鉀鹽工業(yè)用機(jī)械結(jié)晶器的制造方法
【專利摘要】鉀鹽工業(yè)用機(jī)械結(jié)晶器，包括結(jié)晶器本體、外筒、導(dǎo)流筒、給料擋板、主攪拌裝置、碗形擋板和排料攪拌裝置，所述外筒、導(dǎo)流筒、給料擋板、碗形擋板與結(jié)晶器本體固定連接，所述主攪拌裝置、排料攪拌裝置通過支架和軸承與結(jié)晶器本體連接，所述結(jié)晶器本體上端設(shè)有母液溢流口，底部設(shè)有排料口，所述碗形擋板位于導(dǎo)流筒正下方，底部呈中間高四周低的拱形結(jié)構(gòu)，底部四周設(shè)有物料連通孔。利用本實(shí)用新型對氯化鉀和硫酸鉀進(jìn)行結(jié)晶生產(chǎn)，可使原料給料粒度放大至8mm，結(jié)晶循環(huán)料漿與結(jié)晶產(chǎn)品相對分離，有效提高循環(huán)料漿質(zhì)量濃度和結(jié)晶器處理量，增大結(jié)晶產(chǎn)品粒度，降低結(jié)晶產(chǎn)品中的原料夾帶率，獲得更好的結(jié)晶效果。
【專利說明】
鉀鹽工業(yè)用機(jī)械結(jié)晶器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種鉀鹽工業(yè)用機(jī)械結(jié)晶器，具體涉及一種優(yōu)化料漿循環(huán)流向和改善結(jié)晶排料狀況的鉀鹽工業(yè)用機(jī)械結(jié)晶器?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]機(jī)械結(jié)晶在化工、食品、制藥、冶金等行業(yè)中應(yīng)用很廣泛，常用的結(jié)晶器有強(qiáng)制外循環(huán)型(FC型)結(jié)晶器、粒度分級型(Oslo型)結(jié)晶器、DTB型結(jié)晶器、DP型結(jié)晶器、Messo型湍流結(jié)晶器。
[0003]FC型結(jié)晶器由結(jié)晶室、循環(huán)管、循環(huán)栗、換熱器等組成。結(jié)晶室有錐形底，晶漿從錐底排出后，經(jīng)循環(huán)管用軸流式循環(huán)栗送過換熱器，被加熱或冷卻后，沿切線方向重又進(jìn)入結(jié)晶室，如此循環(huán)不已。FC型結(jié)晶器用于生產(chǎn)氯化鈉、尿素、檸檬酸及其它一些類似的無機(jī)或有機(jī)晶體，產(chǎn)品粒度在〇? 1mm?0.8mm之間。
[0004]Oslo型結(jié)晶器由氣化室和結(jié)晶室兩部分組成，結(jié)晶室的器身有一定錐度，上部大、 底部小。它的主要特點(diǎn)為過飽和度產(chǎn)生的區(qū)域與晶體生長區(qū)分別設(shè)置在結(jié)晶器的兩處，晶體在循環(huán)母液流中流化懸浮，為晶體生長提供一個良好的條件，在連續(xù)操作的基礎(chǔ)上，能生長成為大而均勻的晶體。一些硝酸鹽和硫酸鹽、氯化鈉、草酸鈉、醋酸鈉等有機(jī)鹽和無機(jī)鹽曾用這種結(jié)晶器生產(chǎn)。
[0005]DTB型結(jié)晶器是上世紀(jì)50年代出現(xiàn)的一種效能很高的結(jié)晶器，它的結(jié)晶性能良好， 能生產(chǎn)較大的晶粒，通常達(dá)〇.6mm?1.2mm，生產(chǎn)強(qiáng)度高，而且不容易結(jié)疤，是連續(xù)結(jié)晶器的主要型式之一。該型結(jié)晶器的主要構(gòu)造特征為中間有一導(dǎo)流筒，導(dǎo)流筒四周有一圓筒形擋板，導(dǎo)流筒內(nèi)靠近下端處設(shè)置有向上推進(jìn)式攪拌葉輪，結(jié)晶器工作時通過葉輪旋轉(zhuǎn)推動料漿從導(dǎo)流筒內(nèi)向上流動，料漿到達(dá)液面后又沿著圓筒擋板與導(dǎo)流筒間的環(huán)形縫隙向下流動至結(jié)晶器底部，又被葉輪重新吸入導(dǎo)流筒內(nèi)向上流動，從而形成一個閉路循環(huán)，晶體在循環(huán)過程中混合良好，再通過控制影響結(jié)晶動力的工藝條件控制溶液過飽和度和晶體生長速率，進(jìn)而使料漿在此循環(huán)過程中不斷生長出粒度大而均勻的晶體。目前，DTB型結(jié)晶器在化工、食品和制藥行業(yè)中應(yīng)用廣泛。
