CN107744669A - 高锰酸钾电解料液蒸发浓缩系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高锰酸钾电解料液蒸发浓缩系统，包括：原料罐；管式换热器；降膜换热器，降膜换热器的下部设有降膜分离器；强制循环换热器；结晶分离器；MVR压缩系统，MVR压缩系统包括洗气塔和不凝气管，洗气塔的气态出口上连接设有第一离心压缩机，第一离心压缩机的蒸汽出口上连接设有第二离心压缩机，第二离心压缩机的蒸汽出口上连接设有第三离心压缩机，且第二离心压缩机的蒸汽出口上还连接设有鲜蒸汽管；降膜换热器的蒸汽入口与第二离心压缩机的蒸汽出口相连，强制循环换热器的蒸汽入口与第三离心压缩机的蒸汽出口相连，降膜分离器的不凝气出口和强制循环换热器的不凝气出口均与不凝气管相连；蒸馏水系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种蒸发浓缩系统，具体的为一种高锰酸钾电解料液蒸发浓缩系统。
背景技术
由于高锰酸钾生产电解后母液冷却液里面含有氢氧化钾、碳酸钾、高锰酸钾、锰酸钾、氯化钾、硫酸钾等多种成分，组分比较复杂，而且在蒸发过程中发生歧化反应：4KOH+4KMnO4=4K2MnO4+2H2O+O2，在蒸发过程中产生大量的不凝气，严重影响传热和传质。同时，大量的不凝气产生大量汽膜，在运行过程中料液稍微过量都会存在跑料事故。另外，在蒸发过程中发生反应：3K2MnO4+2H2O=2KMnO4+4KOH+MnO2，生成的二氧化锰会堵塞加热室加热管。在蒸发浓缩过程中会产生大量的锰酸钾和碳酸钾晶体，也不利于泵将物料从一个蒸发器输送到另一个蒸发器。国内高锰酸钾生产企业尝试用多效蒸发都没有成功或者长周期运行，目前国内高锰酸钾厂家基本上都是用单效蒸发器蒸发电解母液以回收碱液。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高锰酸钾电解料液蒸发浓缩系统，不能能够满足使用要求，而且能够有效减少蒸汽消耗。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高锰酸钾电解料液蒸发浓缩系统，包括：
原料罐，用于存储待蒸发浓缩的料液；
管式换热器，所述管式换热器的料液进口与所述原料罐的料液出口相连，且所述管式换热器与所述原料罐之间设有原料泵；
降膜换热器，所述降膜换热器的料液进口与所述管式换热器的料液出口相连，所述降膜换热器的下部设有用于对经所述降膜换热器蒸发浓缩处理后的料液进行气液分离处理的降膜分离器；
强制循环换热器，所述强制循环换热器的料液进口与所述降膜分离器的液态出口相连，用于对料液进行升温处理；
结晶分离器；所述结晶分离器的料液入口与所述强制循环换热器的料液出口相连，并用于对料液进行闪蒸浓缩处理；
MVR压缩系统，所述MVR压缩系统包括洗气塔和不凝气管，所述降膜分离器的气态出口和所述结晶分离器的气态出口分别与所述洗气塔的蒸汽入口相连，所述洗气塔的气态出口上连接设有第一离心压缩机，所述第一离心压缩机的蒸汽出口上连接设有第二离心压缩机，所述第二离心压缩机的蒸汽出口上连接设有第三离心压缩机，且所述第二离心压缩机的蒸汽出口上还连接设有鲜蒸汽管；所述降膜换热器的蒸汽入口与所述第二离心压缩机的蒸汽出口相连，所述强制循环换热器的蒸汽入口与所述第三离心压缩机的蒸汽出口相连，所述降膜分离器的不凝气出口和所述强制循环换热器的不凝气出口均与所述不凝气管相连；
蒸馏水系统，所述蒸馏水系统包括蒸馏水罐，所述蒸馏水罐的蒸馏水入口与所述强制循环换热器的蒸馏水出口相连，所述管式换热器的蒸馏水入口与所述蒸馏水罐的蒸馏水出口相连，且所述管式换热器的蒸馏水出口上连接设有蒸馏水排出管。
进一步，所述蒸馏水系统还包括积液罐，所述积液罐的蒸馏水入口与所述蒸馏水罐的蒸馏水出口相连，且所述积液罐与所述第二离心压缩机之间设有蒸馏水循环管道。
