一种高盐水浓缩结晶系统的制作方法

本实用新型涉及多晶硅生产技术领域，尤其涉及一种高盐水浓缩结晶系统。

背景技术：

近年来，市场对多晶硅的需求不断加大，光伏行业的发展日新月异。随之而来的便是多晶硅生产过程中的废水产量日益升高，此废水是含有少量杂质的高浓度盐水，以下简称高盐水。现如今，环境保护受到日益关注，企业的三废处理问题也日益严格。若将此高盐水进行处理，将其中的盐回收利用，不但对环保有利，且能获得一定的经济效益。

传统的盐水结晶是采用蒸发操作。待蒸发的原料液(稀溶液)送入蒸发器内加热室的换热管，蒸汽在管外冷凝，将潜热通过管壁传给原料液。原料液吸热后沸腾汽化，浓度增加。经过提浓的料液从蒸发器底部排出。蒸汽冷凝液从加热室下部排出。现有的高盐水浓缩结晶系统，能源消耗较大，蒸汽消耗多，且结晶效率低。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种高盐水浓缩结晶系统，主要目的在于降低能源消耗，提高结晶效率。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

本实用新型的实施例提供一种高盐水浓缩结晶系统，包括:喷淋塔、循环泵、换热器、盐水稠厚器、离心机、母液收集器、母液回流泵、盐雾洗涤器和风机；

所述喷淋塔上设置有盐水入口；

所述喷淋塔的下部设置有盐水出口一；

所述喷淋塔的底部设置有盐水出口二；

所述喷淋塔上设置有气流入口，用于压缩空气的输入；

所述喷淋塔的顶部设置有气流出口；

所述喷淋塔内设置有喷淋构件一，以将所述喷淋塔内喷洒盐水；

所述循环泵的输入端与所述盐水出口一连通；所述循环泵的输出端与所述换热器的冷流体入口连通；

所述换热器的冷流体出口与所述喷淋构件一连通，用于向所述喷淋构件一输送盐水；

所述换热器为列管式换热器或板式换热器；

所述盐水稠厚器的入口端与所述盐水出口二连通；所述盐水稠厚器的出口端与所述离心机连通；所述离心机用于固液分离；

所述母液收集器与所述离心机的出液口连通；

所述母液回流泵的输入端与所述母液收集器连通；所述母液回流泵的输出端与所述盐水入口连通；

所述盐雾洗涤器的一侧设置有气体入口；所述盐雾洗涤器的顶部设置有气体出口；所述盐雾洗涤器的底部设置有流体出口；

所述气体入口与所述气流出口连通；所述风机置于所述气体出口处，以将所述盐雾洗涤器内的气体输出；

所述流体出口与所述循环泵的输入端连通。

进一步地，所述盐雾洗涤器内设置有喷淋构件二；

所述盐雾洗涤器上设置有进液口，所述进液口与所述喷淋构件二连通；

所述进液口通过进液管与所述盐水入口连通；所述进液管上设置有进液阀。

进一步地，所述流体出口通过第一管道与所述循环泵的输入端连通；

所述第一管道上设置有第一控制阀。

进一步地，所述循环泵的输出端通过第二管道与所述换热器的冷流体入口连通；

所述第二管道上设置有第二控制阀。

进一步地，所述喷淋塔的底部具有锥形槽。

进一步地，所述风机设置在所述盐雾洗涤器的顶部，以将所述盐雾洗涤器内的流体向上输出。

进一步地，所述喷淋构件一包括：喷淋管和喷头；

所述喷淋管为多个；多个所述喷淋管上下左右阵列设置；

所述喷头为多个，多个所述喷头均匀地分布在所述喷淋管上。

借由上述技术方案，本实用新型高盐水浓缩结晶系统至少具有下列优点：

能够降低能源消耗，提高结晶效率。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种高盐水浓缩结晶系统的示意图。

图中所示：

1为喷淋塔，1-1为盐水入口，1-2为气流入口，1-3为盐水出口二，1-4为气流出口，1-5为盐水出口一，2为盐水稠厚器，3为母液回流泵，4为母液收集器，5为离心机，6为循环泵，7为换热器，7-1为低压蒸汽凝液入口，7-2为低压蒸汽凝液出口，8为盐雾洗涤器，9为风机，10为喷淋构件一，11为喷淋构件二，12为第一管道，13为第二管道。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

如图1所示，本实用新型的一个实施例提出的一种高盐水浓缩结晶系统，包括:喷淋塔1、循环泵6、换热器7、盐水稠厚器2、离心机5、母液收集器4、母液回流泵3、盐雾洗涤器8和风机9；

喷淋塔1上设置有盐水入口1-1，用于高盐水的进入。喷淋塔1的下部设置有盐水出口一1-5；喷淋塔1的底部设置有盐水出口二1-3；优选，喷淋塔1的底部具有锥形槽；盐水出口二1-3设置在锥形槽的底端。喷淋塔1上设置有气流入口1-2，用于压缩空气的输入；气流入口1-2与压缩空气源连接，以输入压缩空气。

喷淋塔1的顶部设置有气流出口1-4；喷淋塔1内设置有喷淋构件一10，以将喷淋塔1内喷洒盐水；循环泵6的输入端与盐水出口一1-5连通；

循环泵6的输出端与换热器7的冷流体入口连通；循环泵6的输出端通过第二管道13与换热器7的冷流体入口连通；第二管道13上设置有第二控制阀，以调节第二管道13内流体的流量。

