CN102151415B - 低温多效蒸发结晶过滤工艺 - Google Patents
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Abstract
一种低温多效蒸发结晶过滤工艺方法，属于化工分离和节能减排技术领域。其特征在于，低温多效蒸发与结晶过滤及造粒等过程耦合形成一套完整的溶质浓缩提取的无废液排放工艺方案。工艺流程中含两个回路：三效蒸发器与冷却器、结晶过滤器、换热器组成一回路，四效蒸发器与结晶过滤器组成另一回路；一效蒸发利用低温热源或废热，其余各效蒸发利用前一效产生的二次蒸汽；三效蒸发循环回路中换热器所需热量由一效蒸发器流出的热源降温释放热量供给。本发明的效果和益处是：采用低温热源或废热及二次蒸汽作热源，减少了投资成本；采用回流的方式使溶液的浓度不致过高，腐蚀较轻，不易堵塞管道，减少了运行成本，且可使溶质全部析出，无废液排出。
Description
技术领域
本发明属于化工分离和节能减排技术领域，涉及一种低温多效蒸发结晶过滤耦合溶质回收工艺方法，特别涉及到溶解度随温度变化不大的物质的多效蒸发结晶造粒，以及废热利用和废液减排技术。
背景技术
多效蒸发结晶通常的做法是溶液依次经过各效蒸发器进行提浓，在最后一效进行结晶。为得到更多的晶体，溶液的浓度往往提至很高，需蒸发掉大量溶剂，消耗大量热源，导致结晶成本高，结晶也不充分；且高浓度溶液对管道、容器的腐蚀也很严重，易堵塞管道及出料口；同时，浓度过高时溶质颗粒之间的摩擦碰撞加剧，使产生的晶体颗粒较小。因此，提供一种能有效降低投资成本、有效降低蒸发结晶浓度且能使溶质全部结晶析出的工艺方案是本领域亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种集低温多效、结晶和过滤等功能于一体的应用于结晶造粒的工艺方案，合理利用了热源，使溶液在较低浓度时能够完全结晶析出，无废液排出。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种低温多效蒸发结晶过滤工艺，低温多效蒸发与结晶过滤以及造粒等过程耦合形成一套完整的溶质浓缩提取的无废液排放工艺方案；所述工艺流程中含两个循环回路：三效蒸发器（3）与冷却器（8）、结晶过滤器（10）、换热器（7）组成一回路，流出的部分溶液经冷却析晶过滤后，经换热器（7）预热至与二效蒸发器（2）溶液同温时进入混合器（5）与二效蒸发器（2）流出的溶液混合后一并流入三效蒸发器（3）；四效蒸发器（4）与结晶过滤器（9）组成另一回路，流出的溶液经析晶过滤后进入混合器（6）与三效蒸发器（3）流出的溶液混合后一并流入四效蒸发器（4）；低温多效蒸发系统，除一效蒸发器（1）需利用外部低温热源或废热外，二效蒸发器（2）、三效蒸发器（3）、四效蒸发器（4）的热源分别为一效蒸发器（1）、二效蒸发器（2）、三效蒸发器（3）产生的二次蒸汽；换热器（7）中需要的热量由一效蒸发器（1）流出的热源降温释放的热量供给。
本工艺流程为：将预热至接近沸点的料液送入一效蒸发器，利用低温热源或废热加热料液使溶剂蒸发，提浓后的溶液进入二效蒸发器，同时一效蒸发产生的二次蒸汽进入二效蒸发器作为热源；经二效蒸发器提浓后的溶液继续流至三效蒸发器进行浓缩，同时二效蒸发产生的二次蒸汽进入三效蒸发器作为热源；经三效蒸发器提浓后的溶液部分进入四效蒸发器，部分经冷却、析晶过滤、再热后流至混合器与二效蒸发器流出的溶液混合后一并流入三效蒸发器形成一循环回路，其中，再热所需热源由一效蒸发流出的热源提供，使溶液加热至与二效蒸发器流出溶液的温度相同；三效蒸发产生的二次蒸汽进入四效蒸发器作为热源；经四效蒸发器提浓后的溶液经析晶过滤后流至混合器与三效蒸发器流出的溶液混合后一并流入四效蒸发器形成一循环回路。
