CN103495286A - 无预热、无闪蒸的节能蒸发系统 - Google Patents

Abstract

无预热、无闪蒸的节能蒸发系统，属于氧化铝生产液量平衡的蒸发设备领域，包括多级蒸发器，其特征在于：各级蒸发器通过蒸汽管线（12）串联，上一级蒸发器的出料口通过过料管路（8）连接下一级蒸发器的进料口，各级蒸发器内的温度按串联顺序依次降低，蒸发器各自连接有蒸发母料收集管路（9），蒸发母料收集管路（9）上设有阀门（10），一级蒸发器（1）和二级蒸发器（2）连接设有阀门（10）的原液管路（7）。本发明通过蒸出二次蒸汽与低温溶液的直接热交换，简化了热交换过程，蒸发流程缩短、散热损失降低，蒸发器系统的初期投资减少，总能源利用效率有显著提高。

Description

无预热、无闪蒸的节能蒸发系统

技术领域

无预热、无闪蒸的节能蒸发系统，属于氧化铝生产液量平衡的蒸发设备领域，具体涉及一种氧化铝分解母液循环多效真空蒸发系统。

背景技术

在氧化铝生产及其它化工生产中，大部分的多效蒸发器采用末效逆流进料逐级预热、闪蒸后出料操作，蒸发单元（组件）的串联，蒸发工艺流程长、设备本体散热量大，项目建设投资大。蒸发器系统的出料温度范围控制窄，能源利用效率有降低的潜力。

蒸汽和电能源消耗是生产企业工艺流程生产作业的主要消耗之一，目前铝行业蒸发器运行中热负荷分配不合理，使得能源利用率有很大降低潜力，且生产初期蒸发设备项目投资大。

在传统氧化铝或其他化工行业生产中，多效循环的的真空蒸发器基本采用末效逆流进料、闪蒸出料操作，物料流向和与加热的蒸汽流向相反。物料原液首先进入低温的蒸发器，部分蒸发后在预热器预热后再进入更高温度的蒸发器内蒸发，依次递进，最后才到达最高温度的蒸发器。蒸发器间为单纯串联关系，物料必须经过各蒸发器依次蒸发。在最高温度蒸发器内得到的物料再进行逐级降温的闪蒸。由于预热器的位置较高，物料由下一级进入上一级蒸发器的预热器必须借助真空泵提供动力才能连续运行，能耗较大，所需设备较多，占用大量人力物力和空间。且在原液温度较高的条件下需要水冷设备进行降温以适应最低温度蒸发器的蒸发温度，然后再逐级预热升温。是一个先降温再升温后降温的过程，极其浪费能源。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种流程短、散热减少，能源利用效率高，装置简单的无预热、无闪蒸的节能蒸发系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该无预热、无闪蒸的节能蒸发系统，包括多级蒸发器，其特征在于：各级蒸发器通过蒸汽管线串联，上一级蒸发器的出料口通过过料管路连接下一级蒸发器的进料口，各级蒸发器内的温度按串联顺序依次降低，蒸发器各自连接有蒸发母料收集管路，蒸发母料收集管路上设有阀门，一级蒸发器和二级蒸发器连接设有阀门的原液管路。 

所述的原液管路上的阀门为温度电控阀。一级蒸发器和二级蒸发器连接设有温度电控阀的原液管路。温度电控阀包括温度感应器和电控阀门，温度感应器置于原液管路内并导线连接电控阀门。当原液温度≥75℃时自动打开一级蒸发器管路上的电控阀门，当原液温度＜75℃时自动打开二级蒸发器管路上的电控阀门。

所述的多级蒸发器包括一级蒸发器、二级蒸发器、三级蒸发器、四级蒸发器、五级蒸发器和六级蒸发器。

本发明技术涉及循环多效真空蒸发器系统，可用于多行业生产的蒸发器工段中，去除原液水分，节省投资、提高能源效率。在氧化铝生产过程中上流工艺得到的原液在进入蒸发器之前进行温度检测，当原液温度≥75℃时打开一级蒸发器管路上的阀门，当原液温度＜75℃时打开二级蒸发器管路上的阀门。原液进入一级或二级蒸发器后进行蒸发提浓，所得蒸发母液可直接由其蒸发母料收集管路收集，蒸发器内的原液物料在其自身压力差的作用下流向下一级蒸发器，所蒸出的二次蒸汽同样导入下一级相较温度变低蒸发器，蒸出二次蒸汽与低温溶液的直接热交换，蒸汽会部分冷凝。进行同样流程进入下一级蒸发器。物料只有第一次进入蒸发器时需要泵供料。其它过程均自发进行。通过每个蒸发器的蒸发母料收集管路均可收集蒸发母液，由于各蒸发器出料温度不同，通过调节各蒸发器的出料阀可收集到更大温度范围的蒸发母液，蒸发母液的可控温度范围更大。

蒸发器的进料点有原液温度自动选择蒸发效（组件）进料，进料蒸发效（组件）向2个及以上蒸发效（组件）分料。

与现有技术相比，本发明的无预热、无闪蒸的节能蒸发系统所具有的有益效果是：使系统的散热面积减少、建设投资减少，总能源利用效率显著提高。本发明通过各个蒸发器的有效合理排序及连接，使蒸发器系统的高温溶液通过与低温溶液的直接热交换，简化了热交换过程，蒸发流程缩短、散热损失降低，蒸发器系统的初期投资减少，总能源利用效率有显著提高。在本发明蒸发系统中原液以初始温度开始蒸发，无需先进行水冷降温，在逐级蒸发过程中自发冷却，既保证了蒸发效率又保证了蒸汽的热能利用率，节约了能源。且蒸发母液的可控温度范围更大，对后续流程所需温度的适应性更强。本发明的系统较传统设备减少了预热器和闪蒸组件，整体结构更简单，占用空间更小，新建设备投资少。传统设备可通过简单的管线改造即可实现本发明系统，对新旧技术适应性高。本发明与发明人同期申请的名称为《一种优化流程次序的氧化铝生产方法》的发明配合使用效果更佳。

