CN203428934U - 一种硫酸铜溶液的浓缩结晶系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种硫酸铜溶液的浓缩结晶系统，其包括蒸发系统和结晶分离系统，蒸发系统包括缓冲调节罐、预热器、主换热器、分离器及蒸汽压缩机，还包括冷却水罐，结晶分离系统包括冷却结晶器、离心机，冷却结晶器和离心机通过一出料泵连接在分离器的出料端。本实用新型通过主换热器与分离器之间的自循环，采用压缩机压缩结晶分离器排放出的二次蒸汽，使用压缩后的二次蒸汽作为加热蒸汽使用，来实现蒸发浓缩的目的，从而节约能源，降低成本，提高生产效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及溶液的浓缩结晶技术领域，具体涉及一种硫酸铜溶液的浓缩结晶系统。
背景技术
硫酸铜是重要的化工原料之一，被广泛应用于制造颜料、染料、电解工业、农业和、饲料等行业以及铜盐的深加工工业中。国家危险废物名录中编号为HW22的含铜废水和含铜污泥主要产生于有色金属采选和冶炼过程，金属塑料电镀，铜化合物生产工艺等行业。
目前广东珠三角地区一带在进行含铜废水处理时主要是将其进行再利用生产出硫酸铜及系列产品，但硫酸铜溶液的pH在3-4，而且由于生产工艺中引入氯离子，采用蒸发浓缩工艺，蒸汽消耗高，并且硫酸铜溶液对材质的腐蚀十分严重。基于此，对硫酸铜溶液处理工艺进行了研究，采用蒸发工艺进行蒸发，设备材质选用耐腐蚀的钛材。其中，多效蒸发的装置使用较为普遍。但近年来，随着蒸汽价格的飞速上涨，该种蒸发过程的能耗也使得广大企业负担急剧增大，因此，迫切需要寻找一种高效节能的蒸发结晶装置。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种酸铜溶液的浓缩结晶系统，通过主换热器与分离器之间的自循环，采用压缩机压缩结晶分离器排放出的二次蒸汽，使用压缩后的二次蒸汽作为加热蒸汽使用，来实现蒸发浓缩的目的，来实现蒸发浓缩的目的，从而节约能源，降低成本，提高生产效率。
为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：
一种硫酸铜溶液的浓缩结晶系统，其包括蒸发系统和结晶分离系统；
所述蒸发系统包括缓冲调节罐、预热器、主换热器、分离器及蒸汽压缩机，还包括冷却水罐；所述缓冲调节罐、预热器、主换热器依次通过输液管连接，缓冲调节罐与预热器之间的输液管段上设有进料泵；分离器的蒸汽出口通过一段输气管连接蒸汽压缩机的进气口，蒸汽压缩机的出气口与主换热器连通，主换热器的冷凝水出口通过输水管连接冷却水罐；在分离器和主换热器之间设置有使硫酸铜溶液在分离器和主换热器之间循环的第一回路，第一回路上设置有循环泵；经分离器分离后的浓缩液通过循环泵进入主换热器中换热之后再进入到分离器中蒸发并分离出浓缩液，浓缩液通过第一回路在主换热器和分离器之间循环；
所述结晶分离系统包括冷却结晶器、离心机，冷却结晶器和离心机通过一出料泵连接在分离器的出料端。
本实用新型还可以通过以下方案实施：
作为本实用新型的一种有优选的方案，所述冷却水罐设有冷却水出口，一蒸馏水泵的进水端通过输水管连接在冷却水罐的冷却水出口，蒸馏水泵的出水端连接在预热器上。
作为本实用新型的一种有优选的方案，所述离心机的与分离器之间设有第二回路，第二回路上设有母液泵，在离心机中离心后的母液经过母液泵送入到分离器中循环。
作为本实用新型的一种有优选的方案，所述预热器的冷凝水出口连接有出水管。
相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
1. 本实用新型所述的硫酸铜溶液的浓缩结晶系统节能效果非常显著，能耗相当于10效主换热器；
2. 本实用新型所述的硫酸铜溶液的浓缩结晶系统不需要鲜蒸汽加热，只需要适当的电能就能维持蒸发的正常进行
3. 本实用新型所述的硫酸铜溶液的浓缩结晶系统由于加热器同时又是二次蒸汽的冷凝器，所以不但不需要另外的冷凝器，而且无需循环冷却水；
4. 本实用新型所述的硫酸铜溶液的浓缩结晶系统占地面积少，操作人员少，配套的公用工程项目少；
5. 本实用新型所述的硫酸铜溶液的浓缩结晶系统操作更加稳定可靠，全系统可做成组态控制，高度自动化。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
附图说明
