多级降温循环冷冻结晶系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种多级降温循环冷冻结晶系统。该多级降温循环冷冻结晶系统包括冷冻换热器、冷冻出料罐、冷冻循环泵、冷冻晶浆泵、第一旋风分离器、冷冻养晶罐、冷冻出料泵、第二旋风分离器、冷冻离心缓冲罐以及冷冻离心机；冷冻换热器的数量为至少两个且多个所述冷冻换热器并联设置，所述冷冻换热器与冷冻出料罐连通，冷冻出料罐、冷冻晶浆泵、所述第一旋风分离器、冷冻养晶罐、冷冻出料泵、第二旋风分离器、所述冷冻离心缓冲罐以及所述冷冻离心机依次顺序连通；所述冷冻出料罐还通过所述冷冻循环泵与各个所述冷冻换热器连通。该多级降温循环冷冻结晶系统实现了冷冻结晶的高效稳定长时间运行，同时保证了结晶盐的纯度及资源化率。

【技术实现步骤摘要】
多级降温循环冷冻结晶系统
本技术属于水处理领域，特别涉及一种多级降温循环冷冻结晶系统。
技术介绍
目前，随着国家环保政策的提升，企业处理废水的压力也逐渐增大，由最初的废水综合利用到零排放，处理技术也从简单的化学加药处理、离子交换处理、膜处理衍变为复杂的高级氧化、纳滤、电催化、高压反渗透、高压纳滤、蒸发结晶、冷冻结晶等，技术在不断创新，流程也在不断加长。通过以上多种工艺技术的组合优化，基本实现了水的全部回收利用，同时实现了废水中结晶盐的分离及资源化利用。但是，这些方法仍不能将废水中氯化钠、硫酸钠高效分离，不能同时保证结晶盐的纯度和资源化利用率，导致无法回用的混盐增多。虽然采用冷热法相结合的工艺能够实现同时保证结晶盐的纯度和资源化利用率，但是由于冷冻结晶工程案列较少，设计制造人员缺乏经验，导致冷冻结晶出现易堵塞、温度无法降到设计值、运行周期短、清洗维护时间长、处理完母液硫酸根超标等问题，最终产出混盐增多。混盐由于杂质较多，成分复杂，不能资源化利用，处理难度较大，目前常按堆放或填埋处理，这不仅容易造成二次污染，而且需要耗费大量人力财力，得不偿失。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种实现了冷冻结晶的高效稳定长时间运行，同时保证了结晶盐的纯度及资源化率的多级降温循环冷冻结晶系统。一种多级降温循环冷冻结晶系统，包括冷冻换热器、冷冻出料罐、冷冻循环泵、冷冻晶浆泵、第一旋风分离器、冷冻养晶罐、冷冻出料泵、第二旋风分离器、冷冻离心缓冲罐以及冷冻离心机；所述冷冻换热器有多个且多个所述冷冻换热器并联设置，所述冷冻换热器与所述冷冻出料罐连通，所述冷冻出料罐、所述冷冻晶浆泵、所述第一旋风分离器、所述冷冻养晶罐、所述冷冻出料泵、所述第二旋风分离器、所述冷冻离心缓冲罐以及所述冷冻离心机依次顺序串接；所述冷冻出料罐还通过所述冷冻循环泵与各个所述冷冻换热器连通形成循环通路。在其中一个实施例中，所述冷冻换热器具有料液接口、换热器排气口、冷冻循环入口、清洗水进口、冷冻液出口、冷冻外排母液排出口、冷冻外排母液进口、冷冻液进口、清洗水排出口以及冷冻循环出口；各个所述冷冻换热器的冷冻循环出口均与所述冷冻出料罐的进料口连通，所述冷冻出料罐的出料口通过所述冷冻循环泵与各个所述冷冻换热器的冷冻循环入口连通。在其中一个实施例中，所述冷冻换热器还均具有温度变送器接口和液位计接口。在其中一个实施例中，所述冷冻出料罐的出料口通过所述冷冻晶浆泵与所述第一旋风分离器连通，所述第一旋风分离器的料液出口与所述冷冻养晶罐连通，所述第一旋风分离器的清液出口与所述冷冻出料罐的晶浆稀液进料口连通。在其中一个实施例中，所述第二旋风分离器的料液出口与所述冷冻离心缓冲罐连通，所述第二旋风分离器的清液出口与各个所述冷冻换热器的冷冻外排母液进口以及各个所述冷冻换热器的硫酸钠溶液进料管连通。在其中一个实施例中，所述冷冻循环泵的数量有一个或多个，当所述冷冻循环泵的数量有多个时多个所述冷冻循环泵并联设置。所有涉及到泵的数量考虑到一个也可以完成因此改为一个或多个，选用多个的优点是可以随时在线切换，相比于一个发生故障停机更便于保证连续运行。在其中一个实施例中，所述冷冻晶浆泵的数量有一个或多个，当所述冷冻晶浆泵的数量有多个时，多个所述冷冻晶浆泵并联设置。