CN203861940U - 低浓度溶液蒸发浓缩装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低浓度溶液蒸发浓缩装置，包括进料平衡罐、一效蒸发器、一效分离器、二效蒸发器、二效分离器、三效蒸发器、三效分离器、排出阀、出料加热器和热泵，进料平衡罐、一效蒸发器、一效分离器、二效蒸发器、二效分离器、三效蒸发器、三效分离器依次通过物料管相连接。本实用新型低浓度溶液蒸发浓缩装置采用降膜式板式蒸发器，板式加热器和板式冷凝器，高度低，体积小，动力消耗和热量损失明显小于列管式蒸发系统，且前一效的物料蒸汽作为后一效的加热蒸汽，提高了热量利用效率，物料出料加热器部分，将热泵一部分出口汽体引入出料加热器加热物料，节省部分蒸汽消耗，使得系统能耗大大降低。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种低浓度溶液蒸发浓缩装置。
背景技术
碱式硫酸铬，又称硫酸羟铬、盐基性硫酸铬、商品名为铬盐精、铬粉，是一种无机化合物，其化学式为Cr(OH)SO4,由三价铬组成，常温下为无定形体，外观为墨绿色粉末偶尔呈现片状物，其颗粒在显微镜下能观察到有其具有玻璃的结晶状态。碱式硫酸铬易溶于水，不溶于醇。容易吸水而潮解。碱式硫酸铬有毒，食用有害。碱式硫酸铬主要用于鞣革工业，在制革工业中，它是一种重要的铬鞣剂，自1893年首次应用于皮革鞣制，至今已有百年的历史。大量的研究和应用表明，它是各种无机鞣剂中性能最优良的鞣剂。用它鞣制皮革，皮革耐水性，耐贮存性能极好。有最好的耐湿热稳定性，皮革丰满柔软，富有弹性，它是制造轻革的最好鞣剂，至今尚未找到其它任何可以替代它的鞣剂。也可用在陶瓷釉彩上。另外在印刷技术方面，碱式硫酸铬可以最为活性黑染料、绿色油墨。此外有些工业无机铬化合物合成也会使用碱式硫酸铬作为原料之一，例如:生产氢氧化铬可以使用碱式硫酸铬作为原料。
碱式硫酸铬制备工艺中，制得的碱式硫酸铬溶液浓度通常低于40%，需要将其进一步蒸发浓缩到浓度50%以上后再进入下一道工序，在蒸发浓缩过程中，碱式硫酸铬溶液的起始温度大约在95℃，传统的蒸发工艺无法充分利用到碱式硫酸铬溶液的热量及通入新鲜蒸汽的热量，能源消耗比较大。
实用新型内容
为克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种能降低系统能耗的低浓度溶液蒸发浓缩装置。
本实用新型采取的技术方案为：一种低浓度溶液蒸发浓缩装置，包括进料平衡罐、一效蒸发器、一效分离器、二效蒸发器、二效分离器、三效蒸发器、三效分离器、排出阀、出料加热器和热泵，进料平衡罐、一效蒸发器、一效分离器、二效蒸发器、二效分离器、三效蒸发器、三效分离器依次通过物料管相连接，三效分离器与排出阀相连接，排出阀有两个出口，分别与出料加热器、进料平衡罐相连接，一效分离器通过蒸汽管道分别与热泵、二效分离器连接，热泵通过蒸汽管道与一效蒸发器连接，热泵还设有蒸汽通入管道，二效分离器通过蒸汽管道与三效蒸发器连接，三效分离器顶部设有蒸汽排出管道，所述出料加热器通过物料管道连接到下一道工序，热泵还通过蒸汽管道与出料加热器连接，出料加热器通过蒸汽管道与一效蒸发器连接。
进一步的，还包括冷凝器，所述一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器、三效分离器分别通过蒸汽管道与冷凝器连接。
进一步的，还包括一效汽液分离器、二效汽液分离器、三效汽液分离器，所述一效分离器通过冷凝水管道与一效汽液分离器连接，一效汽液分离器顶部通过蒸汽管道与二效蒸发器连接，所述二效分离器通过冷凝水管道与二效汽液分离器连接，二效汽液分离器顶部通过蒸汽管道与三效蒸发器连接，所述三效分离器通过冷凝水管道与三效汽液分离器连接，三效汽液分离器顶部通过蒸汽管道与冷凝器连接，一效汽液分离器、二效汽液分离器、三效汽液分离器的底部分别通过冷凝水管道与出料加热器连接。
