CN212039091U - 可切换三效蒸发浓缩结晶器 - Google Patents

Abstract

可切换三效蒸发浓缩结晶器，包括结晶罐A、结晶罐B、浓缩罐；结晶罐A内置换热盘管A，结晶罐B内置换热盘管B，换热盘管A和换热盘管B的前端均与外供蒸汽连通，换热盘管A和换热盘管B的后端均用于排出换热后的水汽；结晶罐A的内腔与换热器和换热盘管B前端连通；结晶罐B的内腔与换热器和换热盘管A前端连通；浓缩罐的内腔通过管道与结晶罐A、B的内腔连通。本实用新型适用于一水硫酸锌、一水硫酸锰等盐类的蒸发浓缩结晶工段的生产要求，通过一效和二效的切换，利用原料液溶解结晶结垢的方法，可轻松去除结晶罐内部的结晶结垢，保证设备持续正常运行。

Description

可切换三效蒸发浓缩结晶器

技术领域

本实用新型涉及化工设备领域，特别是一种可切换三效蒸发浓缩结晶器。

背景技术

多效蒸发浓缩结晶器是化工行业生产中重要的单元操作设备，具有节能、环保等优点，在化工行业应用非常广泛。

但常规的多效蒸发浓缩结晶器存在以下不足之处：

1、出于多方面的因素考虑，一般多效蒸发结晶的工艺流程中大多采用列管式或板式换热器，但当被蒸发物有结晶体生成时，为了防止换热器堵管结晶，一般会采用外加热强制循环方式，但是如一水硫酸锌、一水硫酸锰等盐类在蒸发浓缩结晶过程中，浓缩液中有大量的结晶物固体产生，为了满足后工段离心脱水的技术要求、降低离心脱水的母液量以减少能量消耗、提高产能的目的，要求被浓缩浆液中的结晶物固体含量越高越好，甚至要求达到800-1000g/L。如此高的结晶物固体含量的浓缩液在管内或板内很容易造成结晶、结垢堵管、堵板的严重问题。

2、现有的一水硫酸锌、一水硫酸锰等盐类生产只能采用单效常压蒸发罐，单效常压蒸发罐的换热器设置在在罐内，换热面积收到罐体容量的限制不能做很大，若想达到一定的规模产能，就需要数量众多的单效罐，如此，设备就占用了较多的厂房空间，同时增加了设备投资。

发明内容

本实用新型的目的之一是克服现有技术的不足，而提供一种可切换三效蒸发浓缩结晶器，它解决了现有的多效蒸发结晶器在使用过程中容易在换热器内出现结晶、结垢，进而影响多效蒸发结晶器正常使用的问题。

本实用新型的技术方案是：可切换三效蒸发浓缩结晶器，包括可切换蒸发浓缩结晶罐组和浓缩罐；可切换蒸发浓缩结晶罐组由结晶罐A和结晶罐B组成，结晶罐A、B分别内置换热盘管A、B，换热盘管A、B的前端均通过带有阀门的管道与外供蒸汽连接，换热盘管A、B的后端均用于排出换热后的水汽；结晶罐A的内腔通过带有阀门的管道与换热盘管B的前端连接；结晶罐B的内腔通过带有阀门的管道与换热盘管A的前端连接；浓缩罐的内腔分别与结晶罐A、B的内腔连接。

本实用新型进一步的技术方案是：其还包括换热器及原料液池；换热器与浓缩罐之间设有原料液加热回路，换热器分别与结晶罐A、B的内腔连通；原料液池通过带有阀门的管道与结晶罐A内腔、结晶罐B内腔、原料液加热回路连接。

本实用新型再进一步的技术方案是：结晶罐A内置搅拌装置A，结晶罐B内置搅拌装置B。

本实用新型更进一步的技术方案是：其还包括三效蒸汽排放处理组件；三效蒸汽排放处理组件包括冷凝器、冷却水池、循环泵B、凉水塔、循环泵C、真空气液分离罐A及真空泵；冷凝器与浓缩罐的内腔连通，冷凝器、冷却水池和循环泵A相互连通而形成冷却水换热回路，凉水塔、循环泵C、冷却水池相互连通而形成冷却水降温回路，真空气液分离罐B与冷凝器和换热器连通，真空泵与真空气液分离罐B连通。

