CN205095432U - 一种适用于热敏性溶液的蒸发浓缩系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种适用于热敏性溶液的蒸发浓缩系统，其包括：降膜蒸发器，所述降膜蒸发器与流化床蒸发器连通，对待蒸发浓缩的溶液进行蒸发浓缩，流化床蒸发器，所述流化床蒸发器对经降膜蒸发器浓缩的溶液进一步蒸发浓缩。本实用新型提供的蒸发浓缩系统，能够实现如硝酸盐等热敏性溶液的蒸发和高度浓缩。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种溶液的低温差蒸发浓缩系统，具体涉及一种适合于如硝酸盐溶液类热敏性物料的蒸发浓缩系统。
背景技术
热敏性物质硝酸盐是一种离子化合物，含有硝酸根负离子NO3-和对应的正离子。常见的硝酸盐有硝酸铵，硝酸钙，硝酸钾和硝酸钠等。硝酸盐在加热时能分解放出氧和氧化氮，在高温和酸性条件下是强氧化剂，归类于危险物品。
由于硝酸盐在高温情况下的不稳定性，硝酸盐溶液的蒸发浓缩，不能使用温度过高的蒸汽，并且在封闭式的容器内硝酸盐溶液易氧化分解的特性，常用的蒸发工艺只能把硝酸盐浓缩到90-99％的溶液，以便避免硝酸盐溶液热分解爆炸的隐患。
实用新型内容
针对热敏性硝酸盐溶液在高温下的不稳定性和易分解爆炸的隐患及现有蒸发浓缩工艺的局限性，本实用新型的目的在于提供一种安全的和可获得高浓度的低温差蒸发浓缩系统。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种适用于热敏性溶液的蒸发浓缩系统，所述系统包括：
降膜蒸发器，所述降膜蒸发器与流化床蒸发器连通，对待蒸发浓缩的溶液进行蒸发浓缩，
流化床蒸发器，所述流化床蒸发器对经降膜蒸发器浓缩的溶液进一步蒸发浓缩。
进一步的，所述降膜蒸发器和流化床蒸发器使用相对较低温度的蒸汽加热蒸发溶液。
再进一步的，所述蒸汽温度不高于210℃。
再进一步的，所述蒸发器的顶部接入待蒸发浓缩的溶液，溶液通过分布器分布到降膜管内，凭借自身重力沿管壁流到蒸发器下端；降膜管外通入蒸汽用于加热和蒸发溶液。
再进一步的，所述流化床蒸发器由蒸汽保持一定的温度，溶液通过流化床床面后得到进一步的蒸发浓缩。
进一步的，所述降膜蒸发器和流化床蒸发器使用蒸汽加热空气，利用热空气和溶液直接接触加强蒸发能力和带走蒸发出来的水蒸汽。
再进一步的，所述降膜蒸发器中降膜管内热空气逆流而上带出被蒸发出来的水蒸汽。
再进一步的，所述流化床蒸发器利用热空气作为流化床的流化介质和溶液密切接触，促进溶液的高度浓缩，同时将从流化床出来的热空气自动进入降膜蒸发器低部再分流到各降膜管内。
本实用新型提供的蒸发浓缩系统，能够实现如硝酸盐等热敏性溶液的蒸发和高度浓缩。
本浓缩系统使用较低温度的蒸汽加热溶液和空气，利用热空气和溶液直接接触加强蒸发能力和带走蒸发出来的水蒸汽的低温差蒸发浓缩工序，并且能够蒸发浓缩在敞开式的环境下进行，避免了在高温下和在封闭式环境下热敏性物料易分解爆炸的隐患问题。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。
图1为本实例提供的蒸发浓缩系统的系统示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
本实例提供的蒸发浓缩系统采用低温差蒸发浓缩工序，其利用较低温度蒸汽加热溶液和空气，然后利用加热后的空气和溶液直接接触增加蒸发能力和移走蒸发出来的水蒸汽；同时整个工序在敞开式的条件进行操作，避免了因用高温蒸发和在封闭的环境下操作而存在的安全隐患。
具体的，该蒸发浓缩系统主要由降膜蒸发器以及流化床蒸发器配合构成。
其中，降膜蒸发器，用于对待蒸发浓缩的溶液进行蒸发浓缩。该蒸发器的进液口连接来自通过常规工艺蒸发后的浓度为90-99％的溶液，溶液经过分布器后分流到各降膜管内壁上形成液膜，在重力的作用下沿管壁下降到降膜蒸发器的底部；溶液膜在下降过程中，被降膜管外蒸汽的加热蒸发，蒸发出来的水蒸汽由降膜管内逆流而上的热空气带走，热空气从顶部排出；
流化床蒸发器，用于对经降膜蒸发器浓缩的溶液进一步蒸发浓缩。该流化床进口端连通降膜蒸发器低部出液口，经过第一步浓缩的溶液降落到流化床的进口端；该流化床由蒸汽保持一定的温度，溶液通过流化床床面后得到进一步的蒸发浓缩(具体通过配有蒸汽加热管让溶液保持一定的蒸发温度)，高度浓缩后的溶液在流化床的出口端流出；同时该流化床利用热空气作为的流化介质和溶液密切接触，促进溶液的高度浓缩；从流化床出来的热空气自动进入降膜蒸发器低部再分流到各降膜管内。
以下通过一具体实例来进一步的说明上述方案。
参见图1，其所示为本实例提供的低温差蒸发浓缩系统的系统示意图。
由图可知，整个低温差蒸发浓缩系统主要包括降膜蒸发器100，流化床蒸发器110，空气加热器120及溶液管路210和220，空气管路310、320和330，蒸汽管路400、410和420。
