CN111701265A - 用于酸浴处理的蒸发系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了酸浴处理的蒸发系统及方法，蒸发系统包括依次连接的多级闪蒸装置末级蒸发器、汽液分离器、混合冷凝器和真空装置；所述多级闪蒸装置末级蒸发器用于对其罐体内的酸浴进行蒸汽化处理；汽液分离器包括壳体，壳体内设置有第一喷淋装置和第一填料层；所述壳体上设置有二次蒸汽入口，所述二次蒸汽入口通过管道与多级闪蒸装置末级蒸发器的出口连接，所述壳体的顶部和底部分别设置有二次蒸汽出口、喷淋液放空口，所述壳体上设置有与第一喷淋装置连通的第一喷淋装置入口；所述混合冷凝器的入口通过管道与二次蒸汽出口连通，所述混合冷凝器的出口通过管道与真空装置连通。本发明解决了现有闪蒸装置的循环冷却水污染的问题。

Description

用于酸浴处理的蒸发系统及方法

技术领域

本发明涉及环保设备领域，具体涉及用于酸浴处理的蒸发系统及方法。

背景技术

粘胶纤维生产过程中，纺丝酸浴因丝条成形过程中的酸碱中和反应会增加大量水分，因此需要将多余水分蒸发以保持酸浴的工艺浓度，这样做不但能使酸浴重复利用，还能避免废酸排放带来的环境污染和资源浪费问题。

多级蒸发系统的工作原理均一致：利用蒸发过程中的二次蒸汽来加热对应预热器列管中的酸浴，实现二次蒸汽的多级利用。加热器采用圆块孔式石墨块或石墨列管，通入新鲜蒸汽通过石墨块换热加热酸浴；闪蒸器各级之间“U”型管连接，利用在预热器上的真空管孔板来控制各级真空和温度，酸浴在各级之间逐级蒸发；再利用二次蒸气分别进入对应的各级预热器内，使酸浴温度逐级升高，利用前几级蒸发过程中的二次蒸汽加热低温酸浴，利用新鲜蒸汽在加热器处将酸浴加热至106℃以上。系统真空的保障依靠真空泵，系统中蒸发出的二次蒸汽最后与和真空泵连接的混合冷凝器中的冷却液直接混合冷却。

目前，国内外普遍使用的是多级蒸发装置对酸浴进行水分蒸发：主要有11级闪蒸浓缩装置、14级闪蒸浓缩装置、16级闪蒸浓缩装置，其主要设备均包括蒸发器、预热器、加热器、混合冷凝器、辅助冷凝器、蒸汽喷射泵、真空泵、酸浴循环泵。

现行闪蒸装置11级闪蒸、14级闪蒸、16级闪蒸装置，末3级闪蒸的二次蒸汽都是作为废汽，进混合冷凝器中冷凝。混合冷凝器中的循环冷却水在冷凝二次蒸汽过程中，直接与二次蒸汽接触，二次蒸汽中的携带的硫化物固体小颗粒和硫化氢等会融入冷却水。

此现象会造成多个方面的影响：一是，在连续生产过程中，冷却水总量会不断增大，一定会存在溢流排放现象，融入冷却水中的硫化物固体小颗粒和硫化氢造成排放的冷却水中含有较高的COD和SS环保因子，不利于绿色环保生产。二是，进入冷却水中的固体杂质等颗粒，在连续生产过程中，部分会沉积在冷却水储槽底部、堵塞冷却塔喷头和形成泥垢等现象，进一步的降低了冷却水循环系统的运行效率。三是，融入冷却水的硫化氢在循环空气冷却过程中(冷却水凉水塔降温循环使用)，会被吹入大气，造成大气污染。因此，基于上述原因，在环境保护要求日益严格的情况下，必须解决闪蒸装置的循环冷却水的污染问题。

发明内容

本发明的目的在于提供用于酸浴处理的蒸发系统及方法，解决现有闪蒸装置的循环冷却水污染的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