附图说明

图1是无预热、无闪蒸的节能蒸发系统的流程示意图。

其中：1、一级蒸发器  2、二级蒸发器  3、三级蒸发器  4、四级蒸发器  5、五级蒸发器  6、六级蒸发器  7、原液管路  8、过料管路  9、蒸发母料收集管路  10、阀门  11、水冷器  12、蒸汽管线。

虚线分割区间为蒸发器内所用蒸汽分度控制区间，Ⅰ区间为145℃，Ⅱ区间为120℃，Ⅲ区间为102℃，Ⅳ区间为88℃，Ⅴ区间为74℃，Ⅵ区间为60℃。

图1是本发明无预热、无闪蒸的节能蒸发系统的最佳实施例，下面结合附图1对本发明做进一步说明。

具体实施方式

参照附图1：本发明的无预热、无闪蒸的节能蒸发系统包括一级蒸发器1、二级蒸发器2、三级蒸发器3、四级蒸发器4、五级蒸发器5、六级蒸发器6、原液管路7、过料管路8、蒸发母料收集管路9、阀门10、水冷器11。其中一级蒸发器1连接蒸汽生成系统，一~六级蒸发器以蒸汽管线12串联，各蒸发器内温度依次逐级降低。六级蒸发器6输出的蒸汽管线12连接到水冷器11。其中一级蒸发器的出料口均通过过料管路8连接其二级蒸发器的进料口，二级蒸发器的出料口均通过过料管路8连接其三级蒸发器的进料口，三级蒸发器的出料口均通过过料管路8连接其四级蒸发器的进料口，四级蒸发器的出料口均通过过料管路8连接其五级蒸发器的进料口，五级蒸发器的出料口均通过过料管路8连接其六级蒸发器的进料口，一~六级蒸发器均各自连接有蒸发母料收集管路9，蒸发母料收集管路9上设有阀门10，一级蒸发器和二级蒸发器连接设有阀门10的原液管路7。

一级蒸发器和二级蒸发器与原液管路7上设有的阀门10为温度电控阀。温度电控阀包括温度感应器、继电器和电控阀门，温度感应器置于原液管路内可以实时检测原液温度，温度感应器导线连接继电器和电控阀门。当原液温度≥75℃时通过继电器接收信号自动打开一级蒸发器管路上的电控阀，当原液温度＜75℃时通过继电器接收信号自动打开二级蒸发器管路上的电控阀。此控制条件下一级蒸发器或二级蒸发器进行蒸发，所蒸出的二次蒸汽和自流到下级蒸发器的原液物料的量进行下级蒸发较为合适，是维持各级蒸发器气液平衡的关键。否则会造成二次蒸汽过多或自流到下级蒸发器的原液物料过量的问题。

本发明中一~六级六个蒸发器与Ⅰ~Ⅵ六个温度区间均为氧化铝生产过程中母液蒸发步骤的适应条件，在本发明原液温度≥75℃时或原液温度＜75℃时同样为氧化铝生产工艺所需，上留下来的原液温度一般在75~100℃。所述的将本发明系统应用于其它化工行业的蒸发过程中时可增加或减少蒸发器的数量，并调节温度区间的温度。

无预热、无闪蒸的节能蒸发系统的具体使用方法为：由上流工艺生成的原液由原液管路7输送至本系统根据实时检测的原液温度控制原液进入蒸发器，当原液温度≥75℃时打开一级蒸发器1管路上的阀门10，当原液温度＜75℃时打开二级蒸发器2管路上的阀门10。原液进入一级或二级蒸发器后开始蒸发，原液在其自身重力的作用下流向下一蒸发器，所蒸出的二次蒸汽同样导入下一相邻的三级蒸发器3，三级蒸发器内温度变低蒸出的二次蒸汽与低温溶液进行直接热交换，蒸汽会部分冷凝。三级蒸发器内进行同样流程后进入四级蒸发器4。依次同样流程进行至六级蒸发器，原液物料只有第一次进入一级或二级蒸发器时需要真空泵提料。其它过程均自发进行。通过每个蒸发器的蒸发母料收集管路9均可收集蒸发母液，由于各蒸发器出料温度不同，通过调节各蒸发器蒸发母料收集管路9上的阀门10可收集到更大温度范围的蒸发母液。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.无预热、无闪蒸的节能蒸发系统，包括多级蒸发器，其特征在于：各级蒸发器通过蒸汽管线（12）串联，上一级蒸发器的出料口通过过料管路（8）连接下一级蒸发器的进料口，各级蒸发器内的温度按串联顺序依次降低，蒸发器各自连接有蒸发母料收集管路（9），蒸发母料收集管路（9）上设有阀门（10），一级蒸发器（1）和二级蒸发器（2）连接设有阀门（10）的原液管路（7）。

2.根据权利要求1所述的无预热、无闪蒸的节能蒸发系统，其特征在于：所述的原液管路（7）上的阀门（10）为温度电控阀。

3.根据权利要求1所述的无预热、无闪蒸的节能蒸发系统，其特征在于：所述的多级蒸发器包括一级蒸发器（1）、二级蒸发器（2）、三级蒸发器（3）、四级蒸发器（4）、五级蒸发器（5）和六级蒸发器（6）。

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