CN117228765A - 磷酸废液二级浓缩mvr节能蒸发器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磷酸废液二级浓缩MVR节能蒸发器,涉及废酸回收设备领域,包括机架,所述机架内进液泵、一级预热器、一级分离器、一级排浓泵、二级分离器、二级排浓泵、浓缩液收集桶、压缩机、冷却水管道、工艺用水储水箱、喷淋泵、二级预热器、气液分离器、回收水收集罐、回收水管道、排水泵、真空泵;与现有技术相比,本发明的有益效果是:使用MVR蒸发器在最大节能效果下降磷酸比重并浓缩至1.7g/cm³,达到磷酸会用标准;磷酸会用标准是供工业级磷酸的会用标准,其浓度为85%,比重1.7g/cm³;经过本发明进行蒸发浓缩磷酸溶液,其节能效果优于纯MVR蒸发器,且可以使磷酸溶液浓缩至85%浓度的工业级磷酸,达到资源会用的效果。
Description
技术领域
本发明涉及废酸回收设备领域,尤其是涉及一种磷酸废液二级浓缩MVR节能蒸发器。
背景技术
近年随着铝材的大量使用,造成市场存有大量失效的磷酸基化抛废液。现有企业的磷酸基抛光老化液主要采取委外处理。一次水洗槽内排放的废液有企业通过蒸发浓缩后和老化液混合后委外,另外也有企业使用石灰进行中和后经生化处理达标后排放。
老化抛光液委外费用较高,而使用石灰中和法则会造成大量固废污泥的产生。此两种方法不仅造成企业成本的巨大浪费,同时也造成废液中有价物质(磷酸)的浪费。
随着工业化的推进,磷酸基化抛废液的产量逐年增长,保护环境、实现资源综合利用,控制三废排放成为政策规划及行业发展重点。废酸回收作为取代废酸中和法的更为有效废酸处理方式,逐渐在国内得到推行。
现有的磷酸浓缩蒸发器主要使用TVR或者单效蒸发器进行蒸发浓缩,近年随着蒸汽压缩机压缩机的技术不断进步,MVR蒸发器迅速发展。MVR和TVR及单效蒸发器的最大区别在于能耗的节约上。MVR蒸发吨水能耗约70-150KW电能,TVR蒸发吨水能耗约530KW电能,单效蒸发器蒸发吨水能耗约760KW电能。所以MVR蒸发器节能非常明显。
但是由于蒸汽压缩机的提温能力有限制,罗茨压缩机一般温升不超过23℃,离心压缩机温升不超过7℃。但是磷酸从比重1.05g/cm³蒸发到1.7g/cm³时,磷酸溶液的沸点升超过30℃(计算值为20℃,实际值30℃),所以在使用MVR蒸发器浓缩磷酸废液时,磷酸溶液的沸点升高超过了蒸汽压缩机的提温能力。
为此,有必要设计一种磷酸废液二级浓缩MVR节能蒸发器来解决上述问题。
发明内容
本发明为克服上述情况不足,提供了一种能解决上述问题的技术方案。
一种磷酸废液二级浓缩MVR节能蒸发器,包括机架;
所述机架内固定安装有进液泵、一级预热器、一级分离器、一级排浓泵、二级分离器、二级排浓泵、浓缩液收集桶、压缩机、冷却水管道、工艺用水储水箱、喷淋泵、二级预热器、气液分离器、回收水收集罐、回收水管道、排水泵、真空泵;
所述一级预热器连接安装在进液泵和一级分离器之间,一级分离器的底部与一级排浓泵相连,二级分离器连接在一级排浓泵和二级排浓泵之间,二级排浓泵与浓缩液收集桶相连;
所述回收水收集罐连接在一级分离器底端的侧边,二级预热器连接在回收水收集罐和冷却水管道之间,冷却水管道的外端连接有冷水塔,冷水塔内的冷却水输送到工艺用水储水箱中,工艺用水储水箱通过喷淋泵连接到压缩机的输入端,冷水塔内的冷却水还通过第二预热器和气液分离器连接到回收水收集罐中;
所述压缩机的输入端还连接在一级分离器顶端的侧边,压缩机的输出端回流到一级分离器的中部,压缩机的输入端和输出端之间的管道处连接有蒸汽平衡阀;
所述气液分离器连接在第二预热器和回收水收集罐之间,回收水收集罐通过排水泵和一级预热器连接到回收水管道处;
所述气液分离器通过真空泵泵水到工艺用水储水箱中,工艺用水储水箱底端的侧边回流到真空泵内,工艺用水储水箱的底部连接有工艺用水管道。
进一步的:所述一级预热器和一级分离器之间连接有第一温度传感器、进液调节阀和进液流量计。
进一步的:所述一级排浓泵和二级分离器之间连接有一级排浓调节阀。
进一步的:所述二级排浓泵和浓缩液收集桶之间连接有二级排浓调节阀和排浓流量计。
