一种提高等梯度降温结晶效率的方法与流程

本发明属于钛白粉生产，具体涉及一种提高等梯度降温结晶效率的方法。

背景技术：

1、目前，工业领域应用的结晶方法包括冷却结晶、蒸发结晶及真空冷却结晶。其中，冷却结晶工艺在国内各行业中应用占约95％，冷却结晶通常采用间壁式冷却方式，通过结晶器夹套的循环冷却水降低结晶器内部溶液的温度，使溶液产生一定的过饱和度并使溶液析出晶体。冷却结晶系统的冷却壁面常有晶体结出，形成不断增厚的晶疤或晶垢，这不仅阻碍了冷却过程的传热，还需要对结晶器壁面进行及时清理，劳动强度大，生产效率低。

2、真空冷却结晶是使溶液在真空条件下闪急蒸发而绝热冷却，通过冷却降温及去除一部分溶剂的双重效应实现溶液的过饱和度并产生晶体，真空冷却结晶系统的结晶器内部无换热壁面，因而不存在晶垢妨碍传热而需经常清理的问题。目前，真空冷却结晶系统常采用蒸汽喷射泵对系统进行抽真空，这需要现场配套有高压蒸汽，同时由于蒸汽喷射泵的抽气效率较低，蒸汽耗量较大，使得结晶系统运行能耗较高。

3、等梯度降温结晶系统利用压缩机做功，使得真空泵结晶器内溶液表面开始蒸发并绝热降温，二次蒸汽及结晶器内的不凝性气体在压缩机的增温增压的作用下进入冷凝器，经过换热冷却后经真空泵抽出排空。系统采用压缩机作为结晶器的真空抽气设备，通过压缩机压比及抽气量的匹配调整，实现对结晶粒度及降温速度的控制，系统设备结构简单、附属设备少、结晶过程调控方便、结晶粒度均匀。

4、在等梯度降温结晶系统的实际运行过程中，在冬季低温季节，等梯度结晶压缩机系统运行较为平稳，但是在夏季高温季节运行效果极差，经常出现压缩机超温抱死现象，对钛白粉生产系统造成了极大影响，造成该种现象的主要原因是，因夏季气温高、湿度大，导致凉水塔降温效果差，循环水温降温困难，循环水温＞32℃以上，结晶尾气系统温度不能降下来，影响压缩机压缩比，致使压缩机超温抱死频繁，因此有必要对其进行改进，以提高等梯度降温结晶效率。

技术实现思路

1、针对现有技术中的问题，本发明提供了一种提高等梯度降温结晶效率的方法。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种提高等梯度降温结晶效率的方法，包括等梯度降温结晶工艺，包括以下步骤：

4、步骤a：将等梯度降温结晶工艺中的温度为0-18℃的生产用水用作冷凝器的冷凝水；

5、步骤b：将换热后的生产用水用于生产。

6、采用该技术方案后，用生产过程中的温度为0-18℃的生产用水用作冷凝器的冷凝水，替代了现有技术中利用凉水塔冷却的循环水作为冷凝水，降低了生产成本，解决了现有技术中在炎热的夏季凉水塔降温效果差，循环水温降温困难的问题，同时将换热后的生产用水用于生产，不存在水系统污染可能性，能直接换热后再供整个产系统使用，实现了等梯度降温结晶工艺高效低成本运行的目标。

7、作为优选，所述0-18℃的生产用水的制备方法包括以下步骤：

8、步骤a.1:选取水源，所述水源的温度为0-18℃；

9、步骤a.2:对水源进行采集；

10、步骤a.3:按照生产用水的要求对水进行净化。

11、采用该技术方案后，选择合适的水源作为生产用水后，用该温度的水源作为生产用水后可以将其作为冷凝水对压缩机尾气进行冷凝，同时也不影响生产用水的使用，有效节约了成本。

12、作为优选，步骤a.3中所述净化的方法包括砂滤。

13、作为优选，所述等梯度降温结晶的具体步骤包括：

14、步骤a:将加热后的待结晶溶液加入到结晶器的指定液位；

15、步骤b:开启压缩机和结晶真空泵，使结晶器内的溶液表面开始蒸发并绝热降温；

16、步骤c:0-18℃生产用水供水系统为冷凝器提供冷凝水，结晶器产生的结晶料浆进入到结晶料浆贮槽，结晶器内产生的二次蒸汽及结晶器内的不凝气体在压缩机的增温增压作用下进入冷凝器内进行冷凝；

