一种氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺系统，包括蒸发结晶器、与所述蒸发结晶器连接的大气冷凝器、具有换热管束的闭式凉水塔及连接于所述大气冷凝器的溢流管，所述换热管束的出水口与所述大气冷凝器的进水口通过第一循环水管连接，所述大气冷凝器的出水口与所述换热管束的进水口通过第二循环水管连接，所述第二循环水管上设置有工艺循环水泵，所述溢流管用于将工艺循环水输送至氯酸钠化盐系统。本发明专利技术提供的一种氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺系统，工艺循环水在封闭的环境下独立循环，适应电解液蒸发过程中的雾沫夹带，保护环境、保证了产品质量。本发明专利技术还提供一种氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺方法。

A closed cycle process system and method of sodium chlorate crystallization evaporation water

【技术实现步骤摘要】
一种氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺系统及方法
本专利技术涉及氯酸钠生产工艺
，特别涉及一种氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺系统及方法。
技术介绍
氯酸钠是无色立方晶体或三方结晶或白色粉末，味咸而凉,易潮解,熔点255℃，易溶于水，0℃在水中的溶解度为790g/L。氯酸钠在中性或弱碱性溶液中氧化力非常低，但在酸性溶液中或有诱导氧化剂和催化剂如硫酸铜存在时，则是强氧化剂，与酸类如硫酸作用放出二氧化氯；与硫、磷和有机物混合或受撞击，易引起燃烧和爆炸；加热至300℃以上易分解放出氧气。氯酸钠被广泛应用于制造二氧化氯、亚氯酸钠、高氯酸盐和其他氯酸盐，还用于鞣革、烟火、印刷油墨制造，以及冶金用矿石处理。现有氯酸钠蒸发结晶工艺，采用开放式工艺循环水系统，循环水自顶楼约25米高的大气冷凝器无动力自流，管径巨大，且冷凝器需要密封槽密封，防止空气逆流进入大气冷凝器降低真空度，水封槽中循环水通过泵打入凉水塔上部进行冷却，凉水塔水池中循环水通过泵打入25米高大气冷凝器。开放式凉水塔不可避免的将工艺循环水中夹带的化学物质带入外界环境，造成环境污染和物料损失；也将外界的杂质带入了循环系统中，如雨水、空气中的硫和氮氧化合物，造成水质被酸化，最终进入化盐系统，影响电解反应；按循环水蒸发损失量为1％计算，系统消耗了大量的工艺软水。鉴于此，有必要提供一种新的氯酸钠结晶蒸发工艺解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺系统，吸收电解液蒸汽的工艺循环水在封闭的环境下独立运行，封闭运行的工艺循环水克服了外界杂质带入循环系统影响氯酸钠电解反应的技术问题，也克服了工艺循环水中夹带的物质带入外界环境污染环境的问题，保证了氯酸钠产品质量。为了解决上述问题，本专利技术的技术方案如下：1.一种氯酸钠结晶蒸发水闭式循环系统，包括蒸发结晶器、与蒸发结晶器连接的大气冷凝器、具有换热管束的闭式凉水塔、工艺循环水管道、连接于大气冷凝器溢流口的溢流管；所述蒸发结晶器包括筒体、竖直设于筒体中心的进料部、连接于所述进料部底端用于将预热后的氯酸钠电解液输送至所述进料部内的进料管、套设于所述进料部外且呈漏斗状的出料部、设于所述筒体底部并与所述出料部连通用于将结晶物料输出的出料管、连接于所述筒体顶部的椭圆封头、设于所述椭圆封头顶部的升气管；电解液从进料部底部自下而上流动，当到达其顶部时电解液蒸发结晶，结晶后的物料溢流至漏斗形的出料部内，并由出料管排至离心脱水工艺；所述椭圆封头连接所述筒体的连接面与所述蒸发结晶器的蒸发液面重合，以减少蒸发液面以上结晶物附着面积，减少蒸发器内结晶附着几率；所述椭圆封头顶部的升气管与大气冷凝器相连；所述大气冷凝器包括位于其顶部并与真空泵相连的不凝气出口管、位于其中部的工艺循环水进水口、位于其底部的