CN104162285B - 多效轮换蒸发系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多效轮换蒸发系统，包括料液总管、蒸汽总管、依次串联在料液总管与蒸汽总管之间的多效蒸发器以及与末效蒸发器连接的第一强制循环蒸发器，本发明是针对成分复杂、含杂高的母液，由于蒸发过程中降膜列管结垢不可避免，提供一种轮换多效蒸发系统，减少因列管结垢造成的停产，保证母液蒸发的连续生产。

Description

多效轮换蒸发系统

技术领域

本发明涉及一种多效轮换蒸发系统，用于化工、冶炼工业中，去除高盐度母液中的水分。

背景技术

多效蒸发器是一种将多台分离器（蒸发器）通过串联或并联方式组合构成一个蒸发系统，前一效分离器内蒸发产生的二次蒸汽作为后一效分离器的加热蒸汽，能使蒸汽能得到多次利用，从而提高热能利用率。通常多效蒸发系统应用于冶金、化工、制药等领域，采用相应的多效蒸发器，将母液中大量的水分蒸发出来，获得浓缩料液。一个蒸发器一般包括由循环管连接的加热器、分离器和循环泵组成，物料的输送方向与加热蒸汽流向相同，为顺流循环；物料的输送方向与加热蒸汽流向相反，为逆流循环。各蒸发器（各效分离器）之间由物料输送泵完成物料输送。

例如在硫酸铵生产中，由于冶炼原料较复杂，硫酸铵母液中含有钙、镁、钠、钾等硫酸盐杂质，母液在蒸发、浓缩、结晶过程中，钙、镁等硫酸盐容易过饱和，形成的细微结晶粘挂在蒸发器列管壁上，逐渐形成结垢，随着时间的延长，结垢逐渐增多，尤其是末效分离器，结垢现象更为严重，最终将列管堵塞，不得不停产对列管进行疏通。通过向料液中添加缓释剂、末效采用强制循环蒸发管路等，在一定程度上缓解了结垢现象，末效分离器结垢被消除，但前几效分离器的加热管依然会出现结垢，严重时会造成加热管路堵塞，无法进行正常生产，不得不停产，花费大量的人力物力进行疏通除垢。在公告号为CN201135788Y、申请号为200720159357.X的中国发明专利公开了一种“强制循环多效蒸发系统”，其采用全强制循环蒸发管路，通过改变循环方式来达到清除结垢的目的，此发明适用于氧化铝生产中料液蒸发，且全强制循环需耗费大量的电力。

发明内容

本发明的目的是针对成分复杂、盐度较高的母液，由于蒸发过程中加热管结垢不可避免，提供一种轮换多效蒸发系统，减少因分离器结垢造成的停产，保证母液蒸发的连续生产。

    为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：多效轮换蒸发系统，包括料液总管、蒸汽总管、依次串联在料液总管与蒸汽总管之间的多效蒸发器以及与末效蒸发器连接的第一强制循环蒸发器，所述蒸发器包括加热器和与加热器连接的分离器，加热器通过第一进料管与进料总管连接，加热器通过第一进汽管与蒸汽总管连接，分离器通过第一出汽管与蒸汽总管连接，分离器通过第二出料管与料液总管连接，第二出料管上设有输送泵，加热器通过第一出料管与第二出料管连接并且第一出料管连接在分离器与输送泵之间的第二出料管上；所述第一强制循环蒸发器为由串联分离器、降膜加热器、循环泵和升膜加热器依次连接构成的循环回路，第一强制循环蒸发器还包括与升膜加热器连接的第三出料管以及与串联分离器连接的第二出汽管；末效蒸发器分离器的第二出料管以及料液总管均连接第一强制循环蒸发器的串联分离器，末效蒸发器分离器的第一出汽管以及蒸汽总管均连接第一强制循环蒸发器的升膜加热器；每效蒸发器的第一进料管和第一出料管之间的料液总管上均设有第一料液阀；每效蒸发器的第一进汽管与第一出汽管之间的蒸汽总管上均设有第一蒸汽阀。

