一种硫酸钴溶液处理系统及硫酸钴溶液处理方法与流程

本发明涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种硫酸钴溶液处理系统及硫酸钴溶液处理方法。

背景技术：

硫酸钴，玫瑰红色结晶。脱水后呈红色粉末，溶于水和甲醇，微溶于乙醇。用于陶瓷釉料和油漆催干剂，也用于电镀、碱性电池、生产含钴颜料和其它钴产品，还用于催化剂、分析试剂、饲料添加剂、轮胎胶粘剂、立德粉添加剂等。

目前，硫酸钴结晶工艺常规采用夹套结晶槽冷却，适用于产量小、无粒度要求等的生产组织，存在生产效率低、晶体颗粒细小。

技术实现要素：

基于此，本发明的目的在于，提供一种硫酸钴溶液处理系统，解决了现有技术中硫酸钴溶液处理设备存在生产效率低、晶体颗粒细小的技术问题，达到生产效率高、产品粗颗粒占比大的技术效果。

一种硫酸钴溶液处理系统，包括：

前置过滤器，所述前置过滤器包括过滤入口和过滤出口；

预热器，所述预热器包括预热入口、预热出口、蒸馏水入口和第二蒸馏水出口；所述过滤出口与所述预热入口连通；

主换热器，所述主热换器包括换热入口、换热出口、换热蒸汽入口和第一蒸馏水出口，所述预热出口与所述换热入口连通；

分离器，所述分离器包括分离入口、分离出口和蒸汽出口，所述换热出口与所述分离入口连通；

蒸汽补充装置，所述蒸汽补充装置与所述分离入口连通；

冷却结晶器，所述冷却结晶器包括结晶入口和结晶出口，所述分离出口与所述结晶入口连通；

离心机，所述离心机包括离心入口和离心出口，所述结晶出口与所述离心入口连通；

分级机，所述分级机包括分级入口、分级出口和回流口，所述离心出口与所述分级入口连通，所述回流口与所述结晶入口连通；

蒸汽压缩机，所述蒸汽压缩机包括压缩入口和压缩出口，所述蒸汽出口与所述压缩入口连通，所述压缩出口与所述换热蒸汽入口连通，所述第一蒸馏水出口与所述蒸馏水入口连通。

作为上述硫酸钴溶液处理系统的进一步改进，还包括母液管，所述母液罐包括母液入口和母液出口，所述离心机还包括离心出液口，所述离心出液口与所述母液入口连通，所述分离器还包括第二分离入口，所述母液出口与所述第二分离入口连通。

作为上述硫酸钴溶液处理系统的进一步改进，所述前置过滤器为袋式过滤器。

作为上述硫酸钴溶液处理系统的进一步改进，所述分离器内及蒸汽出口处设置有除雾装置。

作为上述硫酸钴溶液处理系统的进一步改进，换热入口和换热出口均设置有温度表。

作为上述硫酸钴溶液处理系统的进一步改进，所述主换热器上设置有观察窗，所述观察窗连通所述主换热器内部。

作为上述硫酸钴溶液处理系统的进一步改进，所述冷却结晶器上设置有液位计、液相气相温度传感器和压力传感器。

作为上述硫酸钴溶液处理系统的进一步改进，所述结晶器底部为圆弧面。

本发明还提供了一种硫酸钴溶液处理方法，包括以下步骤：

将硫酸钴溶液加入所述前置过滤器进行过滤，除去固体悬浮物；

经过过滤的硫酸钴溶液进入所述预热器进行预热；

经过预热的硫酸钴溶液进入所述主换热器进行加热，直至到达蒸发温度；

到达蒸发温度后的硫酸钴溶液进入所述分离器中进行分离，分离得到二次蒸汽和硫酸钴浓缩液；

所述二次蒸汽进入所述蒸汽压缩机进行压缩，然后进入所述主换热器冷凝为蒸馏水，所述蒸馏水经过所述预热器排出；

所述硫酸钴浓缩液进入所述冷却结晶器进行冷却结晶；

冷却结晶后的硫酸钴浓缩液进入所述离心机进行固液分离，获得硫酸钴固体物料；

被分离出来的硫酸钴固体物料进入所述分级机进行分级，粗颗粒的硫酸钴固体物料直接通过分级出口排出，细颗粒的硫酸钴物料经过回流口回流到所述冷却结晶器作为晶种。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、本发明所述的硫酸钴溶液处理系统包括前置过滤器、预热器、主换热器、分离器、蒸汽补充装置、离心机以及蒸汽压缩机，其中，所述主换热器使物料只升温不沸腾，不会因溶剂减少产生结晶和结垢，结壳和沉淀产生的结垢现象被降低到最低限度，不会造成干煮结巴现象，另外，结晶得到的晶体经过分级机筛选，使最终够产出粗颗粒的产品。

