本發明專利技術公開了一種硫酸亞鐵溶液冷凍結晶裝置，包括冷凍機、冷凍結晶器和設置在冷凍結晶器內的換熱管，還包括冷量調節罐，所述冷量調節罐內設置有隔板，所述隔板將冷量調節罐分隔為聯通的A區域和B區域，所述A區域的進水口與冷凍機的冷凍水出水口通過第一閥門聯通，所述A區域的出水口與冷凍機的冷凍水進水口聯通,所述B區域的進水口與換熱管的出水口通過第二閥門聯通，所述B區域的進水口還與冷凍機的冷凍水出水口通過第三閥門聯通，所述B區域的出水口與換熱管的進水口聯通；本發明專利技術通過調節B區域的水溫，來保證冷凍過程中結晶器內換熱管道進出水溫差保持恒定，即供給冷凍結晶器的冷量為一個恒定值，因此所需冷凍機的制冷量恒定，保證了冷凍機的穩定運行，同時可避免溶液中的硫酸亞鐵局部過冷結晶附著在換熱管壁的情況。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及冷凍結晶領域，特別涉及一種硫酸亞鐵溶液冷凍結晶裝置和方法。
技術介紹
鋼鐵行業中在采用硫酸對鋼件進 行表面清洗時會產生一種富含硫酸亞鐵的強酸性溶液，該溶液由于富含硫酸亞鐵失去了酸洗能力，但其又具有一定的酸度，有極強的腐蝕性，不經處理嚴禁外排。該溶液可采用冷凍結晶法使溶液中的硫酸亞鐵結晶析出，再通過離心機實現固-液分離，分離出的液體其硫酸亞鐵濃度大為降低，加酸后可作為酸洗液重新利用，分理出的固體為七水硫酸亞鐵晶體，作為商品外售，該方法沒有強酸性溶液外排，實現了酸性硫酸亞鐵溶液的資源化利用。目前的硫酸亞鐵溶液冷凍結晶裝置主要由冷凍機和結晶器兩部分組成，在結晶器中設置換熱管，由冷凍機產生冷凍水流經結晶器中的換熱管使得結晶器中的液體溫度降低，經過換熱后的冷凍水溫度升高，進入冷凍機再次冷卻后重復利用。由于結晶器內液體溫度在冷凍過程中是一個變化值(例如從50°C降低至0°C)，當冷凍機冷凍水的出水溫度為恒定值(如-1(TC)時，冷凍水的回水溫度必然不能保持穩定，因此冷凍過程中冷凍機的制冷量是一個由大到小的過程，工況的不穩定嚴重影響了冷凍機的使用壽命。同時冷凍初期冷凍水溫度與結晶器內液體溫度溫差過大時，會造成溶液中的硫酸亞鐵局部結晶附著在換熱管壁，降低整套冷凍結晶裝置的效率。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術的目的是提供一種硫酸亞鐵溶液冷凍結晶裝置，該裝置可以保證冷凍機的穩定運行，同時可以防止冷凍初期溶液中硫酸亞鐵在換熱管壁的局部結晶。本專利技術的目的是通過以下技術方案實現的 一種硫酸亞鐵溶液冷凍結晶裝置，包括冷凍機、冷凍結晶器和設置在冷凍結晶器內的換熱管，還包括冷量調節罐，所述冷量調節罐內設置有隔板，所述隔板將冷量調節罐分隔為聯通的A區域和B區域，所述A區域的進水口與冷凍機的冷凍水出水口通過第一閥門聯通，所述A區域的出水口與冷凍機的冷凍水進水口聯通，所述B區域的進水口與換熱管的出水口通過第二閥門聯通，所述B區域的進水口還與冷凍機的冷凍水出水口通過第三閥門聯通，所述B區域的出水口與換熱管的進水口聯通； 進一步，所述冷量調節罐外設有保溫層； 進一步，所述A區域的進水口還與換熱管的出水口通過第四閥門聯通； 進一步，所述冷量調節罐A區域的出水口設置有第一水泵，所述冷量調節罐B區域的出水口設置有第二水泵。本專利技術還提供了一種利用上述硫酸亞鐵溶液冷凍結晶裝置進行冷凍結晶的方法，包括以下步驟 O開啟第一閥門、冷凍機和第一水泵； 2)將硫酸亞鐵溶液加入冷凍結晶器中，開啟第二閥門和第二水泵；3)當測定換熱管的進出水溫差小于設定值時，減小第一閥門開度，增大第三閥門開度，測得換熱管進出水溫差超過設定值時，第一閥門和第三閥門停止運動，保持閥門當時開度，冷凍過程中重復上述過程； 4)當B區域的溫度接近A區域溫度時，關閉第一閥門，關閉第二閥門，打開第四閥門； 5)當冷凍結晶器內溫度達到設定值時，關閉冷凍機、第一水泵、第二水泵、第三閥門和第四閥門，冷凍結晶過程結束。本專利技術的有益效果是本專利技術中冷凍機的冷凍水進出水流量保持恒定，可通過調節閥門來分配冷凍機冷凍水出水進入A、B區域的水量；進入B區域的冷凍水量隨結晶器換熱管進出水溫差調節，溫差大于設定值時減小進入B區域的冷凍水量，溫差小于設定值時增加進入B區域的冷凍水量，保證了換熱管道進出水溫差基本恒定，即供給冷凍結晶器的 冷量為一個恒定值，因此所需冷凍機的制冷量恒定，冷凍機可以長期保持在穩定工況運行。按照該種方式運行，冷凍初期換熱管道進水溫度較高，與結晶器內溶液溫度溫差可以調節，避免了溶液中的硫酸亞鐵局部過冷結晶附著在換熱管壁的情況。本專利技術的其他優點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本專利技術的實踐中得到教導。