硝酸钙高效结晶装置系统的制作方法

本实用新型涉及一种化学溶液结晶装置，特别是一种硝酸钙结晶装置。

背景技术：

工业生产硝酸钙是将稀硝酸和石灰乳进行反应得到硝酸钙溶液，而后进行结晶。硝酸钙是一种易溶性盐类，容易生成过饱和溶液，硝酸钙溶液单纯依靠蒸发浓缩和冷却结晶极难进行自发结晶，晶体出率、晶体的颗粒均匀度和粒度欠佳。

技术实现要素：

实用新型目的：针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种硝酸钙结晶装置系统，使难结晶的硝酸钙溶液能顺利结出颗粒较均匀、粒度较好的晶体。

技术方案：一种硝酸钙高效结晶装置系统，包括具有加热室、分离室的蒸发浓缩装置，以及冷却结晶装置、离心装置；

所述加热室设有位于上部的进液口、位于下部的出液口，以及嵌入的加热介质流通管；所述分离室设有位于上部的蒸汽出口、位于下部的排液口，以及位于两者之间的母液进口，所述排液口连入所述进液口；所述冷却结晶装置设有位于上部的浓缩液进口、位于下部的浆料出口，以及嵌入的冷却介质流通管；

所述蒸发浓缩装置至少两效串联设置，相邻两效所述蒸发浓缩装置其前效的所述出液口与后效的所述母液进口之间，以及末效的所述蒸发浓缩装置的所述出液口与所述浓缩液进口之间，分别通过出液管连通，所述浆料出口连入所述离心装置分离出晶体和可利用的母液。

进一步的，所述蒸发浓缩装置还具有循环泵、出料泵，所述出液口后在所述出液管中依次连入所述循环泵、出料泵，所述循环泵上设有循环管连入所述母液进口。

进一步的，相邻两效所述蒸发浓缩装置其前效的所述蒸汽出口连入后效的所述加热介质流通管，利用前效蒸发产生的二次蒸汽作为后效的加热源。

进一步的，所述离心装置分离出的可利用的母液连入首效的所述蒸发浓缩装置的所述母液进口。

进一步的，所述浓缩液进口流经的是质量浓度为62％～68％的硝酸钙浓缩液。

进一步的，所述冷却结晶装置中设有具有搅拌轴和搅拌桨的搅拌机构，所述搅拌桨为U型，所述搅拌轴的下端插入所述搅拌桨的U型内并与其底部固定。U型结构的搅拌桨在冷却结晶装置内部的纵深方向和径向方向提升了对物料的搅拌覆盖面，搅拌均匀，有利于提高结晶质量。

进一步的，所述搅拌桨的表面上还设有若干棘爪。搅拌时棘爪伸入物料内部，提升了对物料的搅拌覆盖面，进一步有助于搅拌均匀和提高结晶质量。

进一步的，所述搅拌桨设有至少两个，以所述搅拌桨的中心进行固定连接并在周向呈交错分布。

进一步的，所述分离室内设有除雾网，所述除雾网设置于所述母液进口与所述蒸汽出口之间进行分隔。母液被加热时产生的蒸汽经除雾网从蒸汽出口流出，减少母液随蒸汽流出而产生的损耗。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型的优点是：通过连续的蒸发浓缩装置，以浓缩液在冷却结晶装置中结晶，提高结晶效率；冷却结晶装置中的搅拌机构，对物料内部同时产生多维度的搅拌，有助于搅拌均匀和提高结晶质量，使难结晶的硝酸钙溶液能顺利结出颗粒较均匀、粒度较好的晶体；装置系统长期运行稳定。