2、采用所述袋式过滤器，方便清理，易于维护，过滤进度可调。

3、所述主换热器的进出口均设置有温度表，可根据物料进出的温度差来判断主换热器的工作状态，迅速方便地实时监控换热器的工作状态。

4、所述主换热器上的观察窗可以观察到换热器内部换热管的情况，方便检查判断。

5、所述冷却结晶器上设置的液位计、液相气相温度传感器和压力传感器可以随时保持所述冷却结晶器的工作状态在设计的标准下。

6、所述结晶器的底部为圆弧面，改善了料液在结晶器内部的流动状态。

7、采用本发明所述的硫酸钴溶液处理方法，使物料只升温不沸腾，不会因溶剂减少产生结晶和结垢，结壳和沉淀产生的结垢现象被降低到最低限度，不会造成干煮结巴现象，物料具有较高的流速，即便有少量固体也能被物料带走，能降低堵塞的可能性，且最终储藏的产品粗颗粒占比大。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1为本发明所述硫酸钴溶液处理系统的结构示意图；

图2为本发明硫酸钴溶液处理方法的流程图。

具体实施方式

现在参看后文中的附图，更完整地描述本发明，在图中，显示了本发明的实施例。然而，本发明可体现为多种不同的形式，并且不应理解为限于本文中所提出的特定实施例。确切地说，这些实施例用于将本发明的范围传达给本领域的技术人员。

除非另外限定，否则，本文中所使用的术语(包括技术性和科学性术语)应理解为具有与本发明所属的领域中的技术人员通常所理解的意义相同的意义。而且，要理解的是，本文中所使用的术语应理解为具有与本说明书和相关领域中的意义一致的意义，并且不应通过理想的或者过度正式的意义对其进行解释，除非本文中明确这样规定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示，图1为本发明所述硫酸钴溶液处理系统的结构示意图。

一种硫酸钴溶液处理系统，包括前置过滤器1、预热器2、主换热器3、分离器4、冷却结晶器5、离心机6、分级机7和蒸汽压缩机8。硫酸钴溶液在该系统内的循环主要依靠循环泵产生强制流动，硫酸钴溶液经过所述前置过滤器1去除杂质，在经过所述预热器2与蒸馏水换热，然后进入所述主换热器2进行加热，达到蒸发温度后进入所述分离器3中进行分离，所述分离器3中产生的二次蒸汽经过所述蒸汽压缩机8加压升温后，对预热后的物料进行加热，然后冷凝为蒸馏水，经预热器2排出，分离器3产生的浓缩液达到目标浓度后排至所述冷却结晶器6，浓缩液经冷却结晶后再进入所述离心机7进行固液分离，最后得出固体物料，固体物料在经过所述分级机7筛选出粗颗粒物料作为最终产品排出。

以下分别对本实施例回收装置的各个组成部分进行详细描述。

所述前置过滤器1包括过滤入口和过滤出口，由于物料可能含有少量固体悬浮物，因此，需要所述前置过滤器1进行过滤。具体地，所述前置过滤器为袋式过滤器，优选为方便拆卸的快开式袋式过滤器，过滤进度可以根据滤袋调整，最大过滤进度为1μm。该种过滤器具有方便清理，易于维护，过滤精度可调等优点。

所述预热器2包括预热入口、预热出口、蒸馏水入口和第二蒸馏水出口；所述过滤出口与所述预热入口连通。具体地，所述预热器2的进料流量为8.1t/h，浓度为26.3％。

所述主换热器3包括换热入口、换热出口、换热蒸汽入口和第一蒸馏水出口，所述预热出口与所述换热入口连通。通过循环泵的加压将物料打入所述主换热器3，是物料在主换热器中的循环量较大，物料在所述主换热器内只升温不沸腾，不会因溶剂减少产生结晶和结垢，结壳和沉淀产生的结垢现象被降低到最低限度，不会造成干煮结巴现象。另外，由于循环泵的推动，物料在所述主换热器内具有较高的流速，即便有少量固体也能被物料带走，能进一步降低堵塞的可能性。

作为优选的实施例，所述换热入口和换热出口均设置有温度表31，可根据物料进出的温度差来判断主换热器3的工作状态，迅速方便地实时监控换热器的工作状态。

作为优选的实施例，所述主换热器3上设置有观察窗32，所述观察窗32连通所述主换热器3内部。所述主换热器3上的观察窗32可以观察到换热器内部换热管的情况，方便检查判断。

所述分离器4包括分离入口、分离出口和蒸汽出口，所述换热出口与所述分离入口连通。具体地，所述分离器4配备有除雾装置，在所述分离器4内及蒸汽出口均设置有两级除雾装置。除雾装置的设置有效防止了液滴夹带料液的现象，分离气体中的雾沫，改善了操作条件，优化工艺指标，提高二次蒸汽的质量，减少设备腐蚀现象，延长了设备的使用寿命，确保设备能够正常运行。

所述冷却结晶器5包括结晶入口和结晶出口，所述分离出口与所述结晶入口连通。所述冷却结晶器5为oslo结晶器，oslo结晶器是由外部冷却器对饱和料液冷却达到过饱和，再通过垂直管道进入悬浮床使晶体得以成长，由于oslo结晶器的特殊结构，体积较大的颗粒首先接触过饱和的溶液优先生长。因此oslo结晶器生产出的晶体具有体积大、颗粒均匀、生产能力大。并具有连续操作、劳动强度低等优点。

