公布日：2022.05.17
申請日：2022.01.18
分類號：C02F9/10(2006.01)I;C02F1/02(2006.01)I;C02F1/04(2006.01)I;C02F1/06(2006.01)I;C02F1/08(2006.01)I
摘要
本發(fā)明適用于低濃度溶液或廢水蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種低濃度溶液或廢水蒸發(fā)結(jié)晶裝置及方法，包括預(yù)熱器，所述預(yù)熱器的通過管路連接有進料泵，所述進料泵的輸出端連接有橫管降膜蒸發(fā)器，所述橫管降膜蒸發(fā)器的上方連接有蒸汽壓縮機，所述蒸汽壓縮機的輸出端連接有加熱器，所述加熱器的頂部通過管路連接有強制蒸發(fā)器，本發(fā)明處理能耗低，其能耗比常規(guī)MVR降低一半，處理1噸水最低不到20元，處理范圍廣，適用性強，處理量在2～100t/h范圍內(nèi)均適用，物料種類多樣，既可以處理廢水，又能用于工藝物料蒸發(fā)結(jié)晶，物料初始濃度可低至1％，若進料濃度波動大，系統(tǒng)可根據(jù)具體情況選擇只運行濃度裝置或結(jié)晶裝置，靈活性強。
權(quán)利要求書
1.一種低濃度溶液或廢水蒸發(fā)結(jié)晶裝置，其特征在于，包括預(yù)熱器(14)，所述預(yù)熱器(14)的通過管路連接有進料泵(1)，所述進料泵(1)的輸出端連接有橫管降膜蒸發(fā)器(8)，所述橫管降膜蒸發(fā)器(8)的上方連接有蒸汽壓縮機(7)，所述蒸汽壓縮機(7)的輸出端連接有加熱器(10)，所述加熱器(10)的頂部通過管路連接有強制蒸發(fā)器(9)，所述強制蒸發(fā)器(9)的頂部通過管路與橫管降膜蒸發(fā)器(8)相連接，所述強制蒸發(fā)器(9)的底部通過管路連接有強制循環(huán)泵(4)，所述強制循環(huán)泵(4)的頂部與加熱器(10)的底部通過管路相連接，所述強制蒸發(fā)器(9)、加熱器(10)、強制循環(huán)泵(4)組成強制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶工段，所述強制蒸發(fā)器(9)的底部通過管路連接有出料泵(5)，所述出料泵(5)的輸出端連接有旋流器(12)，所述旋流器(12)的頂部與強制蒸發(fā)器(9)之間通過管路連接，所述旋流器(12)的底部連接有稠厚器(11)，所述稠厚器(11)的底面連接有離心機(6)，所述橫管降膜蒸發(fā)器(8)的底部通過管路連接有轉(zhuǎn)料泵(3)，所述轉(zhuǎn)料泵(3)通過管路與加熱器(10)相連接，所述加熱器(10)通過管路連接有冷凝水罐(13)，所述橫管降膜蒸發(fā)器(8)的底部通過管路與冷凝水罐(13)相連接，所述冷凝水罐(13)的底部通過管路連接有冷凝水泵(2)，所述冷凝水泵(2)通過管路與預(yù)熱器(14)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低濃度溶液或廢水蒸發(fā)結(jié)晶裝置，其特征在于：所述預(yù)熱器(14)為板式換熱器、列管換熱器或者螺旋板換熱器中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低濃度溶液或廢水蒸發(fā)結(jié)晶裝置，其特征在于：所述橫管降膜蒸發(fā)器(8)為臥式結(jié)構(gòu)，所述橫管降膜蒸發(fā)器(8)內(nèi)部的換熱管為水平安裝，管束布置在橫管降膜蒸發(fā)器(8)的中下部，所述橫管降膜蒸發(fā)器(8)的殼程壓力-0.09～0.05MPa，溫度40～110℃，管程壓力-0.07～0.05MPa，溫度50～110℃，所述橫管降膜蒸發(fā)器(8)也可以采用立式結(jié)構(gòu)，換熱管豎直安裝，壓力和溫度與橫管臥式結(jié)構(gòu)相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低濃度溶液或廢水蒸發(fā)結(jié)晶裝置，其特征在于：所述蒸汽壓縮機(7)可采用羅茨式壓縮機或離心式壓縮機，壓縮進出口溫差為8～22℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低濃度溶液或廢水蒸發(fā)結(jié)晶裝置，其特征在于：所述強制蒸發(fā)器(9)可采用FC型或DTB型，對于粒徑要求大的物料，還可采用OLSO型，所述強制蒸發(fā)器(9)的直徑為Φ800～5000mm，蒸發(fā)溫度50～120℃。