进一步的，还包括冷凝汽液分离器，所述冷凝器通过冷凝水管道与冷凝汽液分离器连接，所述冷凝汽液分离器上设有蒸汽排出口和冷凝水排出口。
进一步的，所述出料加热器均为板式预热器，所述一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器均为降膜式板式蒸发器，所述冷凝器为板式冷凝器。
进一步的，所述降膜式板式蒸发器为钛材板式蒸发器。
进一步的，所述一效分离器、二效分离器、三效分离器为旋风分离器。
本实用新型的有益效果有如下几点：
（1)采用降膜式板式蒸发器，板式蒸发器相比较传统的列管式蒸发器换热效率提高2-3倍，体积小，高度低，重量轻，占地面积小，维修方便，并可根据工况的变化合理调整换热面积，且运行及维护费用显著降低。同时采用降膜式，可消除由于液柱静压头引起的沸点升高，有效增加传热温差，减小传热面积。
（2）装置由于高度低，体积小，动力消耗和热量损失明显小于列管式蒸发系统，且前一效的物料蒸汽作为后一效的加热蒸汽，提高了热量利用效率，物料出料加热器部分，将热泵一部分出口汽体引入出料加热器加热物料，节省部分蒸汽消耗，使得系统能耗大大降低。
（3) 针对碱式硫酸铬水溶液在高温下腐蚀性大的特点，降膜式板式蒸发器采用耐腐蚀性更强的钛材压制板片，使得设备的耐腐蚀性大大增强，提高了设备的使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步阐明。
具体实施方式
实施例1
参见图1，本低浓度溶液蒸发浓缩装置，包括进料平衡罐1、一效蒸发器2、一效分离器3、二效蒸发器4、二效分离器5、三效蒸发器6、三效分离器7、排出阀8、出料加热器9、热泵10、冷凝器11、冷凝汽液分离器12、一效汽液分离器13、二效汽液分离器14和三效汽液分离器15，进料平衡罐1、一效蒸发器2、一效分离器3、二效蒸发器4、二效分离器5、三效蒸发器6、三效分离器7依次通过物料管相连接，三效分离器7与排出阀8相连接，排出阀8有两个出口，分别与出料加热器9、进料平衡罐1相连接，一效分离器3通过蒸汽管道分别与热泵10、二效分离器5连接，热泵10通过蒸汽管道与一效蒸发器连接，热泵10还设有蒸汽通入管道，二效分离器5通过蒸汽管道与三效蒸发器6连接，三效分离器7顶部设有蒸汽排出管道，所述出料加热器9通过物料管道连接到下一道工序，热泵10还通过蒸汽管道与出料加热器9连接，出料加热器9通过蒸汽管道与一效蒸发器2连接；
所述一效蒸发器2、二效蒸发器4、三效蒸发器6、三效分离器7分别通过蒸汽管道与冷凝器11连接，所述冷凝器11通过冷凝水管道与冷凝汽液分离器12连接，所述冷凝汽液分离器12上设有蒸汽排出口和冷凝水排出口；
所述一效分离器3通过冷凝水管道与一效汽液分离器13连接，一效汽液分离器13顶部通过蒸汽管道与二效蒸发器4连接，所述二效分离器5通过冷凝水管道与二效汽液分离器14连接，二效汽液分离器14顶部通过蒸汽管道与三效蒸发器6连接，所述三效分离器7通过冷凝水管道与三效汽液分离器15连接，三效汽液分离器15顶部通过蒸汽管道与冷凝器11连接，一效汽液分离器13、二效汽液分离器14、三效汽液分离器15的底部分别通过冷凝水管道与出料加热器9连接。
出料加热器均为板式预热器，一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器均为降膜式板式蒸发器，冷凝器为板式冷凝器，一效分离器、二效分离器、三效分离器为旋风分离器。