进一步，所述强制循环换热器设置为两个，并分别为第一强制循环换热器和第二强制循环换热器，所述第一强制循环换热器的料液入口与所述降膜分离器的液态出口相连、料液出口与所述结晶分离器的料液入口相连，所述第二强制循环换热器的料液入口与所述结晶分离器的料液循环出口相连、料液出口与所述第一强制循环换热器的料液入口相连，且所述第二强制循环换热器的料液出口与所述第一强制循环换热器的料液入口之间设有强制循环泵。
进一步，所述降膜分离器的液态出口与所述第一强制循环换热器的料液入口之间设有转料泵。
进一步，所述结晶分离器的浓缩液出口上设有浓缩液排出管，所述浓缩液排出管上设有出料泵。
进一步，所述降膜分离器上设有料液循环出口，所述降膜换热器上设有料液循环入口，所述料液循环出口与所述料液循环出口之间设有降膜料液循环管道，所述降膜料液循环管道上设有降膜循环泵。
进一步，所述洗气塔上设有洗涤液循环管，所述洗涤液循环管上设有洗涤循环泵。
进一步，所述不凝气管上设有不凝气板式换热器，所述不凝气板式换热器的不凝气出口上设有不凝气排出管，所述不凝气排出管上设有真空泵；所述不凝气板式换热器上还连接设有冷却水进水管和冷却水出水管。
进一步，所述降膜分离器的气态出口和所述结晶分离器的气态出口上设有除沫器。
本发明的有益效果在于：
采用本发明的高锰酸钾电解料液蒸发浓缩系统的工艺流程如下：
1、进料：待处理的料液从原液罐出来，由进料泵打入管式换热器，在管式换热器内，料液与蒸汽冷凝水进行热交换，通过进料泵泵入降膜蒸发器进行蒸发浓缩；
2、在降膜蒸发器列管内，物料从上而下，受热蒸发，浓缩液落下至降膜分离器，依次通过后物料达到较高的浓度，由转料泵输送至强制循环换热器内继续蒸发浓缩结晶；
3、物料在进入强制循环换热器升温升压，而后在结晶分离器内进行闪蒸浓缩，浓缩液和蒸汽在结晶分离器中进行汽液分离；气液分离后的浓缩液被强制循环泵打入强制循环换热器，浓缩液在强制循环蒸发器内继续进行升温，后进入分离器，在分离器内进行闪蒸浓缩，如此循环，达到出料浓度后泵送出系统；
4、从分离器出来的85℃蒸汽，进入MVR压缩系统。蒸汽首先被第一离心压缩机和第二离心压缩机压缩后，温度可升高到103℃左右，压缩后的蒸汽部分打入降膜换热器加热物料，部分进入第三离心压缩机继续压缩，温度可升高到111℃左右，然后再打入强制循环换热器加热物料。加热物料的过程中，这部分温度约为107℃的蒸汽冷凝成水流至蒸馏水罐并由蒸馏水泵泵入管式式换热器与原料液换热，温度降至35℃左右排出系统；经预热后的物料进入降膜换热器和强制循环换热器后，和压缩后的蒸汽进行换热蒸发，整个系统达到热平衡。
本发明的高锰酸钾电解料液蒸发浓缩系统，具有以下优点：
1、能耗低：采用降膜换热器和强制循环换热器的蒸发浓缩设备组合，并采用三台离心压缩机，提供26℃温差即可满足使用要求，和传统蒸发器相比，大大降低了系统的能耗；并且，采用MVR系统可将结晶分离器排出的浓缩液的浓度直接提高至50-52%，而后可以直接送到有冷却盘缠的冷却设备降温析出结晶，降低蒸汽消耗量；
2、防止跑料：通过在降膜分离器的气态出口和所述结晶分离器的气态出口上设置除沫器，保证有效的防止了泡沫夹带料液的现象，同时也大大降低了蒸发出的冷凝水中盐分的量，以延长了设备的使用寿命，确保设备正常运行；
3、洗气塔的突出作用：在含盐溶液的蒸发中，由于溶液较易形成细小泡沫，从而影响蒸汽压缩机的平稳运行，同时由于可能会产生的爆沸情况；通过在第二离心压缩机上设置蒸馏水循环管道，对进入到第二离心压缩机内的蒸汽进行彻底地气液分离，从而有效地保护了离心压缩机高速运行的平稳和蒸馏水清洁，可以做到蒸馏水的充分回用。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明高锰酸钾电解料液蒸发浓缩系统实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1所示，为本发明高锰酸钾电解料液蒸发浓缩系统实施例的结构示意图。本实施例的一种高锰酸钾电解料液蒸发浓缩系统，包括：
原料罐1，用于存储待蒸发浓缩的料液，原料罐1上设有原料进料管。
管式换热器2，管式换热器2的料液进口与原料罐1的料液出口相连，且管式换热器2与原料罐1之间设有原料泵3。
