钾钠分离中提高氯化钾粒径的控制系统

773 编辑：中冶有色技术网来源：江苏瑞升华能源科技有限公司

2024-01-10 16:37:56

权利要求书： 1.一种钾钠分离中提高氯化钾粒径的控制系统，包括用于蒸发析出氯化钠的前端MR蒸发系统(100)和用于降温析出氯化钾晶体的后端真空闪蒸奥斯陆系统(200)；其特征在于：所述MR蒸发系统(100)与真空闪蒸奥斯陆系统(200)之间连通。

2.根据权利要求1所述的一种钾钠分离中提高氯化钾粒径的控制系统，其特征在于：所述MR蒸发系统(100)包括原液罐(101)、蒸馏水预热器(103)、蒸汽预热器(105)、强制循环泵(109)、强制循环换热器(110)、析钠母液罐(112)、结晶分离器(117)、氯化钠稠厚器(119)和氯化钠离心机(120)；所述原液罐(101)与蒸馏水预热器(103)之间通过原料泵(102)连接，所述蒸馏水预热器(103)与蒸汽预热器(105)之间连通，所述蒸汽预热器(105)通过强制循环泵(109)连接有强制循环换热器(110)；所述强制循环换热器(110)的顶部与结晶分离器(117)连通，所述结晶分离器(117)的底部通过氯化钠出料泵(118)与氯化钠稠厚器(119)的顶部连通，所述氯化钠稠厚器(119)的底部与氯化钠离心机(120)连通，所述氯化钠离心机(120)与析钠母液罐(112)连通；所述析钠母液罐(112)的底部通过析钠母液泵(111)与真空闪蒸奥斯陆系统(200)连通，所述析钠母液罐(112)的底部还通过析钠母液泵(111)和强制循环泵(109)与强制循环换热器(110)连通。

3.根据权利要求2所述的一种钾钠分离中提高氯化钾粒径的控制系统，其特征在于：所述结晶分离器(117)与强制循环泵(109)之间连通；其中，所述强制循环泵(109)、强制循环换热器(110)和结晶分离器(117)形成循环通路。

4.根据权利要求2所述的一种钾钠分离中提高氯化钾粒径的控制系统，其特征在于：所述结晶分离器(117)的顶部与二次分离器(116)连通，二次分离器(116)分别与积液罐(108)和压缩机(115)连通，所述压缩机(115)与积液罐(108)和连通；所述积液罐(108)通过积液泵(107)与蒸馏水罐(106)连通，在蒸馏水罐(106)的底部通过蒸馏水泵(104)与蒸馏水预热器(103)连通，所述蒸馏水罐(106)的顶部还分别与蒸汽预热器(105)和强制循环换热器(110)连通，所述强制循环换热器(110)与真空泵(113)之间通过真空泵冷却器(114)连通。

5.根据权利要求1所述的一种钾钠分离中提高氯化钾粒径的控制系统，其特征在于：所述真空闪蒸奥斯陆系统(200)包括冷结晶强制循环泵(201)、析钾母液罐(203)、氯化钾离心机(204)、奥斯陆结晶器(205)和混凝器(208)；所述冷结晶强制循环泵(201)与奥斯陆结晶器(205)之间形成循环回路，所述奥斯陆结晶器(205)顶部与混凝器(208)底部连通，在奥斯陆结晶器(205)与混凝器(208)之间设有蒸汽喷射器(207)；所述奥斯陆结晶器(205)的底部通过氯化钾出料泵(206)与氯化钾稠厚器(209)连通，氯化钾稠厚器(209)连接有氯化钾离心机(204)，所述氯化钾离心机(204)和析钾母液罐(203)之间连通；在析钾母液罐(203)的底部与MR蒸发系统(100)连通。

6.根据权利要求5所述的一种钾钠分离中提高氯化钾粒径的控制系统，其特征在于：所述氯化钾稠厚器(209)的上部还与析钾母液罐(203)直接连通，所述析钾母液罐(203)的底部通过析钾母液泵(202)与所述MR蒸发系统的强制循环换热器(110)底部连通；所述析钾母液泵(202)和析钾母液罐(203)之间还形成循环回路。

7.根据权利要求5所述的一种钾钠分离中提高氯化钾粒径的控制系统，其特征在于：所述混凝器(208)的上部还连接有氯化钾真空泵(210)。

说明书：一种钾钠分离中提高氯化钾粒径的控制系统技术领域[0001] 本实用新型涉及化工工艺技术领域，特别是一种钾钠分离中提高氯化钾粒径的控制系统。

背景技术[0002] 钾钠分盐技术主要是针对氯化钾和氯化钠的混合溶液，工业过程中很多废水中主要含有氯化钠和氯化钾，为了实现资源回收利用，需要将两种盐实现分离。该两种物料的浓

