CN110801638A - 防堵防结垢的mvr蒸发结晶器及蒸发结晶方法 - Google Patents

Abstract

防堵防结垢的MVR蒸发结晶器及蒸发结晶方法，涉及蒸发结晶设备领域。防堵防结垢的蒸发结晶器，包括蒸发结晶室B、聚气缸、压缩机B及分气缸；蒸发结晶室B的外壁上端设有原液进口和二次蒸气出口，外壁下端设有排料口；聚气缸的分进气口与蒸发结晶室B的二次蒸气出口连通；压缩机B的进气口与聚气缸的总出气口连通；分气缸的总进气口与压缩机B的出气口连通，分出气口与蒸发结晶室B的蒸汽入口连通。盐溶液蒸发结晶方法，应用于防堵防结垢的蒸发结晶器。本发明将换热管安置在蒸发结晶室B内，换热管内仅有蒸气流通，原液均处在换热管外部，原液与蒸气的换热过程发生在蒸发结晶室B的内腔中，该结构适用于高温结晶产品的制备。

Description

防堵防结垢的MVR蒸发结晶器及蒸发结晶方法

技术领域

本发明涉及蒸发结晶设备领域，特别是一种防堵防结垢的蒸发结晶器及蒸发结晶方法。

背景技术

结晶制盐法是目前化工领域常用的盐类制备方法，而MVR蒸发器又是结晶制盐法中的关键核心设备，MVR蒸发器是一种新型高效节能蒸发设备，该设备采用自身系统中产生的二次蒸汽通过机械再压缩成为可利用的二次能源，循环使用达到高效节能的目的。

现有的MVR蒸发器的结构如图2所示，包括管壳式换热器6、蒸发结晶室A7、压缩机A8及循环泵9。管壳式换热器6内设有互不连通的壳程腔和管程腔。蒸发结晶室A7上端设有二次蒸气出口71，侧壁上从上至下分别设有原液入口72、清液出口73及出料口74。蒸发结晶室A7的二次蒸气出口71、压缩机8、管壳式换热器6的壳程腔依次通过管道连通，而形成蒸汽流动路径。蒸发结晶室A7的清液出口73、循环泵9、管壳式换热器6的管程腔、蒸发结晶室A7的原液入口72依次通过管道连通，而形成原液流动路径。

当MVR蒸发器应用在高温结晶产品(例如一水硫酸锌、一水硫酸锰等)时，因原液在蒸发过程中会产生大量结晶体，含有结晶体的原液进入管壳式换热器6的管程腔内进行热交换时，极易在管壳式换热器6的管程腔内结垢，堵塞管道，影响换热效果，使MVR蒸发器无法正常运行。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，而提供一种防堵防结垢的蒸发结晶器及蒸发结晶方法，它解决了现有的MVR蒸发器不适用于高温结晶产品的制备的问题。

本发明的技术方案是：防堵防结垢的MVR蒸发结晶器，包括蒸发结晶室B及压缩机B；

蒸发结晶室B的内腔中设有换热管和搅拌装置，换热管的两端分别伸出蒸发结晶室B的内腔而形成蒸汽入口和汽液出口，蒸发结晶室B上端设有原液进口和二次蒸气出口，蒸发结晶室B下端设有排料口；

压缩机B的进气口和出气口分别与二次蒸气出口和蒸汽入口连通，而形成蒸汽流动路径。

本发明进一步的技术方案是：蒸发结晶室B的数量为一个或一个以上。

本发明再进一步的技术方案是：其还包括聚气缸和分气缸；

聚气缸上设有总出气口、分进气口及排水口A，分进气口通过管道与蒸发结晶室B的二次蒸气出口连通，排水口A上设有疏水阀A；聚气缸上的分进气口的数量与蒸发结晶室B的数量一致，并与蒸发结晶室B一一对应；

分气缸上设有总进气口、分出气口及排水口B，总进气口通过管道与压缩机B的出气口连通，分出气口通过管道与蒸发结晶室B的蒸汽入口连通，排水口B上设有疏水阀B；分气缸上的分出气口的数量与蒸发结晶室B的数量一致，并与蒸发结晶室B一一对应。

本发明更进一步的技术方案是：分气缸的分出气口与蒸发结晶室B的蒸汽入口之间的管路上设有外供蒸汽入口。

本发明更进一步的技术方案是：其还包括气液分离器；气液分离器上设有气液入口、出汽口和出液口，气液入口通过管道与蒸发结晶室B的汽液出口连通，出汽口和出液口分别用于排出蒸汽和冷凝水。

