[发明专利]一种多级环流式无机械搅拌硫酸铵结晶器及操作方法

权利要求书

1.一种多级环流式无机械搅拌硫酸铵结晶器的操作方法，其特征在于：结晶器为由下到上逐级扩径的圆形套筒结构，所述硫酸铵结晶器包括外筒体(a)、硫酸铵溶液进口管(b)、微泡发生器(c)和多级环流结构，所述外筒体(a)由上封头、圆筒型壳体和与其他设备连接的管口组成，所述多级环流结构的每一级由晶体导流结构(d)、气泡收集器(e)、环流内筒(f)、矩形连接筋板(g)、梯形连接筋板(h)组成，所述硫酸铵结晶器与其他设备连接的管口包括反冲洗口(1)、晶浆出口(2)、硫酸铵溶液入口(3)、过热蒸汽入口(4)、循环母液出口(5)、清液出口(6)、喷淋液入口(7)和蒸汽出口(8)，所述反冲洗口(1)位于结晶器外筒体(a)的底部，晶浆出口(2)位于外筒体(a)底部反冲洗口(1)以上，所述硫酸铵溶液进口管(b)位于外筒体(a)下部反冲洗口(1)和晶浆出口(2)以上，所述硫酸铵溶液入口(3)与硫酸铵溶液进口管(b)连接，所述微泡发生器(c)位于硫酸铵溶液进口管(b)上方，所述过热蒸汽入口(4)与微泡发生器(c)连接，所述晶体导流结构(d)、气泡收集器(e)和环流内筒(f)位于微泡发生器(c)上方，所述循环母液出口(5)的定位高度与结晶器顶部第一级环流结构的环流内筒(f)底部位置相同，所述清液出口(6)位于结晶器顶部第一级环流结构上部，并且处于喷淋液入口(7)和蒸汽出口(8)以下，所述蒸汽出口(8)位于外筒体(a)上封头的顶部，喷淋液入口(7)位于结晶器顶部清液出口(6)以上；

操作方法是温度高于所述硫酸铵结晶器顶部操作压力下饱和温度的硫酸铵溶液经进料泵由底部硫酸铵溶液入口(3)进入结晶器，温度高于结晶器底部操作温度的过热蒸汽由过热蒸汽入口(4)进入结晶器经微泡发生器(c)产生大量微小气泡，引发热的硫酸铵溶液缓慢蒸发溶剂产生气相，形成气液固三相环流，不同大小的硫酸铵结晶颗粒经过逐级浮选，大的硫酸铵结晶颗粒聚集在结晶器下部，含细小结晶的硫酸铵溶液由顶部循环级下方的循环母液出口(5)采出加热溶解细晶后与进料硫酸铵溶液混合后由硫酸铵溶液入口(3)返回结晶器，逐级闪蒸产生的蒸汽经蒸汽出口(8)进入冷凝器，凝液一部分经喷淋液入口(7)返回结晶器，使顶部硫酸铵溶液处于溶解不饱和状态，此不饱和硫酸铵溶液经清液出口(6)采出进入硫酸铵反应器增温增浓；硫酸铵结晶器顶部蒸汽一部分进入压缩机压缩成过热蒸汽后由过热蒸汽入口(4)进入结晶器微泡发生器(c)；外筒体(a)的圆筒型壳体根据每一级环流结构内闪蒸汽量的增大逐级扩径，使上升蒸汽相对于外筒的表观气速为0.05-0.5m/s。

2.根据权利要求1所述的结晶器的操作方法，其特征在于：所述环流内筒(f)与外筒体(a)为同心的内套筒，通过矩形连接筋板(g)与外筒体(a)的壳体连接固定。

3.根据权利要求1所述的结晶器的操作方法，其特征在于：晶体导流结构(d)位于结晶器内上下两级环流结构之间，是一种表面光滑的环状缩径结构，直径最小处与上部环流结构的环流内筒(f)相同，所述晶体导流结构(d)与外筒体(a)的壳体焊接。

4.根据权利要求1所述的结晶器的操作方法，其特征在于：所述气泡收集器(e)是一种上小下大的喇叭口结构，通过梯形连接筋板(h)与外筒体(a)的壳体连接固定。

5.根据权利要求1所述的结晶器的操作方法，其特征在于：所述微泡发生器(c)为金属多孔介质。