作为优选的实施例，所述冷却结晶器5上设置有液位计、液相气相温度传感器和压力传感器，可以随时保持所述冷却结晶器的工作状态在设计的标准下。

作为优选的实施例，所述冷却结晶器5的底部为圆弧面，改善了料液在结晶器内部的流动状态。此外，所述冷却结晶器还可安装液位计，并配有高低液位开关，可以再液位计失效时起到保护作用，还可配备多个视镜，帮助判断液位计的工作状况。

所述离心机6包括离心入口和离心出口，所述结晶出口与所述离心入口连通。

所述分级机7包括分级入口、分级出口和回流口，所述离心出口与所述分级入口连通，所述回流口与所述结晶入口连通。所述分级机7能够将所述离心机6排出的物体物料进行分级处理，筛选出粗颗粒硫酸钴作为合格产品，从分级出口排出，而细颗粒的硫酸钴则从回流口回流至所述冷却结晶器中作为晶种。具体地，所述分级机7可以为脱水筛、螺旋洗砂机或其它种类分级机中的一种。

所述蒸汽压缩机8包括压缩入口和压缩出口，所述蒸汽出口与所述压缩入口连通，所述压缩出口与所述换热蒸汽入口连通，所述第一蒸馏水出口与所述蒸馏水入口连通。在本实施例中，所述分离器4的蒸汽出口产生二次蒸汽量为4t/h，温度为80℃，经所述蒸汽压缩机压缩后的二次蒸汽为98℃，所述第一蒸馏水出口的蒸馏水流量为4t/h，温度为98度，所述第二蒸馏水出口的蒸馏水排放或回用量为4t/h，温度为35℃。

作为优选的实施例，还包括母液罐9，所述母液罐9包括母液入口和母液出口，所述离心机4还包括离心出液口，所述离心出液口与所述母液入口连通，所述分离器6还包括第二分离入口，所述母液出口与所述第二分离入口连通。在本实施例中，所述离心出野口的母液流量为9.06t/h，浓度为：27.32％。

如图2所示，图2为本发明硫酸钴溶液处理方法的流程图。

本发明所述硫酸钴溶液处理系统的硫酸钴溶液处理方法包括以下步骤：

s1:将硫酸钴溶液加入所述前置过滤器进行过滤，除去固体悬浮物。

s2:经过过滤的硫酸钴溶液进入所述预热器进行预热。所述预热器的进料流量为8.1t/h，浓度为26.3％。

s3:经过预热的硫酸钴溶液进入所述主换热器进行加热，直至到达蒸发温度。

s4:到达蒸发温度后的硫酸钴溶液进入所述分离器中进行分离，分离得到二次蒸汽和硫酸钴浓缩液。其中，产生二次蒸汽量为4t/h，温度为80℃，浓缩液出料量为4.1t/h，浓度为35％。

s5:所述二次蒸汽进入所述蒸汽压缩机进行压缩，然后进入所述主换热器冷凝为蒸馏水，所述蒸馏水经过所述预热器排出。

s6:所述硫酸钴浓缩液进入所述冷却结晶器进行冷却结晶。

s7:冷却结晶后的硫酸钴浓缩液进入所述离心机进行固液分离，获得硫酸钴固体物料。

s8:被分离出来的硫酸钴固体物料进入所述分级机进行分级，粗颗粒的硫酸钴固体物料直接通过分级出口排出，细颗粒的硫酸钴物料经过回流口回流到所述冷却结晶器作为晶种。

相比于现有技术，本申请实施例具有如下技术效果或者优点：

1、本发明所述的硫酸钴溶液处理系统包括前置过滤器、预热器、主换热器、分离器、蒸汽补充装置、离心机以及蒸汽压缩机，其中，所述主换热器使物料只升温不沸腾，不会因溶剂减少产生结晶和结垢，结壳和沉淀产生的结垢现象被降低到最低限度，不会造成干煮结巴现象，另外，结晶得到的晶体经过分级机筛选，使最终够产出粗颗粒的产品。

2、采用所述袋式过滤器，方便清理，易于维护，过滤进度可调。

3、所述主换热器的进出口均设置有温度表，可根据物料进出的温度差来判断主换热器的工作状态，迅速方便地实时监控换热器的工作状态。

4、所述主换热器上的观察窗可以观察到换热器内部换热管的情况，方便检查判断。

5、所述冷却结晶器上设置的液位计、液相气相温度传感器和压力传感器可以随时保持所述冷却结晶器的工作状态在设计的标准下。

6、所述结晶器的底部为圆弧面，改善了料液在结晶器内部的流动状态。

7、采用本发明所述的硫酸钴溶液处理方法，使物料只升温不沸腾，不会因溶剂减少产生结晶和结垢，结壳和沉淀产生的结垢现象被降低到最低限度，不会造成干煮结巴现象，物料具有较高的流速，即便有少量固体也能被物料带走，能降低堵塞的可能性，且最终储藏的产品粗颗粒占比大。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。