本发明的技术方案是：盐溶液蒸发结晶方法，应用于上述的防堵防结垢的MVR蒸发结晶器，步骤如下：

S01，将一定量的原液通过原液进口注入蒸发结晶室B的内腔；

S02，同时进行以下两项操作：

a、通过外供蒸汽入口向换热管内注入高温蒸汽，并同时启动压缩机B；一方面，高温蒸汽将原液加热，原液产生的二次蒸气通过二次蒸气出口排出；另一方面，从二次蒸气出口排出的二次蒸汽进入压缩机B压缩，使二次蒸汽温度升高，并在管路流动；

b、启动搅拌装置充分搅拌原液，防止原液结晶沉淀。

本步骤中，蒸气流动路径为：二次蒸气出口-分进气口-聚气缸-总出气口-压缩机B-总进气口-分气缸-分出气口-蒸汽入口-换热管-汽液出口-气液入口-气液分离器，最后在气液分离器内进行气液分离，从出汽口排出残余蒸气，从出液口排出冷凝水；蒸气流动的过程中，先通过压缩机B的压缩而提升了温度，然后在换热管内与蒸发结晶室B内的原液进行换热，将热量传递给原液，使原液温度升高而产生蒸发，原液因蒸发失去水分而浓缩、结晶，最后从排料口排出含有结晶体的晶浆液。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明在现有的MVR蒸发器的结构上做出改进，将换热管安置在蒸发结晶室B内(即将现有MVR蒸发器上的外置式换热结构改进为内置式换热结构)，换热管内仅有蒸气流通，原液均处在换热管外部，原液与蒸气的换热过程发生在蒸发结晶室B的内腔中，该结构尤其适用于高温结晶产品(例如一水硫酸锌、一水硫酸锰)的制备。

一方面，本发明兼具现有MVR蒸发器高效节能的优点，同时解决了现有的MVR结晶器在换热管内易结垢的问题，本发明中的蒸汽在换热管内流通，原液在换热管外流动，从而使换热管内不会产生结垢、结晶现象，也就不会因结垢、结晶堵塞管道而影响整个蒸发结晶器的正常运行；

另一方面，换热管外壁上若产生结垢、结晶，仅需打开蒸发结晶室B的上盖板，用清水冲洗或清水溶解或原液溶解即可去除换热管外壁上的结垢、结晶，清理很方便；

再一方面，原液始终处在蒸发结晶室B的内腔中，并没有形成循环回路，故相比现有的MVR蒸发器无需设置循环泵，降低了设备的运行能耗；

再一方面，聚气缸和分气缸起到了气液分离及缓冲管道内压力平稳的作用；

再一方面，搅拌装置可起到防止原液中的结晶沉淀、加速蒸发结晶室B内的原液流动、增加换热管的总传热系数、降低换热管外壁上的结垢、结晶速度的效果；

再一方面，可以通过增加蒸发结晶室B和换热管的数量来增加产品的产出量，并且，所有的蒸发结晶室B均为并联布置，当一组蒸发器(即一个蒸发结晶室B和内置其中的换热管)出现故障，其它组蒸发器仍可正常运行，具有较强的容错率。

以下结合图和实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为现有的MVR蒸发器的结构示意图。

图例说明：蒸发结晶室B1；换热管11；蒸汽入口111；汽液出口112；搅拌装置12；原液进口13；二次蒸气出口14；排料口15；聚气缸2；总出气口21；分进气口22；压缩机3；分气缸4；总进气口41；分出气口42；气液分离器5；气液入口51；出汽口52；出液口53；外供蒸汽入口100；管壳式换热器6；蒸发结晶室A7；二次蒸气出口71；原液入口72；清液出口73；出料口74；压缩机A8；循环泵9。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，防堵防结垢的MVR蒸发结晶器，包括蒸发结晶室B1、聚气缸2、压缩机B3、分气缸4及气液分离器5。

蒸发结晶室B1内设有换热管11和搅拌装置12，换热管11的两端分别伸出蒸发结晶室B的内腔而形成蒸汽入口111和汽液出口112，蒸发结晶室B1的外壁上端设有原液进口13和二次蒸气出口14，外壁下端设有排料口15。

聚气缸2上设有总出气口21和分进气口22，分进气口22通过管道与蒸发结晶室B1的二次蒸气出口14连通。

压缩机B3一端为进气口，另一端为出气口，压缩机B3的进气口通过管道与聚气缸2的总出气口21连通。

分气缸4上设有总进气口41和分出气口42，总进气口41通过管道与压缩机B3的出气口连通，分出气口42通过管道与蒸发结晶室B1的蒸汽入口111连通。

气液分离器5上设有气液入口51、出汽口52和出液口53，气液入口51通过管道与蒸发结晶室B1的汽液出口112连通，出汽口52和出液口53分别用于排出蒸汽和冷凝水。

优选，分气缸4的分出气口42与蒸发结晶室B1的蒸汽入口111之间的管路上设有外供蒸汽入口100。

优选，蒸发结晶室B1内设有电加热器(图中未示出)及液位传感器(图中未示出)。

本实施例中，蒸发结晶室B1的数量为两个，也可以根据实际需要设置蒸发结晶室B1的个数，以满足蒸发量的需求。相应的，聚气缸2上的分进气口22为两个，两个分进气口22分别连通至两个蒸发结晶室B1的二次蒸气出口14，分气缸4上的分出气口42的数量为两个，两个分出气口42分别连通至两个蒸发结晶室B1的蒸汽入口111。