    还包括与第一强制循环蒸发器结构相同的第二强制循环蒸发器，第一强制循环蒸发器的第二出汽管连接第二强制循环蒸发器的升膜加热器，第一强制循环蒸发器的第三出料管连接第二强制循环蒸发器的串联分离器，第三出料管设有开关料液阀。

第二强制循环蒸发器的第二出汽管上设有真空泵。

第一进料管上设有进料管料液阀，第一进汽管上设有进汽管蒸汽阀，第一出汽管设有出汽管蒸汽阀，第二出料管上设有出料管料液阀。

本发明所述的多效轮换蒸发系统，具有以下有益效果：

1、对高盐度母液蒸发作业来说，常规蒸发技术中各效分离器的蒸发负担较重，循环料液含水率达不到要求，并且容易出现结垢停产停车；本发明所述的多效轮换蒸发系统，由于后两效采用了强制循环蒸发管路，减轻了各效的蒸发负担。

2、由于减轻了各效串联分离器的蒸发负担，减少了蒸汽消耗，并且结垢现象也有所缓解，尤其是对于首效来说，轮换清理结垢周期大大延长。

3、后两效为强制循环蒸发管路，母液的循环借助强制循环泵的推力，母液循环速度加快，即使在后效或后两效出现了大量的结晶，也不会出现结晶粘挂现象，列管基本不会出现结垢。从而解决了后两效的结垢问题。

4、对高盐度母液进行蒸发，系统运行一段时间后，前几效串联加热器列管依然会出现结垢现象或除强制循环蒸发管路外的其余加热器出现结垢，届时，无需停产停车，只需开启或闭合相应的料液阀和料液输送泵，即可实现蒸发器的轮换蒸发作业制度——实现各蒸发器的轮换开车、停车，彻底解决由于结垢造成的停产停车的问题，并在保证正常蒸发作业的情况下，方便对轮换停产的蒸发器中列管结垢进行清理。

本发明所述的多效轮换蒸发系统，可提高各效蒸发器的运转率，靠各效蒸发器的轮换清洗结垢，并且减轻了各效的蒸发负担，需要轮换清理结垢的周期也大大延长，解决了各效蒸发器因结垢出现的停产等问题，保证了全生产流程的稳定顺利进行，较原来大大提高了生产效率，增加经济效益。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

由图1所示的多效轮换蒸发系统，包括料液总管28、蒸汽总管27、依次并联在料液总管28与蒸汽总管27之间的多效蒸发器、与末效蒸发器连接的第一强制循环蒸发器25以及与第一强制循环蒸发器25连接的第二强制循环蒸发器26。

本实施例中，所述多效蒸发器包括首效蒸发器22、二效蒸发器23和三效蒸发器24且三者依次并联在料液总管28和蒸汽总管27之间。三效蒸发器24也为末效蒸发器。每效蒸发器结构相同：蒸发器包括加热器3和通过料管与加热器3连接的分离器7（加热器3、分离器以及两者的连接方法均为现有技术，故不详细叙述），加热器3的进料口通过第一进料管1与进料总管连接，加热器3的进汽口通过第一进汽管29与蒸汽总管27连接，第一进料管1上设有进料管料液阀2，第一进汽管29上设有进汽管蒸汽阀13，分离器7的出汽口通过第一出汽管10与蒸汽总管27连接，分离器7的出料口通过第二出料管6与料液总管28连接，第一出汽管10设有出汽管蒸汽阀9，第二出料管6上设有输送泵5和出料管料液阀8，出料管料液阀8设置在输送泵5与料液总管28之间的第二出料管6上，加热器3通过第一出料管4与第二出料管6连接并且第一出料管4连接在分离器7与输送泵5之间的第二出料管6上。

每效蒸发器的第一进料管1和第一出料管4之间的料液总管28上均设有第一料液阀11；每效蒸发器的第一进汽管29与第一出汽管10之间的蒸汽总管27上均设有第一蒸汽阀12，所以料液总管28上共设有三个第一料液阀11，蒸汽总管27上共设有三个第一蒸汽阀12。