本实用新型更进一步的技术方案是：其还包括冷凝水气液分离装置；冷凝水气液分离装置包括真空气液分离罐A；真空气液分离罐A连接在换热盘管A、B的后端。

本实用新型更进一步的技术方案是：其还包括原料液预热组件；原料液预热组件包括相互连接的冷凝水池、冷凝水输送泵及预热器；冷凝水池与真空气液分离罐A连通；预热器设在原料液池与结晶罐A内腔之间的管道上，和/或原料液池与结晶罐B内腔之间的管道上，和/或原料液池与原料液加热回路之间的管道上。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1、适用于一水硫酸锌、一水硫酸锰等盐类的蒸发浓缩结晶工段的生产要求，大大节约了一水硫酸锌、一水硫酸锰等盐类蒸发浓缩结晶的能耗成本。相较于现行的一水硫酸锌、一水硫酸锰等盐类的单效常压蒸发浓缩结晶设备节约了设备投资，减少了设备占地面积。

2、通过一效和二效的切换，利用原料液溶解结晶结垢的方法，可轻松去除结晶罐内部的结晶结垢，保证设备持续正常运行；结晶罐内的被蒸发液在换热管外流动，结晶结垢只会附着在结晶罐内壁及换热管外壁上，只需切换一效和二效，再引入原料液即可稀释溶解结晶结垢，无需人工清理，并且，稀释溶解结晶结垢时，换热蒸发浓缩也在同时进行，两不相误。

3、相较于传统的多效蒸发浓缩结晶器取消了用于驱动外部换热的循环泵，采用了功率更小的搅拌机，使蒸发液仅在罐内流动。一方面防止晶体沉底、结垢、结晶，另一方面降低了能耗。

4、结晶罐A、结晶罐B的数量可以是多个，当多个结晶罐中的任一结晶罐引入原料液稀释溶解结垢、结晶时，其余结晶罐仍可正常工作，不会导致整个生产线停产。

5、一效(结晶罐A)为常压或正压，二效(结晶罐B)和三效(浓缩罐)为负压，使被蒸发物料在正压或常压下析出结晶体，负压下不结晶，只是单纯的蒸发提浓，这样产生的结晶体是纯一水合晶物，不会形成细微的混晶水合物，便于下工段离心脱水顺利进行。

以下结合图和实施例对本实用新型作进一步描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，可切换三效蒸发浓缩结晶器，包括结晶罐A1、结晶罐B2、浓缩罐3、一次蒸汽总管41、二次蒸汽总管42、三次蒸汽总管43、进料总管44、冷凝水总管45、换热器5及原料液池6。

结晶罐A1的内腔中设有换热盘管A11和搅拌装置A12，换热盘管A11主体位于结晶罐A1内部，换热盘管A11的前后端头分别从结晶罐A1的内腔中伸出，前端头通过两根管道分别连通至一次蒸汽总管41和二次蒸汽总管42，后端头连通至冷凝水总管45，结晶罐A1的上端设有蒸汽出口A13，蒸汽出口A13通过管道分别连通至三次蒸汽总管43和二次蒸汽总管42，结晶罐A1的上端设有原料液入口A14，原料液入口A14通过管道连通至进料总管44。

结晶罐B2的内腔中设有换热盘管B21和搅拌装置B22，换热盘管B21主体位于结晶罐B2内部，换热盘管B21的前后端头分别从结晶罐B2的内腔中伸出，前端头通过两根管道分别连通至一次蒸汽总管41和二次蒸汽总管42，后端头连通至冷凝水总管45，结晶罐B2的上端设有蒸汽出口B23，蒸汽出口B23通过管道分别连通至三次蒸汽总管43和二次蒸汽总管42，结晶罐B2的上端设有原料液入口B24，原料液入口B24通过管道连通至进料总管44。

浓缩罐3的上端设有蒸汽出口C31，下端设有半浓缩液出口32，侧壁上设有原料液循环入口33和原料液循环出口34，半浓缩液出口32通过管道连通至进料总管44。

换热器5与三次蒸汽总管43连通，换热器5和浓缩罐3通过管道、阀门和循环泵依次连接形成原料液加热回路。原料液加热回路的循环运行可使浓缩罐3内的原料液持续流经换热器5，与换热器5内的高温蒸汽换热而升温。原料液池6通过带有阀门的管道与原料液加热回路和进料总管44连通。

优选，其还包括原料液预热组件。原料液预热组件包括相互连接的冷凝水池71、冷凝水输送泵72及预热器73。冷凝水池71与冷凝水总管45连通，预热器73与进料总管45及原料液加热回路连通。冷凝水池71从冷凝水总管45中接收高温冷凝水，再通过冷凝水输送泵72泵入预热器73，将预热器73中的原料液预热。来自原料液池6的原料液通过预热器73预热后，再输送到原料液加热回路和进料总管44。