用于酸浴处理的蒸发系统，包括依次连接的多级闪蒸装置末级蒸发器、汽液分离器、混合冷凝器和真空装置；

所述多级闪蒸装置末级蒸发器用于对其罐体内的酸浴进行蒸汽化处理；所述汽液分离器包括壳体，所述壳体内设置有第一喷淋装置和第一填料层；

所述汽液分离器包括壳体，所述壳体内设置有第一喷淋装置和第一填料层；

所述壳体上设置有二次蒸汽入口，所述二次蒸汽入口通过管道与多级闪蒸装置末级蒸发器的出口连接，所述壳体的顶部和底部分别设置有二次蒸汽出口、喷淋液放空口，所述壳体上设置有与第一喷淋装置连通的第一喷淋装置入口；

所述混合冷凝器的入口通过管道与二次蒸汽出口连通，所述混合冷凝器的出口通过管道与真空装置连通。

本发明所述酸浴系统、多级闪蒸装置末级蒸发器、混合冷凝器和真空装置均为现有技术。

本发明的发明点在于在混合冷凝器的前端设置有用于净化二次蒸汽的汽液分离器，由多级闪蒸装置末级蒸发器制备的二次蒸汽中含有酸雾、小颗粒固体杂质和硫化氢，含有酸雾、小颗粒固体杂质和硫化氢的二次蒸汽，经过所述汽液分离器的第一喷淋装置使用过滤水进行喷淋洗涤，微小的酸雾颗粒和固体杂质与水雾碰撞形成大颗粒，随蒸汽流进入所述第一填料层，与第一填料层的立体空间表面碰撞，被吸收、分离，成液膜滴状落入所述汽液分离器底部。

综上，本发明通过在混合冷凝器的前端设置有用于净化二次蒸汽的汽液分离器，将二次蒸汽中的酸雾、小颗粒固体杂质和硫化氢等进行去除、回收，消除了该工艺环保因子的排放，避免含有酸雾、小颗粒固体杂质和硫化氢的二次蒸汽直接进入混合冷凝器造成污染冷却水的问题，实现了保障混合冷凝器的冷却液理化特性的环保目的，适用于对现有的多级闪蒸蒸发设备进行环保改造。

进一步地，还包括低位液封槽，所述低位液封槽用于接收由汽液分离器排出的喷淋液。

进一步地，低位液封槽通过管道与酸浴系统连接。

低位液封槽溢流的喷淋洗涤液是过滤水与酸雾、硫化氢等物质的混合溶液，因含有一定成分的酸，故直接回收接原有的酸浴系统进行循环，彻底减少环保因子的排放。

进一步地，还包括设置在混合冷凝器和真空装置之间的辅助冷凝器，所述辅助冷凝器与混合冷凝器之间的管道上设置有蒸汽喷射泵。

进一步地，汽液分离器的壳体上还设置有喷淋液溢流口与底部的喷淋液放空口配合，用于溢出汽液分离器内的喷淋洗涤液。

进一步地，二次蒸汽入口设置在第一喷淋装置和第一填料层下方。

进一步地，第一填料层设置在第一喷淋装置下方。

进一步地，汽液分离器的壳体内还设置有第二喷淋装置和第二填料层，所述汽液分离器的壳体上上设置有与第二喷淋装置连通的第二喷淋装置入口。

与第一喷淋装置和第一填料层形成二级洗涤，经过第一喷淋装置和第一填料层洗涤后，一些逃逸的未被喷雾洗涤和填料洗涤分离的微小雾沫，随蒸汽流上升进入第二级喷淋填料装置进行二次分离，除雾分离净化后的蒸汽进入所述混合冷凝器，与自上而下的冷却液进行直接混合，其中二次蒸汽被冷却液吸收，不可凝气体被真空装置输送至排气系统。