简述本发明的工作过程：

1、将一定量的原液通过原液进口13注入蒸发结晶室B1的内腔；

2、同时进行以下两项操作：

a、通过外供蒸汽入口100向换热管11内注入高温蒸汽，并同时启动压缩机B3；一方面，高温蒸汽将原液加热，原液产生的二次蒸气通过二次蒸气出口14排出；另一方面，从二次蒸气出口14排出的二次蒸汽进入压缩机B3压缩，使二次蒸汽温度升高，并在管路流动；

b、启动搅拌装置12充分搅拌原液，防止原液结晶沉淀。

本步骤中，蒸气流动路径为：二次蒸气出口14-分进气口22-聚气缸2-总出气口21-压缩机B3-总进气口41-分气缸4-分出气口42-蒸汽入口111-换热管11-汽液出口112-气液入口51-气液分离器5，最后在气液分离器5内进行气液分离，从出汽口52排出残余蒸气，从出液口53排出冷凝水；蒸气流动的过程中，先通过压缩机B3的压缩而提升了温度，然后在换热管11内与蒸发结晶室B1内的原液进行换热，将热量传递给原液，使原液温度升高而产生蒸发，原液因蒸发失去水分而浓缩、结晶，最后从排料口15排出含有结晶体的晶浆液。

Claims (6)

1.防堵防结垢的MVR蒸发结晶器，其特征是：包括蒸发结晶室B及压缩机B；

蒸发结晶室B的内腔中设有换热管和搅拌装置，换热管的两端分别伸出蒸发结晶室B的内腔而形成蒸汽入口和汽液出口，蒸发结晶室B上端设有原液进口和二次蒸气出口，蒸发结晶室B下端设有排料口；

压缩机B的进气口和出气口分别与二次蒸气出口和蒸汽入口连通，而形成蒸汽流动路径。

2.如权利要求1所述的防堵防结垢的MVR蒸发结晶器，其特征是：蒸发结晶室B的数量为一个或一个以上。

3.如权利要求2所述的防堵防结垢的MVR蒸发结晶器，其特征是：其还包括聚气缸和分气缸；

聚气缸上设有总出气口、分进气口及排水口A，分进气口通过管道与蒸发结晶室B的二次蒸气出口连通，排水口A上设有疏水阀A；聚气缸上的分进气口的数量与蒸发结晶室B的数量一致，并与蒸发结晶室B一一对应；

分气缸上设有总进气口、分出气口及排水口B，总进气口通过管道与压缩机B的出气口连通，分出气口通过管道与蒸发结晶室B的蒸汽入口连通，排水口B上设有疏水阀B；分气缸上的分出气口的数量与蒸发结晶室B的数量一致，并与蒸发结晶室B一一对应。

4.如权利要求3所述的防堵防结垢的MVR蒸发结晶器，其特征是：分气缸的分出气口与蒸发结晶室B的蒸汽入口之间的管路上设有外供蒸汽入口。

5.如权利要求4所述的防堵防结垢的MVR蒸发结晶器，其特征是：其还包括气液分离器；气液分离器上设有气液入口、出汽口和出液口，气液入口通过管道与蒸发结晶室B的汽液出口连通，出汽口和出液口分别用于排出蒸汽和冷凝水。

6.盐溶液蒸发结晶方法，应用于权利要求1-5中任一项所述的防堵防结垢的MVR蒸发结晶器，其特征是，步骤如下：

S01，将一定量的原液通过原液进口注入蒸发结晶室B的内腔；

S02，同时进行以下两项操作：

a、通过外供蒸汽入口向换热管内注入高温蒸汽，并同时启动压缩机B；一方面，高温蒸汽将原液加热，原液产生的二次蒸气通过二次蒸气出口排出；另一方面，从二次蒸气出口排出的二次蒸汽进入压缩机B压缩，使二次蒸汽温度升高，并在管路流动；

b、启动搅拌装置充分搅拌原液，防止原液结晶沉淀；

本步骤中，蒸气流动路径为：二次蒸气出口-分进气口-聚气缸-总出气口-压缩机B-总进气口-分气缸-分出气口-蒸汽入口-换热管-汽液出口-气液入口-气液分离器，最后在气液分离器内进行气液分离，从出汽口排出残余蒸气，从出液口排出冷凝水；蒸气流动的过程中，先通过压缩机B的压缩而提升了温度，然后在换热管内与蒸发结晶室B内的原液进行换热，将热量传递给原液，使原液温度升高而产生蒸发，原液因蒸发失去水分而浓缩、结晶，最后从排料口排出含有结晶体的晶浆液。

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