一种用于硫酸亚锡浓缩的装置的制作方法

1.本实用新型涉及硫酸亚锡生产技术领域，尤其是涉及一种用于硫酸亚锡浓缩的装置。


背景技术：

2.在硫酸亚锡浓缩工段，由于硫酸亚锡结晶极易被氧化，结晶若长时间不析出，易导致硫酸亚锡产品在结晶前，发生氧化变质，导致结晶的外观与含量指标无法达到要求，因此在保证结晶质量的前提下，让硫酸亚锡尽快速稳定的浓缩形成结晶尤为重要。现用的硫酸亚锡浓缩装置，为釜式结构，由外部夹套供热，易导致釜壁处温度过高，引起硫酸亚锡产品在釜壁提前析出结晶，结晶贴壁易受热氧化，影响产品质量，且仅靠外部夹套供热的条件，热效率低，浓缩初期温度不稳定，
3.因此，需要设计一款改进硫酸亚锡浓缩工艺的浓缩设备。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于硫酸亚锡浓缩的装置,用以硫酸亚锡能够高效稳定地析出得到结晶。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于硫酸亚锡浓缩的装置，包括浓缩罐主体，浓缩罐主体为中空的容器，上部的外形为圆柱形，下部的外形为圆锥形；浓缩罐主体的壳体为双层罐体，包括外层壳体和内层壳体，外层壳体和内层壳体的之间为密闭的空间；内层壳体圆锥形的底部开口并设有物料出口；
6.浓缩罐主体的顶部设有真空阀门、进料阀门、测温装置和内加热搅拌装置；内加热搅拌装置设于浓缩罐主体顶部的中心，真空阀门、进料阀门和测温装置均围绕内加热搅拌装置设置，且真空阀门、进料阀门和测温装置分别通过法兰与外层壳体和内层壳体的顶部为密封连接；真空阀门的出口通过管道经过冷凝装置后与真空泵相连接，真空阀门的入口与内层壳体的内腔相连通；进料阀门的进口通过管道与物料补充罐相连接，进料阀门的出口与内层壳体的内腔相连通；
7.所述外层壳体的上部设有蒸汽入口，下部设有蒸汽出口，蒸汽入口、外层壳体和内层壳体之间的空间和蒸汽出口形成蒸汽加热通道。
8.作为本实用新型的一种用于硫酸亚锡浓缩的装置的改进：
9.所述内加热搅拌装置包括金属搅拌桨叶、搅拌电机和温控开关，金属搅拌桨叶位于内层壳体内腔的下方位置，搅拌电机位于浓缩罐主体顶部的上方，金属搅拌桨叶通过导热连接轴与搅拌电机的电机轴固定连接，且导热连接轴与外层壳体和内层壳体的顶部均为旋转密封连接；金属搅拌桨叶和导热连接轴的内部均设有电热丝，温控开关的温度感应探头设于内层壳体的内腔，温控开关与电热丝电连接。
10.作为本实用新型的一种用于硫酸亚锡浓缩的装置的进一步改进：
11.所述物料出口的一端与内层壳体的内腔相连通，物料出口的另一端与外界相连
通；
12.所述蒸汽出口、蒸汽入口和物料出口上均设有可开闭的阀门；
13.所述蒸汽入口相对的另一侧的浓缩罐主体上设有一个透明观察窗，透明观察窗与外层壳体、内层壳体均为密封的固定连接。
14.作为本实用新型的一种用于硫酸亚锡浓缩的装置的进一步改进：
15.所述冷凝装置包括列管式石墨换热器和冷凝水接收罐，列管式石墨换热器包括密闭的壳体、壳体内的石墨管及设于壳体底部带有开关的出水口；石墨管内为冷却水循环通道，位于列管式石墨换热器壳体内且石墨管外的空间通过管道分别与真空泵、真空阀门相连接，真空泵、列管式石墨换热器壳体内且石墨管外的空间、真空阀门和内层壳体内腔形成负压通道；冷凝水接收罐设于列管式石墨换热器的下方，冷凝水接收罐的内腔通过管道与列管式石墨换热器的出水口相连通。
16.作为本实用新型的一种用于硫酸亚锡浓缩的装置的进一步改进：
17.所述测温装置包括不锈钢压力式温度计，在不锈钢压力式温度计外紧密地包裹耐腐套管，耐腐套管通过法兰与外层壳体和内层壳体的顶部均为密封连接，不锈钢压力式温度计的检测头位于内层壳体内部。
18.作为本实用新型的一种用于硫酸亚锡浓缩的装置的进一步改进：
19.所述物料补充罐为密闭的储罐，用于存储硫酸亚锡稀溶液。
20.本实用新型的有益效果主要体现在：
