CN111792686A - 一种防结垢的三效蒸发装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防结垢的三效蒸发装置，包括进料泵、一效分离器、一效强制循环泵、一效换热器、二效分离器、二效强制循环泵、二效换热器、三效分离器、三效强制循环泵、三效换热器、出料泵、冷凝器和冷凝水罐，该装置中，一效分离器、一效强制循环泵、一效换热器和管道构成一效蒸发单元，二效分离器、二效强制循环泵、二效换热器和管道构成二效蒸发单元，三效分离器、三效强制循环泵、三效换热器和管道构成三效蒸发单元。本发明通过一组强制循环泵保证三个蒸发单元中足够的循环流速和物料循环量，从而达到防结垢的目的，同时，二效蒸发单元和三效蒸发单元分别采用一效蒸发单元的二次蒸汽和二效蒸发单元的二次蒸汽作为热源，充分利用了热能。

Description

一种防结垢的三效蒸发装置
技术领域
本发明属于蒸发浓缩技术领域，具体涉及一种防结垢的三效蒸发装置。
背景技术
含盐废水尤其是高盐废水是目前化工、石化、制药、电力等生产过程中产生量较大并且处理难度极高的一类废水。这类废水往往不是单一组分，而是多种盐类的混合废水，采用蒸发工艺处理该类废水是目前较为普遍的方法，其中多效蒸发作为传统的蒸发工艺，是基于蒸汽的梯级利用将多个蒸发器串联操作，以提高热能利用效率。多效蒸发应用灵活既可以单独运行，也可以与其它方法联合使用，系统操作安全可靠，并大大提高了蒸汽热能利用率，从而应用广泛。
工业含盐废水一般硬度均较高，若使用传统的多效蒸发工艺处理该种废水时，为避免废水中钙镁离子蒸发管道表面沉积形成污垢，必须对蒸发系统进水进行软化处理已去除钙镁离子，但该种方法由于会使用大量软化剂造成运行成本大幅提高，并且会产生大量难以处理的固体废弃物。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的缺点，提供一种防结垢的三效蒸发装置，采用其对含盐废水进行蒸发处理时，无需对蒸发系统进水进行软化，并能有效利用热能，降低能耗与运行成本。
技术方案
一种防结垢的三效蒸发装置，包括进料泵、一效分离器、一效强制循环泵、一效换热器、二效分离器、二效强制循环泵、二效换热器、三效分离器、三效强制循环泵、三效换热器、出料泵、冷凝器和冷凝水罐；
所述一效分离器底部出料口通过出料管道与一效强制循环泵进口相连，一效强制循环泵的出口通过管道与一效换热器的底部入口相连，一效换热器的顶部出口通过管道与一效分离器的入口相连；所述二效分离器底部出料口通过出料管道与二效强制循环泵进口相连，二效强制循环泵的出口通过管道与二效换热器的底部入口相连，二效换热器的顶部出口通过管道与二效分离器的入口相连；所述三效分离器底部出料口通过出料管道与三效强制循环泵进口相连，三效强制循环泵的出口通过管道与三效换热器的底部入口相连，三效换热器的顶部出口通过管道与三效分离器的入口相连；所述进料泵的出口通过管道与一效分离器底部的出料管道连通，所述三效强制循环泵的出口通过管道与出料泵相连；
所述一效换热器的壳程进口与蒸汽管道连通，蒸汽管道上设有蒸汽阀，所述一效换热器的壳程出口通过管道与冷凝器连通；所述一效分离器的顶部出口与二效换热器的壳程进口连通，二效换热器的壳程出口通过管道与冷凝器连通；所述二效分离器的顶部出口与三效换热器的壳程进口连通，三效换热器的壳程出口通过管道与冷凝器连通；所述冷凝器的出口与冷凝水罐连通。
