[发明专利]循环冷却式流化结晶器和方法

说明书

本发明公开了一种循环冷却式流化结晶器和方法，包括罐体、轴流泵、冷却器和中心回流管，罐体的中部设有进料口和取出口，罐体外部设有冷却器，轴流泵的抽液口插入到罐体顶部的液体内。轴流泵的出液口连接冷却器的进液口，冷却器的出液口连接中心回流管的进液口，中心回流管的出液口伸入到罐体底部的液体内，罐体顶部的液体被罐体顶部的轴流泵连续不断地抽取送入罐体外的冷却器中冷却，冷却后的液体由回流管回流到罐体底部与母液混合。混合液体再次由下向上被抽取，当穿过中部含有晶种的低温流化晶浆层时，过饱和度逐渐在晶种上消失，并使之不断长大，直至成长至所需粒径。本发明通过过饱和碳酸氢钠溶液生产出不同粒度的晶体碳酸氢钠，生产成本低。

技术领域

本发明涉及液体结晶技术领域，具体而言，涉及一种循环冷却式流化结晶器和方法。

背景技术

小苏打的制造，在工业领域无论是合成碱还是天然碱，使用最广泛的是纯碱碳酸化法，主要原料是纯碱和CO₂，其化学反应式为：

Na₂CO₃(aq)+CO₂(g)+H₂O(l)＝2NaHCO₃(s)。

纯碱碳酸化法小苏打生产过程的核心工艺是纯碱溶液的碳酸化与碳酸氢钠结晶的生成，其碳化结晶过程通常是在碳化塔中进行的，故在传统工艺中，碳化塔是生产操作的关键设备或称作核心设备。

为了实现化学反应和析出结晶的双重功能，碳化塔通常采用菌帽或筛板式的圆柱形立式结构，塔圈有20多节，塔高在20m以上。由于生产过程中有大量结晶析出，塔内壁及塔盘的结疤就是不可避免的。为了维持生产的连续性，前人总结出对塔编组、轮换作业的操作方式，最常用的是3塔一组或4塔一组、各塔轮流进行作业与清洗。显然，碳化塔的编组作业导致了碳化系统管道密集、控制繁琐、操作复杂。除此之外，由于碳化塔的工作原理是反应→饱和→过饱和→析晶，在结晶析出过程没有晶种存在，所以生成的NaHCO₃结晶很细，几乎都是针状，很难制得粗大的颗粒，这就使其在需要一定粒度的特殊场合的应用受到了限制。同时该工艺还存在流程长操作复杂，占地大、投资高等其他问题。

发明内容

本发明旨在一定程度上解决上述技术问题。

有鉴于此，本发明提供了一种循环冷却式流化结晶器和方法，该发明以过饱和碳酸氢钠溶液为原料生产出不同粒度的晶体碳酸氢钠，流程简化，操作方便，生产成本低。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种循环冷却式流化结晶器，包括罐体、轴流泵、冷却器和中心回流管。所述罐体的中部设有进料口和取出口，所述罐体外部设有所述冷却器，所述轴流泵的抽液口插入到所述罐体顶部的液体内，所述轴流泵的出液口连接所述冷却器的进液口，所述冷却器的出液口连接所述中心回流管的进液口，所述中心回流管的出液口伸入到所述罐体底部的液体内。

进一步，所述罐体中部设置有检测液体温度的温度检测计。

进一步，所述罐体的中部设置有用于检测晶体密度的密度计。

进一步，所述罐体的顶部设有用于悬清液流出的溢出口。

进一步，所述罐体的顶部设置有盖板。

进一步，所述罐体由上部、中部到底部的横向截面直径逐渐缩小。

一种循环冷却式流化结晶方法，基于权利要求1到6任一所述的循环冷却式流化结晶器，步骤如下：

S1：将合格过饱和原料液液体根据需求不断送入罐体内的中下部；

S2：罐体顶部的液体被罐体顶部的轴流泵连续不断地抽取送入罐体外的冷却器中冷却，冷却后的液体由中心回流管回流到罐体底部与母液混合；