一种硫酸锰废水蒸发结晶装置的制作方法

本实用新型涉及一种蒸发结晶装置，具体地说是一种硫酸锰废水蒸发结晶装置。

背景技术：

硫酸锰是一种重要的基础锰盐，广泛用于医药、油漆催干剂、造纸、陶瓷、印染、催化剂（粘胶法）、矿石浮选，电解锰的生产以及其他锰盐的制造等。生产硫酸锰的主要方法有软锰矿法、菱锰矿法、副产法、二氧化锰法以及两矿加酸法等。这几种方法只是在浸出工艺上有差别，其结晶工艺均为蒸发浓缩结晶。随着锰富矿资源的日益枯竭，硫酸锰的生产已逐渐趋向于使用含锰质量分数低于20%的贫锰矿，导致浸出液中硫酸锰含量偏低，后续蒸发浓缩负荷增大。

目前，硫酸锰工业中常用的蒸发设备多为间歇釜式蒸发，这种设备虽然操作简单，但是存在以下弊端：1、传热系数低，传热不均匀；2、常压蒸发，蒸汽消耗量大；3、二次蒸汽不能循环使用，热能浪费严重；4、设备数量多，占地面积大；5、不能连续生产，生产效率低。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是提供一种硫酸锰废水蒸发结晶装置，以解决现有的硫酸锰回收工艺中存在的蒸汽消耗高、传热效率低及不能连续生产的问题。

本实用新型是这样实现的：

硫酸锰废水蒸发结晶装置包括：

上料泵，将硫酸锰废水泵入蒸发结晶装置；

乏汽预热器，承接来自上料泵的硫酸锰废水原料，并对原料进行第一级预热；

冷凝水预热器，对来自乏汽预热器的原料进行第二级预热；

双效并流蒸发装置，用于将来自冷凝水预热器的原料进行并流蒸发；包括并联连接的一效蒸发器和二效蒸发器，其中，一效蒸发器包括一效加热室和安装位置高于所述一效加热室的一效分离室，二效蒸发器包括二效加热室和安装位置高于所述二效加热室的二效分离室；一效分离室的二次蒸汽送至二效加热室；

保温罐，用于将来自一效加热室及二效加热室的含固悬浮物料浓集；

热水罐，用于收集一效加热室和保温罐的冷凝水；

热水泵，用于将热水罐收集的冷凝水泵回冷凝水预热器作为热源；

离心机，用于将来自保温罐的含固悬浮物料离心分离，得一水硫酸锰结晶和母液；

间接冷凝器，用于将二效分离室排出的二次蒸汽冷凝；

真空泵，用于将间接冷凝器内未冷凝的不凝气抽出；

冷凝水罐，用于收集二效加热室内的冷凝水以及间接冷凝器内的冷凝水；以及

冷凝水泵，用于将冷凝水罐内收集的冷凝水泵出；

其中，二效分离室的二次蒸汽作为乏汽预热器的热源。

一效加热室与二效加热室的换热管采用短管换热器，并且为整体鼠笼式的结构，在一效加热室与二效加热室内还设有搅拌装置。

本实用新型所设计的硫酸锰废水蒸发结晶装置根据硫酸锰在水中溶解度的变化及结晶产品随温度变化的特性，实现一水硫酸锰的高效蒸发浓缩结晶。同时，本装置还实现了各效热量的利用，一效加热室的新鲜蒸汽冷凝水由热水罐收集起来预热原料后返回锅炉房，二效分离室的二次蒸汽部分预热原料后，其余二次蒸汽由间接冷凝器冷凝，其冷凝水同二效加热室的冷凝水由冷凝水罐收集起来实现预热再利用。同时，本装置的加热室的换热管设计成整体鼠笼式的结构，便于物料结疤后的更换和清洗，换热管内通入蒸汽作为热源，被蒸发的物料在换热管外，蒸发出的二次蒸汽通过顶部的分离室进行气液分离，加热室部分设有搅拌装置，保证底部物料不沉积，并提高换热效率。同时，本装置采用保温罐，使蒸发浓缩后的过饱和溶液进一步结晶，用蒸汽加热，罐内温度恒定在一水硫酸锰的结晶温度范围内，提高了产品的纯度。

本实用新型能够实现连续性生产，蒸发能耗基本稳定，操作简便，易于控制，劳动强度低，无二次污染。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1、上料泵；2、冷凝水预热器；3、热水泵；4、热水罐；5、一效加热室；6、一效分离室；7、保温罐；8、离心机；9、二效加热室；10、二效分离室；11、乏汽预热器；12、间接冷凝器；13、冷凝水罐；14、冷凝水泵；15、真空泵。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型硫酸锰废水蒸发结晶装置由上料泵1、乏汽预热器11、冷凝水预热器2、双效并流蒸发装置、保温罐7、热水罐4、热水泵3、离心机8、间接冷凝器12、真空泵15、冷凝水罐13以及冷凝水泵14组成。其中，上料泵1将原料罐的硫酸锰废水泵入乏汽预热器和冷凝水预热器进行预热。预热后的原料进入双效并流蒸发装置进行并流蒸发，双效并流蒸发装置包括依次连接的一效蒸发器和二效蒸发器，其中一效蒸发器包括一效加热室5和一效分离室6，二效蒸发器包括二效加热室9和二效分离室10。一、二效加热室的换热管设计成整体鼠笼式的结构，在加热室内部因受热产生的密度差异实现内循环，加热室内设有搅拌装置，保证底部物料不沉积，并提高换热效率。各效加热室分别设有不凝气排放口，用于排放蒸发过程中产生的不凝气，以提高传热效率。分离室置于加热室上方，有利于气液分离，减少雾沫夹带。

当物料在双效并流蒸发装置中浓缩到一定浓度时，浓溶液利用压差出料至保温罐7，继续恒温结晶，底部高固含量的固液混合物进入离心机8进行固液分离。离心母液排放或者再利用，离心固体即为一水硫酸锰产品。

蒸汽流向：锅炉来的饱和新鲜蒸汽进入一效加热室5的管程作为一效的热源使用；一效分离室6分离的二次蒸汽进入到二效加热室9的管程作为二效的热源使用；二效分离室10分离的二次蒸汽经过乏汽预热器11和间接冷凝器12冷凝，在间接冷凝器12中通入循环冷却水，以保证其冷凝效果，二次蒸汽冷凝产生冷凝水和不凝气，其中不凝气由真空泵15排出。

冷凝水流向：一效加热室5和保温罐7的换热管内产生的冷凝水收集至热水罐4，经热水泵3泵入冷凝水预热器2预热原料后，返回锅炉房再利用；二效加热室9管程产生的冷凝水及间接冷凝器12产生的冷凝水一同收集至冷凝水罐13，由冷凝水泵14输送至其他工段回收再利用。

与现有技术相比，本实用新型产生了良好的效果：1、该装置实现的一水硫酸锰的大型化、连续化生产，加快了蒸发速度，缩短了浓缩时间，提高了产量；2、结晶颗粒的粒度较大且颗粒度均匀，提高了产品质量；3、蒸发装置操作简便，易于控制，降低了劳动强度。此外，本装置利于二次蒸汽和冷凝水预热原料，充分利用热能，达到了节能、减排的目的，符合实施清洁生产，发展循环经济，建设节约型社会的相关要求。