[发明专利]一种基于硝酸钾生产用双模式高效冷却装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于硝酸钾生产用双模式高效冷却装置，包括混合溶解罐、冷却箱和风冷箱，所述冷却箱内设置有冷凝盘管，冷凝盘管的一端与混合溶解罐的底部连通，另一端贯穿风冷箱的外壁向内水平延伸；所述混合溶解罐的上端一侧连通有进料管，进料管的外部套接有预热夹套，所述预热夹套的底部一侧通过预热管道与冷却箱的上端连接，所述预热夹套的上端一侧通过预热回流管与冷却箱的底部连接。本发明克服了现有技术的不足，设计合理，硝酸钾成品溶液能够充分混合，且采用双模式冷却降温处理，提高结晶效率，具有较高的社会使用价值和应用前景。

技术领域

本发明涉及硝酸钾生产技术领域，尤其涉及一种基于硝酸钾生产用双模式高效冷却装置及方法。

背景技术

硝酸钾是一种重要的无机化工产品，工业硝酸钾主要用来制造黑色火药、烟花炮竹、火柴、玻璃制品及光学玻璃等，农用硝酸钾是一种高品质复合肥料，长期以来，硝酸钾市场供不应求，属于紧缺产品。而硝酸钾在化工生产中多为硝酸钾溶液，硝酸钾高温易分解，故冷却结晶的方式获得的硝酸钾晶体比蒸发结晶的方式获得的要多。

国内硝酸钾生产方法主要有：硝酸钠-氯化钾转化法，将硝酸钠和氯化钾混合，边蒸发边析出氯化钠，分离出氯化钠；将母液适当稀释，防止析出钠盐，再冷却到5℃左右，析出产品硝酸钾，粗品经离心过滤洗涤后，即得到硝酸钾，产品经重结晶可得工业级硝酸钾，缺点是硝酸钠价格较高且资源紧张，副产氯化钠利用价值和经济价值都较低，另外由于杂质在母液中的积累，母液还需定期排放，对硝酸钾的产率也有影响。硝酸铵-氯化钾转化法，由硝酸铵和氯化钾反应生成硝酸钾和副产物氯化铵，反应后溶液由氯化钾、硝酸铵、硝酸钾、氯化铵组成，当温度降低时，混合溶液中硝酸钾含量大，结晶区增大，选择合理的设备，降低温度可使溶液中硝酸钾大部分结晶出来，而达到分离硝酸钾目的，该设备存在杂质积累的问题，主要杂质为氯化钾中的氯化钠，但可随副产物氯化铵结晶出来。

我国硝酸钾生产方法，采用的传统冷却结晶方法主要有自然冷却结晶、夹套冷却结晶、蛇管冷却结晶、喷雾冷却结晶、自冷冷却结晶，无论哪种冷却方式，如果硝酸钾成品溶液未充分混合的话，结晶后的硝酸钾成分也无法达到预期的化学使用效果，如何在避免在结晶前硝酸钾的混合容纳积蓄沉淀，影响成品的硝酸钾质量的问题亟待解决。

现有的硝酸钾结晶真空冷却装置无法进行很好的排料，硝酸钾结晶之后难免会粘附于内壁上，如果不处理长时间的累积不仅导致资源的浪费，而且后期的清理过程也较为麻烦，使得装置的维护成本过高。

于是，发明人有鉴于此，秉持多年该相关行业丰富的设计开发及实际制作的经验，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供一种基于硝酸钾生产用双模式高效冷却装置及方法，以期达到更具有实用价值的目的。

发明内容

为了解决上述背景技术中提到的问题，本发明提供一种基于硝酸钾生产用双模式高效冷却装置及方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于硝酸钾生产用双模式高效冷却装置，包括混合溶解罐、冷却箱和风冷箱，所述冷却箱内设置有冷凝盘管，冷凝盘管的一端与混合溶解罐的底部连通，另一端贯穿风冷箱的外壁向内水平延伸；

所述混合溶解罐的上端一侧连通有进料管，进料管的外部套接有预热夹套，所述预热夹套的底部一侧通过预热管道与冷却箱的上端连接，所述预热夹套的上端一侧通过预热回流管与冷却箱的底部连接，预热管道的管路上设置有压缩机，预热回流管的管路上设置有膨胀阀，利用压缩机将循环的换热介质抽出，换热介质被压缩机压缩成高温高压换热介质，高温高压换热介质被压入预热夹套内，预热夹套对进料进行预热，之后进入膨胀阀，膨胀阀将高温高压的换热介质通过其节流变成低温低压的换热介质，低温低压换热介质进入预热回流管进入冷却箱内实现循环，并对冷凝盘管内的混合溶液进行快速冷却降温。

优选的，所述冷凝盘管的管路上设置有喷射泵，所述冷凝盘管向风冷箱内延伸端的底部均匀分布有若干组喷雾头。