附图说明

图1为本实用新型装置系统结构示意图；

图2为冷却结晶装置内的搅拌机构主视图；

图3为图2的俯视图，未显示棘爪。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。

一种硝酸钙高效结晶装置系统，如附图1所示，主要包括蒸发浓缩装置1、冷却结晶装置2、离心装置3、母液罐4、冷凝器5、冷凝液罐6。

蒸发浓缩装置1包括加热室11、分离室12、循环泵13、出料泵14、出液管15、循环管16。加热室11设有位于上部的进液口111、位于下部的出液口112，以及嵌入的加热介质流通管113；分离室12设有位于上部的蒸汽出口121、位于下部的排液口122，以及位于两者之间的母液进口123，分离室12内设有除雾网124，位于母液进口123与蒸汽出口121之间，将母液进口123与蒸汽出口121分隔在其两边；排液口122连入进液口111使加热室11与分离室12连通。出液管15与出液口112连接，出液管15中依次连入循环泵13、出料泵14，循环管16从循环泵13上引出并连入母液进口123。

冷却结晶装置2采用夹套冷却结构，设有位于上部的浓缩液进口21、位于下部的浆料出口22，以及嵌入的冷却介质流通管23。如附图1-3所示，冷却结晶装置2中设有搅拌机构，包括搅拌轴24和搅拌桨25，搅拌桨25为U型，设有至少两个，开口向上，以其底部中心进行固定连接并在周向呈交错分布，相邻的搅拌桨之间形成交错夹角α，搅拌轴24的下端插入搅拌桨25的U型内并与其底部固定。搅拌桨25的表面上还设有若干棘爪26，棘爪可规则布设也可杂乱布设，相互之间不干涉即可。

蒸发浓缩装置串联设置至少两效，如附图1所示，设置三效。相邻两效蒸发浓缩装置之间，前效的出液管连入后效的母液进口，前效的蒸汽出口连入后效的加热介质流通管。末效的蒸发浓缩装置，其出液管连入冷却结晶装置2的浓缩液进口21，其蒸汽出口与冷凝器5连通。冷却结晶装置2的浆料出口22连入离心装置3，分离出晶体和可利用的母液，可利用的母液连入母液罐4，母液罐4与首效的蒸发浓缩装置的母液进口之间通过进液管7连接。冷凝器5与冷凝液罐6连接，冷凝器5的冷凝水可连入冷却介质流通管23，作为冷却结晶装置2的冷却介质。

母液罐中是稀硝酸与石灰乳反应生成的硝酸钙溶液经前端处理后的清液，经预热后进入到一效蒸发浓缩装置，从母液进口进入分离室，从排液口流入进液口进入加热室，加热介质流通管中流经蒸汽对加热室中的母液进行加热，使母液蒸发浓缩，蒸发产生的二次蒸汽通过除雾网从蒸汽出口流出并可作为二效蒸发浓缩的加热源，一效浓缩液从出液口流入出液管，部分经循环泵输送至循环管再进入母液进口，部分从出液管进入二效蒸发浓缩装置的母液进口。二效蒸发浓缩装置产出二效浓缩液进入三效蒸发浓缩装置，三效蒸发浓缩装置的出液管流出的是质量浓度为62％～68％的硝酸钙浓缩液，从浓缩液进口流入冷却结晶装置，冷却介质流通管中流经冷却水，对硝酸钙浓缩液进行冷却，并通过搅拌机构对硝酸钙浓缩液不断搅拌，当硝酸钙浓缩液冷却至接近饱和温度，向冷却结晶装置中投入适量晶种，继续搅拌进行冷却降温，如此大部分过饱和度会消除在晶种表面，冷却到一定温度后的浆料从浆料出口排放至离心机离心分离，分离出的固体即为晶体，作为产品进行回收，分离出的可利用的母液连入母液罐，与清液一起混合作为进入到一效蒸发浓缩装置的母液，继续蒸发浓缩。

连续的蒸发浓缩装置，可设置密度计以确定蒸发浓度，调整出料量，以浓缩液在冷却结晶装置中结晶，提高结晶效率。冷却结晶装置中的搅拌机构，搅拌桨结构在冷却结晶装置内部的纵深方向和径向方向伸入物料对其搅拌，其上的棘爪进一步伸入物料内部，有助于搅拌均匀和提高结晶质量，使难结晶的硝酸钙溶液能顺利结出颗粒较均匀、粒度较好的晶体。