换热器7的冷流体出口与喷淋构件一10连通，用于向喷淋构件一10输送盐水；换热器7为列管式换热器或板式换热器，热流体为低压蒸汽凝液。换热器7上设置有低压蒸汽凝液入口7-1和低压蒸汽凝液出口7-2，用于蒸汽凝液的进出；优选，喷淋构件一10包括：喷淋管和喷头；喷淋管为多个；多个喷淋管上下左右阵列设置；喷头为多个，多个喷头均匀地分布在喷淋管上，以对喷淋塔1进行充分的盐水喷淋。

盐水稠厚器2的入口端与盐水出口二1-3连通；盐水稠厚器2的出口端与离心机5连通；离心机5用于固液分离；晶浆在离心力作用下固液分离，固体即为氯化钠晶体，液体即为母液，母液进入母液收集器4，经过母液回流泵3送入高盐水进水管道，再次进入喷淋塔1。

母液收集器4与离心机5的出液口连通；母液回流泵3的输入端与母液收集器4连通；母液回流泵3的输出端与盐水入口1-1连通；

盐雾洗涤器8的一侧设置有气体入口；盐雾洗涤器8的顶部设置有气体出口；盐雾洗涤器8的底部设置有流体出口；流体出口通过第一管道12与循环泵6的输入端连通；第一管道12上设置有第一控制阀，用于控制第一管道12的通断。优选，盐雾洗涤器8内设置有喷淋构件二11；盐雾洗涤器8上设置有进液口，进液口与喷淋构件二11连通；进液口通过进液管与盐水入口1-1连通；进液管上设置有进液阀，以便于调节液体的流量。

气体入口与气流出口1-4连通；风机9置于气体出口处，以将盐雾洗涤器8内的气体输出；流体出口与循环泵6的输入端连通。优选，风机9设置在盐雾洗涤器8的顶部，以将盐雾洗涤器8内的流体向上输出。

本实用新型的一个实施例提出的一种高盐水浓缩结晶系统，能够降低能源消耗，提高结晶效率。

经过预处理的高盐水从喷淋塔1中部(填料层以上)进入喷淋塔1，在喷淋塔1内向下流动，从盐水出口一1-5采出，经循环泵6进入换热器7加热，换热器7的加热流体为低压蒸汽凝液。加热后的高盐水再次进入喷淋塔1，从喷淋构件一10喷出后进行闪蒸，而后向下流动，形成一个循环流动。以压缩空气作为干燥气，从喷淋塔1下部(填料层以下，且高于盐水出口一1-5的气流入口1-2)进入喷淋塔1向上流动，在填料层上与盐水进行传质。

盐水在喷淋塔1内经过循环往复的闪蒸—干燥联合操作后浓度逐渐提高。当盐水中的氯化钠浓度约为330g/l时(此时盐水是过饱和盐水)，有大量氯化钠晶核生成，氯化钠晶体瞬间大量析出后沉降于喷淋塔1底部的锥形槽中。锥形槽上部的盐水仍进行循环流动。底部的氯化钠晶体沉积至一定量时，与少量盐水一起，以晶浆的形式送入盐水稠厚器2中进一步结晶，而后晶浆被送入离心机5进行固液分离，分离出的固体即为晶体盐(氯化钠晶体)，分离出的液体进入母液收集器4,经母液回流泵3送至盐水进口管道，进行高盐水的循环流动。

与高盐水逆流传质后，携带水蒸汽的压缩空气从喷淋塔1顶部流出喷淋塔1，在风机9的作用下，进入盐雾洗涤器8，而后经过风机9进入大气。盐雾洗涤器8用于捕捉压缩空气所携带的盐水液滴，盐水液滴在盐雾洗涤器8上继续蒸发干燥，最终会析出氯化钠晶体。用高盐水通过喷淋构件二11冲洗盐雾洗涤器8，将氯化钠晶体重新溶解，高盐水的浓度增大，而后经过循环泵6进入换热器7后，进入喷淋塔1，进行循环流动。

由于多晶硅生产中会产生大量的低压蒸汽，需要降温处理，本实用新型的一个实施例提出的一种高盐水浓缩结晶系统，回收了高盐水中的盐和低压蒸汽凝液中的热量，节约了多晶硅生产中所需的低压蒸汽和低压蒸汽凝液降温所需的电耗。

本实用新型的一个实施例提出的一种高盐水浓缩结晶系统，流程短，设备少，投资低，运行成本低。

本实用新型的一个实施例提出的一种高盐水浓缩结晶系统，采用在多晶硅生产中须降温的低压蒸汽凝液做加热剂，须升温的高盐水做冷却剂，最终使低压蒸汽凝液温度降低，高盐水温度升高，两种物料都达到各自目标，不需用第三种介质，节约能耗，降低运行成本。

本实用新型的一个实施例提出的一种高盐水浓缩结晶系统，以喷淋塔1作为蒸发器，同时具有闪蒸罐和干燥器的功能，两种单元操作联合使用，同时进行，代替原有的蒸发技术。

进一步说明，虽然术语第一、第二等在本文中可以用于描述各种元件，但是这些术语不应该限制这些元件。这些术语仅用于区别一个元件与另一元件。例如，第一元件可以被称为第二元件，并且，类似地，第二元件可以被称为第一元件。这没有脱离示例性实施例的范围。类似地，元件一、元件二也不代表元件的顺序，这些术语仅用于区别一个元件与另一元件。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关联的列出项目的任意结合和所有结合。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。