进一步地，汽液分离器并联设置有2个。

提高净化处理能力和效率。

基于用于酸浴处理的蒸发系统的处理方法，包括以下步骤：

S1、蒸汽化处理：将酸浴通过多级闪蒸装置末级蒸发器进行蒸汽化处理制成二次蒸汽；

S2、净化处理：将二次蒸汽在汽液分离器处进行净喷淋吸收净化；

S3、二次蒸汽吸收处理，净化后的二次蒸汽进入混合冷凝器，与冷却液进行直接混合，二次蒸汽被冷却液吸收，不可凝气体被真空装置输送至排气系统。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明通过在混合冷凝器的前端设置有用于净化二次蒸汽的汽液分离器，将二次蒸汽中的酸雾、小颗粒固体杂质和硫化氢等进行去除、回收，消除了该工艺环保因子的排放，避免含有酸雾、小颗粒固体杂质和硫化氢的二次蒸汽直接进入混合冷凝器污染冷却水的问题，实现了保障混合冷凝器的冷却液理化特性的环保目的，适用于对现有的多级闪蒸蒸发设备进行环保改造。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为蒸发系统的结构示意图；

图2为汽液分离器的整体结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为汽液分离器的内部结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-多级闪蒸装置末级蒸发器，2-汽液分离器，3-混合冷凝器，4-蒸汽喷射泵，5-辅助冷凝器，6-真空装置，7-低位液封槽，21-第一填料层，22-第一喷淋装置，23-第二填料层，24-第二喷淋装置，25-喷淋液放空口，26-二次蒸汽入口，27-喷淋液溢流口，28-第一喷淋装置入口，29-二次蒸汽出口，30-第二喷淋装置入口。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1-图4所示，用于酸浴处理的蒸发系统，包括依次连接的多级闪蒸装置末级蒸发器1、汽液分离器2、混合冷凝器3和真空装置6；

所述多级闪蒸装置末级蒸发器1用于对其罐体内的酸浴进行蒸汽化处理；所述汽液分离器2包括壳体，所述壳体内设置有第一喷淋装置22和第一填料层21；

所述汽液分离器2包括壳体，所述壳体内设置有第一喷淋装置22和第一填料层21；

所述壳体上设置有二次蒸汽入口26，所述二次蒸汽入口26通过管道与多级闪蒸装置末级蒸发器1的出口连接，所述壳体的顶部和底部分别设置有二次蒸汽出口29、喷淋液放空口25，所述壳体上设置有与第一喷淋装置22连通的第一喷淋装置入口28；所述二次蒸汽入口26设置在第一喷淋装置22或第一填料层21下方；所述第一填料层21设置在第一喷淋装置22下方。

所述混合冷凝器3的入口通过管道与二次蒸汽出口29连通，所述混合冷凝器3的出口通过管道与真空装置6连通。

本实施例通过在混合冷凝器3的前端设置有用于净化二次蒸汽的汽液分离器2，由多级闪蒸装置末级蒸发器1制备的二次蒸汽中含有酸雾、小颗粒固体杂质和硫化氢，含有酸雾、小颗粒固体杂质和硫化氢的二次蒸汽，经过所述汽液分离器2的第一喷淋装置22使用过滤水进行喷淋洗涤；微小的酸雾颗粒和固体杂质与水雾碰撞形成大颗粒，随蒸汽流进入所述第一填料层21，与第一填料层21的立体空间表面碰撞，被吸收、分离，成液膜滴状落入所述汽液分离器2的底部。

实施例2：

如图1-图3所示，本实施例基于实施例1，还包括低位液封槽7，所述低位液封槽7用于接收由汽液分离器2排出的喷淋液；所述低位液封槽7通过管道与酸浴系统连接；还包括设置在混合冷凝器3和真空装置6之间的辅助冷凝器5，所述辅助冷凝器5与混合冷凝器3之间的管道上设置有蒸汽喷射泵4；所述汽液分离器2的壳体上还设置有喷淋液溢流口27；所述汽液分离器2并联设置有2个。