[0006]DP型結(jié)晶器開發(fā)于上世紀(jì)70年代，可看作是DTB型結(jié)晶器的改進(jìn)，與DTB型結(jié)晶器的主要區(qū)別在于DTB型結(jié)晶器只在導(dǎo)流筒內(nèi)安裝螺旋槳，向上推送循環(huán)液，而DP型結(jié)晶器則在導(dǎo)流筒外側(cè)的環(huán)形縫隙中也設(shè)置了一組反向螺旋槳，向下推送循環(huán)液，內(nèi)外兩組螺旋槳同步旋轉(zhuǎn)，推動循環(huán)液高效循環(huán)。該型結(jié)晶器的特點(diǎn)在于槳葉直徑較大，相同循環(huán)狀態(tài)下可有效降低葉輪轉(zhuǎn)速，從而降低二次成核速率，與DTB型結(jié)晶器相比，成核速率約下降1/3,由于成核量大為減少，晶體的平均粒度明顯增大，以硫酸銨為例，晶體粒度可生長至〇.9mm? 1.3_。但該型結(jié)晶器的缺點(diǎn)是制造精度要求極高，制造、維修困難。
[0007]Messo型結(jié)晶器是一種較新型的結(jié)晶器，它有兩個同心圓形導(dǎo)流管，外管為噴射管、內(nèi)管為導(dǎo)流管，晶漿的循環(huán)是在螺旋槳攪拌器驅(qū)動下由導(dǎo)流管向上流動，而后又在噴射管與導(dǎo)流管中間的環(huán)形縫隙中向下流動，類似于DTB型結(jié)晶器，但區(qū)別是由于Messo型結(jié)晶器的特殊構(gòu)造，澄清區(qū)的液體較大程度參與結(jié)晶循環(huán)，澄清區(qū)的部分細(xì)晶也一定程度生長為較大顆粒晶體，微晶細(xì)晶含量減少，晶體粒度更均勻，以氯化鉀晶體產(chǎn)品的篩析結(jié)果為例，98.2wt%的氯化鉀可生長至0.42mm?2.36mm，這是DTB型結(jié)晶器很難做到的，但該結(jié)晶器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造和維護(hù)保養(yǎng)也不方便，某些部位結(jié)疤較嚴(yán)重。
[0008]在鉀鹽行業(yè)中普遍使用的是DTB型結(jié)晶器，如中國專利CN 104722098A、CN 103073030A，但這些專利都沒有著重解決結(jié)晶原料與結(jié)晶產(chǎn)品在結(jié)晶生產(chǎn)時的相對分離問題，也沒有解決大顆粒原料的循環(huán)結(jié)晶問題，更無法進(jìn)一步提高循環(huán)區(qū)的料漿濃度，對晶體生長、排料和提高結(jié)晶器處理量不利。例如CN 103073030A在實(shí)際生產(chǎn)中其原料粒度控制在-2mm以下，排料濃度28%?32%，按照結(jié)晶器工作狀況其料漿循環(huán)濃度不足28%，對晶粒生長很不利，同時其底流排料系統(tǒng)中應(yīng)主要含氯化鉀和氯化鈉，但實(shí)際仍然含有5%?20%的光鹵石;CN 104722098A著重解決料漿在循環(huán)過程中遭到鋒利的導(dǎo)流筒上下端橫截面切口的切削，從而造成晶粒變細(xì)、晶核增多的問題，其在實(shí)際生產(chǎn)中也存在結(jié)晶產(chǎn)品夾雜一定比例原料的問題，此外其結(jié)晶原料都是粉料，沒有解決大顆粒原料的結(jié)晶和循環(huán)問題。【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有鉀鹽結(jié)晶器中不能將結(jié)晶循環(huán)料漿與結(jié)晶產(chǎn)品相對分離的不足，提供一種原料適應(yīng)性強(qiáng)、可增大晶體粒度、提高結(jié)晶器生產(chǎn)效率、降低底流結(jié)晶產(chǎn)品中原料夾帶率的鉀鹽工業(yè)用機(jī)械結(jié)晶器。