在其中一个实施例中，所述冷冻出料泵的数量有一个或多个，所述冷冻出料泵的数量有多个时，多个所述冷冻出料泵并联设置。在其中一个实施例中，所述多级降温循环冷冻结晶系统还包括冷冻母液罐以及冷冻母液泵，所述冷冻离心缓冲罐的溢流口与所述冷冻母液罐连通，所述冷冻母液罐通过所述冷冻母液泵与所述冷冻养晶罐连通。在其中一个实施例中，所述冷冻母液泵的数量有一个或多个，当所述冷冻母液泵的数量有多个时，多个所述冷冻母液泵并联设置。在其中一个实施例中，所述冷冻换热器上、所述冷冻出料罐上、所述冷冻养晶罐上、所述冷冻离心缓冲罐上、所述冷冻母液罐上均设置有搅拌机构。一种所述的多级降温循环冷冻结晶系统的结晶工艺，包括如下步骤：将硫酸钠溶液从料液接口加入至第一个冷冻换热器，通过与从第一个所述冷冻换热器的冷冻外排母液进口进入的冷冻外排母液换热降温后形成预冷硫酸钠溶液，并从第一个所述冷冻换热器的冷冻循环出口排出并进入冷冻出料罐，冷冻外排母液经过换热升温后从第一个所述冷冻换热器的冷冻外排母液排出口排出，第一个所述冷冻换热器作为预冷器实现冷冻外排母液与硫酸钠溶液的换热；所述预冷硫酸钠溶液从所述冷冻出料罐的出料口经过冷冻循环泵及第二个所述冷冻换热器的冷冻循环入口泵入第二个所述冷冻换热器内，所述预冷硫酸钠溶液与从所述第二个冷冻换热器冷冻液进口进入的冷冻液再次换热降温，然后进入所述冷冻出料罐内以产出和富集芒硝；所述冷冻出料罐内的芒硝晶浆通过冷冻晶浆泵泵入第一旋风分离器实现固液分离，所述第一旋风分离器分离得到的芒硝晶浆进入冷冻养晶罐，冷冻液进入所述冷冻养晶罐的夹套内与所述冷冻养晶罐内的芒硝晶浆换热实现二次降温冷冻；所述冷冻养晶罐内的芒硝晶浆通过冷冻出料泵泵入第二旋风分离器实现固液分离，所述第二旋风分离器分离得到的芒硝晶浆通过冷冻离心缓冲罐进入冷冻离心机，所述冷冻离心机用于离心芒硝晶浆实现芒硝和母液的分离。在其中一个实施例中，还包括如下步骤：将所述第一旋风分离器分离得到的清液进入所述冷冻出料罐后再经所述冷冻循环泵进入所述冷冻换热器内。在其中一个实施例中，还包括如下步骤：将所述第二旋风分离器分离得到的晶浆稀液打入第一个所述冷冻换热器内与硫酸钠溶液换热，或者将所述第二旋风分离器分离得到的晶浆稀液从所述料液接口打入第一个所述冷冻换热器内重新换热冷冻。在其中一个实施例中，还包括如下步骤：从所述冷冻离心缓冲罐溢流出的上清液进入冷冻母液罐，并经所述冷冻母液泵泵入所述冷冻养晶罐内，以使得所述冷冻养晶罐内的芒硝晶浆再次降温结晶，使得芒硝晶浆中细小芒硝颗粒再结晶长大，同时还使得未结晶的硫酸钠转化为芒硝。本技术的多级降温循环冷冻结晶系统实现了冷冻结晶的高效稳定长时间运行，同时保证了结晶盐的纯度及资源化率。本技术对冷冻换热器、冷冻养晶罐、冷冻旋风分离器、冷冻离心缓冲罐、冷冻母液罐的优化组合，实现了冷冻结晶的高效稳定长时间运行，同时保证了结晶盐的纯度及资源化率。本技术的多级降温循环冷冻结晶能够有效缩短冷冻换热器的清洗周期、保证运行稳定性。具体地，(1)在运行过程中，如出现冷冻循环泵电流增高，泵出口压力增大等现象，可通过将至少两组冷冻换热器切换，原做预冷用的第一个冷冻换热器作为冷冻降温结晶换热器，原冷冻降温结晶用的第二个冷冻换热器则作为预冷换热器，第一个换热器只需将壳程内的冷冻外排母液排出，并用冷凝水冲洗，然后冷冻液进入壳程。第二个换热器只需将壳程内的冷冻液排出，并用冷凝水冲洗，然后硫酸钠料液进入管程，冷冻外排母液进入壳程。实现了两组换热器的全部对调切换，这样原预冷用的第一个冷冻换热器作为冷冻结晶换热器通入冷料冷冻，而原冷冻结晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级降温循环冷冻结晶系统，其特征在于，包括冷冻换热器、冷冻出料罐、冷冻循环泵、冷冻晶浆泵、第一旋风分离器、冷冻养晶罐、冷冻出料泵、第二旋风分离器、冷冻离心缓冲罐以及冷冻离心机；所述冷冻换热器有多个且多个所述冷冻换热器并联设置，所述冷冻换热器与所述冷冻出料罐连通，所述冷冻出料罐、所述冷冻晶浆泵、所述第一旋风分离器、所述冷冻养晶罐、所述冷冻出料泵、所述第二旋风分离器、所述冷冻离心缓冲罐以及所述冷冻离心机依次顺序串接；所述冷冻出料罐还通过所述冷冻循环泵与各个所述冷冻换热器连通形成循环通路。/n