实施例3：

如图1-图3所示，本实施例基于实施例1或实施例2，所述汽液分离器2的壳体内还设置有第二喷淋装置24和第二填料层23，所述汽液分离器2的壳体上上设置有与第二喷淋装置24连通的第二喷淋装置入口30。

实施例4：

基于实施例1-实施例3任一项所述的用于酸浴处理的蒸发系统的处理方法，包括以下步骤：

S1、蒸汽化处理：将酸浴通过多级闪蒸装置末级蒸发器1进行蒸汽化处理制成二次蒸汽；

S2、净化处理：将二次蒸汽在汽液分离器2处进行净喷淋吸收净化；

S3、二次蒸汽吸收处理，净化后的二次蒸汽进入混合冷凝器3，与冷却液进行直接混合，二次蒸汽被冷却液吸收，不可凝气体被真空装置6输送至排气系统。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于酸浴处理的蒸发系统，其特征在于，包括依次连接的多级闪蒸装置末级蒸发器(1)、汽液分离器(2)、混合冷凝器(3)和真空装置(6)；

所述多级闪蒸装置末级蒸发器(1)用于对其罐体内的酸浴进行蒸汽化处理；所述汽液分离器(2)包括壳体，所述壳体内设置有第一喷淋装置(22)和第一填料层(21)；

所述壳体上设置有二次蒸汽入口(26)，所述二次蒸汽入口(26)通过管道与多级闪蒸装置末级蒸发器(1)的出口连接，所述壳体的顶部和底部分别设置有二次蒸汽出口(29)、喷淋液放空口(25)，所述壳体上设置有与第一喷淋装置(22)连通的第一喷淋装置入口(28)；

所述混合冷凝器(3)的入口通过管道与二次蒸汽出口(29)连通，所述混合冷凝器(3)的出口通过管道与真空装置(6)连通。

2.根据权利要求1所述的用于酸浴处理的蒸发系统，其特征在于，还包括低位液封槽(7)，所述低位液封槽(7)用于接收由汽液分离器(2)排出的喷淋液。

3.根据权利要求2所述的用于酸浴处理的蒸发系统，其特征在于，所述低位液封槽(7)通过管道与酸浴系统连接。

4.根据权利要求1所述的用于酸浴处理的蒸发系统，其特征在于，还包括设置在混合冷凝器(3)和真空装置(6)之间的辅助冷凝器(5)，所述辅助冷凝器(5)与混合冷凝器(3)之间的管道上设置有蒸汽喷射泵(4)。

5.根据权利要求1所述的用于酸浴处理的蒸发系统，其特征在于，所述汽液分离器(2)的壳体上还设置有喷淋液溢流口(27)。

6.根据权利要求1所述的用于酸浴处理的蒸发系统，其特征在于，所述二次蒸汽入口(26)设置在第一喷淋装置(22)和第一填料层(21)下方。

7.根据权利要求1所述的用于酸浴处理的蒸发系统，其特征在于，所述第一填料层(21)设置在第一喷淋装置(22)下方。

8.根据权利要求1所述的用于酸浴处理的蒸发系统，其特征在于，所述汽液分离器(2)的壳体内还设置有第二喷淋装置(24)和第二填料层(23)，所述汽液分离器(2)的壳体上上设置有与第二喷淋装置(24)连通的第二喷淋装置入口(30)。

9.根据权利要求1-8任一项所述的用于酸浴处理的蒸发系统，其特征在于，所述汽液分离器(2)并联设置有2个。

10.基于权利要求1-9任一项所述的用于酸浴处理的蒸发系统的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、蒸汽化处理：将酸浴通过多级闪蒸装置末级蒸发器(1)进行蒸汽化处理制成二次蒸汽；

S2、净化处理：将二次蒸汽在汽液分离器(2)处进行净喷淋吸收净化；

S3、二次蒸汽吸收处理，净化后的二次蒸汽进入混合冷凝器(3)，与冷却液进行直接混合，二次蒸汽被冷却液吸收，不可凝气体被真空装置(6)输送至排气系统。

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