17、步骤d:通过汽液分离器将冷凝器内排出二次蒸汽冷却凝结液与不凝气体及部分未凝蒸汽分离；

18、步骤e:二次蒸汽冷却凝结液从汽液分离器排出，不凝气体及部分未凝蒸汽通过结晶真空泵排空，将冷凝器排出的水输送到结晶真空泵以及其他生产工序中用作生产用水；

19、步骤f:当结晶过程完成后关闭压缩机和结晶真空泵。

20、作为优选，所述水源的水温为13-18℃。

21、采用该技术方案后，通过砂滤对水进行过滤，得到砂滤水，将砂滤水作为生产用水。

22、一种高效率等梯度降温结晶系统，包括真空结晶器，所述真空结晶器连接有结晶料贮槽和压缩机，所述压缩机连接有冷凝器，所述冷凝器连接有结晶真空泵，所述冷凝器的进水口连接有0-18℃生产用水供水系统，所述冷凝器的出水口通过管道连接有结晶真空泵及其他生产工序。

23、作为优选，所述0-18℃生产用水供水系统包括净水站，所述净水站通过管道与水源相连，所述管道上设置有泵体。

24、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

25、1.本发明用生产过程中的温度为0-18℃的生产用水用作冷凝器的冷凝水，替代了现有技术中利用凉水塔冷却的循环水作为冷凝水，降低了生产成本，解决了现有技术中在炎热的夏季凉水塔降温效果差，循环水温降温困难的问题，同时将换热后的生产用水用于生产，不存在水系统污染可能性，能直接换热后再供整个产系统使用，实现了等梯度降温结晶工艺高效低成本运行的目标。

26、2.将本发明运用到钛白粉生产技术中时，高能耗设备压缩机的运行电流由平均范围280～320a降至160～200a，压缩机运行时长稳定在50～70min内，结晶终点温度稳定在18～22℃范围内。其次降低凉水塔砂滤水置换水量，吨钛白粉节约补水量5m3/t；结晶污循环循环水量由4000m3/h降低为只供浓缩冷却使用的1000m3/h，输水电耗节能显著，实现了等梯度降温结晶工艺高效低成本运行的目标。

技术特征：

1.一种提高等梯度降温结晶效率的方法，包括等梯度降温结晶工艺，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种提高等梯度降温结晶效率的方法，其特征在于：所述0-18℃的生产用水的制备方法包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种提高等梯度降温结晶效率的方法，其特征在于：步骤a.3中所述净化的方法包括砂滤。

4.根据权利要求1所述的一种提高等梯度降温结晶效率的方法，其特征在于：所述等梯度降温结晶的具体步骤包括：

5.一种如权利要求1-4任一项所述的高效率等梯度降温结晶系统，其特征在于：包括真空结晶器，所述真空结晶器连接有结晶料贮槽和压缩机，所述压缩机连接有冷凝器，所述冷凝器连接有结晶真空泵，所述冷凝器的进水口连接有0-18℃生产用水供水系统，所述冷凝器的出水口通过管道连接有结晶真空泵及其他生产工序。

6.根据权利要求5所述的一种提高等梯度降温结晶效率的系统，其特征在于：所述0-18℃生产用水供水系统包括净水站，所述净水站通过管道与水源相连，所述管道上设置有泵体。

7.根据权利要求5所述的一种提高等梯度降温结晶效率的系统，其特征在于：所述真空结晶器与压缩机之间设置有除沫器。

8.根据权利要求5所述的一种提高等梯度降温结晶效率的系统，其特征在于：所述结晶真空泵连接有密封水收集槽，所述密封水收集槽连接有化水站。

技术总结
本发明属于钛白粉生产技术领域，具体涉及一种提高等梯度降温结晶效率的方法。本发明针对现有技术中在炎热的夏季凉水塔降温效果差，循环水温降温困难的问题提供了一种提高等梯度降温结晶效率的方法，本发明用生产过程中的温度为0‑18℃的生产用水用作冷凝器的冷凝水，替代了现有技术中利用凉水塔冷却的循环水作为冷凝水，降低了生产成本，解决了现有技术中在炎热的夏季凉水塔降温效果差，循环水温降温困难的问题，同时将换热后的生产用水用于生产，不存在水系统污染可能性，能直接换热后再供整个产系统使用，实现了等梯度降温结晶工艺高效低成本运行的目标。

技术研发人员：曾小林,秦望明,彭本铃,李宗源
受保护的技术使用者：龙佰襄阳钛业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12