CN109675338B - 一种乏汽压缩冷凝式真空多效蒸发结晶系统的工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种乏汽压缩冷凝式真空多效蒸发结晶系统，由多效蒸发结晶系统、压缩机、冷凝器、乏汽凝液罐、真空泵组成。多效蒸发结晶系统的第一效通过外部热源加热，蒸发产生的二次蒸汽作为下一效的加热蒸汽，多效蒸发结晶系统的末效乏汽与所述压缩机的进气口相连，压缩机的出气口与所述冷凝器的蒸汽进口相连，冷凝器的凝液口与所述乏汽凝液罐的进液口相连，乏汽凝液罐的排气口与所述真空泵相连。本发明通过乏汽增压冷凝方式，降低了多效蒸发结晶系统的末效排气温度，增大了多效蒸发结晶系统的总传热温差，在原有多效蒸发系统换热器、循环泵、结晶器等设备不做改动的前提下，可将系统产能提升至原系统的1.2～1.7倍。

Description

一种乏汽压缩冷凝式真空多效蒸发结晶系统的工作方法
技术领域
本发明涉及一种多效蒸发结晶系统，尤其涉及一种乏汽压缩冷凝式真空多效蒸发结晶系统工作方法，属于多效蒸发技术领域。
背景技术
多效蒸发是将前效的二次蒸汽作为下一效加热蒸汽的串联蒸发装置，被广泛应用于海水淡化、废水处理和溶液浓缩、真空制盐等领域。多效蒸发中的每一个蒸发器称为一效，各效的操作压力、相应的加热蒸汽温度与溶液沸点依次降低。多效蒸发的总传热温差是指首效加热的热源温度与末效乏汽温度之间的温度差，在其他蒸发条件及参数不变的前提下，多效蒸发系统的产量(蒸发量)与总传热温差呈正比关系，即总传热温差越大，多效蒸发系统的产量越高。
提高多效蒸发结晶系统的总传热温差的理论途径包括：提高首效热源温度，或降低末效二次蒸汽温度(即提高末效真空度)。提高首效热源温度会导致后面各效料液蒸发温度升高，末效二次蒸汽温度升高，真空度降低，蒸发设备腐蚀加快，热损失增加等一系列问题。因此，提高多效蒸发结晶系统的总传热温差、提高多效蒸发结晶系统的产量的有效途径是提高末效真空度。末效真空度每提高1kPa，多效蒸发结晶系统理论上产量可提高5％～8％。在常规的多效蒸发结晶系统中，为了保证末效乏汽的正常冷凝，乏汽温度通常要求不低于40℃，末效真空度一般维持在90kPa左右，无法被进一步提高。
发明内容
本发明的目的是针对传统多效蒸发结晶技术存在的不足，提供了一种通过末效乏汽压缩冷凝，降低末效蒸汽压力，从而提高多效蒸发结晶系统总传热温差及总产量的真空多效蒸发结晶系统工作方法。
一种乏汽压缩冷凝式真空多效蒸发结晶系统，由多效蒸发结晶装置、压缩机、冷凝器、乏汽凝液罐、真空泵组成。
所述多效蒸发结晶系统的第一效通过外部热源加热，蒸发产生的二次蒸汽作为下一效的加热蒸汽，多效蒸发结晶系统的末效乏汽与所述压缩机的进气口相连，压缩机的出气口与所述冷凝器的蒸汽进口相连，冷凝器的凝液口与所述乏汽凝液罐的进液口相连，乏汽凝液罐的排气口与所述真空泵相连。
其中，所述多效蒸发结晶装置的总效数n>＝2，其蒸发料液的进料方式为并流式、逆流式或平流式。
所述压缩机为离心式压缩机、罗茨式压缩机或螺杆式压缩机。
所述冷凝器为板式冷凝器、管壳式冷凝器或大气冷凝器。
所述真空泵为水环式真空泵、罗茨真空泵或螺杆式真空泵。
本发明所提供一种乏汽压缩冷凝式真空多效蒸发结晶系统的工作方法如下：多效蒸发结晶系统的末效乏汽温度控制在5～30℃，低温低压的末效乏汽进入压缩机，经压缩机增压后温度提升至35～40℃，之后进入冷凝器通过循环水进行降温冷凝，凝液落入乏汽凝液罐，系统内的不凝气体由真空泵排出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在多效蒸发结晶系统首效热源温度相同的前提下，本发明通过乏汽增压冷凝方式，降低了多效蒸发结晶系统的末效排气温度，增大了多效蒸发结晶系统的总传热温差，从而大幅提高了多效蒸发结晶系统的总产量。与常规多效蒸发结晶系统相比，本发明最高可将末效真空度提升至99kPa，多效蒸发结晶系统理论上产量可提高45％～72％。
附图说明
图1为本发明的一种乏汽压缩冷凝式真空多效蒸发结晶系统原理图
图2为本发明实施例二的一种乏汽压缩冷凝式真空多效蒸发结晶系统原理图
图中，1为多效蒸发结晶系统，2为压缩机，3为冷凝器，4为乏汽凝液罐，5为真空泵。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例一：
