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氧氯化鋯生產(chǎn)設(shè)備 氧氯化鋯濃縮結(jié)晶裝置 氧氯化鋯蒸發(fā)器

一、應(yīng)用背景

鋯是一種重要的戰(zhàn)略金屬，具有優(yōu)異的耐腐蝕性、高溫強(qiáng)度和良好的核性能等特點(diǎn)。氧氯化鋯是鋯產(chǎn)業(yè)鏈中的重要中間產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于陶瓷、耐火材料、電子、光學(xué)玻璃、冶金等行業(yè)。

隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)的重視程度不斷提高，化工行業(yè)面臨著越來(lái)越嚴(yán)格的環(huán)保要求。氧氯化鋯生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水、廢氣和廢渣需要進(jìn)行有效的處理，以減少對(duì)環(huán)境的污染。濃縮結(jié)晶系統(tǒng)可以通過(guò)優(yōu)化工藝，減少?gòu)U水排放，提高資源利用率，符合環(huán)保發(fā)展的趨勢(shì)。

二、工作原理

1.預(yù)熱：將待濃縮的氧氯化鋯溶液通過(guò)預(yù)熱器進(jìn)行預(yù)熱，使其溫度升高到接近沸點(diǎn)。

2.蒸發(fā)：預(yù)熱后的溶液進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器內(nèi)與加熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換，使溶液中的水分蒸發(fā)汽化。加熱介質(zhì)通常是蒸汽或熱油等。

3.氣液分離：蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽和濃縮后的溶液在蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行氣液分離。蒸汽通過(guò)蒸發(fā)器頂部的出口排出，而濃縮后的溶液則通過(guò)底部的出口排出。

4.冷凝：排出的蒸汽進(jìn)入冷凝器，與冷卻介質(zhì)進(jìn)行熱交換，使蒸汽冷凝成液體。冷卻介質(zhì)通常是水或空氣等。

5.收集：冷凝后的液體進(jìn)入收集器，收集起來(lái)得到濃縮后的氧氯化鋯溶液。

6.結(jié)晶：將濃縮后的氧氯化鋯溶液送入結(jié)晶器，在結(jié)晶器內(nèi)通過(guò)控制溫度和攪拌等條件，使溶液中的氧氯化鋯結(jié)晶析出。

7.分離：結(jié)晶后的固體和母液在結(jié)晶器內(nèi)進(jìn)行分離。固體通過(guò)過(guò)濾器或離心機(jī)等設(shè)備進(jìn)行分離，得到純凈的氧氯化鋯晶體。母液則返回蒸發(fā)器繼續(xù)進(jìn)行濃縮。

8.干燥：分離得到的氧氯化鋯晶體通常含有一定的水分，需要進(jìn)行干燥處理。干燥可以通過(guò)熱風(fēng)干燥、真空干燥或冷凍干燥等方式進(jìn)行，使晶體中的水分蒸發(fā)，得到干燥的氧氯化鋯產(chǎn)品。

三、系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

耐腐蝕性能強(qiáng)

熱傳導(dǎo)性能好

密封性好

操作穩(wěn)定可靠

節(jié)能環(huán)保

氧氯化鋯濃縮結(jié)晶系統(tǒng)通過(guò)石墨蒸發(fā)器實(shí)現(xiàn)溶液的濃縮，在結(jié)晶器中進(jìn)行結(jié)晶，最后利用離心機(jī)將晶體和母液分離，從而得到高純度的氧氯化鋯晶體產(chǎn)品。

一、氧氯化鋯原液特點(diǎn)

氧氯化鋯的性質(zhì)：

氧氯化鋯是一種化學(xué)物質(zhì)，分子式是ZrOCI2·8H2OZr(OH)4 2HCl 5H2O→ZrOCl2 8H2O

分子量 322.25

二? ?氧氯化鋯蒸發(fā)濃縮設(shè)備設(shè)計(jì)范圍

萃取氧氯化鋯鹽酸溶液濃縮至要求濃度，整個(gè)工程項(xiàng)目。

從原料進(jìn)料泵開(kāi)始的一條完整的工程，包括：總工程設(shè)計(jì)、提供的設(shè)備及設(shè)備安裝、提供的工藝管道及安裝、提供的電氣儀表及安裝、設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)施工圖設(shè)計(jì)、提供的非標(biāo)設(shè)備及安裝、提供的自控設(shè)備及安裝、提供的保溫材料及施工、設(shè)備及建筑物防腐設(shè)計(jì)。取樣及防滲漏檢測(cè)設(shè)計(jì)及設(shè)置（酸水，蒸汽冷凝水）取樣點(diǎn)，用以檢測(cè)。

