶液加熱時(shí)，可以認(rèn)為僅產(chǎn)生水蒸氣，整個(gè)系統(tǒng)中沒(méi)有精餾設(shè)備，因而系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單。 溴化鋰具有極強(qiáng)的吸水性，但溴化鋰在水中的溶解度是隨溫度的降低而降低的，溶液的濃 度不宜超過(guò)66 %，否則運(yùn)行中，當(dāng)溶液溫度降低時(shí)，將有溴化鋰結(jié)晶析出的危險(xiǎn)性，破壞循 環(huán)的正常運(yùn)行。溴化鋰水溶液的水蒸氣分壓，比同溫度下純水的飽和蒸汽壓小得多，故在相 同壓力下，溴化鋰水溶液具有吸收溫度比它低得多的水蒸氣的能力。溴化鋰吸收式制冷機(jī)的工作原理是冷水在蒸發(fā)器內(nèi)被來(lái)自冷凝器減壓節(jié)流后的 低溫冷劑水冷卻，冷劑水自身吸收冷水熱量后蒸發(fā)，成為冷劑蒸汽，進(jìn)入吸收器內(nèi)，被濃溶 液吸收，濃溶液變成稀溶液。吸收器里的稀溶液，由溶液泵送往熱交換器、熱回收器后溫度升高，最后進(jìn)入再生器，在再生器中稀溶液被加熱，成為最終濃溶液。濃溶液流經(jīng)熱交換器， 溫度被降低，進(jìn)入吸收器，滴淋在冷卻水管上，吸收來(lái)自蒸發(fā)器的冷劑蒸汽，成為稀溶液。另 一方面，在再生器內(nèi)，外部高溫水加熱溴化鋰溶液后產(chǎn)生的水蒸汽，進(jìn)入冷凝器被冷卻，經(jīng) 減壓節(jié)流，變成低溫冷劑水，進(jìn)入蒸發(fā)器，滴淋在冷水管上，冷卻進(jìn)入蒸發(fā)器的冷水。該系統(tǒng) 由兩組再生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、熱交換器、溶液泵及熱回收器組成，并且依靠熱源 水、冷水的串聯(lián)將這兩組系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起，通過(guò)對(duì)高溫側(cè)、低溫側(cè)溶液循環(huán)量和制冷 量的最佳分配，實(shí)現(xiàn)溫度、壓力、濃度等參數(shù)在兩個(gè)循環(huán)之間的優(yōu)化配置，并且最大限度的 利用熱源水的熱量，使熱水溫度可降到66°C。以上循環(huán)如此反復(fù)進(jìn)行，最終達(dá)到制取低溫冷 水的目的，溴化鋰吸收式制冷機(jī)以水為制冷劑，溴化鋰水溶液為吸收劑，制取0°C以上的低 溫水。目前的工藝，主要是采用單一的結(jié)晶方法，即真空結(jié)晶法或冷凍結(jié)晶法，因此，其 缺陷是明顯的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種真空結(jié)晶和冷凍結(jié)晶法相結(jié)合的新的結(jié) 晶方法。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種回收含有溫敏性溶解溶液介質(zhì)的結(jié)晶新 方法，該結(jié)晶新方法包括以下步驟一、將凈化后的含有溫敏性溶解溶液介質(zhì)泵入高位計(jì)量槽內(nèi)，該溫敏性溶解溶液 從上述高位計(jì)量槽中連續(xù)輸送到真空結(jié)晶器內(nèi)，該真空結(jié)晶器的真空條件是采用以過(guò)熱蒸 汽介質(zhì)為動(dòng)力源而產(chǎn)生的真空，所述真空結(jié)晶器經(jīng)蒸發(fā)而降溫，所述含有溫敏性溶解溶液 自上而下，溫度迅速下降，溫敏性溶解介質(zhì)逐步結(jié)晶析出；二、帶有部分溫敏性溶解介質(zhì)析出的懸浮液，連續(xù)從真空結(jié)晶器中流出，進(jìn)入帶有 攪拌的冷凍結(jié)晶槽內(nèi)；含有溫敏性溶解溶液在冷凍結(jié)晶槽內(nèi)，與來(lái)自制冷機(jī)的冷源進(jìn)行熱 交換，進(jìn)一步降溫，溫敏性溶解介質(zhì)也進(jìn)一步析出，小的溫敏性溶解介質(zhì)晶體不斷溶解結(jié) 晶，最終形成較大的溫敏性溶解介質(zhì)晶體。作為一種優(yōu)選方案，所述含有溫敏性溶解溶液是鈦液，所述溫敏性溶解介質(zhì)是硫 酸亞鐵。進(jìn)一步，所述真空結(jié)晶器采用主蒸汽噴射泵和輔助噴射器將熱蒸汽噴出產(chǎn)生真 空，該主蒸汽噴射泵和輔助噴射器之后的高溫余熱進(jìn)入所述制冷機(jī)內(nèi)。