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氯化钴如何蒸发结晶

作者:蒸发器康景辉

如何制备大颗粒氯化钴?采用蒸发结晶工艺可行吗?康景辉蒸发器小编和大家一起聊聊如何制备大颗粒氯化钴。

氯化钴目前制备工艺

现有的氯化钴盐溶液蒸发方法是采用单效釜式蒸发,能源消耗大,蒸发到一定程度即进行冷却结晶,结晶后的母液继续回釜中进行蒸发,体系中的母液被重复进行加热、冷却、再加热,能量损耗非常大。

氯化钴如何蒸发结晶

氯化钴蒸发结晶新工艺

氯化钴蒸发结晶新工艺预热+蒸发浓缩+冷却结晶工艺+离心分离工艺。

1、预热

将温度≥10℃的氯化钴溶液泵送到原液罐内,由原料泵加压后进入l级换热器进行预热,然后在经2级预热器预热后,进入降膜蒸发。

蒸发浓缩:

降膜蒸发:预热的氯化钴溶液泵入降膜蒸发器内,降膜蒸发器管内的原料与管外加热蒸汽换热使原料沸腾蒸发,原料被浓缩后泵送入强制蒸发器内;降膜蒸发可以为双效降膜蒸发或MVR蒸发;其中,采用双效降膜蒸发氯化钴溶液先进行二效蒸发然后再进行一效蒸发;采用MVR蒸发氯化钴溶液先进行一级蒸发再进行二级蒸发;

氯化钴如何蒸发结晶

MVR蒸发采用顺序的蒸发方式,物料由一级到二级,双效采用逆序的蒸发方式,物料由二效到一效能够保证浓溶液的温度大于86℃,物料可以溶解于其自身的结晶水。[

强制蒸发:强制蒸发器的换热器壳层通入新鲜蒸汽,使强制蒸发器管内的原料与壳层蒸汽换热使原料蒸发,再次浓缩直至氯化钻的浓度达到54-55%后,依靠位差连续送入高位罐

蒸发阶段将氯化钻的浓度直接提高到54-55%,即将氯化钴溶液中除结晶水以外的游离水全部蒸发掉,蒸发完成后由于温度超过85℃,氯化钴溶解于其自身的结晶水当中,基本还是溶液状态,避免了母液需要重复的升温、降温﹑再升温的过程,且能够一次性将产品氯化钴全部蒸发结晶。

强制蒸发器产生的二次蒸汽经过分离器把水蒸气中的液滴分离后进入降膜蒸发器壳层;强制蒸发器的换热器产生的冷凝水在换热器的底部汇集后进入冷凝水罐。

氯化钴如何蒸发结晶

在蒸发过程中将氯化钴溶液中除结晶水以外的游离水全蒸发了出来,使得一次收率大幅提高,处理成本大幅降低,该工艺使得溶液的沸点升高较高,采用多效法进行蒸发是可行的。

将经MVR蒸发产生的二次蒸汽进入各自的分离器把水蒸气中的液滴从蒸汽中分离出去形成二次蒸汽,二次蒸汽进入离心压缩机,水蒸气被压缩后温度和压力升高,一部分进入降膜蒸发器壳层加热物料﹐另一部分较高温度的水蒸气进入罗茨压缩机,进一步提高温度和压力后进入强制蒸发器换热管外面,与管内原料换热,水蒸气放出潜热被冷凝为冷凝水。

强制蒸发器的强制换热器产生的冷凝水进入降膜换热器壳层,降膜蒸发器的换热器产生的冷凝水在换热器的底部汇集后进入冷凝水罐。

在蒸发过程中将氯化钴溶液中除结晶水以外的游离水全蒸发了出来,使得溶液的沸点升高较高,达到21度,远超过通常MVR蒸发器的能力,因此采用两台压缩机串联解决温升高的问题,离心压缩机和罗茨压缩机均可,完全串联与部分串联也都可以实现,考虑到压缩机的处理能力一级投资成本,实际采用离心与罗茨的部分串联法实现。

冷却结晶:将送入高位罐内的浓缩液进行结晶,得到结晶颗粒;

游离水全部蒸发掉的过程中由于氯化钻的过饱和度更高,略降温即可能结成一块,不能将如此高的过饱和度的液体直接冷却结晶,因此,在结晶过程中,将温度大于85℃去除游离水的超浓的氯化钴溶液加入到冷的氯化钴饱和溶液中(可以是原先结晶的分离母液,也可以是新配置的氯化钴饱和溶液,新配置的只需一次,以后会一直回用),这样使得氯化钴的过饱和度得到有效控制,从而解决了将游离水全部蒸发掉的过程中由于氯化钴的过饱和度更高,略降温即可能结成一块的问题,使得生产可以进行,而且得到颗粒非常大的结晶。

其中,冷的氯化钴饱和溶液的质量为超浓的氯化钴溶液的质量的1倍-5倍较好。

离心分离:结晶颗粒连续进入离心机,进行离心分离,母液进入母液罐,采用母液泵将母液泵回高位结晶罐;离心分离后的固体包装。

不凝汽冷却器、调节阀、汽水分离器、真空泵组成稳压系统,保证蒸发器工作在设计压力,以保证蒸发温度稳定在工艺要求范围内。