三? 氧氯化鋯蒸發(fā)濃縮設(shè)備設(shè)計(jì)原則

1、蒸發(fā)濃縮工藝成熟、設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定；排水排氣必須符合國(guó)家有關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

2、整個(gè)流程減少管道迂回，降低運(yùn)行費(fèi)用；

3、整體布局簡(jiǎn)潔、合理、美觀，符合國(guó)家有關(guān)環(huán)保、消防規(guī)定；

4、采用技術(shù)先進(jìn)、節(jié)約能源；

5、運(yùn)行、管理、維修方便，減少操作勞動(dòng)強(qiáng)度；

6、根據(jù)買方提供的廠房圖，詳細(xì)設(shè)計(jì)設(shè)備和構(gòu)筑物的平面布置圖，且確保高程分布的合理性。同時(shí)采用處理效率高的設(shè)備，減少占地面積。

四? 氧氯化鋯濃縮結(jié)晶設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)

本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)參數(shù)，主要依據(jù)業(yè)主提供的數(shù)據(jù)

氧氯化鋯鹽酸一次溶液進(jìn)量大，蒸發(fā)量小，溶液進(jìn)蒸發(fā)器前升溫會(huì)消耗大量的熱量，所以此項(xiàng)目節(jié)能的關(guān)鍵點(diǎn)在于對(duì)低溫原料的多級(jí)預(yù)熱，盡量增加溶液預(yù)熱后的溫度。

五? ?氧氯化鋯濃縮蒸發(fā)工藝特點(diǎn)

本蒸發(fā)工藝為連續(xù)工藝，西門子PLC控制，自動(dòng)化程度高，有利于操作；加熱器內(nèi)物料流速高，不易結(jié)垢或堵塞，加熱器選用石墨材質(zhì)，節(jié)約成本；2效蒸發(fā)裝置選型:二效冷凝水預(yù)熱器 一效冷凝水預(yù)熱器 2效蒸發(fā)器

六? 氧氯化鋯蒸發(fā)工藝方案

一次母液蒸發(fā)工藝采用2效蒸發(fā)方案

工作過(guò)程中物料的流動(dòng)：開(kāi)啟原料液進(jìn)料泵，溶液首先經(jīng)多次預(yù)熱后進(jìn)蒸發(fā)器，充分利用了高溫冷凝水的熱量使物料經(jīng)多級(jí)預(yù)熱器通過(guò)液位控制閥進(jìn)入分離室，分離室物料液位達(dá)到設(shè)計(jì)液位后。此時(shí)，開(kāi)啟生蒸汽閥門，使生蒸汽進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行物料蒸發(fā)，物料被汽化成蒸汽蒸發(fā)。

工作過(guò)程中蒸汽的流動(dòng)：

來(lái)自鍋爐生蒸汽，0.5MPa后直接加熱一效蒸發(fā)器，一效分離器產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)入二效蒸發(fā)器，作為二效蒸發(fā)器的熱源，二效分離器產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)入冷凝器，冷凝以后收集至高純鹽酸罐。從高位冷凝器排出的不凝氣由真空泵排出系統(tǒng)。

工作過(guò)程中生蒸汽冷凝水的流動(dòng)：

生蒸汽進(jìn)入第一效蒸發(fā)器放熱后冷凝成冷凝水，由于冷凝水溫度還較高（約150℃左右），為了回收顯熱，將蒸汽產(chǎn)生的冷凝水通過(guò)生蒸汽冷凝水預(yù)熱器和進(jìn)料換熱回收部分熱量，降溫后的生蒸汽冷凝水最后引入生蒸汽冷凝水罐中，然后可以收集回系統(tǒng)