初始温度为常温95℃、浓度为40%，进料量10000kg/h的碱式硫酸铬水溶液物料首先进入进料平衡罐，送入第一效蒸发器后，受到蒸汽的加热而沸腾、汽化,此时汽液混合的物料从蒸发器的出口处出来,接着进入一效分离器，汽液混合的物料在离心力的作用下被分离,液体飞向器壁然后聚集在底部，被离心泵抽出送到二效蒸发器内再一次蒸发，而分离出的汽体从一效分离器出汽口，一部分被热泵抽吸进入，与热泵吸入的新鲜蒸气混合后作为一效加热蒸汽，另一部分被抽送到二效蒸发器内做为二效加热蒸汽使用，物料在二效蒸发器内，再受到蒸汽的加热而沸腾、汽化, 使之再一次的沸腾,蒸发,进入二效分离器；再被分离器分离出液体和汽体，液体被泵送入三效蒸发器内继续蒸发，汽体抽送到三效蒸发器内做为三效加热蒸汽使用。从三效分离器底部抽出的物料如果达到设计要求的浓度54%，被送入出料加热器加热至80℃，之后进入下一道工序，不合格的物料重新进入进料平衡罐1中，从三效分离器顶部出来的蒸汽，进入冷凝器被水冷却后排放，冷却水来自工厂的供水系统。出料加热器的热源来自两部分，第一部分来自一到三效冷凝水，第二部分来自热泵，来自热泵的加热蒸汽给出料加热器加热后送入一效蒸发器作为一效加热蒸汽；
一效加热蒸汽给一效蒸发器加热后，一效加热蒸汽冷凝水和第二预热器预热物料后冷凝水一起进入一效汽液分离器中分离成汽体和液体，汽体从一效汽液分离器顶部进入二效蒸发器作为二效加热汽体，液体从一效汽液分离器底部进入出料加热器中，给出料加热器加热后排出；二效加热蒸汽进入二效汽液分离器中分离成汽体和液体，汽体从二效汽液分离器顶部进入三效蒸发器作为三效加热蒸汽，液体从二效汽液分离器底部进入出料加热器中，给出料加热器加热后排出；三效加热蒸汽从三效蒸发器排出后进入三效汽液分离器中分离成汽体和液体，汽体从三效汽液分离器顶部进入冷凝器，液体从三效汽液分离器底部进入出料加热器中，给出料加热器加热后排出。
Claims (7)
1.一种低浓度溶液蒸发浓缩装置，包括进料平衡罐、一效蒸发器、一效分离器、二效蒸发器、二效分离器、三效蒸发器、三效分离器、排出阀、出料加热器和热泵，其特征在于：进料平衡罐、一效蒸发器、一效分离器、二效蒸发器、二效分离器、三效蒸发器、三效分离器依次通过物料管相连接，三效分离器与排出阀相连接，排出阀有两个出口，分别与出料加热器、进料平衡罐相连接，一效分离器通过蒸汽管道分别与热泵、二效分离器连接，热泵通过蒸汽管道与一效蒸发器连接，热泵还设有蒸汽通入管道，二效分离器通过蒸汽管道与三效蒸发器连接，三效分离器顶部设有蒸汽排出管道，所述出料加热器通过物料管道连接到下一道工序，热泵还通过蒸汽管道与出料加热器连接，出料加热器通过蒸汽管道与一效蒸发器连接。
2.根据权利要求1所述的低浓度溶液蒸发浓缩装置，其特征在于：还包括冷凝器，所述一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器、三效分离器分别通过蒸汽管道与冷凝器连接。
3.根据权利要求1或2所述的低浓度溶液蒸发浓缩装置，其特征在于：还包括一效汽液分离器、二效汽液分离器、三效汽液分离器，所述一效分离器通过冷凝水管道与一效汽液分离器连接，一效汽液分离器顶部通过蒸汽管道与二效蒸发器连接，所述二效分离器通过冷凝水管道与二效汽液分离器连接，二效汽液分离器顶部通过蒸汽管道与三效蒸发器连接，所述三效分离器通过冷凝水管道与三效汽液分离器连接，三效汽液分离器顶部通过蒸汽管道与冷凝器连接，一效汽液分离器、二效汽液分离器、三效汽液分离器的底部分别通过冷凝水管道与出料加热器连接。
4.根据权利要求3所述的低浓度溶液蒸发浓缩装置，其特征在于：还包括冷凝汽液分离器，所述冷凝器通过冷凝水管道与冷凝汽液分离器连接，所述冷凝汽液分离器上设有蒸汽排出口和冷凝水排出口。
5.根据权利要求3所述的低浓度溶液蒸发浓缩装置，其特征在于：所述出料加热器均为板式预热器，所述一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器均为降膜式板式蒸发器，所述冷凝器为板式冷凝器。
6.根据权利要求5所述的低浓度溶液蒸发浓缩装置，其特征在于：所述降膜式板式蒸发器为钛材板式蒸发器。
7.根据权利要求3所述的低浓度溶液蒸发浓缩装置，其特征在于：所述一效分离器、二效分离器、三效分离器为旋风分离器。
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