進(jìn)一步，所述的制冷機(jī)為溴化鋰制冷機(jī)。再進(jìn)一步，在溴化鋰制冷機(jī)之后安裝抽真空裝置；真空裝置可以是真空泵也可以 是水噴射泵。作為另一種優(yōu)選方案，經(jīng)冷凍結(jié)晶分離后的鈦液濃度為150_170g/l。本發(fā)明的有益效果在于1、真空結(jié)晶時(shí)間在3-4個(gè)小時(shí)內(nèi)完成；2、分離后硫酸亞鐵結(jié)晶鈦的殘留小于0. 5% ；3、噸鈦白結(jié)晶蒸汽能耗有1. 5噸以上降低至1噸以下甚至0. 8噸以下。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)真空結(jié)晶的工藝流程圖；圖2是本發(fā)明結(jié)晶工藝流程圖。附圖標(biāo)記注釋Vl為高位槽，X為汽液分離器，Xl為主蒸汽噴射泵，X2為輔噴射泵，V2為硫酸亞鐵 中間槽，V3為真空結(jié)晶器，V4為水循環(huán)槽，V5為硫酸亞鐵冷凍結(jié)晶槽，V6為溴化鋰制冷系 統(tǒng)，E1、E2圖1中為冷凝器，E3、E4為收集器，T為涼水塔。
具體實(shí)施例方式如圖2所示，實(shí)施例一從高位槽中流出的53攝氏度、125g/l鐵鈦比為0. 78的鈦液連續(xù)進(jìn)入真空結(jié)晶 器中，真空結(jié)晶器在0. 35MPa過(guò)熱蒸汽快速同過(guò)主輔噴噴射器的作用下，真空度逐漸提高 至0. 09-0. 098MPa ；鈦液溫度隨著在真空結(jié)晶器內(nèi)自上而下的流動(dòng)，硫酸亞鐵逐漸飽和，30 分鐘后，鈦液溫度逐漸降低至33攝氏度，25%的硫酸亞鐵結(jié)晶析出，含硫酸亞鐵結(jié)晶體的 懸浮液自流入冷凍結(jié)晶槽中，鈦液濃度提高到155g/l ；在冷凍結(jié)晶槽內(nèi)與從溴化鋰制冷機(jī) 出來(lái)的7攝氏度的冷液逆流間接換熱，150分鐘后，溫度降至19攝氏度，硫酸亞鐵進(jìn)一步結(jié) 晶析出，此時(shí)鈦液鐵鈦比為0. 3。結(jié)晶后的鈦液被送至圓盤(pán)過(guò)濾器，分離后鈦液濃度達(dá)到 168g/l，硫酸亞鐵中殘留鈦含量以二氧化鈦計(jì)為0. 48%。過(guò)熱蒸汽經(jīng)主噴射泵噴出后，壓力溫度迅速降低，溫度降至124攝氏度，在輔助噴 射泵的抽力作用下，經(jīng)緩沖器后進(jìn)入溴化鋰制冷系統(tǒng)，排出的水溫為43攝氏度；從溴化鋰 制冷機(jī)出來(lái)的7攝氏度的冷液進(jìn)入硫酸亞鐵冷凍結(jié)晶槽，經(jīng)與鈦液逆流換熱后，溫度升至 13攝氏度，又回至溴化鋰制冷機(jī)內(nèi)，循環(huán)使用。整個(gè)硫酸亞鐵結(jié)晶過(guò)程，平均噸鈦白蒸汽單耗0. 78噸，電耗105kw · h。實(shí)施例二從高位槽中流出的52攝氏度、124g/l銅鈦比為0. 77的鈦液連續(xù)進(jìn)入真空結(jié)晶 器中，真空結(jié)晶器在0. 36MPa過(guò)熱蒸汽快速同過(guò)主輔噴噴射器的作用下，真空度逐漸提高 至0. 09-0. 098MPa ；鈦液溫度隨著在真空結(jié)晶器內(nèi)自上而下的流動(dòng)，硫酸亞銅逐漸飽和，32 分鐘后，鈦液溫度逐漸降低至32攝氏度，26%的硫酸亞銅結(jié)晶析出，含硫酸亞銅結(jié)晶體的 懸浮液自流入冷凍結(jié)晶槽中，鈦液濃度提高到157g/l ；在冷凍結(jié)晶槽內(nèi)與從溴化鋰制冷機(jī) 出來(lái)的7攝氏度的冷液逆流間接換熱，155分鐘后，溫度降至17攝氏度，硫酸亞銅進(jìn)一步結(jié) 晶析出，此時(shí)鈦液銅鈦比為0. 28。結(jié)晶后的鈦液被送至圓盤(pán)過(guò)濾器，分離后鈦液濃度達(dá)到 169g/l，硫酸亞銅中殘留鈦含量以二氧化鈦計(jì)為0. 47%。過(guò)熱蒸汽經(jīng)主噴射泵噴出后，壓力溫度迅速降低，溫度降至123攝氏度，在輔助噴 射泵的抽力作用下，經(jīng)緩沖器后進(jìn)入溴化鋰制冷系統(tǒng)，排出的水溫為42攝氏度；從溴化鋰 制冷機(jī)出來(lái)的6攝氏度的冷液進(jìn)入硫酸亞銅冷凍結(jié)晶槽，經(jīng)與鈦液逆流換熱后，溫度升至 12攝氏度，又回至溴化鋰制冷機(jī)內(nèi)，循環(huán)使用。整個(gè)硫酸亞銅結(jié)晶過(guò)程，平均噸鈦白蒸汽單耗0. 