进一步的:所述压缩机的输出端和一级分离器之间连接有第二温度传感器和压缩出口压力检测器。
进一步的:所述压缩机的输入端和第一分离器之间连接有回流管道。
进一步的:所述冷水塔和工艺用水储水箱之间连接有工艺用水补水阀。
进一步的:所述气液分离器和回收水收集罐之间连接有回收水排水阀,回收水排水泵经过一级预热器换热后输送到回收水收集桶内进行回收,回收水收集桶和一级预热器之间连接有第三温度传感器、排水调节阀和回收水流量计。
进一步的:所述第二预热器和冷却水管道之间连接有第四温度传感器。
进一步的:所述二级分离器的上端通向一级分离器的中部。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、使用MVR蒸发器在最大节能效果下降磷酸比重并浓缩至1.7g/cm³,达到磷酸会用标准;磷酸会用标准是供工业级磷酸的会用标准,其浓度为85%,比重1.7g/cm³。
2、经过本发明进行蒸发浓缩磷酸溶液,其节能效果优于纯MVR蒸发器,且可以使磷酸溶液浓缩至85%浓度的工业级磷酸,达到资源会用的效果。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的原理结构示意图;
图2是本发明的结构示意图;
图3是本发明隐藏机架后的结构示意图;
图4是一级预热器的原理结构示意图;
图5是二级预热器的原理结构示意图。
图中所示:1、机架;2、进液泵;3、一级预热器;4、一级分离器;5、一级排浓泵;6、二级分离器;7、二级排浓泵;8、浓缩液收集桶;9、压缩机;10、冷却水管道;11、工艺用水储水箱;12、喷淋泵;13、二级预热器;14、气液分离器;15、回收水收集罐;16、回收水管道;17、排水泵;18、真空泵;19、蒸汽平衡阀;20、工艺用水管道;21、第一温度传感器;22、进液调节阀;23、进液流量计;24、一级排浓调节阀;25、二级排浓调节阀;26、排浓流量计;27、第二温度传感器;28、压缩出口压力检测器;29、回流管道;30、工艺用水补水阀;31、回收水排水阀;32、第三温度传感器;33、排水调节阀;34、回收水流量计;35、第四温度传感器;36、原液;37、冷水塔。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。
基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-5所示,本发明的一种磷酸废液二级浓缩MVR节能蒸发器,包括机架1;所述机架1内固定安装有进液泵2、一级预热器3、一级分离器4、一级排浓泵5、二级分离器6、二级排浓泵7、浓缩液收集桶8、压缩机9、冷却水管道10、工艺用水储水箱11、喷淋泵12、二级预热器13、气液分离器14、回收水收集罐15、回收水管道16、排水泵17、真空泵18;
所述一级预热器3连接安装在进液泵2和一级分离器4之间,一级分离器4的底部与一级排浓泵5相连,二级分离器6连接在一级排浓泵5和二级排浓泵7之间,二级排浓泵7与浓缩液收集桶8相连;
所述回收水收集罐15连接在一级分离器4底端的侧边,二级预热器13连接在回收水收集罐15和冷却水管道10之间,冷却水管道10的外端连接有冷水塔37,冷水塔37内的冷却水输送到工艺用水储水箱11中,工艺用水储水箱11通过喷淋泵12连接到压缩机9的输入端,冷水塔37内的冷却水还通过第二预热器和气液分离器14连接到回收水收集罐15中;
所述压缩机9的输入端还连接在一级分离器4顶端的侧边,压缩机9的输出端回流到一级分离器4的中部,压缩机9的输入端和输出端之间的管道处连接有蒸汽平衡阀19;
所述气液分离器14连接在第二预热器和回收水收集罐15之间,回收水收集罐15通过排水泵17和一级预热器3连接到回收水管道16处;
所述气液分离器14通过真空泵18泵水到工艺用水储水箱11中,工艺用水储水箱11底端的侧边回流到真空泵18内,工艺用水储水箱11的底部连接有工艺用水管道20;
