一种冷冻芒硝的脱水干化系统及方法与流程

本发明涉及冷冻芒硝的脱水干化系统及方法，属于废水零排放技术领域。

背景技术：

冷冻结晶是目前工业废水分盐零排放的常用工艺之一，该工艺产品为芒硝(十水硫酸钠)。芒硝脱除十个结晶水后，为元明粉(无水硫酸钠或无水芒硝)。芒硝和元明粉，广泛应用于洗涤剂、造纸、医药和玻璃工业等行业。但与元明粉相比，芒硝存在不易保存、售价低廉、运输费用高等缺点，有必要将芒硝干化为元明粉后再外售。

传统的芒硝制元明粉工艺主要为多效蒸发结晶法，该工艺适用于大规模工业化生产元明粉，主要涉及融硝罐、加热器、结晶分离器、稠厚器、母液罐、离心机、振动流化床干燥机、真空系统、蒸汽冷凝液罐、各类泵等设备，存在系统流程复杂，占地面积大，投资较高等问题。因此，为资源化利用结晶盐，完善工业废水分盐零排放技术路线中的最后一环，需要研发一种系统简单、占地面积小、经济性更优的芒硝干化工艺。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种系统简单、占地面积小、经济性更优的冷冻芒硝的脱水干化系统及方法。

这种冷冻芒硝的脱水干化系统，包括融硝罐、搅拌器、换热盘管、输送泵、料槽、转筒、刮刀、螺旋输送机、集气罩、疏水阀和排湿风机；融硝罐内设有搅拌器和换热盘管；融硝罐输出端通过输送泵连接料槽的输入端，料槽上部设有转筒；转筒上部设有集气罩，集气罩顶部设有排湿风机；转筒一侧设有刮刀，刮刀下端设有螺旋输送机；转筒的输出端通过疏水阀连接换热盘管的输入端。

作为优选：转筒采用厚碳钢板卷制焊接而成，外表面镀铬。

作为优选：刮料装置主要由刮刀、刮料架和弹簧组成。

所述的冷冻芒硝的脱水干化系统的脱水干化方法，包括以下步骤：

1)离心机来料芒硝固体，经过融硝罐加热搅拌过程，溶解在自身结晶水中，形成高浓度硫酸钠溶液；

2)硫酸钠溶液经输送泵送至料槽，并浸没转筒底部；

3)通入蒸汽的转筒在传动装置驱动下按规定的转速转动，转筒壁面上形成硫酸钠液膜，筒壁传热使液膜的水分气化，再通过刮刀将达到干燥要求的硫酸钠刮下，通过螺旋输送机出料，得到无水硫酸钠；

4)硫酸钠液膜蒸发形成的水蒸气，直接由集气罩顶部的排湿风机排放至大气中。

作为优选：所述步骤1)中，芒硝固体在融硝罐内受热溶解于自身结晶水中，形成过饱和硫酸钠溶液，加少量水使罐内无硫酸钠固体析出。

作为优选：所述步骤3)中，利用蒸汽加热转筒后形成的高温蒸汽冷凝水，经疏水阀后进入融硝罐中作为热源加热芒硝，使其失去结晶水并形成硫酸钠溶液，高温蒸汽冷凝水经过换热盘管后变成低温蒸汽冷凝水。

作为优选：所述步骤3)中，蒸汽从旋转接头后部进入转筒内部，将热量通过转筒壁传导至转筒外表面的硫酸钠溶液，释放潜热后形成高温蒸汽冷凝水聚集在转筒底部，利用筒内蒸汽压力与筒外疏水阀之间的压差，通过转筒底部的虹吸管从旋转接头前端排出。

作为优选：所述步骤4)中，集气罩和排湿风机收集排空干化芒硝产生的二次蒸汽。

本发明的有益效果是：

1、与传统多效蒸发结晶法相比，本发明工艺系统简单、占地面积小、经济性更优，适用于小规模的芒硝干化制元明粉。

2、本发明的集气罩和排湿风机用于收集排空干化芒硝产生的二次蒸汽，避免了干化后的硫酸钠返潮。

3、本发明利用低压蒸汽加热转筒后形成的高温蒸汽冷凝水，经疏水阀后进入融硝罐中作为热源加热芒硝，充分利用余热，具有高热效率。

附图说明

图1为本专利的工艺流程示意图；

附图标记说明：1-融硝罐；2-搅拌器；3-换热盘管；4-输送泵；5-料槽；6-转筒；7-刮刀；8-螺旋输送机；9-集气罩；10-疏水阀；11-排湿风机。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