优选，其还包括三效蒸汽排放处理组件；三效蒸汽排放处理组件包括冷凝器81、冷却水池82、循环泵B83、凉水塔84、循环泵C85、真空气液分离罐B86及真空泵87；冷凝器81与浓缩罐3的蒸汽出口C31连通，冷凝器81、冷却水池82、循环泵B83依次连通而形成冷却水换热回路，冷却水换热回路的循环运行可持续驱动冷却水池82内的冷却水流经冷凝器81，使冷凝器81中的高温蒸汽与冷却水换热而降温冷凝。凉水塔84、循环泵C85、冷却水池82依次连通而形成冷却水降温回路。冷却水降温回路的循环运行可持续驱动冷却水池82内的冷却水流经凉水塔84而冷却降温。空气液分离罐B86分别与冷凝器81和换热器5连通，以接收冷凝器81和换热器5排出的换热后的水汽，真空泵87与真空气液分离罐B86连通，以提供负压驱动蒸汽流动。浓缩罐3的蒸汽出口C31排出的蒸汽通过管道持续进入冷凝器81，与冷凝器81内的冷却水换热而降温，最终从冷凝器81排出的呈气液混合状态的蒸汽进入真空气液分离罐B86进行气液分离处理，分离得到的水和蒸汽分别外排。

优选，其还包括冷凝水气液分离装置。冷凝水气液分离装置包括真空气液分离罐A91和真空气液分离罐B92。真空气液分离罐A91设在换热盘管A11的后端头与冷凝水总管45之间，以及换热盘管B21的后端头与冷凝水总管45之间。真空气液分离罐A91分别与冷凝器81和换热器5连通。真空气液分离罐A91用于对换热盘管A11、换热盘管B21换热排出的水汽做气液分离处理，处理得到的蒸汽外排，处理得到的水输入冷凝水总管45。真空气液分离罐B92用于对冷凝器81、换热器5换热排出的水汽做气液分离处理，处理得到的蒸汽和水分别外排。

本实施例中的结晶罐A1、结晶罐B2的数量可以是多个，具体根据蒸发量的要求来确定。但必须保证结晶罐A1的数量与结晶罐B2的数量一致，且结晶罐A1的规格型号与结晶罐B2的规格完全一致，以便于一、二效的切换操作。

实施例1中包含的阀门布置如下：

结晶罐A1的下端设有下料阀A15。换热盘管A11的上端头与一次蒸汽总管41之间的管路上设有外供蒸汽进入阀A16。换热盘管A11的上端头与二次蒸汽总管42之间的管路上设有二次蒸汽进入阀A17。结晶罐A1的蒸汽出口A13与三次蒸汽总管43之间的管路上设有三次蒸汽排出阀A18，结晶罐A1的蒸汽出口A13与二次蒸汽总管42之间的管路上设有二次蒸汽排出阀A19。

结晶罐B2的下端设有下料阀B25。换热盘管B21的上端头与一次蒸汽总管41之间的管路上设有外供蒸汽进入阀B26。换热盘管B21的上端头与二次蒸汽总管42之间的管路上设有二次蒸汽进入阀B27。结晶罐B2的蒸汽出口B23与三次蒸汽总管43之间的管路上设有三次蒸汽排出阀B28，结晶罐B2的蒸汽出口B23与二次蒸汽总管42之间的管路上设有二次蒸汽排出阀B29。

浓缩罐3的下端设有下料阀C35。

实施例1的使用方法如下：

S01、结晶罐A、B启动运行：

a、进原料液：关闭结晶罐A1的下端的下料阀A15、结晶罐B2下端的下料阀B25和浓缩罐3下端的下料阀C35，开启相应进料路线上的阀门和泵，将原料液池6中的原料液分别放入结晶罐A1、结晶罐B2和浓缩罐3。进入浓缩罐3的进料路线包括原料液池6、预热器73、循环泵A52和换热器5。进原料液的同时，启动结晶罐A1内部的搅拌装置A12和结晶罐B2内部的搅拌装置B22。进入结晶罐A1的进料路线依次包括原料液池6、预热器73和进料总管44。进入结晶罐B2的进料路线依次包括原料液池6、预热器73和进料总管44。各罐达到规定容量后关闭相应进料路线上的泵和阀；

b、进蒸汽：开启结晶罐A1上的外供蒸汽进入阀A16和二次蒸汽排出阀A19，关闭结晶罐A1上的二次蒸汽进入阀A17和三次蒸汽排出阀A18；关闭结晶罐B2上的外供蒸汽进入阀B26和二次蒸汽排出阀B29，开启结晶罐B2上的二次蒸汽进入阀B27和三次蒸汽排出阀B28；

c、气液分离：开启与真空气液分离罐A91相连通的相应阀门，使真空气液分离罐A91对结晶罐A1和结晶罐B2排出的水汽进行气液分离，处理得到的蒸汽外排，处理得到的水输入冷凝水总管45。