其原理是:磷酸废液作为原液36由进液泵2输送至一级分离器4并设定液位,一级排浓泵5将一级分离器1内原液36输送至二级分离器6并设定液位;二级分离器6内设置有加热器,加热器将二级分离器6内的原液36加热至沸腾,二级分离器6内的饱和蒸汽将一级分离器4内原液加热至沸腾;一级分离器4内的饱和蒸汽经过压缩机9压缩提升温度后,用于一级分离器4加热热源;原液36在一级分离器4浓缩至设定浓度后由一级排浓泵5输送至二级分离器6继续浓缩;回收水则作为给原液36预热的热源进行使用,经过换热后的回收水则排放至地沟或回用至产线;二级浓缩后,原液36中的磷酸则由二级排浓泵7输送至浓缩液收集桶8收集备用;通过真空泵18来维持真空,使其能够基本保持在中温蒸发的状态;本发明可将磷酸溶液从1.5g/cm³浓缩至1.7g/cm³,通过蒸发出的二次蒸汽再进入到一级分离器4的加热室;经过本发明进行蒸发浓缩磷酸溶液,其节能效果优于纯MVR蒸发器,且可以使磷酸溶液浓缩至85%浓度的工业级磷酸,达到资源会用的效果。
作为本发明进一步的方案:所述一级预热器3和一级分离器4之间连接有第一温度传感器21、进液调节阀22和进液流量计23;第一温度传感器21检测到原液预热的温度到达67℃,将进液调节阀22调节到打开30%的状态,进液流量计23内所检测的流量为0.1-1m³。
作为本发明进一步的方案:所述一级排浓泵5和二级分离器6之间连接有一级排浓调节阀24。将一级排浓调节阀24调节到打开30%的状态。
作为本发明进一步的方案:所述二级排浓泵7和浓缩液收集桶8之间连接有二级排浓调节阀25和排浓流量计26;将二级排浓调节阀25调节到打开30%的状态,排浓流量计26所检测的流量为0.015-0.1m³。
作为本发明进一步的方案:所述压缩机9的输出端和一级分离器4之间连接有第二温度传感器27和压缩出口压力检测器28;所述压缩机9的输入端和第一分离器之间连接有回流管道29;第二温度传感器27所检测的温度为85℃,该温度是压缩机9的输出温度,压缩出口压力检测器28所检测到的压力为58KPa,进而重新回流到一级分离器4的中部,压缩机9的输入端处的压力为26KPa,压缩机9的运行频率为45Hz。
作为本发明进一步的方案:所述冷水塔37和工艺用水储水箱11之间连接有工艺用水补水阀30;当工艺用水储水箱11内储存的水位下降到一定程度时,能够通过工艺用水补水阀30给工艺用水储水箱11补充冷却水。
作为本发明进一步的方案:所述气液分离器14和回收水收集罐15之间连接有回收水排水阀31,回收水排水泵17经过一级预热器3换热后输送到回收水收集桶内进行回收,回收水收集桶和一级预热器3之间连接有第三温度传感器32、排水调节阀33和回收水流量计34;回收水收集罐15内的液位为260mm,第三温度传感器32所检测到的温度为40℃,将排水调节阀33调节到打开30%的状态,回收水流量计34所检测到的流量为0.085-0.9m³。
作为本发明进一步的方案:所述第二预热器和冷却水管道10之间连接有第四温度传感器35;第四温度传感器35所检测到的温度为35℃。
作为本发明进一步的方案:所述二级分离器6的上端通向一级分离器4的中部。
一级分离器4内的浓缩液相温度为85℃,一级分离器4内的气相温度为75℃,二级分离器6内的浓缩液相温度为92℃,二级分离器6内的气相温度为85℃;一级分离器4内的液位为820mm,二级分离器6内的液位为420mm。
本发明经过计算和实际验证设置两段式蒸发,(通过计算磷酸溶液从比重1.05g/cm³蒸发到1.5g/cm³时可以使用MVR蒸发器蒸发浓缩,此时磷酸溶液因浓度提高引起的沸点升高不会超过MVR蒸发器的温升区间;而磷酸溶液刚好在此段浓缩过程蒸发的水量占磷酸溶液水量的85%,而后段是从1.5g/cm³浓缩至1.7g/cm³,只需去除15%的总水量即可得到浓缩85%的工业级磷酸);从而在一段利用MVR蒸发器的节能效果,二段蒸发利用原有的单效蒸发器进行再次浓缩,最终得到可回收利用的磷酸溶液。
可以将本发明的一段蒸发温度设定为98℃,二段蒸发温度设定为45℃;二级分离器内压力设定为-92Kpa,一级分离器内的磷酸溶液蒸发至1.5g/cm³后进入二级分离器进行闪蒸,闪蒸的蒸发量在补充少部分热量(由设置在二级分离器内的加热管提供)即可将磷酸溶液从1.5g/cm³浓缩至1.7g/cm³,蒸发出的二次蒸汽再进入到一级分离器的加热室。
