CN211245559U

CN211245559U - 一种热敏性强腐蚀物料的蒸发浓缩系统

Info

Publication number: CN211245559U
Application number: CN201921572182.4U
Authority: CN
Inventors: 何珂桥; 杨光耀; 何志; 何劲松
Original assignee: Sichuan Scsdn Technology Co ltd
Current assignee: Sichuan Scsdn Technology Co ltd
Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2019-09-20
Publication date: 2020-08-14
Anticipated expiration: 2029-09-20

Abstract

本实用新型涉及蒸发浓缩技术领域，公开了一种热敏性强腐蚀物料的蒸发浓缩系统，其特征在于，包括蒸汽压缩机、物料蒸发单元、一次换热系统和二次换热系统；经过蒸汽压缩机的介质作为热媒输入到一次换热系统内，一次换热后的介质通过节流阀作为冷媒输入到二次换热系统内，二次换热后的介质返回至蒸汽压缩机内。本实用新型具备系统寿命长、占地面积小、性价比高的技术效果。

Description

一种热敏性强腐蚀物料的蒸发浓缩系统

技术领域

本实用新型属于蒸发浓缩技术领域，具体地说，涉及热敏性强腐蚀物料的蒸发浓缩系统。

背景技术

处理热敏性强腐蚀物料的现有工艺主要是采用MVR和多效蒸发，主要是通过提高设备材料防腐蚀性能来解决，但MVR和多效蒸发蒸汽循环量大，且蒸汽路较长，接触物料的部分较多，如果全部换用耐腐蚀性能好的材料成本太高。

实用新型内容

针对现有技术中上述的不足，本实用新型的目的在于提供一种热敏性强腐蚀物料的蒸发浓缩系统，采用该蒸发浓缩系统，具备系统寿命长、占地面积小、性价比高的技术效果。

为了达到上述目的，本实用新型采用的解决方案是：

一种热敏性强腐蚀物料的蒸发浓缩系统，包括蒸汽压缩机、物料蒸发单元、一次换热系统和二次换热系统；

经过蒸汽压缩机的介质作为热媒输入到一次换热系统内，一次换热后的介质通过节流阀作为冷媒输入到二次换热系统内，二次换热后的介质返回至蒸汽压缩机内；

待蒸发的物料作为进料输入到物料蒸发单元内，物料蒸发单元中的液态物料通过循环泵作为冷媒输入到一次换热系统内，一次换热后的液态物料或换热后的液态物料与待蒸发的物料再次输入到物料蒸发单元内；物料蒸发单元中的气态物料作为热媒输入到二次换热系统内，二次换热后的气态物料冷凝成水进入储存罐内，不凝性气体通过真空泵排出。

进一步地，所述物料蒸发单元为闪蒸器，所述闪蒸器的顶部设置出气口，所述闪蒸器的侧壁设置进料口，所述闪蒸器的底部设置出料口。

进一步地，所述一次换热系统包括第1级至第N级换热器，N为大于或等于1的整数；每一级换热器包括热媒进口、热媒出口、冷媒进口和冷媒出口；

第1级换热器的热媒进口与蒸汽压缩机的出口连接，第1级换热器的热媒出口与第2级换热器的热媒进口连接，直至，第N-1级换热器的热媒出口与第N级换热器的热媒进口连接，第N级换热器的热媒出口与节流阀的高压侧连接；

第1级换热器的冷媒进口与循环泵的出口连接，第1级换热器的冷媒出口与第2级换热器的冷媒进口连接，直至，第N-1级换热器的冷媒出口与第N级换热器的冷媒进口连接第N级换热器的冷媒出口与节流阀的高压侧连接。