S02、浓缩罐启动运行：启动三效原料液加热组件，使原料液加热回路内的原料液开始循环流动，将浓缩罐3内的原料液加热。然后启动原料液预热组件，使原料液流经预热器73时得到预热。接着启动三效蒸汽排放处理组件，对浓缩罐3排出的蒸汽进行冷却降温。再启动真空气液分离罐B92，一方面对换热器5和冷凝器81排出的水汽进行气液分离并分别外排，另一方面提供负压以驱动换热器5和冷凝器81内的蒸汽流动。

S03、一效和二效切换：当结晶罐A1内的结晶体固体含量达到要求浓度后，进行一效和二效的切换，切换方法如下：关闭结晶罐A1上的外供蒸汽进入阀A16和二次蒸汽排出阀A19，打开结晶罐A1上的二次蒸汽进入阀A17和三次蒸汽排出阀A18，打开结晶罐B2上的外供蒸汽进入阀B26和二次蒸汽排出阀B29，关闭结晶罐B2上的二次蒸汽进入阀B27和三次蒸汽排出阀B28；切换之前，结晶罐A1、结晶罐B2分别是一效、二效，切换之后，结晶罐A1、结晶罐B2分别是二效、一效。

S04、除垢：一效和二效切换完成后，打开结晶罐A1的下料阀A15，排出结晶物料进行离心脱水，当结晶罐A1内的物料排出完成后，关闭下料阀A15，打开进料路线上相应的阀门，使原料液池6内的原料液进入结晶罐A1，利用原料液浓度较稀的特性，将结晶罐A1内壁上的结晶结垢，以及换热盘管A11外壁上的结晶结垢溶解掉。

S05、重复S02～S04步骤，实现三效蒸发浓缩结晶器的持续运行。

本实施例通过一效和二效的切换，利用原料液溶解结晶结垢的方法，可交替去除结晶罐A和结晶罐B内部的结晶结垢，无需人工清理，并且，稀释溶解结晶结垢时，换热蒸发浓缩也在同时进行，两不相误，从而实现浓缩结晶的连续化运行。

Claims (6)

1.可切换三效蒸发浓缩结晶器，其特征是：包括可切换蒸发浓缩结晶罐组和浓缩罐；可切换蒸发浓缩结晶罐组由结晶罐A和结晶罐B组成，结晶罐A、B分别内置换热盘管A、B，换热盘管A、B的前端均通过带有阀门的管道与外供蒸汽连接，换热盘管A、B的后端均用于排出换热后的水汽；结晶罐A的内腔通过带有阀门的管道与换热盘管B的前端连接；结晶罐B的内腔通过带有阀门的管道与换热盘管A的前端连接；浓缩罐的内腔分别与结晶罐A、B的内腔连接。

2.如权利要求1所述的可切换三效蒸发浓缩结晶器，其特征是：其还包括换热器及原料液池；换热器与浓缩罐之间设有原料液加热回路，换热器分别与结晶罐A、B的内腔连通；原料液池通过带有阀门的管道与结晶罐A内腔、结晶罐B内腔、原料液加热回路连接。

3.如权利要求2所述的可切换三效蒸发浓缩结晶器，其特征是：结晶罐A内置搅拌装置A，结晶罐B内置搅拌装置B。

4.如权利要求3所述的可切换三效蒸发浓缩结晶器，其特征是：其还包括三效蒸汽排放处理组件；三效蒸汽排放处理组件包括冷凝器、冷却水池、循环泵B、凉水塔、循环泵C、真空气液分离罐A及真空泵；冷凝器与浓缩罐的内腔连通，冷凝器、冷却水池和循环泵A相互连通而形成冷却水换热回路，凉水塔、循环泵C、冷却水池相互连通而形成冷却水降温回路，真空气液分离罐B与冷凝器和换热器连通，真空泵与真空气液分离罐B连通。

5.如权利要求4所述的可切换三效蒸发浓缩结晶器，其特征是：其还包括冷凝水气液分离装置；冷凝水气液分离装置包括真空气液分离罐A；真空气液分离罐A连接在换热盘管A、B的后端。

6.如权利要求5所述的可切换三效蒸发浓缩结晶器，其特征是：其还包括原料液预热组件；原料液预热组件包括相互连接的冷凝水池、冷凝水输送泵及预热器；冷凝水池与真空气液分离罐A连通；预热器设在原料液池与结晶罐A内腔之间的管道上，和/或原料液池与结晶罐B内腔之间的管道上，和/或原料液池与原料液加热回路之间的管道上。

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