图1为本实用新型优选实施方式的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型所述的硫酸铜溶液的浓缩结晶系统，其包括蒸发系统和结晶分离系统；
所述蒸发系统包括缓冲调节罐1、预热器3、主换热器4、分离器5及蒸汽压缩机6，还包括冷却水罐8；所述缓冲调节罐1、预热器3、主换热器4依次通过输液管连接，缓冲调节罐1与预热器3之间的输液管段上设有进料泵2；分离器5的蒸汽出口通过一段输气管连接蒸汽压缩机6的进气口，蒸汽压缩机6的出气口与主换热器4连通，主换热器4的冷凝水出口通过输水管连接冷却水罐8；在分离器5和主换热器4之间设置有使硫酸铜溶液在分离器5和主换热器4之间循环的第一回路，第一回路上设置有循环泵7；经分离器5分离后的浓缩液通过循环泵7进入主换热器4中换热之后再进入到分离器5中蒸发并分离出浓缩液，浓缩液通过第一回路在主换热器4和分离器5之间循环；
所述结晶分离系统包括冷却结晶器11、离心机12，冷却结晶器11和离心机12通过一出料泵10连接在分离器5的出料端。
采用本实用新型所述的系统浓缩结晶硫酸铜的工艺如下：硫酸铜溶液送入调节缓冲调节罐1中，硫酸铜原液经进料泵2泵入预热器3与预热器3中产生换热，经过预热器3后温度上升;预热后的硫酸铜溶液进入到主换热器4中，并通过循环泵7在主换热器4和分离器5中循环，在主换热器4中与加热蒸汽换热，吸收热量的硫酸铜溶液进入分离器5中闪蒸，并分离出二次蒸汽和浓缩液，二次蒸汽从分离器5蒸汽出口进入蒸汽压缩机6，经蒸汽压缩机6的绝热压缩后，温度和压力得到提升；升温升压后的二次蒸汽作为加热蒸汽进入主换热器4与硫酸铜溶液换热，放热后冷凝成水，并排入冷却水罐8；吸收热量的硫酸铜溶液进入分离器5中闪蒸并分离出二次蒸汽和浓缩液，硫酸铜溶液的浓度达到46%以上时经出料泵10泵入冷却结晶器11中冷却结晶，然后经过离心机12分离出硫酸铜晶体。
本实用新型还可以通过以下方案实施：
作为本实用新型的一种有优选的方案，所述冷却水罐8设有冷却水出口，一蒸馏水泵9的进水端通过输水管连接在冷却水罐8的冷却水出口，蒸馏水泵9的出水端连接在预热器3上。由于从冷却水罐8中出来的水还有一定温度，如果直接排出会导致热源的浪费，将冷却水罐8中的水引入到预热器3中，可以作为预热器3的热源，从而达到充分利用热量的目的。
作为本实用新型的一种有优选的方案，所述离心机12的与分离器5之间设有第二回路，第二回路上设有母液泵13，在离心机12中离心后的母液经过母液泵13送入到分离器5中循环。分离后的母液中还可能含有硫酸铜，直接排出可能导致硫酸铜回收不完全，排出后污染环境，因此设计第二回路后，母液通过第二回路进入到分离器中，然后在分离器和主换热器之间循环浓缩，达到预定的浓度后再次结晶分离，如此循环，最后实现硫酸铜的完全回收。
作为本实用新型的一种有优选的方案，所述预热器3的冷凝水出口连接有出水管。最后经过预热器热交换后的冷凝水经过出水管排出。
上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。
Claims (4)
1.一种硫酸铜溶液的浓缩结晶系统，其特征在于：其包括蒸发系统和结晶分离系统；
所述蒸发系统包括缓冲调节罐、预热器、主换热器、分离器及蒸汽压缩机，还包括冷却水罐；所述缓冲调节罐、预热器、主换热器依次通过输液管连接，缓冲调节罐与预热器之间的输液管段上设有进料泵；分离器的蒸汽出口通过一段输气管连接蒸汽压缩机的进气口，蒸汽压缩机的出气口与主换热器连通，主换热器的冷凝水出口通过输水管连接冷却水罐；在分离器和主换热器之间设置有使硫酸铜溶液在分离器和主换热器之间循环的第一回路，第一回路上设置有循环泵；经分离器分离后的浓缩液通过循环泵进入主换热器中换热之后再进入到分离器中蒸发并分离出浓缩液，浓缩液通过第一回路在主换热器和分离器之间循环；
所述结晶分离系统包括冷却结晶器、离心机，冷却结晶器和离心机通过一出料泵连接在分离器的出料端。
2.根据权利要求1所述的硫酸铜溶液的浓缩结晶系统，其特征在于：所述冷却水罐设有冷却水出口，蒸馏水泵的进水端通过输水管连接在冷却水罐的冷却水出口，蒸馏水泵的出水端连接在预热器上。
3.根据权利要求1所述的硫酸铜溶液的浓缩结晶系统，其特征在于：所述离心机的与分离器之间设有第二回路，第二回路上设有母液泵，在离心机中离心后的母液经过母液泵送入到分离器中循环。
4.根据权利要求1所述的硫酸铜溶液的浓缩结晶系统，其特征在于：所述预热器的冷凝水出口连接有出水管。
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