进一步地，所述一次换热系统中的每一级换热器的冷媒在换热器内的流经管道为换热器的壳程，每一级换热器的热媒在换热器内的流经管道为换热器的管程。

进一步地，所述一次换热系统中的每一级换热器的管程采用不锈钢-钛爆炸复合管或镀镍铜管。

进一步地，所述换热器的管程内壁涂覆导热系数高的涂层，所述涂层为铌钽合金涂层或陶瓷涂层。

进一步地，所述一次换热系统包括一级换热器和二级换热器，每一级换热器包括热媒进口、热媒出口、冷媒进口和冷媒出口，所述一级换热器的冷媒进口与蒸汽压缩机的出口连接，所述一级换热器的冷媒出口与所述二级换热器的热媒进口连接，所述二级换热器的热媒出口与节流阀的高压端连接；所述二级换热器的冷媒进口与所述循环泵的出口端连接，所述二级换热器的冷媒出口与所述闪蒸器的进口连接，所述一级换热器的热媒介质为导热介质。

进一步地，所述一级换热器为翅管换热器，所述二级换热器为板式换热器。

进一步地，所述二次换热系统包括冷凝器，所述冷凝器包括热媒进口、热媒出口、冷媒进口和冷媒出口，所述冷凝器的热媒进口与所述闪蒸器的出气口连接，所述冷凝器的热媒出口分别与储存罐、真空泵的进口连接，所述冷凝器的冷媒进口与节流阀的低压侧连接，所述冷凝器的冷媒出口与所述蒸汽压缩机的进口连接。

本实用新型的有益效果是：

(1)与MVR装置相比，本实用新型中的介质在蒸发浓缩系统内封闭循环，未与强腐蚀性物料接触，系统寿命长；

(2)MVR装置中热介质为蒸发产生的水蒸气，因为水蒸汽物理性质固定，大范围调整压力、温度等参数可能降低系统效率或便设备处理恶劣工况下，而本实用新型中的换热介质与强腐蚀物料相互独立，可根据工艺需要选择不同性能的工质，适应性更好；

(3)MVR系统中作为热介质的蒸汽压力一般不高，密度较小，因此其体积流量较大，配套的气体管路直径较大，本实用新型所述装置的热介质可采用较高的压力和密度，因此介质循环管路口径小，管道占地面积小；

(4)本实用新型中的热介质压力和密度较高，有利于提高换热效率。

(5)介质可选择腐蚀性小的化学物质，可通过非对称换热材料(不锈钢-钛爆炸复合管、镀镍铜管等)来提高换热器的性价比。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种热敏性强腐蚀物料的蒸发浓缩系统的结构示意图；

图标：1-蒸汽压缩机；2-换热器；3-节流阀；4-循环泵；5-真空泵；6-冷凝器；7-闪蒸器；8-储存罐；9-原液罐；10-浓缩液罐。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型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实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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实用新型中的具体含义。

实施例

如图1，本实施例提供一种热敏性强腐蚀物料的蒸发浓缩系统，包括蒸汽压缩机1、物料蒸发单元、一次换热系统和二次换热系统；

经过蒸汽压缩机1的介质作为热媒输入到一次换热系统内，一次换热后的介质通过节流阀3作为冷媒输入到二次换热系统内，二次换热后的介质返回至蒸汽压缩机1内；

待蒸发的物料作为进料输入到物料蒸发单元内，物料蒸发单元中的液态物料通过循环泵5作为冷媒输入到一次换热系统内，一次换热后的液态物料或换热后的液态物料与待蒸发的物料再次输入到物料蒸发单元内；物料蒸发单元中的气态物料作为热媒输入到二次换热系统内，二次换热后的气态物料冷凝成水进入储存罐8内，不凝性气体通过真空泵5排出。

待蒸发的物料存储于原液罐9中，原液罐9与蒸发浓缩单元连接。

进一步地，物料蒸发单元为闪蒸器7，闪蒸器7的顶部设置出气口，闪蒸器7的侧壁设置进料口，闪蒸器7的底部设置出料口。其中闪蒸器7为立式或者立式，本领域的技术人员也可根据需求采用其他的闪蒸设备。