21.本实用新型通过内外共同提供热源的方式，达到硫酸亚锡稀溶液在浓缩过程中受热均匀，保证了硫酸亚锡在结晶过程中的结晶速率稳定与结晶效率；采用了真空浓缩环境，降低了浓缩结晶过程中的体系温度，保证了浓缩的效率，降低了结晶氧化变质的风险，对制备高纯度硫酸亚锡结晶提供了保障。
附图说明
22.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。
23.图1为本实用新型的一种用于硫酸亚锡浓缩的装置的结构示意图；
24.图2为图1中的浓缩罐主体的正向示意图(左边)和侧向示意图(右边)；
25.图3为图1中的内加热搅拌装置的结构示意图。
具体实施方式
26.下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步描述，但本实用新型的保护范围并不仅限于此：
27.实施例1、一种用于硫酸亚锡浓缩的装置，如图1-3所示，包括浓缩罐主体1，浓缩罐主体1为中空的容器，上部的外形为圆柱形，下部的外形为圆锥形，浓缩罐主体1的壳体为双层罐体结构，包括外层壳体100和内层壳体101，外层壳体100和内层壳体101的之间为密闭的空间。内层壳体101圆锥形的底部开口并设有物料出口10，即物料出口10的一端与内层壳体101的内腔相连通，物料出口10的另一端与外界相连通，在物料出口10上设有可开闭的阀门。内层壳体101采用传热性能良好的金属材料制成，例如采用不锈钢材质内衬耐腐材质，可耐高温下料液的腐蚀，外层壳体100采用保温性能良好的材料制成。
28.浓缩罐主体1的顶部设有真空阀门12、进料阀门13、测温装置6和内加热搅拌装置2。内加热搅拌装置2设于浓缩罐主体1顶部的中心，真空阀门12、进料阀门13和测温装置6均围绕内加热搅拌装置2设置，且真空阀门12、进料阀门13和测温装置6分别通过法兰与外层壳体100和内层壳体101的顶部为密封连接。真空阀门12的出口通过管道经过冷凝装置4后与真空泵5相连接，真空阀门12的入口与内层壳体101的内腔相连通；进料阀门13的进口通过管道与物料补充罐3相连接，进料阀门13的出口与内层壳体101的内腔相连通。
29.在外层壳体100的上部设有蒸汽入口8，下部设有蒸汽出口9，即，蒸汽入口8和蒸汽出口9均贯穿外层壳体100后仅与外层壳体100和内层壳体101之间的空间相连通，即蒸汽入口8、外层壳体100和内层壳体101之间的空间和蒸汽出口9形成蒸汽加热通道，外界热源的蒸汽输出通过管道与蒸汽入口8相连接，外界热源的蒸汽输入通过管道与蒸汽出口9相连接，外界热源的蒸汽从蒸汽入口8通入外层壳体100和内层壳体101之间的蒸汽加热通道，用以给整个内层罐体101加热，然后从蒸汽出口9排出回送给外界热源，从而实现对内层罐体101的循环持续加热。
30.与蒸汽入口8相对的另一侧的浓缩罐主体1上设有一个透明观察窗7，透明观察窗7与外层壳体100、内层壳体101均为密封的固定连接，保持外层壳体100和内层壳体101之间的空间密封性的同时，可以通过透明观察窗7观测蒸汽入口8的蒸汽通入状态以及内层壳体101中硫酸亚锡的浓缩状态。
31.蒸汽入口8和蒸汽出口9上均设有启闭的阀门，蒸汽入口8、蒸汽出口9、真空阀门12、进料阀门13和物料出口10上的阀门关闭后，可以使得内层壳体101成为一个密闭的容器。
32.内加热搅拌装置2包括金属搅拌桨叶16、搅拌电机17和温控开关19，如图3所示，金属搅拌桨叶16通过导热连接轴18与搅拌电机17的电机轴固定连接，金属搅拌桨叶16位于内层壳体101内腔的下方位置，搅拌电机17位于浓缩罐主体1顶部的上方(浓缩罐主体1的外部)，且导热连接轴18与外层壳体100和内层壳体101的顶部均为旋转密封连接，从而在旋转的同时保证内层壳体101和蒸汽加热通道(外层壳体100和内层壳体101之间的空间)的密封性。金属搅拌桨叶16和导热连接轴18的内部均设有电热丝21，用以加热金属搅拌桨叶16和导热连接轴18。温控开关19的温度感应探头设于内层壳体101的内腔，外部电源通过温控开关19与电热丝21电连接，根据内层壳体101的内腔环境的温度变化，温控开关19在预设温度点产生导通或者断开动作，从而控制电热丝21的启停，进而控制金属搅拌桨叶16和导热连接轴18的整体温度，达到辅助内层壳体101的内腔环境的整体升温加热的效果。
