本实用新型涉及一种用于硫酸钴高效浓缩和连续结晶的装置系统，具体为一种节能型的连续浓缩器和连续结晶器，即机械蒸汽再压缩的浓缩装置和真空低温结晶装置的组合系统。
背景技术：
硫酸钴以及类似于硫酸钴物料的蒸发浓缩结晶生产是一个较大能耗的生产过程，对于上述生产过程如何节能且高效生产是冶金业发展的关键。而传统的硫酸钴生产过程基本都是前段采用单效或者多效蒸发，后段采用带夹套的反应釜来降温结晶，一般后段都是间歇操作无法连续生产，使得蒸发和结晶过程效率低、结晶过程生产能力小、人工强度大，无法满足现代化生产的需求。另外，传统的单效或者多效蒸发过程，物料温差拉开较大，蒸发器结垢和结疤严重，需要经常停车清洗，严重影响生产效率。而且，传统的浓缩设备通常是将蒸发器产生的二次蒸汽和冷凝水直接排出或是经冷凝设备冷凝后排出，这样不仅浪费了二次蒸汽的潜热和冷凝水的余热，还增加冷凝设备，既增加了投资又不环保和经济。因此，蒸发和结晶过程能够同时节能且二者紧密配合并连续生产，是提高生产效率和产品质量的关键。
实用新型的内容
本实用新型的目的在于提供一种用于硫酸钴高效浓缩和连续高效低温结晶的工艺装置系统，满足类似于硫酸钴类物料特性产品的生产。
本实用新型物料浓缩和结晶过程是这样实现的：所述被处理的物料首先通过进料阀门进入到原液缓冲罐(1)，然后通过进料泵(2)打入到冷凝水换热器(3)与整体系统出来的热水换热，换热后温度接近设定的蒸发温度(60-95℃)然后通过一个外加蒸汽预热器(4)将温度预热到蒸发 温度，进入到一体式MVR(带机械式蒸汽压缩蒸发器的简称)蒸发器循环蒸发浓缩，在蒸发加热器加热，在蒸发分离室分离，经过循环蒸发浓缩后，物料的浓度会提高到硫酸钴在对应温度下的饱和浓度。然后浓缩后的物料再通过蒸发出料泵(13)向OSLO真空结晶器(17)内转料，在真空结晶器内闪蒸降温达到最后的结晶温度后析出结晶，通过结晶器底部的放料阀放料到离心机(20)，经离心脱水后的产品去干燥，离心母液到母液罐(21)，最后通过母液泵回流到MVR蒸发浓缩器中继续蒸发浓缩。
本实用新型二次蒸汽循环过程是这样实现的：所述的来自于一体式蒸发分离器(7)顶部的二次蒸汽(温度在60-100℃)汇集到一起进入到蒸汽压缩机(10)，通过蒸汽压缩机压缩后温度和压力得到升高，温度可以提升13-19℃，可根据不同的物料进行选择不同的温差，然后被压缩的二次蒸汽温度可达到73-119℃，升温后的二次蒸汽进入到蒸发加热器(6)的壳程继续去加热被浓缩的硫酸钴溶液。蒸汽冷凝水汇集到冷凝水罐(24)，再通过冷凝水泵(25)打出。
本实用新型真空降温过程是这样实现的：所述的OSLO真空结晶器(17)顶部配有二次蒸汽出汽管道，并与蒸汽冷凝器相连，蒸汽冷凝器的出口端连接真空泵，由于真空度最大可设计为-0.098mpa，所以结晶器内的真空也可维持到-0.05mpa～-0.098mpa，这样OSLO真空结晶器(17)温度最低可降低到28-30℃；并且随着高温硫酸钴溶液的闪蒸，还可以增大结晶的过饱和度，更有利于结晶的生长。
本实用新型系统热量回收是这样实现的：蒸发冷凝水温度较高，通过冷凝水泵(25)打出的热水进入到冷凝水预热器(3)中加热硫酸钴稀溶液，回收了系统的部分热能。在维持系统真空的过程中，真空泵带出的部分蒸汽也可以用于加热物料，回收其中的热能。