进一步地，为了提高一次换热系统的换热效率，一次换热系统包括第1 级至第N级换热器，N为大于或等于1的整数；每一级换热器包括热媒进口、热媒出口、冷媒进口和冷媒出口；

第1级换热器的热媒进口与蒸汽压缩机的出口连接，第1级换热器的热媒出口与第2级换热器的热媒进口连接，直至，第N-1级换热器的热媒出口与第N级换热器的热媒进口连接，第N级换热器的热媒出口与节流阀3 的高压侧连接；

第1级换热器的冷媒进口与循环泵4的出口连接，第1级换热器的冷媒出口与第2级换热器的冷媒进口连接，直至，第N-1级换热器的冷媒出口与第N级换热器的冷媒进口连接第N级换热器的冷媒出口与节流阀3的高压侧连接。

进一步地，为了减少腐蚀性物料对一次换热系统中的每一换热器的腐蚀，延长换热器的使用寿命，降低设备维护成本，一次换热系统中的每一级换热器的冷媒在换热器内的流经管道为换热器的壳程，每一级换热器的热媒在换热器内的流经管道为换热器的管程。

进一步地，一次换热系统中的每一级换热器的管程采用不锈钢-钛爆炸复合管或镀镍铜管，或者本领域的技术人员也可采用其他具备高强度、耐腐蚀性对的管程材料。

进一步地，为了进一步降低换热器管道的受到的腐蚀，换热器的管程内壁涂覆导热系数高的涂层，涂层为铌钽合金涂层或陶瓷涂层，或者本领域的技术人员可选择其它有着相同效果的导热系数高涂层，其中也不乏技术人员会选择导热系数低的涂层。

本实施例采用一级换热器作为一次换热系统，本领域的技术人员也可以根据实际工况选择多级换热器。

进一步地，为了进一步降低强腐蚀物料对一次换热系统的换热器的腐蚀，也可采用两级换热器的间接换热方式进行一次换热。一次换热系统包括一级换热器和二级换热器，每一级换热器包括热媒进口、热媒出口、冷媒进口和冷媒出口，一级换热器的冷媒进口与蒸汽压缩机1的出口连接，一级换热器的冷媒出口与二级换热器的热媒进口连接，二级换热器的热媒出口与节流阀3的高压端连接；二级换热器的冷媒进口与循环泵4的出口端连接，二级换热器的冷媒出口与闪蒸器7的进口连接，一级换热器的热媒介质为导热介质。

进一步的，一级换热器为翅管换热器，二级换热器为板式换热器，导热介质为盐水。本领域的技术人员也可根据需要选择其他的换热器如浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器等。

通过以上的二级换热器的方式，一级换热器完全不承受腐蚀，可以采用高效率但不易维修的翅管换热器，导热介质与腐蚀性物料之间采用易维护的板式换热器，腐蚀主要发生在板式换热器上，系统的维护成本较低。

进一步的，二次换热系统包括冷凝器6，冷凝器6包括热媒进口、热媒出口、冷媒进口和冷媒出口，冷凝器6的热媒进口与闪蒸器7的出气口连接，冷凝器6的热媒出口分别与储存罐8、真空泵5的进口连接，冷凝器6 的冷媒进口与节流阀3的低压侧连接，冷凝器6的冷媒出口与蒸汽压缩机1 的进口连接。

本实施例中的高腐蚀性物料包括酸性腐蚀性物料和碱性腐蚀性物料，其中，酸性腐蚀性物料包括含有硫酸、盐酸、硝酸、有机酸等酸性物质中的其中一种或几种，同时具有较高的盐度，盐度组成包括但不限于硫酸钠、氯化钠、碳酸钠、硫酸锂、氯化锂、碳酸锂、硫酸铵、氯化铵；碱性腐蚀性物料包括含有氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氨水、硫化钠中的一种或多种，同时具有较高的盐度，盐度组成包括但不限于硫酸钠、氯化钠、碳酸钠、硫酸锂、氯化锂、碳酸锂。

