[实用新型]一种用于制取七水硫酸镁的旋流结晶器

说明书

技术领域

本实用新型属于结晶技术领域，具体涉及一种用于制取七水硫酸镁的旋流结晶器。

背景技术

结晶是化工基本的单元操作之一，它能使产品高度纯净，颗粒整齐，所以被广泛采用。经典的结晶方法主要有蒸发结晶和冷却结晶，而结晶器的形式却异常多，有的结晶器专用于某一种结晶方法，但有许多重要型式的结晶器，如DTB型、Oslo型、DP型又可以通用于不同的结晶方法。针对不同的物性，采用合适的结晶方法加结晶器组合，并结合实际运行中出现的问题将传统结晶工艺流程予以优化，提出最终的结晶方案，才是最好的结晶工艺。应用范围较广的结晶工艺主要是分两类，一是母液循环式结晶方法，另一种是晶浆循环式结晶方法。

母液循环式结晶方法以Oslo型结晶器的运行方式为代表，其主要特点是过饱和度产生的区域与晶体生长区分别设置在结晶器的两处，晶体在循环母液的流动冲击下流化悬浮，为晶体生长提供了一个良好的条件。在连续操作的基础之上，能生长成为大而均匀的晶体。这种操作方式的优点在于循环液中基本不含晶粒，从而避免发生叶轮与晶粒间的接触成核现象，再加上结晶室的粒度分级作用，使这种结晶器所产生的晶体大而均匀。

晶浆循环结晶方法以DTB型结晶器为典型，属于晶浆内循环式结晶器。悬浮液在螺旋桨的推动下，在筒内上升至液体表层，然后转向下方，沿导流筒与挡板之间的环形通道流至结晶器底部，重又被吸入导流筒的下端，如此循环不已，形成结晶良好混合的条件。圆筒形挡板将结晶器分隔为晶体生长区和澄清区。较浓的物料进入导流筒下部，与大量晶体混合，随着过饱和度的降低，晶体逐渐长大而从底部排出结晶器。

但在实际生产中，它们不可避免的缺点包括：

(1)搅拌器的接触二次成核，大大降低了晶体的粒径和产品的一次产率。推动内循环的螺旋桨是DTB型结晶器的心脏，随着结晶器规模的放大，导流筒的高度和直径也相应增加，循环路程加长，循环阻力增大，螺旋桨上下两侧压差增加；而直径加大后，螺旋桨中部存在更大范围的死区，使螺旋桨的排液效率恶化，很难在结晶器中形成较高的晶浆密度。

(2)生产能力受到限制，因为必须限制液体的循环流量，及悬浮密度，把结晶室中悬浮液的澄清界面限制在溢流口之下，以防止母液中夹带明显数量的晶体。

发明内容

本实用新型的目的是在结晶器本体上方设置旋流器，利用旋流器的强制分离作用，将具有一定粒径范围的晶体送入并限制在悬浮晶浆层的范围内，避免传统方法依靠重力使晶体分层时间长、产能低、易受冲击不稳定的缺点，以适应七水硫酸镁生产过程结晶的需要。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于制取七水硫酸镁的旋流结晶器，由结晶器本体，冷却器，循环泵组成，在结晶器本体上方设置旋流器，在结晶器本体的中下部设有循环泵取料口，通过管道与循环泵入口相连，循环泵通过循环泵出口管道与旋流器相连，旋流器底流管道引至结晶器本体内中下部晶浆区域，旋流器项流管道与冷却器入口相连，冷却器出口管道引至结晶器本体内的底部。

在旋流器底流管道上设有进料口，在结晶器本体底部设有应急循环管口，在结晶器晶浆区域设有排料口，在结晶器本体上部设有溢流口。

在循环泵出口的循环泵出口分支管，通过管道与结晶器底部应急循环管口相连。

如上所述的旋流器的功能是，中等悬浮密度的晶浆从循环泵取料口排出，通过循环泵和循环泵出口管道送至旋流器，含有大晶体的晶浆进入旋流器底流，通过旋流器底流管道排至结晶器内悬浮晶浆层，以维持一定的晶浆密度。

如上所述的冷却器的功能是，含有较小粒径的晶体进入旋流器顶流，通过旋流器顶流管道送入冷却器，伴随着溶液的降温，溶液的过饱和度提高，小的晶体得到生长。

如上所述的冷却器出口管道的功能是，具有一定流速的低密度晶浆冲击结晶器本体底部后产生湍流，含有小晶体的过冷溶液自下而上穿过晶体悬浮层，与来自旋流器底流的大晶体晶浆接触，使大晶体也同时得到长大。而且晶体不会在结晶器底部沉积，稳定性好。

如上所述的结晶器本体，具有较小密度的上层清母液通过溢流口排出，返回蒸发系统进行浓缩，以提高并维持结晶器的过饱和度。具有一定悬浮密度的晶浆从排料口排出，经过固液分离可得到品质较好的七水硫酸镁产品。

如上所述的设置在旋流器底流管道上的进料口，来自蒸发系统的高浓度过饱和溶液与底流管道含有较大密度的晶浆融合，使晶体得到快速的生长。

如上所述的设置在循环泵出口的循环泵出口分支管，通过管道与结晶器底部应急循环管口相连，保证紧急情况下底部晶体的良好悬浮状态。