度波动较大，为了得到纯度较高的氯化钾及氯化钠产品，根据氯化钠以及氯化钾本身的理

化性质，因此设计了热结晶出氯化钠盐和冷结晶出氯化钾盐的工艺路线。溶液的浓度与温

度会存在三个不同的区域：不稳区、介稳区和稳定区，设计的蒸发结晶器以及奥斯陆结晶器

需要有效控制溶液的过饱和度在介稳区之内，保证形成结晶的颗粒。

[0003] 现有的冷结晶生产氯化钾工艺具有操作不连续、不可控，劳动强度大，设备占地面积大，产品品质很难控制，粒度及跨度指标难以合格等缺点。

实用新型内容

[0004] 本实用新型目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种钾钠分离中提高氯化钾粒径的控制系统；提出一种更为合理的工艺方法，提高了反应效率；解决了氯化

剂产品颗粒粒度分布不均匀、晶型不均一，夹带严重，产品质量差等问题，使得粒径可控。

[0005] 为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：[0006] 一种钾钠分离中提高氯化钾粒径的控制系统，包括用于蒸发析出氯化钠的前端MR蒸发系统和用于降温析出氯化钾晶体的后端真空闪蒸奥斯陆系统；所述MR蒸发系统与

真空闪蒸奥斯陆系统之间连通。

[0007] 优选的，所述MR蒸发系统包括原液罐、蒸馏水预热器、蒸汽预热器、强制循环泵、强制循环换热器、析钠母液罐、结晶分离器、氯化钠稠厚器和氯化钠离心机；所述原液罐与

蒸馏水预热器之间通过原料泵连接，所述蒸馏水预热器与蒸汽预热器之间连通，所述蒸汽

预热器通过强制循环泵连接有强制循环换热器；所述强制循环换热器的顶部与结晶分离器

连通，所述结晶分离器的底部通过氯化钠出料泵与氯化钠稠厚器的顶部连通，所述氯化钠

稠厚器的底部与氯化钠离心机连通，所述氯化钠离心机与析钠母液罐连通；所述析钠母液

罐的底部通过析钠母液泵与真空闪蒸奥斯陆系统连通，所述析钠母液罐的底部还通过析钠

母液泵和强制循环泵与强制循环换热器连通。

[0008] 优选的，所述结晶分离器与强制循环泵之间连通；其中，所述强制循环泵、强制循环换热器和结晶分离器形成循环通路。

[0009] 优选的，所述结晶分离器的顶部与二次分离器连通，二次分离器分别与积液罐和压缩机连通，所述压缩机与积液罐和连通；所述积液罐通过积液泵与蒸馏水罐连通，在蒸馏

水罐的底部通过蒸馏水泵与蒸馏水预热器连通，所述蒸馏水罐的顶部还分别与蒸汽预热器

和强制循环换热器连通，所述强制循环换热器与真空泵之间通过真空泵冷却器连通。

[0010] 优选的，所述真空闪蒸奥斯陆系统包括冷结晶强制循环泵、析钾母液罐、氯化钾离心机、奥斯陆结晶器和混凝器；所述冷结晶强制循环泵与奥斯陆结晶器之间形成循环回路，

所述奥斯陆结晶器顶部与混凝器底部连通，在奥斯陆结晶器与混凝器之间设有蒸汽喷射

器；所述奥斯陆结晶器的底部通过氯化钾出料泵与氯化钾稠厚器连通，氯化钾稠厚器连接

有氯化钾离心机，所述氯化钾离心机和析钾母液罐之间连通；在析钾母液罐的底部与MR蒸

发系统连通。

[0011] 优选的，所述氯化钾稠厚器的上部还与析钾母液罐直接连通，所述析钾母液罐的底部通过析钾母液泵与所述MR蒸发系统的强制循环换热器底部连通；所述析钾母液泵和

析钾母液罐之间还形成循环回路。

[0012] 优选的，所述混凝器的上部还连接有氯化钾真空泵。[0013] 基于上述系统，本实用新型还提出了一种钾钠分离中提高氯化钾粒径的控制方法，包括如下步骤，

[0014] 1)压缩机为强制循环换热器供热，原料泵将原料输入MR蒸发系统中，强制循环泵、强制循环换热器和结晶分离器依次连接形成物料的蒸发浓缩循环；

[0015] 2)结晶分离器底部的流量检测仪和密度检测仪检测物料浓缩液的流量和密度；[0016] 3)当物料的浓缩液达到所要求的浓缩比后开始出料，含结晶的浓缩液经氯化钠出料泵送至氯化钠稠厚器后，经氯化钠离心机分离结晶，析出氯化钠盐；富含饱和浓度的氯化