所述第一强制循环蒸发器25为由串联分离器14、降膜加热器15、循环泵16和升膜加热器17通过循环管依次连接构成的循环回路，并且第一强制循环蒸发器25还包括与升膜加热器17连接的第三出料管18以及与串联分离器14连接的第二出汽管20，第三出料管18设有开关料液阀19。所述第二强制循环蒸发器26与第一强制循环蒸发器25结构相同：为由另组串联分离器14、降膜加热器15、循环泵16和升膜加热器17通过循环管依次连接构成的循环回路，第二强制循环蒸发器26的升膜加热器17连接另根第三出料管18、串联分离器14连接另根第二出汽管20，该第三出料管18也设有开关料液阀19。所述第一强制循环蒸发器25的第二出汽管20连接第二强制循环蒸发器26的升膜加热器17的进汽口，第一强制循环蒸发器25的第三出料管18连接第二强制循环蒸发器26的串联分离器14的进料口，第二强制循环蒸发器26中升膜加热器17所连接的第三出料管18作为整个多效轮换蒸发系统的总出料管，第二强制循环蒸发器26中串联分离器14所连接的第二出汽管20作为整个多效轮换蒸发系统的总出汽管，此外，第二强制循环蒸发器26中串联分离器14所连接的第二出料管6上设有真空泵21。

末效蒸发器（即三效蒸发器24）分离器7的第二出料管6以及料液总管28均连接第一强制循环蒸发器25的串联分离器14，并且末效蒸发器分离器7的第二出料管6与料液总管28的出料端汇总后通过管子连接在串联分离器14与升膜加热器17之间的循环管上。末效蒸发器（即三效蒸发器24）分离器7的第一出汽管10以及蒸汽总管27均连接第一强制循环蒸发器25的升膜加热器17，并且末效蒸发器分离器7的第一出汽管10以及蒸汽总管27的出汽端汇总后通过管子连接第一强制循环蒸发器25的升膜加热器17的进汽口。

  本发明所述的多效轮换蒸发系统,适合对含盐量高的母液蒸发作业（如硫酸铵），采用五效蒸发系统进行蒸发作业，首效、二效、三效分别为三效蒸发器22、23、24（也为三个降膜分离器），四效、五效分别为第一、第二强制循环蒸发器25、26。当进行轮换停车清洗分离器7时，五效蒸发系统变为四效蒸发系统。

在进行蒸发作业时，三个第一料液阀11和三个第一蒸汽阀12均处于关闭状态。料液和蒸汽分别进入首效蒸发器22中的加热器3，再进入其分离器7并经蒸发作业后，首效蒸发器22分离器7输出的料液由首效蒸发器22的输送泵5输送至二效蒸发器23的加热器3中，首效蒸发器22分离器7输出的蒸汽经其第一出汽管10和蒸汽总管27输送至二效分离器7的加热器3中。

料液经二效蒸发器23蒸发作业后，二效蒸发器23输出的料液由二效蒸发器23的输送泵5输送至三效分离器7的加热器3中，二效蒸发器23输出的蒸汽经二效蒸发器23的第一出汽管10以及蒸汽总管27输送至三效分离器7的加热器3中。

料液经三效蒸发器24蒸发作业后，料液由三效蒸发器24的输送泵5输送至四效——第一强制循环蒸发器25的串联分离器14中，料液在第一强制循环蒸发器25的循环泵16的巨大推力下，进行强制循环蒸发作业；同时，蒸汽经三效蒸发器24的第一出汽管10和蒸汽总管27输送至四效——第一强制循环蒸发器25的升膜加热器17中，料液水分符合要求后，开启第三出料管18的开关料液阀19，料液进入五效——第二强制循环蒸发器26中。

