CN105152909A - 一种用于葡萄糖酸钠生产的浓缩、结晶装置和工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于葡萄糖酸钠生产的浓缩、结晶装置和工艺，装置主要包括预热器、MVR蒸发系统(包含加热器、汽液分离器、机械蒸汽压缩机和真空蒸发结晶器)。开车阶段，料液直接进入加热器，使用新鲜蒸汽将料液加热。开车后，料液先进入预热器预热(预热介质为MVR蒸发系统产生的冷凝水)预热后的物料进入MVR蒸发系统的加热器加热，然后循环进入气液分离器蒸发产生二次蒸汽，二次蒸汽经蒸汽压缩机压缩后再返回加热器用于物料加热，如此循环。当料液浓度达55-60％(w/v)后出料，泵送入真空蒸发结晶器。在真空蒸发结晶器中，控制料液温度45-50℃，继续蒸发浓缩并结晶。降低了葡萄糖酸钠生产中料液蒸发浓缩工序蒸汽消耗，并解决了蒸发器加热器列管易阻塞的问题。

Description

一种用于葡萄糖酸钠生产的浓缩、结晶装置和工艺

技术领域

本发明涉及浓缩结晶技术领域，尤其涉及一种用于葡萄糖酸钠生产的浓缩、结晶装置和工艺。

背景技术

葡萄糖酸钠在工业中用途广泛，可作为高效螯合剂、缓凝剂、减水剂、清洗剂、着色剂等用于建筑、纺织印染、金属电镀、水处理等行业。目前，葡萄糖酸钠生产过程浓缩结晶工序主要采用三效浓缩热结晶技术(工艺装置见附图1)，即待浓缩物料先进入预热器，经一、二效蒸发器对物料进行加热、蒸发、浓缩，在第三效蒸发器继续浓缩并形成结晶，然后放料经中转罐至离心分离。此过程中利用前一效蒸发的二次蒸汽作为后一效加热的热源，每蒸发一吨水大约需要消耗新鲜蒸汽0.28-0.3吨。另外，该工艺葡萄糖酸钠结晶在第三效蒸发器中完成，三效蒸发器的加热列管容易被料液中的结晶堵塞，需经常停车清洗，增加了工人劳动强度、降低了设备的使用效率。

机械蒸汽再压缩技术(MechanicalVapourRecompressor，MVR)，采用机械蒸汽压缩机，将料液蒸发过程中产生的低品位的二次蒸汽进行机械压缩，提高二次蒸汽的温度、压力和热焓，重新用于料液加热。采用MVR技术用于料液蒸发，运行过程中几乎不消耗新鲜蒸汽，料液加热用蒸汽主要来源于料液蒸发产生的二次蒸汽，大大降低了料液浓缩过程中的新鲜蒸汽消耗。

发明内容

为解决上述葡萄糖酸钠生产中料液蒸发浓缩结晶工序蒸汽消耗大和加热器列管易阻塞等问题，本发明提供了一种新的用于葡萄糖酸钠生产的连续浓缩、结晶装置和工艺。

本发明提供了一种旨在克服葡萄糖酸钠生产中料液浓缩、结晶工序蒸发器加热管易堵塞和降低蒸汽消耗的生产装置和工艺，工艺流程如附图2。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于葡萄糖酸钠生产的浓缩、结晶装置，包括预热器、MVR蒸发系统、真空蒸发结晶器，其特征在于，所述预热器、MVR蒸发系统、真空蒸发结晶器依次连接，所述MVR蒸发系统出料口与真空蒸发结晶器的进料口相连；所述MVR蒸发系统包含加热器、汽液分离器和机械蒸汽压缩机，所述MVR蒸发系统设置有料液循环泵负责系统内料液循环，所述料液循环泵还负责由MVR蒸发系统向真空蒸发结晶器输送料液；所述真空蒸发结晶器为密闭装置，设有内盘管，底端设置有料液循环泵，上部连接抽真空系统。

进一步地，所述MVR蒸发系统和真空蒸发结晶器的安装有料液浓度检测传感器。

进一步地，所述MVR蒸发系统加热器下部凝水收集管与冷凝水收集储罐连通。所述冷凝收集储罐设有冷凝水输出泵，输出泵出口与预热器和真空蒸发结晶器加热系统连通。

本发明还提供了一种用于生产葡萄糖酸钠生产的浓缩、结晶工艺，包括如下步骤：

预热步骤：将经除菌、脱色等预处理后的葡萄糖酸钠发酵液从储罐中泵送至预热器，用MVR蒸发系统产生的冷凝水对物料进行预热；开车阶段料液直接进入MVR蒸发系统的加热器进行加热。