6.一種低濃度溶液或廢水的蒸發(fā)結(jié)晶方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟一，預(yù)熱：首先將低濃度溶液或廢水導(dǎo)入預(yù)熱器(14)中，預(yù)熱器(14)對低濃度溶液或廢水進行預(yù)熱；步驟二，初步濃縮：預(yù)熱后的低濃度溶液或廢水由進料泵(1)輸送至橫管降膜蒸發(fā)器(8)中，橫管降膜蒸發(fā)器(8)的內(nèi)部設(shè)有噴頭和換熱管，低濃度溶液或廢水經(jīng)過噴頭以霧狀自上而下流到換熱管外壁，在換熱管內(nèi)部是來自強制蒸發(fā)器(9)的二次蒸汽，二次蒸汽作為熱源，對換熱管外的溶液或廢水進行加熱，溶液受熱蒸發(fā)，二次蒸汽從橫管降膜蒸發(fā)器(8)的頂部進入蒸汽壓縮機(7)，被加壓升溫，隨著蒸發(fā)不斷進行溶液濃度隨之提高；步驟三，蒸發(fā)結(jié)晶：經(jīng)過初步濃縮的溶液或廢水由轉(zhuǎn)料泵(3)輸送至強制蒸發(fā)器(9)，溶液在強制蒸發(fā)器(9)、加熱器(10)、強制循環(huán)泵(4)組成的強制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶工段內(nèi)循環(huán)，從蒸汽壓縮機(7)出口的高溫蒸汽進入加熱器(10)殼程加熱溶液，溶液在強制蒸發(fā)器(9)內(nèi)閃蒸蒸發(fā)，濃度逐漸提供至過飽和，此時慢慢開始有晶體析出；步驟四，育晶出料：漿液在強制蒸發(fā)器(9)鹽井內(nèi)收集沉降，由出料泵(5)輸送至旋流器(12)增加含固量，再流入稠厚器(11)繼續(xù)育晶長大，然后流入離心機(6)中進行固液分離，濕鹽進入下一道工序，離心母液返回系統(tǒng)繼續(xù)蒸發(fā)；步驟五，排冷凝水：在強制蒸發(fā)器(9)和加熱器(10)內(nèi)的二次蒸汽經(jīng)換熱后發(fā)生相變冷凝成水，流入到冷凝水罐(13)經(jīng)冷凝水泵(2)導(dǎo)入預(yù)熱器(14)，冷凝水的余熱加熱預(yù)熱器(14)中的低濃度溶液或廢水，最后冷凝水回用或者排出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種低濃度溶液或廢水蒸發(fā)結(jié)晶方法，其特征在于：所述步驟一中溶液或廢水的初始濃度為1％～30％，初始溫度5～100℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種低濃度溶液或廢水蒸發(fā)方法，其特征在于：所述步驟五中冷凝水回用或者排出時的出水溫度盡可能接近溶液進料溫度，其最小溫差接近5℃。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種低濃度溶液或廢水蒸發(fā)結(jié)晶裝置及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中，多效降膜蒸發(fā)裝置大多存在蒸發(fā)耗能高，產(chǎn)品材料用料多，價格昂貴，且安裝所占地面積大，能源二次利用很少，能耗高，生產(chǎn)的產(chǎn)品成本高的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種低濃度溶液或廢水蒸發(fā)結(jié)晶裝置，包括預(yù)熱器，所述預(yù)熱器的通過管路連接有進料泵，所述進料泵的輸出端連接有橫管降膜蒸發(fā)器，所述橫管降膜蒸發(fā)器的上方連接有蒸汽壓縮機，所述蒸汽壓縮機的輸出端連接有加熱器，所述加熱器的頂部通過管路連接有強制蒸發(fā)器，所述強制蒸發(fā)器的頂部通過管路與橫管降膜蒸發(fā)器相連接，所述強制蒸發(fā)器的底部通過管路連接有強制循環(huán)泵，所述強制循環(huán)泵的頂部與加熱器的底部通過管路相連接，所述強制蒸發(fā)器、加熱器、強制循環(huán)泵組成強制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶工段，所述強制蒸發(fā)器的底部通過管路連接有出料泵，所述出料泵的輸出端連接有旋流器，所述旋流器的頂部與強制蒸發(fā)器之間通過管路連接，所述旋流器的底部連接有稠厚器，所述稠厚器的底面連接有離心機，所述橫管降膜蒸發(fā)器的底部通過管路連接有轉(zhuǎn)料泵，所述轉(zhuǎn)料泵通過管路與加熱器相連接，所述加熱器通過管路連接有冷凝水罐，所述橫管降膜蒸發(fā)器的底部通過管路與冷凝水罐相連接，所述冷凝水罐的底部通過管路連接有冷凝水泵，所述冷凝水泵通過管路與預(yù)熱器相連接。