本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种磷酸废液二级浓缩MVR节能蒸发器,包括机架;
其特征在于:所述机架内固定安装有进液泵、一级预热器、一级分离器、一级排浓泵、二级分离器、二级排浓泵、浓缩液收集桶、压缩机、冷却水管道、工艺用水储水箱、喷淋泵、二级预热器、气液分离器、回收水收集罐、回收水管道、排水泵、真空泵;
所述一级预热器连接安装在进液泵和一级分离器之间,一级分离器的底部与一级排浓泵相连,二级分离器连接在一级排浓泵和二级排浓泵之间,二级排浓泵与浓缩液收集桶相连;
所述回收水收集罐连接在一级分离器底端的侧边,二级预热器连接在回收水收集罐和冷却水管道之间,冷却水管道的外端连接有冷水塔,冷水塔内的冷却水输送到工艺用水储水箱中,工艺用水储水箱通过喷淋泵连接到压缩机的输入端,冷水塔内的冷却水还通过第二预热器和气液分离器连接到回收水收集罐中;
所述压缩机的输入端还连接在一级分离器顶端的侧边,压缩机的输出端回流到一级分离器的中部,压缩机的输入端和输出端之间的管道处连接有蒸汽平衡阀;
所述气液分离器连接在第二预热器和回收水收集罐之间,回收水收集罐通过排水泵和一级预热器连接到回收水管道处;
所述气液分离器通过真空泵泵水到工艺用水储水箱中,工艺用水储水箱底端的侧边回流到真空泵内,工艺用水储水箱的底部连接有工艺用水管道。
2.根据权利要求1所述的一种磷酸废液二级浓缩MVR节能蒸发器,其特征在于:所述一级预热器和一级分离器之间连接有第一温度传感器、进液调节阀和进液流量计。
3.根据权利要求1所述的一种磷酸废液二级浓缩MVR节能蒸发器,其特征在于:所述一级排浓泵和二级分离器之间连接有一级排浓调节阀。
4.根据权利要求1所述的一种磷酸废液二级浓缩MVR节能蒸发器,其特征在于:所述二级排浓泵和浓缩液收集桶之间连接有二级排浓调节阀和排浓流量计。
5.根据权利要求1所述的一种磷酸废液二级浓缩MVR节能蒸发器,其特征在于:所述压缩机的输出端和一级分离器之间连接有第二温度传感器和压缩出口压力检测器。
6.根据权利要求1或5任意一项所述的一种磷酸废液二级浓缩MVR节能蒸发器,其特征在于:所述压缩机的输入端和第一分离器之间连接有回流管道。
7.根据权利要求1所述的一种磷酸废液二级浓缩MVR节能蒸发器,其特征在于:所述冷水塔和工艺用水储水箱之间连接有工艺用水补水阀。
8.根据权利要求1所述的一种磷酸废液二级浓缩MVR节能蒸发器,其特征在于:所述气液分离器和回收水收集罐之间连接有回收水排水阀,回收水排水泵经过一级预热器换热后输送到回收水收集桶内进行回收,回收水收集桶和一级预热器之间连接有第三温度传感器、排水调节阀和回收水流量计。
9.根据权利要求1所述的一种磷酸废液二级浓缩MVR节能蒸发器,其特征在于:所述第二预热器和冷却水管道之间连接有第四温度传感器。
10.根据权利要求1所述的一种磷酸废液二级浓缩MVR节能蒸发器,其特征在于:所述二级分离器的上端通向一级分离器的中部。
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CN202311149845.2A Pending CN117228765A (zh) | 2023-09-07 | 2023-09-07 | 磷酸废液二级浓缩mvr节能蒸发器 |
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Citations (6)
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WO2017124215A1 (zh) * | 2016-01-18 | 2017-07-27 | 江门市佰川环境科技有限公司 | 一种双效错流mvr蒸发浓缩系统 |
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2023
- 2023-09-07 CN CN202311149845.2A patent/CN117228765A/zh active Pending
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