如上所述，五效——第二强制循环蒸发器26中料液水分合格后，开启第二强制循环蒸发器26中第三出料管18的开关料液阀19，料液进入育晶槽中，从而完成蒸发作业。

本发明所述的多效轮换蒸发系统，可将前效蒸发器产出的料液和蒸汽输送至下效蒸发器并继续进行蒸发作业，末效蒸发器产出的料液和蒸汽再依次进入第一强制循环蒸发器25和第二强制循环蒸发器26进行强制循环蒸发，最后产出成品。

当多效轮换蒸发系统运行一段时间后，前三效蒸发器——首效蒸发器22、二效蒸发器23和三效蒸发器24中的加热器3中会出现结垢，严重时会影响蒸发作业生产的进行，因此必须对结垢进行清理。此时，只需开启和关闭相应的料液阀、蒸汽阀即可实现分离器7的轮换停车清洗。

当一效蒸发器出现结垢现象需要停车清洗时，只需开启首效蒸发器22中第一进料管1和第一出料管4之间的第一料液阀11，开启首效蒸发器22中第一进汽管29和第一出汽管10之间的第一蒸汽阀12，并关闭首效蒸发器22内所有料液阀和蒸汽阀，关闭首效蒸发器22的输送泵5，即可实现首效蒸发器22的停车，而不影响正常蒸发作业。

当二效蒸发器23出现结垢现象需要停车清洗时，只需开启二效蒸发器23中第一进料管1和第一出料管4之间的第一料液阀11，开启二效蒸发器23中第一进汽管29和第一出汽管10之间的第一蒸汽阀12，并关闭二效蒸发器23内所有料液阀和蒸汽阀，关闭二效蒸发器23的输送泵5，即可实现二效蒸发器23的停车，而不影响正常蒸发作业。同理，可以实现三效蒸发器24的轮换停车。

当然，本发明不拘泥于上述形式，所述多效蒸发器可根据需要设置三效或者三效以上。

Claims (4)

1. 多效轮换蒸发系统，其特征在于：包括料液总管、蒸汽总管、依次串联在料液总管与蒸汽总管之间的多效蒸发器以及与末效蒸发器连接的第一强制循环蒸发器，每效蒸发器包括加热器和与加热器连接的分离器，加热器通过第一进料管与进料总管连接，加热器通过第一进汽管与蒸汽总管连接，分离器通过第一出汽管与蒸汽总管连接，分离器通过第二出料管与料液总管连接，第二出料管上设有输送泵，加热器通过第一出料管与第二出料管连接并且第一出料管连接在分离器与输送泵之间的第二出料管上；所述第一强制循环蒸发器为由串联分离器、降膜加热器、循环泵和升膜加热器依次连接构成的循环回路，第一强制循环蒸发器还包括与升膜加热器连接的第三出料管以及与串联分离器连接的第二出汽管；末效蒸发器分离器的第二出料管以及料液总管均连接第一强制循环蒸发器的串联分离器，末效蒸发器分离器的第一出汽管以及蒸汽总管均连接第一强制循环蒸发器的升膜加热器；每效蒸发器的第一进料管和第一出料管之间的料液总管上均设有第一料液阀；每效蒸发器的第一进汽管与第一出汽管之间的蒸汽总管上均设有第一蒸汽阀。

2.如权利要求1所述的多效轮换蒸发系统，其特征在于：还包括与第一强制循环蒸发器结构相同的第二强制循环蒸发器，第一强制循环蒸发器的第二出汽管连接第二强制循环蒸发器的升膜加热器，第一强制循环蒸发器的第三出料管连接第二强制循环蒸发器的串联分离器，第三出料管设有开关料液阀。

3.如权利要求2所述的多效轮换蒸发系统，其特征在于：第二强制循环蒸发器的第二出汽管上设有真空泵。

4.如权利要求1所述的多效轮换蒸发系统，其特征在于：第一进料管上设有进料管料液阀，第一进汽管上设有进汽管蒸汽阀，第一出汽管设有出汽管蒸汽阀，第二出料管上设有出料管料液阀。