本发明的效果和益处是：采用低温多效蒸发与结晶过滤耦合在一起进行结晶造粒，整个工艺结构紧凑；采用低温热源或废热及二次蒸汽做为蒸发器的热源，采用一效蒸发器流出的热源作为换热器的热源，有效节约了能量，减少了投资成本；采用回流的方式使溶液的浓度不致过高，腐蚀较轻，不易堵塞管道，减少了运行成本，且可使溶质全部析出，无废液排出，生产效益高。
附图说明
附图是本发明实施例所述的低温多效蒸发结晶过滤工艺流程图。
图中：1一效蒸发器；2二效蒸发器；3三效蒸发器；4四效蒸发器；5混合器A；6混合器B；7换热器；8冷却器；9结晶过滤器A；10结晶过滤器B。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图以硫酸铵结晶为例详细叙述本发明的具体实施方式。
把预热至接近沸点的浓度为35%、流量为2000kg/h的硫酸铵溶液送入一效蒸发器，利用温度为83.4℃的二氯乙烷蒸汽作为热源，使溶液提浓至42%，产生75℃的二次蒸汽；浓溶液进入二效蒸发器继续蒸发；该效所需热量为212.02kw，传热系数为2461.516W/(m2·k)，传热面积为25.18m2。在二效蒸发器中，使用一效产生的二次蒸汽加热蒸发以及溶液部分闪蒸，产生64.6℃的二次蒸汽，并将溶液提浓至52.4%；浓溶液进入三效蒸发器继续蒸发；该效所需热量为214.417kw，传热系数为2330.27W/(m2·k)，传热面积为29.03m2。在三效蒸发器中，使用二效产生的二次蒸汽加热蒸发以及溶液部分闪蒸，产生53.5℃的二次蒸汽，并将溶液提浓至57.8%；该效所需热量为230.417kw，传热系数为2307.29W/(m2·k)，传热面积为22.54m2；浓溶液部分进入四效蒸发器继续蒸发，另一部分经冷却、析晶过滤、再热后回流至三效蒸发器，形成过滤析晶循环，该回路中析出的硫酸铵晶体量为308kg/h，其中冷却由外部冷却循环水冷却，再热由二氯乙烷冷液体加热。在四效蒸发器中，使用三效产生的二次蒸汽为热源加热蒸发以及溶液部分闪蒸，产生43℃二次蒸汽，并将溶液提浓至60.12%；该效所需热量为190.879kw，传热系数为2119.686W/(m2·k)，传热面积为22. 8m2；出口溶液进入结晶过滤器，滤出的母液再回流至四效蒸发器，形成过滤析晶循环，该回路析出的硫酸铵晶体量为392kg/h。
Claims (1)
1.一种低温多效蒸发结晶过滤工艺，其特征在于：低温多效蒸发与结晶过滤以及造粒过程耦合成一套完整的溶质浓缩提取的无废液排放工艺方案；低温多效蒸发结晶过滤工艺流程共含两个循环回路：三效蒸发器（3）与冷却器（8）、结晶过滤器A（10）、换热器（7）组成一回路，流出的部分溶液经冷却析晶过滤后，经换热器（7）预热至与二效蒸发器（2）溶液同温时进入混合器A（5）与二效蒸发器（2）流出的溶液混合后一并流入三效蒸发器（3），四效蒸发器（4）与结晶过滤器B（9）组成另一回路，流出的溶液经析晶过滤后进入混合器B（6）与三效蒸发器（3）流出的溶液混合后一并流入四效蒸发器（4）；所述低温多效蒸发系统，除一效蒸发器（1）需利用外部低温热源或废热外，二效蒸发器（2）、三效蒸发器（3）、四效蒸发器（4）的热源分别为一效蒸发器（1）、二效蒸发器（2）、三效蒸发器（3）产生的二次蒸汽；换热器（7）中需要的热量由一效蒸发器（1）流出的热源降温释放的热量供给。
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