本实用新型的工作原理：

蒸汽压缩机与节流阀3及配套的管路和介质共同组成热泵系统，介质经蒸汽压缩机压缩后在热泵系统内部封闭循环，在节流阀3高压液化放热，在节流阀3低压侧汽化吸热。液态物料在节流阀3高压侧的换热器中与热泵系统的介质换热温度升高，新加入的物料与液态料液混合后一起进入闪蒸器7，在闪蒸器7中部分汽化，汽化产生的气体从闪蒸器7顶部的出气口流出进入到冷凝器6中，并在冷凝器6中与节流阀3低压侧的介质换热而冷凝为水，未汽化的液态物料在循环泵4的驱动下继续循环，当循环的液态物料浓度达到要求时从闪蒸器7底部的出料口排出，并存储至浓缩液罐 10中。真空泵5用于排除系统中的不凝性气体，同时调节闪蒸器7的操作压力。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种热敏性强腐蚀物料的蒸发浓缩系统，其特征在于，包括蒸汽压缩机、物料蒸发单元、一次换热系统和二次换热系统；

2.根据权利要求1所述的热敏性强腐蚀物料的蒸发浓缩系统，其特征在于，所述物料蒸发单元为闪蒸器，所述闪蒸器的顶部设置出气口，所述闪蒸器的侧壁设置进料口，所述闪蒸器的底部设置出料口。

3.根据权利要求2所述的热敏性强腐蚀物料的蒸发浓缩系统，其特征在于，所述一次换热系统包括第1级至第N级换热器，N为大于或等于1的整数；每一级换热器包括热媒进口、热媒出口、冷媒进口和冷媒出口；

4.根据权利要求3所述的热敏性强腐蚀物料的蒸发浓缩系统，其特征在于，所述一次换热系统中的每一级换热器的冷媒在换热器内的流经管道为换热器的壳程，每一级换热器的热媒在换热器内的流经管道为换热器的管程。

5.根据权利要求4所述的热敏性强腐蚀物料的蒸发浓缩系统，其特征在于，所述一次换热系统中的每一级换热器的管程采用不锈钢-钛爆炸复合管或镀镍铜管。

6.根据权利要求5所述的热敏性强腐蚀物料的蒸发浓缩系统，其特征在于，所述换热器的管程内壁涂覆导热系数高的涂层，所述涂层为铌钽合金涂层或陶瓷涂层。

7.根据权利要求2所述的热敏性强腐蚀物料的蒸发浓缩系统，其特征在于，所述一次换热系统包括一级换热器和二级换热器，每一级换热器包括热媒进口、热媒出口、冷媒进口和冷媒出口，所述一级换热器的冷媒进口与蒸汽压缩机的出口连接，所述一级换热器的冷媒出口与所述二级换热器的热媒进口连接，所述二级换热器的热媒出口与节流阀的高压端连接；所述二级换热器的冷媒进口与所述循环泵的出口端连接，所述二级换热器的冷媒出口与所述闪蒸器的进口连接，所述一级换热器的热媒介质为导热介质。

8.根据权利要求7所述的热敏性强腐蚀物料的蒸发浓缩系统，其特征在于，所述一级换热器为翅管换热器，所述二级换热器为板式换热器。

9.根据权利要求3或7所述的热敏性强腐蚀物料的蒸发浓缩系统，其特征在于，所述二次换热系统包括冷凝器，所述冷凝器包括热媒进口、热媒出口、冷媒进口和冷媒出口，所述冷凝器的热媒进口与所述闪蒸器的出气口连接，所述冷凝器的热媒出口分别与储存罐、真空泵的进口连接，所述冷凝器的冷媒进口与节流阀的低压侧连接，所述冷凝器的冷媒出口与所述蒸汽压缩机的进口连接。