浓缩步骤：经过预热的葡萄糖酸钠溶液进入MVR蒸发系统的加热器进行加热，然后循环进入汽液分离器进行蒸发，产生二次蒸汽经机械蒸汽压缩机压缩后作为新热源再通入加热器用于料液加热，如此循环，至料液浓度达55-60％(w/v)时由出料泵送至真空蒸发结晶器，在真空蒸发结晶器中料液继续浓缩并结晶，达到预定浓度后用晶浆泵(8)出料进入离心分离工序进行固液分离。系统运行稳定后可实现连续进料、连续出料。

真空蒸发结晶器料液浓度需大于70％，以保证结晶收率。

优选的是，所述预热器的加热源来源于MVR蒸发系统产生的高温冷凝水。

优选的是，所述真空蒸发结晶器加热源来源于MVR蒸发系统产生的高温冷凝水。

优选的是，所述真空蒸发结晶器浓缩结晶过程控制温度为45-50℃。

优选的是，所述真空蒸发结晶器出料浓度为70-72％(w/v)。

本发明的有益效果：

(1)本发明采用MVR蒸发系统，最大限度的降低了料液浓缩工序蒸汽的消耗。除开车阶段需要少量新鲜蒸汽外，运行过程中只需补充少量新鲜蒸汽用于系统损耗。

(2)将原工艺中三效浓缩蒸发器用MVR蒸发系统替代，同时增加真空浓缩结晶器。新增结晶器采用内盘管加热，热源为MVR蒸发系统产生的高温冷凝水，充分利用了冷凝水的蕴含的热能。物料在结晶器内停留时间延长，产品晶型得到改善，结晶收率提高。(3)MVR蒸发系统产生的高温冷凝水回用做预热器的热源。

(4)增加了设备运行的连续性、稳定性，降低了员工劳动强度。

附图说明

图1三效浓缩工艺流程图，其中，1-1预热器、1-2一效加热器、1-3一效分离器、1-4热泵、1-5二效加热器、1-6二效分离器、1-7三效加热器、1-8三效分离器、1-9出料泵。

图2本发明工艺流程图，其中，1预热器、2冷凝水收集罐、3料液循环泵1、4加热器、5气液分离器、6机械压缩机、7真空蒸发结晶器、8料液循环泵2、9出料泵。

具体实施方式

本发明公开了一种解决葡萄糖酸钠生产中浓缩结晶工序蒸汽消耗大，加热管易堵塞的新工艺，下面结合实施例，对本发明进行具体说明。

实施例1本发明浓缩结晶工艺

一种用于葡萄糖酸钠生产的浓缩、结晶装置，包括预热器1、MVR蒸发系统(包含加热器4、汽液分离器5和机械蒸汽压缩机6)、真空蒸发结晶器7。所述预热器、MVR蒸发系统、真空蒸发结晶器依此连接。所述预热器出料口与MVR蒸发系统进料口相连；所述MVR蒸发系统出料口与真空蒸发结晶器的进料口相连；所述MVR蒸发系统设置有浆料循环泵3，同时负责MVR蒸发系统至真空蒸发结晶器的料液输送，所述真空蒸发结晶器为密闭装置，设有内盘管，底端设置有料液循环泵8，上部连接抽真空系统。

所述MVR蒸发系统和真空蒸发结晶器的安装有浓度检测传感器。

所述MVR蒸发系统加热器4下部冷凝水收集管与冷凝水收集罐2连通。所述冷凝收集罐设有冷凝水输出泵，输出泵出口与预热器和真空蒸发结晶器加热系统连通。

经除菌、脱色后的葡萄糖酸钠发酵料液泵入料液预热器(1)预热，预热热源为MVR蒸发系统产生的冷凝水。预热后的料液进入加热器(4)。开车阶段，料液直接进入加热器(4)，使用新鲜蒸汽将料液加热。物料在加热器加热后进入与加热器相连的气液分离器(5)蒸发产生二次蒸汽。二次蒸汽经机械蒸汽压缩机(6)压缩后作为新热源再用于加热器(4)的热源用于物料加热，如此循化。另，物料加热过程中热交换后产生的冷凝水收集到储罐(2)中，泵送至预热器(1)和真空蒸发结晶器(7)用作物料加热的热源。真空蒸发结晶器浓缩结晶过程控制温度为45-50℃。当MVR蒸发系统中的循化料液浓度达58-60％(w/v)，将浓缩料液泵送至真空蒸发结晶器(7)。在真空蒸发结晶器中，在真空作用下料液进一步浓缩、结晶，当料液浓度达70-72％(w/v)时，出料进行离心分离。