工艺循环水出水口和蒸汽进口、位于大气冷凝器内部且置于工艺循环水进水口至不凝气出口管之间的列管式换热器，由升气管排出的蒸汽经所述蒸汽进口进入大气冷凝器并与工艺循环水逆流直接接触进行热交换；所述列管式换热器用于冷却大气冷凝器内工艺循环水未冷凝的部分蒸汽，以防止不凝气夹带雾沫而影响真空泵系统的正常运行，所述列管式换热器的壳程冷却水由所述闭式凉水塔内用于与换热管束内工艺循环水进行间接热交换的冷却水提供，冷却不凝气后回流至所述闭式凉水塔内循环利用；所述工艺循环水管道包括连接换热管束出水口与大气冷凝器进水口的第一循环水管、连接大气冷凝器出水口与换热管束进水口的第二循环水管、设于第二循环水管上的工艺循环水泵、连接于所述工艺循环水泵进水口端的工艺软水进水管、连接于所述工艺循环水泵出水口的冲洗水管，所述工艺循环水泵位于大气冷凝器的出水口以下5-10m处；所述大气冷凝器溢流口的溢流管用于将工艺循环水输送至氯酸钠化盐系统，溢流口的位置低于所述大气冷凝器的蒸汽进口位置；所述闭式凉水塔包括换热管束、工业水冷却装置及塔顶的风机；所述工业水冷却装置包括冷却水循环泵、与冷却水循环泵连接的喷淋水管，所述喷淋水管提供的喷淋水与换热管束内的工艺循环水进行间接热交换使工艺循环水冷却，喷淋水增加的热量由所述风机进行撤热。2.根据1所述的一种氯酸钠结晶蒸发水闭式循环系统的工艺方法，包括如下步骤：向凉水塔加入冷却水，以保证其不断蒸发水份维持撤热能力；通过工艺软水进水管向闭式循环系统补充工艺软水，直至大气冷凝器溢流口出现水流为止；从氯酸钠电解母液槽来的电解液，经以氯酸钠电解循环液为热源的板式换热器预热后进入蒸发结晶器中心的进料管，开启与大气冷凝器不凝气管连接的真空泵系统，为蒸发结晶器的初始蒸发提供真空度90-93KPa，此时氯酸钠电解液沸点为44-46℃，电解液中的水分蒸发，形成的蒸汽通过升气管进入大气冷凝器；氯酸钠电解液在蒸发结晶器底部搅拌桨推动作用下从进料管底部自下而上运动，到达进料管顶端时蒸发水分结晶，结晶物由进料管顶端口溢流至漏斗状的出料管中，并通过出料管排至离心脱水工艺；控制蒸发结晶器的蒸发液面在其筒体与椭圆封头连接面，这样以减少蒸发液面以上结晶物的附着面积与蒸发器内结晶物的附着几率；氯酸钠电解液蒸发产生的蒸汽通过蒸发结晶器的升气管进入大气冷凝器内，与凉水塔提供的工艺循环水逆流直接接触热交换，未冷凝部分蒸汽继续上升与列管式换热器进行热交换而使不凝气中不夹带雾沫，冷凝气体形成的真空使蒸发结晶器内的电解液持续蒸发，此时与大气冷凝器不凝气管连接的真空泵系统的负荷仅用于排出系统中的不凝气，凉水塔提供的工艺循环水温为20-31℃，列管式换热器壳程进水温度为15-25℃；大气冷凝器冷凝水水温为31-37℃，冷凝水通过工艺循环水泵输送至闭式凉水塔的换热管束内与凉水塔工业水冷却装置的喷淋水管提供的冷却水进行间接热交换，冷却到20-30℃温度后再次进入大气冷凝器内冷却电解液水蒸汽，以此形成工艺循环水的闭式循环，工艺循环水冷凝电解液水蒸气后的富余部分通过溢流管溢流输送至氯酸钠化盐系统。本专利技术提供的氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺系统及方法，有益效果在于：1、本专利技术提供的氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺系统及方法，在氯酸钠真空蒸发结晶工序中采用闭式循环水工艺，吸收电解液蒸汽的工艺循环水在封闭的环境独立运行，确保了水质不受外界影响，保证了产品质量；封闭运行的循环水，其富余部分返回氯酸钠化盐系统或直接做冲洗水用，降低了工艺水消耗，且减少了物料的消耗；封闭运行的系统，无需考虑电解液蒸发过程的雾沫夹带现象，无化学物质对环境的污染。2、本专利技术提供的氯酸钠结晶蒸发水闭式循环工艺系统及方法，工艺循环水冷却采用闭式凉水塔，取消大气密封槽，由低扬程循环泵为工艺循环水提供动力，使其在大气冷凝器中冷凝蒸汽后输送至闭式凉水塔的换热管束进行间接换热，与现有技术相比，可节约能耗。3.