钾母液转入真空闪蒸奥斯陆系统；

[0017] 4)通过蒸汽喷射器和氯化钾真空泵的真空组合，使氯化钾溶液在奥斯陆结晶器内闪蒸降温，氯化钾在奥斯陆结晶器进行降温和晶体的成长；

[0018] 5)然后在奥斯陆结晶器底部的流量检测仪和密度检测仪检测物料浓缩液的流量和密度，当物料的浓缩液达到所要求的浓缩比后开始出料；

[0019] 6)含结晶的浓缩液经氯化钾出料泵送至氯化钾稠厚器后，经氯化钾离心机分离结晶，析出氯化钾盐后离开系统。

[0020] 本实用新型的有益效果是：解决了氯化剂产品颗粒粒度分布不均匀、晶型不均一，夹带严重，产品品质差等问题，使得粒径可控，得到较为理想的晶体粒径；控制系统包括蒸

发系统以及降温系统，提高了整体反应的效率，降低了生产能耗。

附图说明[0021] 附图用来提供对本实用新型的优选的理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

[0022] 图1为本实用新型的系统分布示意图。[0023] 图中附图标记：原液罐101、原料泵102、蒸馏水预热器103、蒸馏水泵104、蒸汽预热器105、蒸馏水罐106、积液泵107、积液罐108、强制循环泵109、强制循环换热器110、析钠母

液泵111、析钠母液罐112、真空泵113、真空泵冷却器114、压缩机115、二次分离器116、结晶

分离器117、氯化钠出料泵118、氯化钠稠厚器119、氯化钠离心机120、冷结晶强制循环泵

201、析钾母液泵202、析钾母液罐203、氯化钾离心机204、奥斯陆结晶器205、氯化钾出料泵

206、蒸汽喷射器207、混凝器208、氯化钾稠厚器209、氯化钾真空泵210。

具体实施方式[0024] 下面结合附图详细说明本实用新型的最优实施方式。[0025] 如图所示，一种钾钠分离中提高氯化钾粒径的控制系统，包括用于蒸发析出氯化钠的前端MR蒸发系统100和用于降温析出氯化钾晶体的后端真空闪蒸奥斯陆系统200；MR

蒸发系统100与真空闪蒸奥斯陆系统200之间连通。

[0026] 前端MR蒸发系统100包括原液罐101、蒸馏水预热器103、蒸汽预热器105、强制循环泵109、强制循环换热器110、析钠母液罐112、结晶分离器117、氯化钠稠厚器119和氯化钠

离心机120。

[0027] 原液罐101与蒸馏水预热器103之间通过原料泵102连接，蒸馏水预热器103与蒸汽预热器105之间连通，蒸汽预热器105通过强制循环泵109连接有强制循环换热器110；物料

储存在原液罐101内，经过原料泵102打入蒸馏水预热器103内；然后再经过蒸汽预热器105

后达到蒸发温度后进入强制循环换热器110内，经过压缩机115加热后的二次蒸汽与物料在

强制循环换热器110内进行加热升温。

[0028] 结晶分离器117与强制循环泵109之间连通；其中，强制循环泵109、强制循环换热器110和结晶分离器117形成循环通路；物料经过强制循环泵109轴推循环，然后物料在结晶

分离器117内进行气液分离。

[0029] 结晶分离器117的顶部与二次分离器116连通，二次分离器116分别与积液罐108和压缩机115连通，压缩机115与积液罐108和连通；积液罐108通过积液泵107与蒸馏水罐106

连通，结晶分离器117内产生的二次蒸汽经过二次分离器116后进入压缩机115内压缩做功，

提高蒸汽焓值，重洗进入强制循环换热器110内加热，冷凝水进入蒸馏水罐106内，在蒸馏水

罐106的底部通过蒸馏水泵104与蒸馏水预热器103连通，经过蒸馏水泵104后打入蒸馏水预

热器103内进行与物料换热。

[0030] 结晶分离器117的底部通过氯化钠出料泵118与氯化钠稠厚器119的顶部连通，氯化钠稠厚器119的底部与氯化钠离心机120连通，氯化钠离心机120与析钠母液罐112连通；

析钠母液罐112的底部通过析钠母液泵111与真空闪蒸奥斯陆系统200连通；析钠母液罐112

的底部还通过析钠母液泵111和强制循环泵109与强制循环换热器110连通；在结晶分离器

117内产生一定氯化钠晶体的物料经过氯化钠出料泵118打入氯化钠稠厚器119，然后经过

氯化钠离心机120离心出盐，母液进入析钠母液罐112，一部分母液打入后端真空闪蒸奥斯

陆系统200，一部分返回前端MR蒸发系统100进行二次蒸发。

[0031] 后端真空闪蒸奥斯陆系统200包括冷结晶强制循环泵201、析钾母液罐203、氯化钾离心机204、奥斯陆结晶器205和混凝器208。混凝器208的上部还连接有氯化钾真空泵210，

