CN209967704U - 一种基于mvr技术的金属冶炼中电解液蒸发浓缩的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于MVR技术的金属冶炼中电解液蒸发浓缩的系统，包括冷凝水预热器、蒸发器、压缩机、冷凝水罐、动力元件和控制元件；所述动力元件包括进料泵、冷凝水泵、循环泵和喷水泵；所述蒸发器包括分离器和加热器；所述控制元件采用工控机和PLC控制系统；所述冷凝水预热器连接于进料泵和循环泵之间，所述蒸发器连接于压缩机和冷凝水罐之间，所述分离器通过循环泵与加热器连通，所述冷凝水泵和喷水泵均与冷凝水罐连接。采用MVR技术可替代传统单效、多效蒸发，解决了原系统运行过程中出现的结垢堵管、连续运行时间短等问题，利用自身产生的二次蒸汽的潜热给料液加热，并且经过换热后全部转化为冷凝水排出系统，无需循环冷却水。

Description

一种基于MVR技术的金属冶炼中电解液蒸发浓缩的系统

技术领域

本实用新型涉及金属冶炼领域，特别是涉及一种基于MVR技术的金属冶炼中电解液蒸发浓缩的系统。

背景技术

上世纪70年代随着对能源需求的日渐增加以及能源价格的飞速上涨，MVR技术逐渐引起各国研究者的关注和研究，并成功的应用于蒸发的操作中。MVR技术从2007年起开始从北美和欧洲进入中国市场，主要应用在食品深加工、奶制品行业、工业废水处理和饮料等行业。同时，也希望MVR技术能应用到更多行业领域。

目前在金属冶炼领域内，特别是在电解铜时，硫酸铜净液工序中蒸发系统为传统的单效或多效蒸发，在运行过程中会出现结垢堵管严重、系统清理间隔时间短、蒸汽消耗大、综合能耗高等问题，因此有必要设计一种金属冶炼领域内电解液蒸发浓缩的MVR系统技术，以克服上述问题。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，研制了一种基于MVR技术的金属冶炼中电解液蒸发浓缩的系统，可替代传统单效、多效蒸发，解决了原系统运行过程中出现的结垢堵管、连续运行时间短等问题。

基于此，本实用新型的技术方案为：

一种基于MVR技术的金属冶炼中电解液蒸发浓缩的系统，包括冷凝水预热器、蒸发器、压缩机、冷凝水罐、动力元件和控制元件，

所述动力元件包括进料泵、冷凝水泵、循环泵和喷水泵；

所述蒸发器包括分离器和加热器；

所述控制元件采用工控机和PLC控制系统；

所述冷凝水预热器连接于进料泵和循环泵之间，所述蒸发器连接于压缩机和冷凝水罐之间，所述分离器通过循环泵与加热器连通，所述冷凝水泵和喷水泵均与冷凝水罐连接。

进一步的，所述冷凝水预热器设有第一进水口、第二进水口、第一排水口和第二排水口，冷凝水预热器的第一进水口与进料泵的出水口连接，冷凝水预热器的第二进水口与冷凝水泵的出水口连接，冷凝水预热器的第一排水口与循环泵的入水口连接，冷凝水预热器的第二排水口与外界连通，进料泵的进水口与外界连通。

进一步的，所述加热器包括第一进水口、第二进水口、第一排水口、第二排水口和第三排水口，加热器的第一进水口与循环泵的出水口连接，加热器的第二进水口与压缩机的出水口连接，加热器的第一排水口与分离器的入水口连接，加热器的第二排水口与冷凝水罐的入水口连接，加热器的第三排水口与外界连通。

进一步的，冷凝水罐的第一出水口与冷凝水泵的入水口连接，冷凝水罐的第二出水口与喷水泵的入水口连接，分离器的第一排水口与压缩机的第一进水口连接，分离器的第二排水口与循环泵的入水口连接，喷水泵的出水口与压缩机的第二进水口连接。

进一步的，所述压缩机采用罗茨蒸气压缩机。

进一步的，所述加热器采用壳管式加热器。

进一步的，所述循环泵采用强制循环泵。

进一步的，所述冷凝水预热器、蒸发器、压缩机、冷凝水罐和动力元件之间均由管件连接。

具体工作流程如下：

需电解原液硫酸铜废水原液经过冷凝水预热器预热后进入加热器加热蒸发，再由分离器进行闪蒸后气液分离，分离后的二次蒸汽经过压缩机压缩；随后二次蒸汽温度、压力升高，热焓也随之增加，同时作为热源输送到加热器内，以充分利用蒸汽的潜热，使得原来要废弃的蒸汽得到了充分的利用，回收了潜热，提高了热效率；加热器对电解原液硫酸铜原液加热，蒸汽换热后变为冷凝水进入冷凝水罐。在此过程中，加热器中达标的浓缩液排出系统，未达标的料液进入加热器内继续加热蒸发，冷凝水罐中一部分经冷凝水泵进入冷凝水预热器对原液预热后排出，另一部分作为压缩机喷入水消除二次蒸汽压缩后的过热度。

