一种制备高纯硫酸铵的浓缩结晶装置的制作方法

1.本实用新型属于硫酸氨制备装置技术领域，特别涉及一种制备高纯硫酸铵的浓缩结晶装置。


背景技术：

2.硫酸铵主要利用工业生产中副产物或排放的废气用硫酸或氨水吸收(如硫酸吸收焦炉气中的氨，氨水吸收冶炼厂烟气中二氧化硫，卡普纶生产中的氨或硫酸法钛白粉生产中的硫酸废液)，由氢氧化铵和硫酸中和后，结晶、离心分离并干燥而得。
3.为分离硫酸铵浆液中硫酸铵，在硫酸铵制备系统中需要浓缩浆液浓度至硫酸铵结晶，然后分离、干燥得到硫酸铵固体产品。硫酸铵的溶解度较大且其随温度变化较小，浓缩过程常采用蒸发结晶工艺，蒸汽消耗高，导致传统蒸发过程中能耗成本高，企业负担急剧增大；且工业生产中副产物或排放的废气中含有灰尘、油、重金属离子等杂质，导致浓缩母液因沸点过高，蒸发效率低，能耗高，最终的硫酸铵产品质量较差，无法满足产品出售标准。


技术实现要素：

4.实用新型目的：为了克服以上不足，本实用新型的目的是提供一种制备高纯硫酸铵的浓缩结晶装置，其结构简单，通过过滤机构过滤浆液，减少硫酸浆液中的杂质，从而降低浆液沸点，减少蒸汽能耗，提高硫酸铵产品纯度；采用压缩机压缩蒸发结晶器排放出的蒸汽，将压缩后的二次蒸汽作为加热蒸汽，实现蒸汽的循环利用，减少外界蒸汽能量的输入，降低能耗，降低生产成本。
5.技术方案：一种制备高纯硫酸铵的浓缩结晶装置，包括过滤机构、蒸发结晶机构和分离机构，所述过滤机构包括第一储液罐、压滤机、澄清器、第二储液罐，所述第一储液罐内初始硫酸铵浆液依次经压滤机、澄清器过滤后得到纯净浆液流入第二储液罐；所述蒸发结晶机构包括第一换热器、第二换热器、蒸发结晶器和压缩机，所述第二储液罐内浆液依次经第一换热器预热、第二换热器加热、蒸发结晶器蒸发浓缩结晶得到硫酸铵结晶浆液，所蒸发结晶器顶部蒸汽出口与第二换热器蒸汽入口连接，且所述述压缩机设于两者连接管路上，所述分离机构包括离心机和母液罐，所述蒸发结晶器硫酸铵结晶浆液出口与离心机入口连接，所述离心机将硫酸铵结晶浆液固液分离，所述离心机结晶体出口结晶体通过后续工艺生成硫酸铵成品，所述离心机分离的硫酸铵浆液出口与母液罐连接，所述母液罐浆液出口与第一换热器浆液入口连接。所述过滤机构将初始硫酸铵浆液过滤，得到净化后的硫酸铵浆液，减少硫酸浆液中的杂质，从而降低浆液沸点，减少蒸汽能耗，提高硫酸铵产品纯度；所述蒸发结晶机构对净化后硫酸铵溶液进行两次加热后再进入蒸发结晶器，降低换热器的损耗，加快换热效率，并通过压缩机压缩蒸发结晶器排放出的蒸汽，将压缩后的二次蒸汽作为加热蒸汽，实现蒸汽的循环利用，减少外界蒸汽能量的输入，节能降耗；所述分离机构将硫酸铵结晶浆液固液分离，结晶体经后续工艺生成硫酸铵成品，分离的硫酸铵浆液进入蒸发结晶机构再次蒸发结晶，循环利用。
6.进一步的，上述的制备高纯硫酸铵的浓缩结晶装置，所述蒸发结晶器浆液回流口与第二换热器浆液入口之间设有循环管路，所述循环管路上设有循环泵，所述第二换热器、蒸发结晶器与循环泵组成浆液闭合循环管路，提高硫酸铵浆液浓度，直至达到要求从浆液出口排出。
7.进一步的，上述的制备高纯硫酸铵的浓缩结晶装置，所述压滤机为板框压滤机，所述澄清器包括两级，分别为一级澄清器和二级澄清器，所述一级澄清器的溢流口与所述二级澄清器的入口连接。使用两级澄清器，可充分去除杂质，保证硫酸铵的纯度达到品质要求。
8.进一步的，上述的制备高纯硫酸铵的浓缩结晶装置，所述一级澄清器和二级澄清器底部的沉淀物出口与压滤机入口连接，进一步过滤，回收硫酸铵。
9.进一步的，上述的制备高纯硫酸铵的浓缩结晶装置，所述第二储液罐与第一换热器之间设有第一出液泵，所述母液罐与第一换热器之间设有第二出液泵，控制浆液流量与速度。