33.冷凝装置4包括换热面积为30m2的列管式石墨换热器和冷凝水接收罐，列管式石墨换热器包括密闭的壳体和壳体内的石墨管，列管式石墨换热器可以方便的通过市购获得，例如青岛宏旺石墨设备有限公司所生产的列管式石墨换热器。列管式石墨换热器的壳体内部空间(即位于壳体内且石墨管外的空间)通过管道与真空阀门12相连接，石墨管通过冷源阀门与外界冷源相连通，石墨管内是冷却水循环通道；冷凝水接收罐设于列管式石墨换热器的下方，列管式石墨换热器的壳体底部设有带有开关的出水口，冷凝水接收罐的内腔通过管道与列管式石墨换热器的出水口相连通，进入到列管式石墨换热器内腔的水蒸气与石墨管内的冷却水发生冷凝反应变成冷凝水，并依靠重力汇集入冷凝水接收罐中。定期倒空冷凝水接收罐中的冷凝水。
34.测温装置6对浓缩过程的体系温度进行实时监控，包括不锈钢压力式温度计，不锈钢压力式温度计的检测头位于内层壳体101内部，在不锈钢压力式温度计外紧密地包裹耐腐套管，耐腐套管通过法兰与外层壳体100和内层壳体101的顶部均为密封连接，可以起到检测内层壳体101内部的温度与保证温度计使用寿命兼顾。
35.真空泵5采用环保型真空机组，通过管道与冷凝装置4的列管式石墨换热器壳体内且石墨管外的空间相连通，从而形成真空泵5、列管式石墨换热器壳体内且石墨管外的空间、真空阀门12和内层壳体101内腔的负压通道，通过抽取真空使得列管式石墨换热器的内腔和内层壳体101内部形成负压，硫酸亚锡蒸发产生的水蒸气通过真空阀门12进入冷凝装置4进行冷凝。
36.金属搅拌桨叶16采用不锈钢外衬耐腐材质，可耐高温下料液的腐蚀与结晶的摩擦，物料补充罐3为密闭的储罐，用以存储硫酸亚锡稀溶液，采用pph耐温耐腐材质。
37.本实用新型的使用方法如下：
38.1、启动真空泵5；真空泵5运转后，开启冷源阀门，外界冷源产生的循环冷却水充满石墨管内后，再开启浓缩罐主体1上的真空阀门12，蒸汽入口8、蒸汽出口9、进料阀门13和物料出口10上的阀门均处于关闭状态，保证浓缩罐主体1内达到负压状态；
39.2、打开进料阀门13，物料补充罐3中的硫酸亚锡稀溶液进入浓缩装置主体1的内层壳体101中，待液位达到80％时，关闭进料阀门13；
40.3、开启搅拌电机17，金属搅拌桨叶16旋转持续搅拌硫酸亚锡溶液使之充分混合，使得上下层的温度一致；
41.4、开启蒸汽入口8通入蒸汽并开启蒸汽出口9，对内层壳体101内的硫酸亚锡溶液进行加热，待液温度达到蒸发温度时，硫酸亚锡溶液中的水分蒸发成水蒸气，从真空阀门12流出后进入冷凝装置4中，冷凝成冷凝水汇集入冷凝装置4底部的冷凝水接收罐中；
42.同时，温控开关19按预设温度控制电热丝21的启停，用于辅助内层壳体101的内腔环境的整体升温；
43.随着硫酸亚锡溶液中的水分不断的蒸发，浓度升高至溶液饱和浓度，水分继续蒸发，硫酸亚锡结晶析出；
44.5、结晶浓缩完毕后，打开物料出口10，结晶与剩余的料液从物料出口10放出即可得到所需要的结晶。
45.然后回到步骤2进行下一轮硫酸亚锡的结晶浓缩，或者关闭真空泵5、冷凝装置4、内加热搅拌装置2、蒸汽入口8和蒸汽出口9上的阀门，结束结晶浓缩的过程。
46.最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的若干个具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。