实施本实用新型实施例，具有以下有益效果：

1、本实用新型的系统，通过冷凝水预热器、蒸发器、压缩机、冷凝水罐和动力元件的连接相互作用，并采用MVR技术可替代传统的单效、多效蒸发，解决了原系统运行过程中出现的结垢堵管、连续运行时间短等问题，完全利用自身产生的二次蒸汽的潜热给料液加热，并且自身产生的二次蒸汽经过换热后全部转化为冷凝水排出系统，无蒸汽外排，从而达到了节能环保的目的。

2、此外，该系统的投资费用少，只需要简单的管路连接，即可实现电解液蒸发浓缩，成本低，便于生产管理，具备高效，节能、环保、经济效益好的特点。

3、本实用新型的基于MVR技术的金属冶炼中电解液蒸发浓缩的系统，主要针对的是电解铜行业的电解液蒸发浓缩，彻底地解决了硫酸铜电解液废水这一长期未能解决的问题，同时该系统包括控制系统，采用工控机和PLC控制系统以及变频技术，实现实时高度自动化精密控制，整个操作可实现无人值守。

附图说明

图1为本实用新型所述基于MVR技术的金属冶炼中电解液蒸发浓缩的系统的原理图。

附图标记说明：

其中，1、冷凝水预热器，11、冷凝水预热器的第一进水口，12、冷凝水预热器的第二进水口，13、冷凝水预热器的第一排水口，14、冷凝水预热器的第二排水口，2、蒸发器，21、分离器，211、分离器的入水口，212、分离器的第一排水口，213、分离器的第二排水口，22、加热器，221、加热器的第一进水口，222、加热器的第二进水口，223、加热器的第一排水口，224、加热器的第二排水口，225、加热器的第三排水口，3、压缩机，31、压缩机的第一进水口，32、压缩机的第二进水口，33、压缩机的出水口，4、冷凝水罐，41、冷凝水罐的入水口，42、冷凝水泵的第一出水口，43、冷凝水泵的第二出水口，5、进料泵，51、进料泵的进水口，52、进料泵的出水口，6、冷凝水泵，61、冷凝水泵的入水口，62、冷凝水泵的出水口，7、循环泵，71、循环泵的入水口，72、循环泵的出水口，8、喷水泵，81、喷水泵的入水口，82、喷水泵的出水口。

具体实施方式

为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。

图1为本实用新型的一种实施例，如图所示，本实用新型提供了一种基于MVR技术的金属冶炼中电解液蒸发浓缩的系统，包括冷凝水预热器1、蒸发器2、压缩机3、冷凝水罐4和动力元件；所述动力元件包括进料泵5、冷凝水泵6、循环泵7和喷水泵8；所述蒸发器2包括分离器21和加热器22；冷凝水预热器1连接于进料泵5和循环泵7之间，蒸发器2连接于压缩机3和冷凝水罐4之间，分离器21通过循环泵7与加热器22连通，冷凝水泵6和喷水泵8均与冷凝水罐4连接。本实用新型通过冷凝水预热器1、蒸发器2、压缩机3、冷凝水罐4和动力元件的连接相互作用，并采用MVR技术可替代传统的单效、多效蒸发，解决了原系统运行过程中出现的结垢堵管、连续运行时间短等问题，完全利用自身产生的二次蒸汽的潜热给料液加热，并且自身产生的二次蒸汽经过换热后全部转化为冷凝水排出系统，无蒸汽外排，从而达到了节能环保的目的。

其中，冷凝水预热器1设有第一进水口11、第二进水口12、第一排水口13和第二排水口14，冷凝水预热器的第一进水口11与进料泵的出水口52连接，冷凝水预热器的第二进水口12与冷凝水泵的出水口62连接，冷凝水预热器的第一排水口13与循环泵的入水口71连接，冷凝水预热器的第二排水口14与外界连通，进料泵的进水口51与外界连通。

加热器22包括第一进水口221、第二进水口222、第一排水口223、第二排水口224和第三排水口225，加热器的第一进水口221与循环泵的出水口72连接，加热器的第二进水口222与压缩机的出水口33连接，加热器的第一排水口223与分离器的入水口211连接，加热器的第二排水口224与冷凝水罐的入水口41连接，加热器的第三排水口225与外界连通。加热器22是将原料液和循环液加热蒸发的主要设备，是利用压缩后的二次蒸汽热焓对管程内料液进行加热蒸发，以获得达标浓度料液。本系统中所述的加热器22采用壳管式加热器，其体积小、占地少、移动方便，具有防水设计、较强的抗腐蚀能力，采用高密度加厚保温层，失温程度低，保持热水温度，节能降耗，绝缘性能、耐压性能、防潮性能均优于国家标准，使用安全可靠。料液采用强制循环蒸发，其换热系数高，换热效率好，解决了料液在换热管中的结垢现象，运行稳定。