本实用新型在硫酸钴结晶体长大方面是这样实现的：结晶的长大最重要的三方面基本要求，即：停留时间、结晶推动力和晶核的存在，本发明在停留时间方面采用了OSLO真空结晶器，不仅保证结晶的停留时间，而且保证晶体长大的稳定状态，使得清液循环，并配有细晶消除器，保证了晶体的生产条件；在结晶推动力方面，提到采用了冷却和闪蒸双重方式，效 率大大提高；在晶核长大方面：维持一个较平稳的生长状态，使得结晶充分生长。
采用水循环真空泵来抽出闪蒸的二次蒸汽和维持系统内的真空度，保证溶液的降温温度。采用冷凝水预热器对物料进行预热，回收了冷凝水的余热，采用压缩机收集二次蒸汽，重复利用了二次蒸汽的潜热，节约了能源，省却了冷凝设备，减少了冷却水的用量，降低了企业的成本，增加了企业收益，同时还能减少环境污染。计算机控制技术的应用实现了对重要生产过程中关键性工艺参数的适时检测和控制，实现了钴盐生产的连续化和自动化，提高了生产效率，降低了生产成本，对提高产品质量有着重要意义。
为了保证二次蒸汽不含液滴，所述蒸发分离器(7)顶部设置有除沫器，通过此除沫器将二次蒸汽进行了净化，保证了二次蒸汽的纯度。
为了保证真空结晶二次蒸汽的冷凝效果，所述的冷凝器需要配置外置冷却循环水系统，循环水进出口温差保证不大于6℃。
为了维持系统的真空度，所述抽真空管道上依次设有冷凝器(33)、气液分离罐、真空调节阀(27)、球阀和真空泵(28)。
为了保证浓缩液出料的连续和稳定，出料过程配置有出料泵(13)，并配置有回流控制阀(14)，防止出料过程的间断而堵塞出料管道。
为了保证出料过程的连续，离心机(20)需配置具备连续生产功能的卧式活塞推料离心机，且需要有备用机。
附图说明
图1为本实用新型装置的流程示意图。
其中，1-原液缓冲罐、2-进料泵、3-冷凝水预热器、4-蒸汽预热器、5-蒸发循环泵、6-蒸发加热器、7-蒸发分离器、8-压力控制器、9-液位控制器、10-蒸汽压缩机、11-生蒸汽进汽阀、12-生蒸汽预热进汽阀、13-蒸发出料泵I、14-回流控制阀、15-结晶循环泵、16-细晶消除加热器、17-OSLO真空结晶器、18-结晶器液位计、19-出料调节阀、20-离心机、21-母液罐、22-母液泵、23-母液出料调节阀、24-冷凝水罐、25-冷凝水泵、26-冷凝水调节阀、27-真空调节阀、28-真空泵、29-进料调节阀、30-循环泵进料管、31-循环泵 出料管、32-蒸发器进料循环管、33-冷凝器。
具体实施方式
如图1所示，用于硫酸钴高效浓缩和连续结晶的装置系统，包括一体式带机械蒸汽压缩的蒸发浓缩系统和OSLO真空结晶的高效结晶系统，其特征在于：原液缓冲罐(1)底部出料口和进料泵(2)相连，进料泵出口与冷凝水预热器(3)的冷侧进口相连；冷凝水预热器(3)的冷侧出口与蒸汽预热器(4)的冷侧进口相连，蒸汽预热器(4)的冷侧出口通过管道连接到机械式蒸汽再压缩蒸发单元；所述机械式蒸汽再压缩蒸发单元的蒸发分离器(7)底部有出料口，与循环泵进料管(30)相连，所述循环泵进料管(30)的另一端与蒸发循环泵(5)入口相连，蒸发循环泵(5)出口与循环泵出料管(31)相连，循环泵出料管(31)相连的另一端与蒸发加热器(6)相连，蒸发加热器(6)相连出口与蒸发器进料循环管(32)相连，循环泵出料管(31)的另一端连接蒸发分离器(7)的进口；所述分离室顶部有二次蒸汽出口，通过二次蒸汽管道与蒸汽压缩机(10)的进口相连，蒸汽压缩机(10)的出口通过蒸汽管道与蒸发加热器(6)的蒸汽进口相连。所述连续真空结晶单元结晶器配置有细晶消除加热器(16)和结晶循环泵(15)，OSLO真空结晶器(17)顶部的二次蒸汽出口通过管道与冷凝器(33)蒸汽进口管道相连，冷凝器(33)蒸汽出口管道与真空泵(28)相连，OSLO真空结晶器(17)放料口连接离心机(20)，离心机(20)母液出口连接母液罐(21)，母液罐(21)连接母液泵(22)进口，母液泵(22)将母液回流到结晶器。