77噸，電耗103kw · h。本發(fā)明不限于上述實(shí)施例描述的范圍，凡是依據(jù)本發(fā)明技術(shù)原理所作的技術(shù)變形，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種回收含有溫敏性溶解溶液介質(zhì)的結(jié)晶新方法，其特征在于，該結(jié)晶新方法包括以下步驟一、將凈化后的含有溫敏性溶解溶液介質(zhì)泵入高位計(jì)量槽內(nèi)，該溫敏性溶解溶液從上述高位計(jì)量槽中連續(xù)輸送到真空結(jié)晶器內(nèi)，該真空結(jié)晶器的真空條件是采用以過(guò)熱蒸汽介質(zhì)為動(dòng)力源而產(chǎn)生的真空，所述真空結(jié)晶器經(jīng)蒸發(fā)而降溫，所述含有溫敏性溶解溶液自上而下，溫度迅速下降，溫敏性溶解介質(zhì)逐步結(jié)晶析出；二、帶有部分溫敏性溶解介質(zhì)析出的懸浮液，連續(xù)從真空結(jié)晶器中流出，進(jìn)入帶有攪拌的冷凍結(jié)晶槽內(nèi)；含有溫敏性溶解溶液在冷凍結(jié)晶槽內(nèi)，與來(lái)自制冷機(jī)的冷源進(jìn)行熱交換，進(jìn)一步降溫，溫敏性溶解介質(zhì)也進(jìn)一步析出，小的溫敏性溶解介質(zhì)晶體不斷溶解結(jié)晶，最終形成較大的溫敏性溶解介質(zhì)晶體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述回收含有溫敏性溶解溶液介質(zhì)的結(jié)晶新方法，其特征在于，所 述含有溫敏性溶解溶液是鈦液，所述溫敏性溶解介質(zhì)是硫酸亞鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述回收含有溫敏性溶解溶液介質(zhì)的結(jié)晶新方法，其特征在于，所 述真空結(jié)晶器采用主蒸汽噴射泵和輔助噴射器將熱蒸汽噴出產(chǎn)生真空，該主蒸汽噴射泵和 輔助噴射器之后的高溫余熱進(jìn)入所述制冷機(jī)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述回收含有溫敏性溶解溶液介質(zhì)的結(jié)晶新方法，其特征在于，所 述的制冷機(jī)為溴化鋰制冷機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述回收含有溫敏性溶解溶液介質(zhì)的結(jié)晶新方法，其特征在于，在 溴化鋰制冷機(jī)之后安裝抽真空裝置；真空裝置可以是真空泵也可以是水噴射泵。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5所述任一回收含有溫敏性溶解溶液介質(zhì)的結(jié)晶新方法，其特征 在于，經(jīng)冷凍結(jié)晶分離后的鈦液濃度為150-170g/l。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種回收含有溫敏性溶解溶液介質(zhì)的結(jié)晶新方法，該結(jié)晶新方法包括以下步驟1.將凈化后的含有溫敏性溶解溶液介質(zhì)泵入高位計(jì)量槽內(nèi)，該溫敏性溶解溶液從上述高位計(jì)量槽中連續(xù)輸送到真空結(jié)晶器內(nèi)，采用真空結(jié)晶逐步結(jié)晶析出溫敏性介質(zhì)；2.帶有部分溫敏性溶解介質(zhì)析出的懸浮液，連續(xù)從真空結(jié)晶器中流出，進(jìn)入帶有攪拌的冷凍結(jié)晶槽內(nèi)；含有溫敏性溶解溶液在冷凍結(jié)晶槽內(nèi)，與來(lái)自制冷機(jī)的冷源進(jìn)行熱交換，進(jìn)一步降溫，溫敏性溶解介質(zhì)也進(jìn)一步析出，小的溫敏性溶解介質(zhì)晶體不斷溶解結(jié)晶，最終形成較大的溫敏性溶解介質(zhì)晶體；本發(fā)明真空結(jié)晶時(shí)間在3-4個(gè)小時(shí)內(nèi)完成，且噸耗能顯著下降。
文檔編號(hào)C01G49/14GK101935071SQ20101023496
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者劉多和, 吳彭森, 楊民樂(lè), 王艷艷, 許麗娟, 趙波, 陳建立 申請(qǐng)人:河南佰利聯(lián)化學(xué)股份有限公司