蒸汽喷射器207通过蒸汽喷射在混凝器208中冷凝。

[0032] 冷结晶强制循环泵201与奥斯陆结晶器205之间形成循环回路，奥斯陆结晶器205顶部与混凝器208底部连通，在奥斯陆结晶器205与混凝器208之间设有蒸汽喷射器207；奥

斯陆结晶器205的底部通过氯化钾出料泵206与氯化钾稠厚器209连通，氯化钾稠厚器209连

接有氯化钾离心机204，氯化钾离心机204和析钾母液罐203之间连通；在析钾母液罐203的

底部与MR蒸发系统100连通。

[0033] 氯化钾真空泵210抽气使得奥斯陆结晶器205内部形成低负压，饱和的氯化钾溶液通过冷结晶强制循环泵201的轴推循环，氯化钾溶液在奥斯陆结晶器205闪蒸降温，形成物

料的一个降温循环，氯化钾晶体形成，成长。循环物料在奥斯陆结晶器205内结晶长大，大颗

粒的晶体沉降于奥斯陆结晶器205的底部，小颗粒的晶体大部分都浮在奥斯陆结晶器205的

上侧；奥斯陆结晶器205的底部分别用于检测物料浓缩液流量和密度的流量检测仪和密度

检测仪，通过检测不同粒径对应的密度，来判断出料的浓度；奥斯陆结晶器205的底部设有

结晶出料口，结晶出料口连接氯化钾出料泵206，氯化钾稠厚器209和氯化钾离心机204依次

通过保冷管道连接。奥斯陆结晶器205的底部为特殊的圆弧形，改善了料液在奥斯陆结晶器

205内的流动状态，不致于形成死区。

[0034] 冷结晶强制循环泵201的电机采用可调电机，通过调节电机转速来调节循环泵流量，从而调节循环液中盐晶粒径和排出系统的结晶数量。由于奥斯陆结晶器205的直径偏

大，因此在奥斯陆结晶器205内的中央设有直立的导流筒，导流筒的直径约为奥斯陆结晶器

205直径的1/8?1/5，导流筒与奥斯陆结晶器205的底壁之间设有间距，物料经过导流筒向下

流动，并且沿着导流筒的外壁逐渐上升。

[0035] 奥斯陆结晶器205的侧壁上侧设有循环出口，循环出口通过保冷管道连接冷结晶强制循环泵201的入口，浮在冷结晶强制循环泵201上侧的母液和小颗粒的晶体由循环出口

流出冷结晶强制循环泵201，进入冷结晶强制循环泵201内。因此，循环出口既可以排母液，

控制结晶分离器内的盐晶含量，也可以将一些微细的盐晶排出，以保持奥斯陆结晶器205内

晶核相对稳定,有利于保持晶粒均一。

[0036] 奥斯陆结晶器205包括上段、中段和下段，上段、中段和下段的直径由上至下依次减小。料液在结晶分离器117和保冷管道内的停留时间影响了晶体的粒径和设备的生产能

力，而料液的停留时间和设备的大小有很大的关系，因此通过合理控制奥斯陆结晶器205的

长度来控制料液的停留时间，以控制出盐的粒径大小。

[0037] 本实用新型的工作方式：[0038] 在本实施例中，具体操作步骤如下：[0039] 1)压缩机115为强制循环换热器110供热，原料泵102将原料输入MR蒸发系统100中，强制循环泵109、强制循环换热器110和结晶分离器117依次连接形成物料的蒸发浓缩循

环；

[0040] 2)结晶分离器117底部的流量检测仪和密度检测仪检测物料浓缩液的流量和密度；

[0041] 3)当物料的浓缩液达到所要求的浓缩比后开始出料，含结晶的浓缩液经氯化钠出料泵118送至氯化钠稠厚器119后，经氯化钠离心机120分离结晶，析出氯化钠盐；富含饱和

浓度的氯化钾母液转入真空闪蒸奥斯陆系统200；

[0042] 4)通过蒸汽喷射器207和氯化钾真空泵210的真空组合，使氯化钾溶液在奥斯陆结晶器205内闪蒸降温，氯化钾在奥斯陆结晶器205进行降温和晶体的成长；

[0043] 5)然后在奥斯陆结晶器205底部的流量检测仪和密度检测仪检测物料浓缩液的流量和密度，当物料的浓缩液达到所要求的浓缩比后开始出料；

[0044] 6)含结晶的浓缩液经氯化钾出料泵206送至氯化钾稠厚器209后，经氯化钾离心机204分离结晶，析出氯化钾盐后离开系统。

[0045] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以

对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在

本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新

型的保护范围之内。