降膜蒸发器100，其上部设有溶液进口连接管路210和空气出口管路330以及蒸汽管路400，其底部出液口直接和流化床蒸发器的进口端连接。该降膜蒸发器100通过蒸汽管路400引入蒸汽，对进入的溶液进行低温差蒸发浓缩；通过空气出口管路330排出相应的蒸汽。
流化床蒸发器110，其上设置有蒸汽管路410、热空气进口以及硝酸盐溶液出口。流化床蒸发器110通过蒸汽管路410引入蒸汽对进入的溶液进行低温差蒸发浓缩；流化床蒸发器110通过热空气进口连接空气管路320引入热空气作为的流化介质，与溶液密切接触，促进溶液的高度浓缩，同时将热空气传送至降膜蒸发器100，以加强降膜蒸发器100的蒸发能力和带走蒸发出来的水蒸汽；流化床蒸发器110的硝酸盐溶液出口连接溶液管路220，输出浓缩后的溶液。
空气加热器120，用于向流化床蒸发器110提供热空气作为流化介质。该空气加热器120上设置有空气进口、热空气出口、蒸汽进口等，空气进口连接空气管路310引入空气，热空气出口通过空气管路320连接至流化床蒸发器110的热空气进口，向其输送热空气；蒸汽进口连接蒸汽管路420，引入加热介质蒸汽，对其内的空气进行加热。
降膜蒸发器100和流化床蒸发器110都使用较低温度的中压蒸汽作为加热介质来加热和蒸发溶液。
在具体实现时，该低温度中压蒸汽的温度不高于210℃。
由此构成的溶液的蒸发浓缩系统，是一种敞开式的低温差蒸发系统，适合于蒸发和高度浓缩热敏性溶液。其整个工序过程如下：
首先，经过常规工艺得到的浓度为90-99％的溶液经溶液进口连接管路210送入降膜蒸发器100上部进液口，通过溶液分布器，溶液分流到各个降膜管的内壁上成液膜，液膜借自重从管壁流下。降膜蒸发器100通过蒸汽管路400引入蒸汽，该蒸汽从降膜管外加热和蒸发管内壁上的溶液膜；而降膜管内中心由流化床蒸发器110引入的热空气逆流而上，与蒸发管内壁上的溶液直接接触加强蒸发能力，同时带出被蒸发出来的水蒸汽，从降膜蒸发器100顶部的空气管路330排出，由此溶液得到第一步蒸发浓缩，浓缩后的溶液经降膜蒸发器100底部的出液口流入到流化床蒸发器110。
接着，经过第一步蒸发的溶液流进流化床蒸发器110。流化床蒸发器110内配置有相应的蒸汽加热管，通过蒸汽管路410引入蒸汽，由蒸汽保持一定的蒸发温度。同时流化床蒸发器110内通过空气管路320引入热空气，并利用热空气作为的流化介质和溶液密切接触，使得溶液得到更深度的浓缩。从而溶液通过流化床床面后获得含水量极低的溶液，该高浓度的溶液通过溶液管路220输出。而从流化床出来的热空气自动进入降膜蒸发器低部再分流到各降膜管内。
整个浓缩过程中，该空气加热器120持续的通过空气管路310引入空气，再由蒸汽管路420，引入加热介质蒸汽，对其内的空气进行加热，并将加热后的热空气通过空气管路320输送至流化床蒸发器110，作为其的流化介质。
通过上述实施例可知，本实例可安全地蒸发具有在高温下不稳定性和易分解爆炸性的热敏性物料如硝酸盐溶液，并且可实现溶液的高深度浓缩，满足工业上对原料水含量极低的工序要求。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种适用于热敏性溶液的蒸发浓缩系统，其特征在于，所述系统包括：
降膜蒸发器，所述降膜蒸发器与流化床蒸发器连通，对待蒸发浓缩的溶液进行蒸发浓缩，
流化床蒸发器，所述流化床蒸发器对经降膜蒸发器浓缩的溶液进一步蒸发浓缩。
2.根据权利要求1所述的一种适用于热敏性溶液的蒸发浓缩系统，其特征在于，所述降膜蒸发器和流化床蒸发器使用相对较低温度的蒸汽加热蒸发溶液。
3.根据权利要求2所述的一种适用于热敏性溶液的蒸发浓缩系统，其特征在于，所述蒸发器的顶部接入待蒸发浓缩的溶液，溶液通过分布器分布到降膜管内，凭借自身重力沿管壁流到蒸发器下端；降膜管外通入蒸汽用于加热和蒸发溶液。
4.根据权利要求2所述的一种适用于热敏性溶液的蒸发浓缩系统，其特征在于，所述流化床蒸发器由蒸汽保持一定的温度，溶液通过流化床床面后得到进一步的蒸发浓缩。
5.根据权利要求2或3或4所述的一种适用于热敏性溶液的蒸发浓缩系统，其特征在于，所述降膜蒸发器和流化床蒸发器使用蒸汽加热空气，利用热空气和溶液直接接触加强蒸发能力和带走蒸发出来的水蒸汽。
6.根据权利要求5所述的一种适用于热敏性溶液的蒸发浓缩系统，其特征在于，所述降膜蒸发器中降膜管内热空气逆流而上带出被蒸发出来的水蒸汽。
7.根据权利要求5所述的一种适用于热敏性溶液的蒸发浓缩系统，其特征在于，所述流化床蒸发器利用热空气作为流化床的流化介质和溶液密切接触，促进溶液的高度浓缩，同时将从流化床出来的热空气自动进入降膜蒸发器低部再分流到各降膜管内。
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