进一步，所述三效蒸发装置还包括真空泵和冷凝水泵，冷凝水罐的顶部出口通过管道与真空泵相连，所述冷凝水罐的底部出口通过管道与冷凝水泵相连。
本发明中，一效分离器、一效强制循环泵、一效换热器和管道构成一效蒸发单元，二效分离器、二效强制循环泵、二效换热器和管道构成二效蒸发单元，三效分离器、三效强制循环泵、三效换热器和管道构成三效蒸发单元。
与现有技术相比，本发明的装置具有如下有益效果：
(1)本发明提供了一种强制循环法防结垢三效蒸发装置，该装置中一效蒸发单元采用蒸汽作为热源，二效蒸发单元和三效蒸发单元分别采用一效蒸发单元的二次蒸汽和二效蒸发单元的二次蒸汽作为热源，充分利用了热能；
(2)利用该装置处理含盐废水时，无需在蒸发器前端设置软化系统，无需添加软化剂，节约了成本；
(3)本发明通过一效强制循环泵、二效强制循环泵、三效强制循环泵分别控制一效蒸发单元、二效蒸发单元和三效蒸发单元的循环液流量，以保证含盐溶液在管道内流速适宜，通过晶体盐粒对管壁的冲刷作用，降低硫酸钙等盐类的结垢趋势，达到防结垢的目的。
附图说明
图1为本发明防结垢的三效蒸发装置的结构示意图；
图中，1-蒸汽阀，2-进料泵，3-一效强制循环泵，4-一效分离器，5-一效换热器，6-二效强制循环泵，7-二效分离器，8-二效换热器，9-三效强制循环泵，10-三效分离器，11-三效换热器，12-出料泵，13-冷凝水罐，14-冷凝水泵，15-真空泵，16-冷凝器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的额方案作进一步说明。
如图1所示，一种防结垢的三效蒸发装置，包括进料泵2、一效分离器4、一效强制循环泵3、一效换热器5、二效分离器7、二效强制循环泵6、二效换热器8、三效分离器10、三效强制循环泵9、三效换热器11、出料泵12、冷凝器16和冷凝水罐13；
所述一效分离器4的底部出料口通过出料管道与一效强制循环泵3进口相连，一效强制循环泵3的出口通过管道与一效换热器5的底部入口相连，一效换热器5的顶部出口通过管道与一效分离器4的入口相连；所述二效分离器7底部出料口通过出料管道与二效强制循环泵6进口相连，二效强制循环泵6的出口通过管道与二效换热器8的底部入口相连，二效换热器8的顶部出口通过管道与二效分离器7的入口相连；所述三效分离器10底部出料口通过出料管道与三效强制循环泵9进口相连，三效强制循环泵9的出口通过管道与三效换热器11的底部入口相连，三效换热器11的顶部出口通过管道与三效分离器10的入口相连；所述进料泵2的出口通过管道与一效分离器4底部的出料管道连通，所述三效强制循环泵9的出口通过管道与出料泵12相连；
所述一效换热器5的壳程进口与蒸汽管道连通，蒸汽管道上设有蒸汽阀1，所述一效换热器5的壳程出口通过管道与冷凝器16连通；所述一效分离器4的顶部出口与二效换热器8的壳程进口连通，二效换热器8的壳程出口通过管道与冷凝器16连通；所述二效分离器7的顶部出口与三效换热器11的壳程进口连通，三效换热器11的壳程出口通过管道与冷凝器16连通；所述冷凝器16的出口与冷凝水罐13连通。所述三效蒸发装置还包括真空泵15和冷凝水泵14，冷凝水罐13的顶部出口通过管道与真空泵15相连，所述冷凝水罐13的底部出口通过管道与冷凝水泵14相连。