经原液罐(1)缓冲后的硫酸钴原液经进料调节阀(29)调节后用进料泵(2)向蒸发分离器(7)内供料。料液在泵送过程中，先经冷凝水预热器(3)预热，同时使具有较高温度的冷凝水降温后经冷凝水预热器的冷端排出，然后料液进入生蒸汽预热器(4)内进一步预热，预热到接近沸点的料液连续地经过蒸发循环泵(5)打入到蒸发加热器(6)的管程，与管外壁壳程的加热蒸汽进行热交换，然后再循环进入蒸发分离器(7)中蒸发，如此不断循环实现硫酸钴料液的浓缩。由于真空的作用，二次蒸汽被蒸汽压缩机(10)吸入，经过机械式蒸汽压缩机(10)的压缩后，温度和压力 都得到提升，升温后的二次蒸汽再进入到蒸发加热器(6)的壳程加热被蒸发的料液，如此实现了二次蒸汽的循环，经过浓缩后的高温浓缩液通过蒸发出料泵(13)出料到真空结晶系统。OSLO真空结晶器(17)顶部的二次蒸汽出汽管道和冷凝器(33)的蒸汽进口相连，冷凝器(33)的蒸汽出口连接真空泵(28)，当真空泵开启后，OSLO真空结晶器(17)内部以及二次管道整体内部都维持负压状态。来自于蒸发后的高温浓缩液进入到OSLO真空结晶器(17)内迅速闪蒸，二次蒸汽被抽出，同时温度降低，七水硫酸钴结晶析出，随着晶体量的增大，待体系内的晶浆比达到设定的20％-50％范围时，然后排料到离心机(20)去进行固液分离，在离心力作用下固体和母液得到彻底分离，分离出的母液流入到母液罐(21)，母液再通过母液泵(22)打入到MVR蒸发浓缩系统中继续蒸发。如此过程即实现了硫酸钴高效浓缩和高效结晶连续生产。
25℃、12％的硫酸钴溶液进入到原液缓冲罐(1)内，由进料泵(2)打入冷凝水预热器(3)中，经预热后温度达到70℃，同时使高温95℃的冷凝水降温到50℃。经过一级预热的料液温度还不能达到蒸发温度85℃，然后再经过蒸汽预热器(4)升温，温度达到85℃后进入到高效蒸发浓缩系统循环泵的循环泵进料管(30)内，料液连续地经过蒸发循环泵(5)打入到蒸发加热器(6)的管程，与管外壁壳程的100℃高温蒸汽进行热交换温度上升，然后再循环进入蒸发分离器(7)去蒸发，蒸发温度为85℃，如此不断循环实现硫酸钴料液的浓缩。由于真空的作用，85℃二次蒸汽被蒸汽压缩机(10)吸入，经过机械式蒸汽压缩机(10)的压缩后，温度升到100℃，升温后的二次蒸汽再进入到蒸发加热器(6)的壳程加热被蒸发的料液，如此实现了二次蒸汽的循环。经过浓缩后的高温浓缩液浓度达到38％-42％，温度在90℃左右，然后通过蒸发出料泵(13)出料到真空结晶系统，来自于蒸发后的高温浓缩液进入到结晶器内迅速进行闪蒸，OSLO真空结晶器设定的压力为-0.095Mpa，顶部的二次蒸汽出汽管道和冷凝器(33)的蒸汽进口相连，冷凝器(33)的蒸汽出口连接真空泵(28)，当真空泵开启后，30℃左右的二次蒸汽被抽入到冷凝器(33)去冷凝。二次蒸汽被抽出后，硫酸钴料液温度降低，七水硫酸钴结晶析出，随着晶体量的增大，待体系内的晶浆比达到 设定的20％-50％范围时，然后排料到离心机(20)进行固液分离，分离出的母液温度在75℃左右，然后流入到母液罐(21)，高温的母液再通过母液泵(22)打入到MVR蒸发浓缩系统中继续蒸发脱水。