冷凝水罐的第一出水口42与冷凝水泵的入水口61连接，冷凝水罐的第二出水口43与喷水泵的入水口81连接，分离器的第一排水口212与压缩机的第一进水口31连接，分离器的第二排水口213与循环泵的入水口71连接，喷水泵的出水口82与压缩机的第二进水口32连接。压缩机3采用罗茨蒸气压缩机，循环泵7采用强制循环泵。

该系统还包括控制元件，所述控制元件采用工控机和PLC控制系统，采用工控机、PLC控制系统以及变频技术，实现实时高度自动化精密控制，整个操作可实现无人值守。

冷凝水预热器1、蒸发器2、压缩机3、冷凝水罐4和所述动力元件之间均由管件连接，使得该系统的投资费用少，只需要简单的管路连接，即可实现电解液蒸发浓缩，成本低，便于生产管理，具备高效，节能、环保、经济效益好的特点。

本实施例的基于MVR技术的金属冶炼中电解液蒸发浓缩的系统，主要针对的是电解铜行业的电解液蒸发浓缩，彻底地解决了硫酸铜电解液废水这一长期未能解决的问题，具体过程如下：

硫酸铜废水原液经过冷凝水预热器1预热后进入加热器22加热蒸发，再由分离器21进行闪蒸后气液分离，分离后的二次蒸汽经过压缩机3压缩；随后二次蒸汽温度、压力升高，热焓也随之增加，同时作为热源输送到加热器22内，以充分利用蒸汽的潜热，使得原来要废弃的蒸汽得到了充分的利用，回收了潜热，提高了热效率；加热器22对硫酸铜原液加热，蒸汽换热后变为冷凝水进入冷凝水罐4。在此过程中，加热器22中达标的浓缩液排出系统，未达标的料液进入加热器22内继续加热蒸发，冷凝水罐4中一部分经冷凝水泵6进入冷凝水预热器1对原液预热后排出，另一部分作为压缩机3喷入水消除二次蒸汽压缩后的过热度。

应当理解的是，本实用新型中采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

上述虽然结合附图对实用新型的具体实施方式进行描述，并非对本实用新型保护范围的限制，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种基于MVR技术的金属冶炼中电解液蒸发浓缩的系统，其特征在于，包括冷凝水预热器、蒸发器、压缩机、冷凝水罐、动力元件和控制元件，

所述动力元件包括进料泵、冷凝水泵、循环泵和喷水泵；

所述蒸发器包括分离器和加热器；

所述控制元件采用工控机和PLC控制系统；

所述冷凝水预热器连接于进料泵和循环泵之间，所述蒸发器连接于压缩机和冷凝水罐之间，所述分离器通过循环泵与加热器连通，所述冷凝水泵和喷水泵均与冷凝水罐连接；

所述加热器包括第一进水口、第二进水口、第一排水口、第二排水口和第三排水口，加热器的第一进水口与循环泵的出水口连接，加热器的第二进水口与压缩机的出水口连接，加热器的第一排水口与分离器的入水口连接，加热器的第二排水口与冷凝水罐的入水口连接，加热器的第三排水口与外界连通；

冷凝水罐的第一出水口与冷凝水泵的入水口连接，冷凝水罐的第二出水口与喷水泵的入水口连接，分离器的第一排水口与压缩机的第一进水口连接，分离器的第二排水口与循环泵的入水口连接，喷水泵的出水口与压缩机的第二进水口连接。

2.如权利要求1所述的基于MVR技术的金属冶炼中电解液蒸发浓缩的系统，其特征在于，所述冷凝水预热器设有第一进水口、第二进水口、第一排水口和第二排水口，冷凝水预热器的第一进水口与进料泵的出水口连接，冷凝水预热器的第二进水口与冷凝水泵的出水口连接，冷凝水预热器的第一排水口与循环泵的入水口连接，冷凝水预热器的第二排水口与外界连通，进料泵的进水口与外界连通。

3.如权利要求1所述的基于MVR技术的金属冶炼中电解液蒸发浓缩的系统，其特征在于，所述压缩机采用罗茨蒸气压缩机。

4.如权利要求1所述的基于MVR技术的金属冶炼中电解液蒸发浓缩的系统，其特征在于，所述加热器采用壳管式加热器。

5.如权利要求1所述的基于MVR技术的金属冶炼中电解液蒸发浓缩的系统，其特征在于，所述循环泵采用强制循环泵。

6.如权利要求1所述的基于MVR技术的金属冶炼中电解液蒸发浓缩的系统，其特征在于，所述冷凝水预热器、蒸发器、压缩机、冷凝水罐和动力元件之间均由管件连接。