10.进一步的，上述的制备高纯硫酸铵的浓缩结晶装置，所述第一换热器、第二换热器为管式换热器，管程外部焊接h型翘片，增加换热面积，增强换热效果；所述第一换热器、第二换热器的管程的上下两端均设置有浆液分配器，使浆液换热均匀。
11.上述技术方案可以看出，本实用新型具有如下有益效果：
12.1、本实用新型所述的制备高纯硫酸铵的浓缩结晶装置，通过过滤机构将初始硫酸铵浆液过滤，得到净化后的硫酸铵浆液，减少硫酸浆液中的杂质，从而降低浆液沸点，减少蒸汽能耗，提高硫酸铵产品纯度；
13.2、本实用新型所述的制备高纯硫酸铵的浓缩结晶装置，所述蒸发结晶机构对净化后硫酸铵溶液进行两次加热后再进入蒸发结晶器，降低换热器的损耗，加快换热效率，并通过压缩机压缩蒸发结晶器排放出的蒸汽，将压缩后的二次蒸汽作为加热蒸汽，实现蒸汽的循环利用，减少外界蒸汽能量的输入，节能降耗。
附图说明
14.图1为本实用新型所述的一种制备高纯硫酸铵的浓缩结晶装置的结构示意图；
15.图中：1过滤机构、11第一储液罐、12压滤机、13一级澄清器、14二级澄清器、15第二储液罐、2蒸发结晶机构、21第一换热器、22第二换热器、23蒸发结晶器、24压缩机、25循环泵、26第一出液泵、3分离机构、31离心机、32母液罐、33第二出液泵。
具体实施方式
16.下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型。
17.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
18.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时
针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
19.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
20.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
21.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
22.实施例1
23.如图1所示，本实用新型所述的一种制备高纯硫酸铵的浓缩结晶装置，包括过滤机构1、蒸发结晶机构2和分离机构3。
24.所述过滤机构1包括第一储液罐11、压滤机12、澄清器、第二储液罐15，所述澄清器包括两级，分别为一级澄清器13和二级澄清器14，所述一级澄清器13的溢流口与所述二级澄清器14的入口连接，所述第一储液罐11内初始硫酸铵浆液依次经压滤机12、一级澄清器13、二级澄清器14过滤后得到纯净浆液流入第二储液罐15，所述压滤机12为板框压滤机，所述一级澄清器13和二级澄清器14底部的沉淀物出口与压滤机12入口连接，进一步过滤。
25.所述蒸发结晶机构2包括第一换热器21、第二换热器22、蒸发结晶器23和压缩机24，所述第二储液罐15内浆液依次经第一换热器21预热、第二换热器22加热、蒸发结晶器23蒸发浓缩结晶得到硫酸铵结晶浆液，所述蒸发结晶器23浆液回流口与第二换热器22浆液入口之间设有循环管路，所述循环管路上设有循环泵25，所述第二换热器22、蒸发结晶器23与循环泵25组成浆液闭合循环管路，提高硫酸铵浆液浓度，所蒸发结晶器23顶部蒸汽出口与第二换热器22蒸汽入口连接，且所述述压缩机24设于两者连接管路上，实现蒸汽的循环。