该工艺连续运行1个月，蒸汽消耗与三效浓缩结晶工艺相比降低90％，并且没有因为加热管堵塞而停车。

实施例2本发明浓缩结晶工艺

葡萄糖酸钠发酵液过滤除菌丝体，按比例加入粉末活性炭脱色，然后经板框过滤机滤去活性炭，泵入预热器预热后，通入MVR蒸发系统产生的冷凝水(温度70-75℃)进行预热，预热后的料液进入加热器，料液温度维持75-80℃，加热后的料液进入气液分离器蒸发产生的二次蒸汽蒸汽机压缩后再继续用于加热器料液的加热。当料液浓度浓缩至55-60％(w/v)时开始放料进入真空浓缩结晶器，通过间接加热和抽真空浓缩，控制温度为45-50℃。维持真空浓缩结晶放料浓度70-72％(w/v)。

该工艺连续运行1个月，蒸汽消耗仅为三效浓缩结晶工艺的10％，晶型与三效浓缩结晶相比明显改善，离心干燥效率提升，产品质量提高。

对比例1三效浓缩结晶工艺

葡萄糖酸钠发酵液过滤除菌丝体，按比例加入粉末活性炭脱色，然后经板框过滤机滤去活性炭，泵入预热器预热后，通入新鲜蒸汽进行预热，预热后的料液依此进入一效、二效、三效浓缩蒸发器，控制三效浓缩结晶出料浓度70-72％(w/v)，出料后进入晶浆中转罐后离心分离。

使用该工艺运行1个月，中间停车清洗2次。平均蒸发1吨水消耗新鲜蒸汽0.28吨。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种用于葡萄糖酸钠生产的浓缩、结晶装置，包括预热器、MVR蒸发系统、真空蒸发结晶器，其特征在于，所述预热器、MVR蒸发系统、真空蒸发结晶器依次连接，所述MVR蒸发系统出料口与真空蒸发结晶器的进料口相连；所述MVR蒸发系统包含加热器、汽液分离器和机械蒸汽压缩机，所述MVR蒸发系统设置有料液循环泵负责系统内料液循环，所述料液循环泵还负责由MVR蒸发系统向真空蒸发结晶器输送料液；所述真空蒸发结晶器为密闭装置，设有内盘管，底端设置有料液循环泵，上部连接抽真空系统。

2.如权利要求1所述装置，其特征在于：所述MVR蒸发系统的加热器下部冷凝水出口与冷凝水储罐连通；冷凝水储罐设有出水泵，泵的输出端口与预热器和真空蒸发结晶器的加热系统连通。

3.如权利要求1所述装置，其特征在于：MVR蒸发系统的出料口与真空蒸发结晶器的进料口相连。

4.如权利要求1所述装置，其特征在于：所述MVR蒸发系统与真空蒸发结晶器安装有浓度检测传感器。

5.如权利要求1所述装置，其特征在于：所述MVR蒸发系统和真空蒸发结晶器分别与抽真空系统相连。

6.一种用于生产葡萄糖酸钠生产的浓缩、结晶工艺，其特征在于，包括如下步骤：

预热步骤：将经除菌、脱色等预处理后的葡萄糖酸钠发酵液从储罐中泵送至预热器，加热介质为MVR蒸发系统产生的冷凝水；开车阶段料液直接进入MVR蒸发系统的加热器进行加热，

浓缩分离步骤：经过预热的料液进入MVR蒸发系统的加热器进行加热，然后循环进入汽液分离器进行蒸发，产生的二次蒸汽经机械蒸汽压缩机压缩后作为新热源再通入加热器用于料液加热，如此循环，至料液浓度达55-60％(w/v)时出料送入真空蒸发结晶器，在真空蒸发结晶器中料液继续浓缩并结晶，达到预定浓度后用泵出料进入离心分离工序进行固液分离。

7.如权利要求6所述的用于生产葡萄糖酸钠生产的浓缩、结晶工艺，其特征在于，所述预热器和真空蒸发结晶器的加热介质是MVR蒸发系统产生的冷凝水。

8.如权利要求6所述的用于生产葡萄糖酸钠生产的浓缩、结晶工艺，其特征在于，开车阶段料液不经过预热器，直接进入MVR蒸发系统，加热介质为新鲜蒸汽。

9.如权利要求6所述的用于生产葡萄糖酸钠生产的浓缩、结晶工艺，其特征在于，所述真空蒸发结晶器浓缩结晶温度控制40-45℃。

10.如权利要求6所述的用于生产葡萄糖酸钠生产的浓缩、结晶工艺，其特征在于，所述真空蒸发结晶器出料浓度为70-72％(w/v)。