大气冷凝器中增加列管式换热器，用于冷却大气冷凝器内工艺循环水未冷凝的部分蒸汽，一方面可防止不凝气夹带雾沫而影响真空泵系统的正常运行，可实现进一步冷凝水蒸气提高系统真空度，另一方面可防本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氯酸钠结晶蒸发水闭式循环系统，其特征在于，包括蒸发结晶器、与蒸发结晶器连接的大气冷凝器、具有换热管束的闭式凉水塔、工艺循环水管、连接于大气冷凝器溢流口的溢流管、工业水冷却装置；/n所述蒸发结晶器包括呈直管段的筒体、竖直设于筒体中心且出口略低于筒体直管段的进料筒、进料管、设于进料管外且呈漏斗状的出料筒、出料管、筒体顶部的椭圆封头、与大气冷凝器相连的椭圆封头顶部的升气管；/n所述大气冷凝器包括位于其顶部并与真空泵相连的不凝气出口管、位于其中部的工艺循环水进水口、位于其底部的工艺循环水出水口和蒸汽进口、位于大气冷凝器内部且置于工艺循环水进水口至不凝气出口管之间的列管式换热器，由升气管排出的蒸汽经所述蒸汽进口进入大气冷凝器并与工艺循环水逆流直接接触进行热交换；/n所述列管式换热器用于冷却大气冷凝器内工艺循环水未冷凝的部分蒸汽，以防止不凝气夹带雾沫而影响真空泵系统的正常运行，所述列管式换热器的壳程冷却水由所述闭式凉水塔内用于与换热管束内工艺循环水进行间接热交换的冷却水提供，冷却不凝气后回流至所述闭式凉水塔内循环利用；/n所述工艺循环水管包括连接换热管束出水口与大气冷凝器进水口的第一循环水管、连接大气冷凝器出水口与换热管束进水口的第二循环水管及其循环水泵、连接循环水泵进水口端的工艺软水进水管、连接循环水泵出水口的冲洗水管，第二循环水管的循环水泵位于大气冷凝器出水口以下5-10m处；/n所述大气冷凝器溢流口的溢流管用于将工艺循环水输送至氯酸钠化盐系统，溢流口的位置低于所述大气冷凝器的蒸汽进口位置；/n所述具有换热管束的闭式凉水塔包括换热管束、工业水冷却装置及塔顶风机；/n所述工业水冷却装置包括冷却水循环泵、与冷却水循环泵连接的喷淋水管，喷淋水管提供的喷淋水与换热管束内的工艺循环水进行间接热交换使工艺循环水冷却，喷淋水增加的热量由所述具有换热管束的闭式凉水塔顶风机撤热。/n...

【技术特征摘要】
1.一种氯酸钠结晶蒸发水闭式循环系统，其特征在于，包括蒸发结晶器、与蒸发结晶器连接的大气冷凝器、具有换热管束的闭式凉水塔、工艺循环水管、连接于大气冷凝器溢流口的溢流管、工业水冷却装置；
所述蒸发结晶器包括呈直管段的筒体、竖直设于筒体中心且出口略低于筒体直管段的进料筒、进料管、设于进料管外且呈漏斗状的出料筒、出料管、筒体顶部的椭圆封头、与大气冷凝器相连的椭圆封头顶部的升气管；
所述大气冷凝器包括位于其顶部并与真空泵相连的不凝气出口管、位于其中部的工艺循环水进水口、位于其底部的工艺循环水出水口和蒸汽进口、位于大气冷凝器内部且置于工艺循环水进水口至不凝气出口管之间的列管式换热器，由升气管排出的蒸汽经所述蒸汽进口进入大气冷凝器并与工艺循环水逆流直接接触进行热交换；
所述列管式换热器用于冷却大气冷凝器内工艺循环水未冷凝的部分蒸汽，以防止不凝气夹带雾沫而影响真空泵系统的正常运行，所述列管式换热器的壳程冷却水由所述闭式凉水塔内用于与换热管束内工艺循环水进行间接热交换的冷却水提供，冷却不凝气后回流至所述闭式凉水塔内循环利用；
所述工艺循环水管包括连接换热管束出水口与大气冷凝器进水口的第一循环水管、连接大气冷凝器出水口与换热管束进水口的第二循环水管及其循环水泵、连接循环水泵进水口端的工艺软水进水管、连接循环水泵出水口的冲洗水管，第二循环水管的循环水泵位于大气冷凝器出水口以下5-10m处；
所述大气冷凝器溢流口的溢流管用于将工艺循环水输送至氯酸钠化盐系统，溢流口的位置低于所述大气冷凝器的蒸汽进口位置；
所述具有换热管束的闭式凉水塔包括换热管束、工业水冷却装置及塔顶风机；
所述工业水冷却装置包括冷却水循环泵、与冷却水循环泵连接的喷淋水管，喷淋水管提供的喷淋水与换热管束内的工艺循环水进行间接热交换使工艺循环水冷却，喷淋水增加的热量由所述具有换热...

【专利技术属性】
技术研发人员：易重庆，程米亮，赵利启，伍小望，罗喜元，
申请(专利权)人：湖南恒光科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43