【技术特征摘要】
1.一种多级降温循环冷冻结晶系统，其特征在于，包括冷冻换热器、冷冻出料罐、冷冻循环泵、冷冻晶浆泵、第一旋风分离器、冷冻养晶罐、冷冻出料泵、第二旋风分离器、冷冻离心缓冲罐以及冷冻离心机；所述冷冻换热器有多个且多个所述冷冻换热器并联设置，所述冷冻换热器与所述冷冻出料罐连通，所述冷冻出料罐、所述冷冻晶浆泵、所述第一旋风分离器、所述冷冻养晶罐、所述冷冻出料泵、所述第二旋风分离器、所述冷冻离心缓冲罐以及所述冷冻离心机依次顺序串接；所述冷冻出料罐还通过所述冷冻循环泵与各个所述冷冻换热器连通形成循环通路。


2.根据权利要求1所述的多级降温循环冷冻结晶系统，其特征在于，所述冷冻换热器具有料液接口、换热器排气口、冷冻循环入口、清洗水进口、冷冻液出口、冷冻外排母液排出口、冷冻外排母液进口、冷冻液进口、清洗水排出口以及冷冻循环出口；各个所述冷冻换热器的冷冻循环出口均与所述冷冻出料罐的进料口连通，所述冷冻出料罐的出料口通过所述冷冻循环泵与各个所述冷冻换热器的冷冻循环入口连通。


3.根据权利要求2所述的多级降温循环冷冻结晶系统，其特征在于，所述冷冻出料罐的出料口通过所述冷冻晶浆泵与所述第一旋风分离器连通，所述第一旋风分离器的料液出口与所述冷冻养晶罐连通，所述第一旋风分离器的清液出口与所述冷冻出料罐的晶浆稀液进料口连通。


4.根据权利要求2所述的多级降温循环冷冻结晶系统，其特征在于，所述第二旋风分离器的料液出口与所述冷冻离心缓冲罐连通...

【专利技术属性】
技术研发人员：余占军，赛世杰，党平，余占海，王龙，张娜，李买军，杭天浜，
申请(专利权)人：内蒙古久科康瑞环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：内蒙古;15