降膜换热器4，降膜换热器4的料液进口与管式换热器2的料液出口相连，降膜换热器4的下部设有用于对经降膜换热器蒸发浓缩处理后的料液进行气液分离处理的降膜分离器5。本实施例的降膜分离器5上设有料液循环出口，降膜换热器4上设有料液循环入口，料液循环出口与料液循环出口之间设有降膜料液循环管道，降膜料液循环管道上设有降膜循环泵12。
强制循环换热器，强制循环换热器的料液进口与降膜分离器5的液态出口相连，用于对料液进行升温处理。
结晶分离器6；结晶分离器6的料液入口与强制循环换热器的料液出口相连，并用于对料液进行闪蒸浓缩处理。
本实施例的强制循环换热器设置为两个，并分别为第一强制循环换热器7和第二强制循环换热器8，第一强制循环换热器7的料液入口与降膜分离器5的液态出口相连、料液出口与结晶分离器6的料液入口相连，第二强制循环换热器8的料液入口与结晶分离器6的料液循环出口相连、料液出口与第一强制循环换热器7的料液入口相连，且第二强制循环换热器8的料液出口与第一强制循环换热器7的料液入口之间设有强制循环泵9。本实施例的降膜分离器5的液态出口与第一强制循环换热器7的料液入口之间设有转料泵10。本实施例的结晶分离器6的浓缩液出口上设有浓缩液排出管，浓缩液排出管上设有出料泵11。
MVR压缩系统，MVR压缩系统包括洗气塔13和不凝气管17，降膜分离器5的气态出口和结晶分离器6的气态出口分别与洗气塔13的蒸汽入口相连，洗气塔13的气态出口上连接设有第一离心压缩机14，第一离心压缩机14的蒸汽出口上连接设有第二离心压缩机15，第二离心压缩机15的蒸汽出口上连接设有第三离心压缩机16，且第二离心压缩机15的蒸汽出口上还连接设有鲜蒸汽管17；降膜换热器4的蒸汽入口与第二离心压缩机15的蒸汽出口相连，强制循环换热器的蒸汽入口与第三离心压缩机16的蒸汽出口相连，降膜分离器5的不凝气出口和强制循环换热器的不凝气出口均与不凝气管17相连；本实施例的第一强制循环换热器7和第二强制循环换热器8的蒸汽入口均与第三离心压缩机16的蒸汽出口相连，第一强制循环换热器7和第二强制循环换热器8的不凝气出口均与不凝气管17相连。本实施例的洗气塔13上设有洗涤液循环管，洗涤液循环管上设有洗涤循环泵18。本实施例的不凝气管17上设有不凝气板式换热器19，不凝气板式换热器的不凝气出口上设有不凝气排出管，不凝气排出管上设有真空泵20；不凝气板式换热器19上还连接设有冷却水进水管和冷却水出水管。
蒸馏水系统，蒸馏水系统包括蒸馏水罐24，蒸馏水罐24的蒸馏水入口与强制循环换热器的蒸馏水出口相连，管式换热器2的蒸馏水入口与蒸馏水罐24的蒸馏水出口相连，且管式换热器2的蒸馏水出口上连接设有蒸馏水排出管。本实施例的蒸馏水系统还包括积液罐21，积液罐21的蒸馏水入口与蒸馏水罐24的蒸馏水出口相连，且积液罐21与第二离心压缩机15之间设有蒸馏水循环管道。本实施例的蒸馏水罐24与管式换热器2之间设有蒸馏水泵22、与积液罐21之间设有积液泵23。
本实施例的降膜分离器5的气态出口和结晶分离器6的气态出口上设有除沫器。
本实施例的高锰酸钾电解料液蒸发浓缩系统，具有以下优点：
1、能耗低：采用降膜换热器和强制循环换热器的蒸发浓缩设备组合，并采用三台离心压缩机，提供26℃温差即可满足使用要求，和传统蒸发器相比，大大降低了系统的能耗；并且，采用MVR系统可将结晶分离器排出的浓缩液的浓度直接提高至50-52%，而后可以直接送到有冷却盘缠的冷却设备降温析出结晶，降低蒸汽消耗量；
2、防止跑料：通过在降膜分离器的气态出口和所述结晶分离器的气态出口上设置除沫器，保证有效的防止了泡沫夹带料液的现象，同时也大大降低了蒸发出的冷凝水中盐分的量，以延长了设备的使用寿命，确保设备正常运行；
3、洗气塔的突出作用：在含盐溶液的蒸发中，由于溶液较易形成细小泡沫，从而影响蒸汽压缩机的平稳运行，同时由于可能会产生的爆沸情况；通过在第二离心压缩机上设置蒸馏水循环管道，对进入到第二离心压缩机内的蒸汽进行彻底地气液分离，从而有效地保护了离心压缩机高速运行的平稳和蒸馏水清洁，可以做到蒸馏水的充分回用