所述的冷冻芒硝的脱水干化系统，包括融硝罐1、搅拌器2、换热盘管3、输送泵4、料槽5、转筒6、刮刀7、螺旋输送机8、集气罩9、疏水阀10和排湿风机11。融硝罐1内设有搅拌器2和换热盘管3；融硝罐1输出端通过输送泵4连接料槽5的输入端，料槽5上部设有转筒6；转筒6上部设有集气罩9，集气罩9顶部设有排湿风机11；转筒6一侧设有刮刀7，刮刀7下端设有螺旋输送机8；转筒6的输出端通过疏水阀10连接换热盘管3的输入端。

离心机来料芒硝固体，在融硝罐1加热搅拌过程中，溶解在自身结晶水中，加入少量水形成32.6wt％饱和硫酸钠溶液，溶液温度控制在40±2℃；硫酸钠饱和溶液经输送泵4连续送至料槽5，并浸没转筒6底部；通入低压蒸汽(0.3～0.5mpa)的转筒6在传动装置驱动下按2～4r/min转速转动，转筒6壁面上形成0.5～1.0mm的硫酸钠液膜，筒壁(壁面温度110～130℃)传热使液膜的水分气化，经10～15s后，粘结在筒壁上的硫酸钠粉料，被刮刀7刮下，通过螺旋输送机8出料，得到无水硫酸钠。

芒硝固体在融硝罐1内受热溶解于自身结晶水中，形成过饱和硫酸钠溶液，仅需加少量水使罐内无硫酸钠固体析出，从源头上降低能耗。

本工艺充分利用余热，具有高热效率。融硝罐1设置换热盘管3和搅拌器2，利用低压蒸汽(0.3～0.5mpa)加热转筒6后形成的高温蒸汽冷凝水(温度70～80℃)，经疏水阀10后进入融硝罐1中作为热源加热芒硝，高温蒸汽冷凝水经过换热盘管3后变成低温蒸汽冷凝水。

转筒6采用厚碳钢板卷制焊接而成，外表面镀铬；通过调节转筒转速，从而控制出料干燥程度。

蒸汽从旋转接头后部进入转筒6内部，将热量通过转筒壁传导至筒外表面的硫酸钠溶液，释放潜热后形成蒸汽冷凝水聚集在转筒6底部，利用筒内蒸汽压力与筒外疏水阀之间的压差，通过筒体底部的虹吸管从旋转接头前端排出。

集气罩9和排湿风机11用于收集排空干化芒硝产生的二次蒸汽，避免干化后的硫酸钠返潮。

刮料装置由刮刀7、刮料架、弹簧等部件组成。刮刀7的角度可以调节，尽量设置在切线方向上卸料，刮刀不与筒体摩擦，以防损伤刮刀。

导料板的安装角度大于安息角。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种冷冻芒硝的脱水干化系统及方法，包括：硝罐、搅拌器、换热盘管、输送泵、料槽、转筒、刮刀、螺旋输送机、集气罩、疏水阀和排湿风机；转筒采用厚碳钢板卷制焊接而成，外表面镀铬；刮料装置主要由刮刀、刮料架和弹簧组成。本发明的有益效果是：与传统多效蒸发结晶法相比，本发明工艺系统简单、占地面积小、经济性更优，适用于小规模的芒硝干化制元明粉；本发明的集气罩和排湿风机用于收集排空干化芒硝产生的二次蒸汽，避免了干化后的硫酸钠返潮；本发明利用低压蒸汽加热转筒后形成的高温蒸汽冷凝水，经疏水阀后进入融硝罐中作为热源加热芒硝，充分利用余热，具有高热效率。

技术研发人员：张威;戴豪波;胡达清;陈文华;赵金龙;廖达琛;葛春亮;蒋新伟;潘超群;邱鹤;丁得龙
受保护的技术使用者：浙江天地环保科技有限公司
技术研发日：2019.06.06
技术公布日：2019.09.17