26.所述分离机构3包括离心机31和母液罐32，所述蒸发结晶器23硫酸铵结晶浆液出口与离心机31入口连接，所述离心机31将硫酸铵结晶浆液固液分离，所述离心机31结晶体出口结晶体通过后续工艺生成硫酸铵成品，所述离心机31分离的硫酸铵浆液出口与母液罐32连接，所述母液罐32浆液出口与第一换热器21浆液入口连接。
27.所述压滤机12、澄清器将初始硫酸铵浆液过滤，得到净化后的硫酸铵浆液，所述过滤机构1与蒸发结晶机构2连接，所述蒸发结晶机构2对净化后硫酸铵溶液进行两次加热后再进入蒸发结晶器23，再通过浆液闭合循环回路提高浆液浓度，得到浓缩的硫酸铵结晶浆
液，并通过压缩机24压缩蒸发结晶器23排放出的蒸汽，将压缩后的二次蒸汽作为加热蒸汽，实现蒸汽的循环利用，节能降耗；所述离心机31将硫酸铵结晶浆液固液分离，结晶体经后续工艺生成硫酸铵成品，分离的硫酸铵浆液进入蒸发结晶机构2再次蒸发结晶，循环利用。
28.实施例2
29.如图1所示，本实用新型所述的一种制备高纯硫酸铵的浓缩结晶装置，包括过滤机构1、蒸发结晶机构2和分离机构3。
30.所述过滤机构1包括第一储液罐11、压滤机12、澄清器、第二储液罐15，所述澄清器包括两级，分别为一级澄清器13和二级澄清器14，所述一级澄清器13的溢流口与所述二级澄清器14的入口连接，所述第一储液罐11内初始硫酸铵浆液依次经压滤机12、一级澄清器13、二级澄清器14过滤后得到纯净浆液流入第二储液罐15，所述压滤机12为板框压滤机，所述一级澄清器13和二级澄清器14底部的沉淀物出口与压滤机12入口连接，进一步过滤。
31.所述蒸发结晶机构2包括第一换热器21、第二换热器22、蒸发结晶器23和压缩机24，所述第二储液罐15内浆液依次经第一换热器21预热、第二换热器22加热、蒸发结晶器23蒸发浓缩结晶得到硫酸铵结晶浆液，所述蒸发结晶器23浆液回流口与第二换热器22浆液入口之间设有循环管路，所述循环管路上设有循环泵25，所述第二换热器22、蒸发结晶器23与循环泵25组成浆液闭合循环管路，提高硫酸铵浆液浓度，所蒸发结晶器23顶部蒸汽出口与第二换热器22蒸汽入口连接，且所述述压缩机24设于两者连接管路上，实现蒸汽的循环。
32.所述分离机构3包括离心机31和母液罐32，所述蒸发结晶器23硫酸铵结晶浆液出口与离心机31入口连接，所述离心机31将硫酸铵结晶浆液固液分离，所述离心机31结晶体出口结晶体通过后续工艺生成硫酸铵成品，所述离心机31分离的硫酸铵浆液出口与母液罐32连接，所述母液罐32浆液出口与第一换热器21浆液入口连接。
33.所述压滤机12、澄清器将初始硫酸铵浆液过滤，得到净化后的硫酸铵浆液，所述过滤机构1与蒸发结晶机构2连接，所述蒸发结晶机构2对净化后硫酸铵溶液进行两次加热后再进入蒸发结晶器23，再通过浆液闭合循环回路提高浆液浓度，得到浓缩的硫酸铵结晶浆液，并通过压缩机24压缩蒸发结晶器23排放出的蒸汽，将压缩后的二次蒸汽作为加热蒸汽，实现蒸汽的循环利用，节能降耗；所述离心机31将硫酸铵结晶浆液固液分离，结晶体经后续工艺生成硫酸铵成品，分离的硫酸铵浆液进入蒸发结晶机构2再次蒸发结晶，循环利用。
34.所述第二储液罐15与第一换热器21之间设有第一出液泵26，所述母液罐32与第一换热器21之间设有第二出液泵33。
35.所述第一换热器21、第二换热器22为管式换热器，管程外部焊接h型翘片，增加换热面积，增强换热效果；所述第一换热器22、第二换热器22的管程的上下两端均设置有浆液分配器，使浆液换热均匀。
36.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。