[0010]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:鉀鹽工業(yè)用機(jī)械結(jié)晶器，包括結(jié)晶器本體、外筒、導(dǎo)流筒、給料擋板、主攪拌裝置、碗形擋板和排料攪拌裝置，所述外筒、導(dǎo)流筒、給料擋板、碗形擋板與結(jié)晶器本體固定連接，所述主攪拌裝置、排料攪拌裝置通過支架和軸承與結(jié)晶器本體連接，所述結(jié)晶器本體上端設(shè)有母液溢流口，底部設(shè)有排料口，所述碗形擋板位于導(dǎo)流筒正下方，底部呈中間高四周低的拱形結(jié)構(gòu)，底部四周設(shè)有物料連通孔。
[0011]進(jìn)一步，所述碗形擋板斜邊與水平夾角30°?45°，碗形擋板上端直徑大于外筒下端直徑，碗形擋板底部直徑與導(dǎo)流筒下端直徑相等，碗形擋板底部中央與導(dǎo)流筒下端的距離為導(dǎo)流筒下端直徑的0.7?1.0倍。
[0012]進(jìn)一步，所述物料連通孔傾斜設(shè)置，物料連通孔中軸線與水平夾角15°?30°。[〇〇13]進(jìn)一步，所述外筒呈喇叭狀。[〇〇14]進(jìn)一步，所述導(dǎo)流筒呈喇叭狀。[〇〇15]進(jìn)一步，所述給料擋板呈圓筒狀。
[0016]進(jìn)一步，所述主攪拌裝置為4片槳葉雙螺旋推進(jìn)式攪拌裝置或4片槳葉單螺旋推進(jìn)式攪拌裝置。
[0017]進(jìn)一步，所述排料攪拌裝置為平直2片槳葉攪拌裝置。
[0018]本實(shí)用新型通過在導(dǎo)流筒正下方設(shè)置碗形擋板，使反應(yīng)原料與結(jié)晶產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)較好的相對分離，不僅使結(jié)晶器生產(chǎn)原料粒度放大到8_，而且底部排料時結(jié)晶產(chǎn)品中的原料夾帶率大大降低，在結(jié)晶操作過程中能一定程度提高循環(huán)料漿濃度，有效提高結(jié)晶器生產(chǎn)處理量，明顯改善晶體生長條件，增大晶體生長粒度。
[0019]本實(shí)用新型帶碗形擋板的結(jié)晶器，既可以用于氯化鉀結(jié)晶生產(chǎn)，也可用于硫酸鉀結(jié)晶生產(chǎn)。利用本實(shí)用新型對氯化鉀和硫酸鉀進(jìn)行結(jié)晶生產(chǎn)，可使原料給料粒度放大至8mm，結(jié)晶循環(huán)料漿與結(jié)晶產(chǎn)品相對分離，有效提高循環(huán)料漿質(zhì)量濃度和結(jié)晶器處理量，增大結(jié)晶產(chǎn)品粒度，降低結(jié)晶產(chǎn)品中的原料夾帶率，獲得更好的結(jié)晶效果?！靖綀D說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。[0021 ]圖中:1、結(jié)晶器本體，2、母液溢流孔，3、外筒，4、導(dǎo)流筒，5、給料擋板，6、主攪拌裝置，7、碗形擋板，8、物料連通孔，9、排料攪拌裝置，10、排料口； A—溶解區(qū)，B—結(jié)晶區(qū)，C一母液澄清區(qū)，D—結(jié)晶產(chǎn)品排料區(qū)。【具體實(shí)施方式】
[0022]下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。[〇〇23] 實(shí)施例1[〇〇24]參照圖1，本實(shí)施例包括結(jié)晶器本體1、外筒3、導(dǎo)流筒4、給料擋板5、主攪拌裝置6、 碗形擋板7和排料攪拌裝置9,所述外筒3、導(dǎo)流筒4、給料擋板5、碗形擋板7通過焊接方式與結(jié)晶器本體1固定連接，所述主攪拌裝置6、排料攪拌裝置9通過支架和軸承與結(jié)晶器本體1 連接，所述結(jié)晶器本體1上端設(shè)有母液溢流口 2，底部設(shè)有排料口 10，所述碗形擋板7位于導(dǎo)流筒4正下方，底部呈中間高四周低的拱形結(jié)構(gòu)，底部四周設(shè)有物料連通孔8。[〇〇25]本實(shí)施例中，所述碗形擋板7斜邊與水平夾角32°，碗形擋板7上端直徑大于外筒3 下端直徑，碗形擋板7底部直徑與導(dǎo)流筒4下端直徑相等，碗形擋板7底部中央與導(dǎo)流筒4下端的距離為導(dǎo)流筒4下端直徑的0.85倍。[〇〇26]本實(shí)施例中，所述物料連通孔8傾斜設(shè)置，物料連通孔中軸線與水平夾角30°。[〇〇27] 本實(shí)施例中，所述結(jié)晶器本體1上端圓筒直徑(2 12m、高5.0m，下端圓錐斜邊與水平夾角45°、高5.2m。[〇〇28] 本實(shí)施例中，所述外筒3呈喇叭狀，上端圓筒直徑0 9.6m、高0.96m，中段斜邊與水平夾角45°、高2.4m，下端圓筒直徑4.8m、高1.7m。