当然，本实施例的高锰酸钾电解料液蒸发浓缩系统还可以采用全自动操作控制，通过变频器对马达转速的调节，对阀门、流量计、温度、压力以及液位的控制，以达到自动蒸发、清洗、停机等操作。自动报警、自动保护系统不受损坏，保持系统动态平衡，若某处故障，系统会自动报警，并显示报警位置，方便检测维护。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (9)
1.一种高锰酸钾电解料液蒸发浓缩系统，其特征在于：包括：
原料罐，用于存储待蒸发浓缩的料液；
管式换热器，所述管式换热器的料液进口与所述原料罐的料液出口相连，且所述管式换热器与所述原料罐之间设有原料泵；
降膜换热器，所述降膜换热器的料液进口与所述管式换热器的料液出口相连，所述降膜换热器的下部设有用于对经所述降膜换热器蒸发浓缩处理后的料液进行气液分离处理的降膜分离器；
强制循环换热器，所述强制循环换热器的料液进口与所述降膜分离器的液态出口相连，用于对料液进行升温处理；
结晶分离器；所述结晶分离器的料液入口与所述强制循环换热器的料液出口相连，并用于对料液进行闪蒸浓缩处理；
MVR压缩系统，所述MVR压缩系统包括洗气塔和不凝气管，所述降膜分离器的气态出口和所述结晶分离器的气态出口分别与所述洗气塔的蒸汽入口相连，所述洗气塔的气态出口上连接设有第一离心压缩机，所述第一离心压缩机的蒸汽出口上连接设有第二离心压缩机，所述第二离心压缩机的蒸汽出口上连接设有第三离心压缩机，且所述第二离心压缩机的蒸汽出口上还连接设有鲜蒸汽管；所述降膜换热器的蒸汽入口与所述第二离心压缩机的蒸汽出口相连，所述强制循环换热器的蒸汽入口与所述第三离心压缩机的蒸汽出口相连，所述降膜分离器的不凝气出口和所述强制循环换热器的不凝气出口均与所述不凝气管相连；
蒸馏水系统，所述蒸馏水系统包括蒸馏水罐，所述蒸馏水罐的蒸馏水入口与所述强制循环换热器的蒸馏水出口相连，所述管式换热器的蒸馏水入口与所述蒸馏水罐的蒸馏水出口相连，且所述管式换热器的蒸馏水出口上连接设有蒸馏水排出管。
2.根据权利要求1所述的高锰酸钾电解料液蒸发浓缩系统，其特征在于：所述蒸馏水系统还包括积液罐，所述积液罐的蒸馏水入口与所述蒸馏水罐的蒸馏水出口相连，且所述积液罐与所述第二离心压缩机之间设有蒸馏水循环管道。
3.根据权利要求1所述的高锰酸钾电解料液蒸发浓缩系统，其特征在于：所述强制循环换热器设置为两个，并分别为第一强制循环换热器和第二强制循环换热器，所述第一强制循环换热器的料液入口与所述降膜分离器的液态出口相连、料液出口与所述结晶分离器的料液入口相连，所述第二强制循环换热器的料液入口与所述结晶分离器的料液循环出口相连、料液出口与所述第一强制循环换热器的料液入口相连，且所述第二强制循环换热器的料液出口与所述第一强制循环换热器的料液入口之间设有强制循环泵。
4.根据权利要求3所述的高锰酸钾电解料液蒸发浓缩系统，其特征在于：所述降膜分离器的液态出口与所述第一强制循环换热器的料液入口之间设有转料泵。
5.根据权利要求3所述的高锰酸钾电解料液蒸发浓缩系统，其特征在于：所述结晶分离器的浓缩液出口上设有浓缩液排出管，所述浓缩液排出管上设有出料泵。
6.根据权利要求1所述的高锰酸钾电解料液蒸发浓缩系统，其特征在于：所述降膜分离器上设有料液循环出口，所述降膜换热器上设有料液循环入口，所述料液循环出口与所述料液循环出口之间设有降膜料液循环管道，所述降膜料液循环管道上设有降膜循环泵。
7.根据权利要求1所述的高锰酸钾电解料液蒸发浓缩系统，其特征在于：所述洗气塔上设有洗涤液循环管，所述洗涤液循环管上设有洗涤循环泵。
8.根据权利要求1所述的高锰酸钾电解料液蒸发浓缩系统，其特征在于：所述不凝气管上设有不凝气板式换热器，所述不凝气板式换热器的不凝气出口上设有不凝气排出管，所述不凝气排出管上设有真空泵；所述不凝气板式换热器上还连接设有冷却水进水管和冷却水出水管。
9.根据权利要求1所述的高锰酸钾电解料液蒸发浓缩系统，其特征在于：所述降膜分离器的气态出口和所述结晶分离器的气态出口上设有除沫器。
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