優(yōu)選的，所述預(yù)熱器為板式換熱器、列管換熱器或者螺旋板換熱器中的一種。
優(yōu)選的，所述橫管降膜蒸發(fā)器為臥式結(jié)構(gòu)，所述橫管降膜蒸發(fā)器內(nèi)部的換熱管為水平安裝，管束布置在橫管降膜蒸發(fā)器的中下部，所述橫管降膜蒸發(fā)器的殼程壓力-0.09～0.05MPa，溫度40～110℃，管程壓力-0.07～0.05MPa，溫度50～110℃，所述橫管降膜蒸發(fā)器也可以采用立式結(jié)構(gòu)，換熱管豎直安裝，壓力和溫度與橫管臥式結(jié)構(gòu)相同。
優(yōu)選的，所述蒸汽壓縮機可采用羅茨式壓縮機或離心式壓縮機，壓縮進出口溫差為8～22℃。
優(yōu)選的，所述強制蒸發(fā)器可采用FC型或DTB型，對于粒徑要求大的物料，還可采用OLSO型，所述強制蒸發(fā)器的直徑為Φ800～5000mm，蒸發(fā)溫度50～120℃。
一種低濃度溶液或廢水的蒸發(fā)結(jié)晶方法，包括如下步驟：
步驟一，預(yù)熱：
首先將低濃度溶液或廢水導(dǎo)入預(yù)熱器中，預(yù)熱器對低濃度溶液或廢水進行預(yù)熱；
步驟二，初步濃縮：
預(yù)熱后的低濃度溶液或廢水由進料泵輸送至橫管降膜蒸發(fā)器中，橫管降膜蒸發(fā)器的內(nèi)部設(shè)有噴頭和換熱管，低濃度溶液或廢水經(jīng)過噴頭以霧狀自上而下流到換熱管外壁，在換熱管內(nèi)部是來自強制蒸發(fā)器的二次蒸汽，二次蒸汽作為熱源，對換熱管外的溶液或廢水進行加熱，溶液受熱蒸發(fā)，二次蒸汽從橫管降膜蒸發(fā)器的頂部進入蒸汽壓縮機，被加壓升溫，隨著蒸發(fā)不斷進行溶液濃度隨之提高；
步驟三，蒸發(fā)結(jié)晶：
經(jīng)過初步濃縮的溶液或廢水由轉(zhuǎn)料泵輸送至強制蒸發(fā)器，溶液在強制蒸發(fā)器、加熱器、強制循環(huán)泵組成的強制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶工段內(nèi)循環(huán)，從蒸汽壓縮機出口的高溫蒸汽進入加熱器殼程加熱溶液，溶液在強制蒸發(fā)器內(nèi)閃蒸蒸發(fā)，濃度逐漸提供至過飽和，此時慢慢開始有晶體析出；
步驟四，育晶出料：
漿液在強制蒸發(fā)器鹽井內(nèi)收集沉降，由出料泵輸送至旋流器增加含固量，再流入稠厚器繼續(xù)育晶長大，然后流入離心機中進行固液分離，濕鹽進入下一道工序，離心母液返回系統(tǒng)繼續(xù)蒸發(fā)；
步驟五，排冷凝水：
在強制蒸發(fā)器和加熱器內(nèi)的二次蒸汽經(jīng)換熱后發(fā)生相變冷凝成水，流入到冷凝水罐經(jīng)冷凝水泵導(dǎo)入預(yù)熱器，冷凝水的余熱加熱預(yù)熱器中的低濃度溶液或廢水，最后冷凝水回用或者排出。
優(yōu)選的，所述步驟一中溶液或廢水的初始濃度為1％～30％，初始溫度5～100℃。
優(yōu)選的，所述步驟五中冷凝水回用或者排出時的出水溫度盡可能接近溶液進料溫度，其最小溫差接近5℃。
本發(fā)明至少具備以下有益效果：
1、本發(fā)明一種低濃度溶液或廢水蒸發(fā)結(jié)晶裝置及方法，將MVR低溫多效水平管降膜蒸發(fā)濃縮與強制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶相結(jié)合，處理能耗低，其能耗比常規(guī)MVR降低一半，處理1噸水最低不到20元；
2、本發(fā)明一種低濃度溶液或廢水蒸發(fā)結(jié)晶裝置及方法，處理范圍廣，適用性強，處理量在2～100t/h范圍內(nèi)均適用，物料種類多樣，既可以處理廢水，又能用于工藝物料蒸發(fā)結(jié)晶，物料初始濃度可低至1％，若進料濃度波動大，系統(tǒng)可根據(jù)具體情況選擇只運行濃度裝置或結(jié)晶裝置，靈活性強。
（發(fā)明人：劉軍;唐敏;陳學(xué)坤）