[0029]本實(shí)施例中，所述導(dǎo)流筒4呈喇叭狀，上端直徑￠4.8m、斜邊與水平夾角60°、高 2.lm，下端圓筒直徑0 2.4m、高3.0m。
[0030]本實(shí)施例中，所述給料擋板5呈圓筒狀，直徑0 3.6m、高0.96m。[〇〇31] 本實(shí)施例中，所述母液溢流孔2底邊距結(jié)晶器本體1上端0.6m。[〇〇32]本實(shí)施例中，所述碗形擋板7上端直徑06.0m、斜邊與水平夾角32°、底部直徑 2.4m、高1.0m、底部中央最高處距導(dǎo)流筒下端1.7m;底部物料連通孔6個均勻布置、直徑0 0.lm〇
[0033]本實(shí)施例中，所述主攪拌裝置6為4片槳葉雙螺旋推進(jìn)式攪拌裝置。[〇〇34]本實(shí)施例中，所述結(jié)晶器本體1底部排料口直徑0.3m。
[0035]本實(shí)施例中，所述排料攪拌裝置9為平直2片槳葉攪拌裝置。
[0036]采用該結(jié)晶器對光鹵石進(jìn)行冷分解結(jié)晶，原礦最大給料粒度8_，循環(huán)區(qū)料漿質(zhì)量濃度可達(dá)28%，結(jié)晶器處理量為70kg/(h ? m3)，底流排料的結(jié)晶產(chǎn)品中含光鹵石8%，氯化鉀晶體平均粒度〇.32mm，最大達(dá)1.5_。[〇〇37] 實(shí)施例2
[0038]本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:[〇〇39]1)結(jié)晶器本體上端圓筒直徑0 6m、高2.5m，下端圓錐斜邊與水平夾角45°、高2.6m;[〇〇4〇]2)喇叭狀外筒上端圓筒直徑￠4.8m、高0.48m，中段斜邊與水平夾角45°、高1.2m，下端圓筒直徑0 2.4m、高0.8m;[〇〇41 ]3)喇叭狀導(dǎo)流筒上端直徑0 2.4m、斜邊與水平夾角45°、高2.4m，下端圓筒直徑01 ? 2m、高 1 ? 5m;[〇〇42]4)給料圓筒擋板直徑0 2.0m、高0.48m;[〇〇43]5)母液溢流孔底邊距結(jié)晶器本體上端0.4m;[〇〇44]6)碗形擋板上端直徑0 3.0m、斜邊與水平夾角45°、底部直徑1.2m、高1.5m、底部中央最高處距喇叭狀導(dǎo)流筒下端1.〇m;底部物料連通孔4個均勻布置、直徑(2 0.05m;
[0045]7)物料連通孔8傾斜設(shè)置，物料連通孔中軸線與水平夾角20° ;
[0046]8)主攪拌裝置為4片槳葉單螺旋推進(jìn)式攪拌裝置；[〇〇47]9)結(jié)晶器本體底部排料口直徑0.2m。
[0048]采用該結(jié)晶器對光鹵石進(jìn)行冷分解結(jié)晶，原礦最大給料粒度4_，結(jié)晶區(qū)料漿質(zhì)量濃度可達(dá)38%，結(jié)晶器處理量為60kg/(h ? m3)，底流排料的結(jié)晶產(chǎn)品中含光鹵石4%，氯化鉀晶體平均粒度〇.35mm，最大達(dá)1.5_。