利用上述三效蒸发装置处理含盐废水时，工作过程如下：含盐废水由进料泵2进入管道，与一效分离器4底部浓缩液混合后经一效强制循环泵3部分进入二效蒸发单元，其余输送至一效换热器5底部，由一效强制循环泵3控制一效循环流量，循环液在一效换热器5的换热管内以一定流速内向上流动并与通过蒸汽阀1的蒸汽进行换热，经加热后的物料上升至一效分离器4内进行汽液分离；二效分离器7底部物料与来自一效蒸发单元的浓缩液混合后，经二效强制循环泵6部分输送至二效换热器8底部，由二效强制循环泵6控制二效循环流量，循环液在换热管内向上流动，并与二效换热器8壳程中来自一效蒸发单元的二次蒸汽进行热交换，经加热后的物料上升至二效分离器7内进行气液分离；三效分离器10底部物料与来自二效蒸发单元的浓缩液混合后，经三效强制循环泵9部分输送至三效换热器11底部，由三效强制循环泵9控制三效循环流量，循环液在换热管内向上流动，并与壳程中来自二效蒸发单元的二次蒸汽进行热交换，经加热后的物料上升至三效分离器10内进行气液分离，出料泵12定量采出合格浓缩液。一效换热器5壳程蒸汽冷凝液、二效换热器8壳程蒸汽冷凝液、三效换热器11壳程蒸汽冷凝液、三效分离器10排出的蒸汽经冷凝器16冷却后得到的冷凝液均由冷凝水罐13收集，不凝气自冷凝水罐13顶部由真空泵15排出，冷凝水自冷凝水罐13底部冷凝水泵14排出。
运行过程中，通过一效强制循环泵3、二效强制循环泵6、三效强制循环泵9分别控制一效蒸发单元、二效蒸发单元、三效蒸发单元的循环液流量，以保证含盐溶液在管道内流速适宜，通过晶体盐粒对管壁的冲刷作用，降低硫酸钙等盐类的结垢趋势，以达到防结垢的目的。

Claims (2)

1.一种防结垢的三效蒸发装置，其特征在于，包括进料泵(2)、一效分离器(4)、一效强制循环泵(3)、一效换热器(5)、二效分离器(7)、二效强制循环泵(6)、二效换热器(8)、三效分离器(10)、三效强制循环泵(9)、三效换热器(11)、出料泵(12)、冷凝器(16)和冷凝水罐(13)；
所述一效分离器(4)的底部出料口通过出料管道与一效强制循环泵(3)进口相连，一效强制循环泵(3)的出口通过管道与一效换热器(5)的底部入口相连，一效换热器(5)的顶部出口通过管道与一效分离器(4)的入口相连；所述二效分离器(7)底部出料口通过出料管道与二效强制循环泵(6)进口相连，二效强制循环泵(6)的出口通过管道与二效换热器(8)的底部入口相连，二效换热器(8)的顶部出口通过管道与二效分离器(7)的入口相连；所述三效分离器(10)底部出料口通过出料管道与三效强制循环泵(9)进口相连，三效强制循环泵(9)的出口通过管道与三效换热器(11)的底部入口相连，三效换热器(11)的顶部出口通过管道与三效分离器(10)的入口相连；所述进料泵(2)的出口通过管道与一效分离器(4)底部的出料管道连通，所述三效强制循环泵(9)的出口通过管道与出料泵(12)相连；
所述一效换热器(5)的壳程进口与蒸汽管道连通，蒸汽管道上设有蒸汽阀(1)，所述一效换热器(5)的壳程出口通过管道与冷凝器(16)连通；所述一效分离器(4)的顶部出口与二效换热器(8)的壳程进口连通，二效换热器(8)的壳程出口通过管道与冷凝器(16)连通；所述二效分离器(7)的顶部出口与三效换热器(11)的壳程进口连通，三效换热器(11)的壳程出口通过管道与冷凝器(16)连通；所述冷凝器(16)的出口与冷凝水罐(13)连通。
2.如权利要求1所述防结垢的三效蒸发装置，其特征在于，所述三效蒸发装置还包括真空泵(15)和冷凝水泵(14)，冷凝水罐(13)的顶部出口通过管道与真空泵(15)相连，所述冷凝水罐(13)的底部出口通过管道与冷凝水泵(14)相连。
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