如图1所示，一种乏汽压缩冷凝式真空多效蒸发结晶系统，包括多效蒸发结晶装置1，压缩机2，冷凝器3，乏汽凝液罐4，真空泵5。所述多效蒸发结晶装置1为五效型真空制盐系统，料液采用逆流式进料方式；多效蒸发结晶系统1的末效乏汽温度控制在20℃，此时乏汽压力为2.3kPa；末效乏汽与所述压缩机2的进气口相连，压缩机2采用离心式水蒸汽压缩机，压缩机2的排气压力为5.6kPa，压缩机2的压比为2.43；所述压缩机2的出气口与所述冷凝器3的蒸汽进口相连，所述冷凝器3采用板式冷凝器；冷凝器3的凝液口与所述乏汽凝液罐4的进液口相连，乏汽凝液罐4的排气口与所述真空泵5相连，所述真空泵采用水环式真空泵。
本实施例的的工作方法如下：
首效加热蒸汽温度为120℃，末效乏汽温度为20℃，物料沸点升设为10℃；则一效至五效蒸发器的加热蒸汽温度分别为120℃、100℃、80℃、60℃、40℃；一效至五效蒸发器的物料温度分别为110℃、90℃、70℃、50℃、30℃；一效至五效的二次蒸汽温度分别为100℃、80℃、60℃、40℃、20℃；第五效的20℃乏汽进入离心式压缩机进行压缩升温，温度提升至35℃(饱和温度)，压力提高至5.6kPa，之后进入冷凝器通过30℃的循环水进行降温冷凝，凝液落入乏汽凝液罐，系统内的不凝气体由真空泵排出。本实施例通过乏汽增压冷凝方式，降低了多效蒸发结晶系统的末效排气温度，增大了多效蒸发结晶系统的总传热温差，从而大幅提高了多效蒸发结晶系统的总产量。
实施例二：
如图2所示，一种乏汽压缩冷凝式真空多效蒸发结晶系统，包括多效蒸发结晶系统1，压缩机2，冷凝器3，乏汽凝液罐4，真空泵5。所述多效蒸发结晶系统1为四效型真空海水淡化系统，海水采用平流式进料方式；多效蒸发结晶系统1的末效乏汽温度控制在10℃，此时乏汽压力为1.2kPa；末效乏汽与所述压缩机2的进气口相连，压缩机2采用螺杆式水蒸汽压缩机，压缩机2的排气压力为5.6kPa，压缩机2的压比为4.67；所述压缩机2的出气口与所述冷凝器3的蒸汽进口相连，所述冷凝器3采用大气冷凝器；冷凝器3的排液口与所述乏汽凝液罐4的进液口相连，乏汽凝液罐4的排气口与所述真空泵5相连，所述真空泵采用螺杆式真空泵。
对比例一：
本对比例采用常规五效真空制盐系统与实施例一进行对比。本对比例的年产盐量为60万t/a，每吨盐的蒸发水量为3t，全年运行8000h。五效真空制盐系统的热源蒸汽为120℃，末效乏汽温度为40℃，物料沸点升为10℃。本对比例与实施例一的系统运行参数对比如下表所示。可见在对比例一的多效蒸发系统的基础上，将其改造为实施例一时的系统年产能将由原来的60万t/a提高至100万t/a，在多效蒸发结晶系统换热器、结晶器、循环泵等主要部件不做改动的前提下，仅通过增加末效乏汽压缩机的方式，产能可提高67％。
本发明通过多效蒸发结晶系统的末效乏汽压缩方式，提高了末效真空度，增大了多效蒸发结晶系统的总传热温差，在多效蒸发结晶系统换热器、循环泵、结晶器等不做任何改动的前提上，可将系统产能提高至原产能的1.2～1.7倍。本发明尤其适合于产品经济附加值高、现场空间紧张不适合新增多效蒸发生产线提高产能的应用场合。
表1.对比例一与实施例一系统运行参数对比
尽管上文结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种乏汽压缩冷凝式真空多效蒸发结晶系统的工作方法，所述乏汽压缩冷凝式真空多效蒸发结晶系统由多效蒸发结晶装置、压缩机、冷凝器、乏汽凝液罐、真空泵组成；所述多效蒸发结晶装置的第一效通过外部热源加热，蒸发产生的二次蒸汽作为下一效的加热蒸汽，多效蒸发结晶装置的末效乏汽与所述压缩机的进气口相连，压缩机的出气口与所述冷凝器的蒸汽进口相连，冷凝器的凝液口与所述乏汽凝液罐的进液口相连，乏汽凝液罐的排气口与所述真空泵相连；多效蒸发结晶装置的末效乏汽温度控制在5～30℃，低温低压的末效乏汽进入压缩机，经压缩机增压后温度提升至35～40℃，之后进入冷凝器通过循环水进行降温冷凝，凝液落入乏汽凝液罐，系统内的不凝气体由真空泵排出。
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