[0049]實(shí)施例3[〇〇5〇]本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:[〇〇51 ]1)結(jié)晶器本體上端圓筒直徑0 6m、高2.5m，下端圓錐斜邊與水平夾角45°、高2.6m;[〇〇52]2)喇叭狀外筒上端圓筒直徑￠4.8m、高0.48m，中段斜邊與水平夾角45°、高1.2m，下端圓筒直徑0 2.4m、高0.8m;[〇〇53]3)喇叭狀導(dǎo)流筒上端直徑0 2.4m、斜邊與水平夾角45°、高2.4m，下端圓筒直徑01 ? 2m、高 1 ? 5m;[〇〇54]4)喇叭狀導(dǎo)流筒外側(cè)設(shè)有環(huán)形加熱盤管；[〇〇55]5)給料圓筒擋板直徑0 2.0m、高0.48m;[〇〇56]6)母液溢流孔底邊距結(jié)晶器本體上端0.4m;[〇〇57]7)碗形擋板上端直徑04.0m、斜邊與水平夾角30°、底部直徑1.2m、高1.5m、底部中央最高處距喇叭狀導(dǎo)流筒下端1.2m;底部物料連通孔8個均勻布置、直徑(2 0.lm;[〇〇58]8)物料連通孔8傾斜設(shè)置，物料連通孔中軸線與水平夾角15°。
[0059]9)主攪拌裝置為4片槳葉單螺旋推進(jìn)式攪拌裝置；
[0060]10)結(jié)晶器本體底部排料口直徑0.2m。
[0061]采用該結(jié)晶器進(jìn)行硫酸鉀合成生產(chǎn)結(jié)晶，循環(huán)區(qū)料漿質(zhì)量濃度可達(dá)36%，結(jié)晶器處理量為50kg/(h底流排料的結(jié)晶產(chǎn)品中含硫酸鉀98%，硫酸鉀晶體平均粒度0.30mm，最大達(dá)0.5mm。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鉀鹽工業(yè)用機(jī)械結(jié)晶器，其特征在于:包括結(jié)晶器本體、外筒、導(dǎo)流筒、給料擋 板、主攪拌裝置、碗形擋板和排料攪拌裝置，所述外筒、導(dǎo)流筒、給料擋板、碗形擋板與結(jié)晶 器本體固定連接，所述主攪拌裝置、排料攪拌裝置通過支架和軸承與結(jié)晶器本體連接，所述 結(jié)晶器本體上端設(shè)有母液溢流口，底部設(shè)有排料口，所述碗形擋板位于導(dǎo)流筒正下方，底部 呈中間高四周低的拱形結(jié)構(gòu)，底部四周設(shè)有物料連通孔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉀鹽工業(yè)用機(jī)械結(jié)晶器，其特征在于:所述碗形擋板斜邊與水 平夾角30°?45°，碗形擋板上端直徑大于外筒下端直徑，碗形擋板底部直徑與導(dǎo)流筒下端 直徑相等，碗形擋板底部中央與導(dǎo)流筒下端的距離為導(dǎo)流筒下端直徑的0.7?1.0倍。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉀鹽工業(yè)用機(jī)械結(jié)晶器，其特征在于:所述物料連通孔傾 斜設(shè)置，物料連通孔中軸線與水平夾角15°?30°。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉀鹽工業(yè)用機(jī)械結(jié)晶器，其特征在于:所述外筒呈喇叭狀。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉀鹽工業(yè)用機(jī)械結(jié)晶器，其特征在于:所述導(dǎo)流筒呈喇叭 狀。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉀鹽工業(yè)用機(jī)械結(jié)晶器，其特征在于:所述給料擋板呈圓筒狀。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉀鹽工業(yè)用機(jī)械結(jié)晶器，其特征在于:所述主攪拌裝置為4 片槳葉雙螺旋推進(jìn)式攪拌裝置或4片槳葉單螺旋推進(jìn)式攪拌裝置。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉀鹽工業(yè)用機(jī)械結(jié)晶器，其特征在于:所述排料攪拌裝置 為平直2片槳葉攪拌裝置。
【文檔編號】B01D9/02GK205569803SQ201620204469
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月17日
【發(fā)明人】甘順鵬, 季榮, 湯建良, 盧志斌, 胡勇, 蔣世鵬, 于海
【申請人】化工部長沙設(shè)計(jì)研究院