本專利技術的目標和其他優點可以通過下面的說明書來實現和獲得。附圖說明為了使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本專利技術作進一步的詳細描述，其中 附圖1為本專利技術結構示意圖。具體實施例方式以下將參照附圖，對本專利技術的優選實施例進行詳細的描述。應當理解，優選實施例僅為了說明本專利技術，而不是為了限制本專利技術的保護范圍。如圖所示，一種硫酸亞鐵溶液冷凍結晶裝置，包括冷凍機1、冷凍結晶器2和設置在冷凍結晶器內的換熱管10，還包括冷量調節罐3，所述冷量調節罐內設置有隔板，所述隔板將冷量調節罐分隔為局部聯通的A區域和B區域，所述A區域的進水口與冷凍機的冷凍水出水口通過第一閥門7聯通，所述A區域的出水口與冷凍機的冷凍水進水口聯通，所述B區域的進水口與換熱管的出水口通過第二閥門8聯通，所述B區域的進水口還與冷凍機的冷凍水出水口通過第三閥門9聯通，所述B區域的出水口與換熱管的進水口聯通。本實施例中，冷凍機的冷凍水進出水量保持恒定，可通過調節第一閥門7和第三閥門9來分配冷凍機出水進入冷量調節罐3中A、B區域的水量；進入B區域的冷凍水量根據換熱管進出水溫差調節，溫差大于7°C時控制第三閥門9的打開量，控制進入B區域的冷凍水量，溫差小于7°C時增加進入B區域的冷凍水量，保證換熱管10進出水溫差基本恒定，即供給冷凍結晶器2的冷量為一個恒定值，從而保證了冷凍機I的制冷量恒定，冷凍機I可以長期保持在穩定工況運行。按照該種方式運行，冷凍初期換熱管道10進水溫度較高，與結晶器內溶液溫差可以調節，避免了溶液中的硫酸亞鐵局部過冷結晶附著在換熱管壁的情況。作為本實施例的進一步改進，所述冷量調節罐3外設有保溫層，設置保溫層可以防止冷量泄露。作為本實施例的進一步改進，所述A區域的進水口還與換熱管的出水口通過第四閥門6聯通；當A區域與B區域溫差很小時，可以通過關閉第三閥門9、打開第四閥門6加快制冷介質的流動。作為本實施例的進一步改進，所述冷量調節罐A區域的出水口設置有第一水泵4，所述冷量調節罐B區域的出水口設置有第二水泵5 ;設置水泵可促進制冷介質的流動。本實施例還公開了一種利用上述硫酸亞鐵溶液冷凍結晶裝置進行冷凍結晶的方法，包括以下過程 O開啟第一閥門7、冷凍機I和第一水泵4，使得冷量調節罐3中的溫度降至-10°c左右； 2)將50°C的硫酸亞鐵溶液加入冷凍結晶器2中，開啟第二閥門8和第二水泵5，冷量調節罐2內B區域的水溫逐漸升高； 3)當測定換熱管10的進出水溫差小于設定值如7°C時，調小第一閥門7的開度，緩慢打開第三閥門9，測得換熱管進出水溫差超過TC時，第一閥門7和第三閥門9停止運動，保持閥門當時開度，冷凍過程中重復上述過程； 4)當B區域的溫度接近A區域溫度時(例如A、B區域之間溫差小于5°C)，關閉第一閥門7，關閉第二閥門8，打開第四閥門6 ； 5)當冷凍結晶器2內溫度達到設定值如0°C時，關閉冷凍機1、第一水泵4、第二水泵5、第三閥門9和第四閥門6，冷凍結晶過程結束。 最后說明的是，以上實施例僅用以說明本專利技術的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本專利技術進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本專利技術的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本專利技術的權利要求范圍當中。權利要求1.一種硫酸亞鐵溶液冷凍結晶裝置，包括冷凍機(I)、冷凍結晶器(2)和本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種硫酸亞鐵溶液冷凍結晶裝置，包括冷凍機（1）、冷凍結晶器（2）和設置在冷凍結晶器內的換熱管（10），其特征在于：還包括冷量調節罐（3），所述冷量調節罐內設置有隔板，所述隔板將冷量調節罐分隔為聯通的A區域和B區域，所述A區域的進水口與冷凍機的冷凍水出水口通過第一閥門（7）聯通，所述A區域的出水口與冷凍機的冷凍水進水口聯通,所述B區域的進水口與換熱管的出水口通過第二閥門（8）聯通，所述B區域的進水口還與冷凍機的冷凍水出水口通過第三閥門（9）聯通，所述B區域的出水口與換熱管的進水口聯通。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：蘇定江，陳麗，
申請(專利權)人：中冶賽迪工程技術股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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