CN212417023U - 一种改进型双效错流mvr系统 - Google Patents

一种改进型双效错流mvr系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种改进型双效错流MVR系统,包括料液流程子系统、错流蒸汽压缩子系统、余热回收子系统及清洗系统,所述料液流程子系统与错流蒸汽压缩子系统连接,所述余热回收子系统分别与错流蒸汽压缩子系统及清洗系统连接。本实用新型运行能耗低、出料时不会产生闪蒸现象,能够避免管道堵塞,蒸发效率高。

Description

一种改进型双效错流MVR系统
技术领域
本实用新型涉及工业蒸发器技术领域,特别涉及一种改进型双效错流MVR系统。
背景技术
现有的双效错流MVR系统的负压出料方式采用真空泵抽出结晶釜的气体产生负压,对结晶釜密封要求高,而且不易控制真空度,出料时由于负压产生闪蒸析出结晶堵塞出料管道,蒸发过程中溶液随着浓度提高容易产生结晶或仅产生少量结晶,由于结垢导致换热器换热效果变差,蒸发效率降低的风险。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于,提供一种改进型双效错流MVR系统,运行能耗低、出料时不会产生闪蒸现象,能够避免管道堵塞,蒸发效率高。
为了解决上述技术问题,本实用新型的技术方案是:
一种改进型双效错流MVR系统,包括料液流程子系统、错流蒸汽压缩子系统、余热回收子系统及清洗系统,所述料液流程子系统与错流蒸汽压缩子系统连接,所述余热回收子系统分别与错流蒸汽压缩子系统及清洗系统连接。
优选地,所述料液流程子系统包括原料罐1、进料泵2、液-液换热器3、汽-液换热器4、一效预热器16、一效加热器7、一效分离器8、一效循环泵9、二效预热器17、二效加热器11、二效分离器12、二效循环泵13、第一结晶釜20、固液分离器23,所述原料罐1、进料泵2、液-液换热器3冷侧、汽-液换热器4冷侧依次串联连接,汽-液换热器4的冷侧出口连接到一效循环泵9出口与一效预热器16料液入口之间的管道上,而一效循环泵9的出口与一效预热器16的料液入口连接,一效预热器16的料液出口与一效加热器7上管箱连接,一效加热器7底部料液出口与一效分离器8入口连接,一效分离器8底部料液出口与一效循环泵 9入口连接,一效循环泵9出口与一效预热器16的料液入口之间连接管与固液分离器23上端出口与二效预热器17的料液入口之间连接管相连,相连位置在一效进料口下端,与一效进料口之间安排阀门调节压力;所述二效循环泵13出口与固液分离器23切线入口连接,固液分离器23上端出口与二效预热器17的料液入口连接,二效预热器17的料液出口与二效加热器11上管箱连接,二效加热器11底部料液出口与二效分离器12入口连接,二效分离器12 底部料液出口与二效循环泵13入口连接,固液分离器23下端出口与第一结晶釜20入口相连,固液分离器23上端出口与二效进料口之间安排阀门调加压力;所述二效分离器12蒸汽出口与第一结晶釜20入口相连,使得二效分离器12内的压力与第一结晶釜20相同。
优选地,所述错流蒸汽压缩子系统包括一效加热器7、一效分离器8、二效加热器11、二效分离器12、一效压缩机10、二效压缩机15,所述一效分离器8蒸汽出口与一效压缩机10入口连接,而一效压缩机10的出口与二效加热器11的蒸汽入口连接;所述二效分离器12蒸汽出口与二效压缩机15入口连接,而二效压缩机15的出口与一效加热器7的蒸汽入口连接。
优选地,所述余热回收子系统包括一效加热器7、二效加热器11、一效预热器16、二效预热器17、冷凝水收集罐6、液-液换热器3、汽-液换热器4、冷凝水泵5,所述一效加热器 7和二效加热器11冷凝水出口、一效预热器16和二效预热器17的冷凝水出口分别与冷凝水收集罐16连接,一效加热器7和二效加热器11的不凝气出口、冷凝水收集罐16上部的不凝气出口、汽-液换热器4热侧依次串联连接;所述冷凝水收集罐16底部液体出口、液-液换热器3热侧、冷凝水泵5入口依次串联连接。
优选地,所述清洗系统包括清洗配药箱18、清洗泵19、液-液换热器3、汽-液换热器4,所述清洗配药箱18、清洗泵19、液-液换热器3冷侧、汽-液换热器4冷侧依次串联连接,所述汽-液换热器4的冷侧出口连接到一效进料口管道上。
优选地,所述料液流程子系统的二效蒸发器采用强制循环蒸发器方式,其中强制循环蒸发器包括:二效加热器11、二效分离器12、二效循环泵13、结晶反冲泵14、第一结晶釜20,所述一效循环泵9出口与一效预热器16的料液入口之间连接管与二效分离器12下端出口与二效加热器11的料液入口之间连接管相连,二效循环泵13的出入口与二效加热器11连接,二效加热器11的料液出口与二效分离器12上端入口连接;所述二效分离器12与结晶反冲泵 14连接,二效分离器12底部出口与第一结晶釜20入口连接。
优选地,所述料液流程子系统均采用强制循环蒸发器方式,其中强制循环蒸发器包括:一效加热器7、一效分离器8、一效循环泵9、二效加热器11、二效分离器12、二效循环泵13、结晶反冲泵14、结晶反冲泵22、第一结晶釜20、第二结晶釜21,汽-液换热器4的冷侧出口与一效分离器8下端出口与一效加热器7的料液入口之间连接管相连,一效循环泵9的出入口与一效加热器7连接,一效加热器7的料液出口与一效分离器8上端入口连接;一效分离器8与结晶反冲泵22连接,一效分离器8底部出口与第二结晶釜21入口连接,一效分离器8蒸汽出口与第二结晶釜21入口相连,使得一效分离器8内的压力与第二结晶釜21相同;结晶反冲泵22出口与二效分离器12下端出口与二效加热器11的料液入口之间连接管相连,二效循环泵13的出入口与二效加热器11连接,二效加热器11的料液出口与二效分离器 12上端入口连接;二效分离器12与结晶反冲泵14连接,二效分离器12底部出口与第一结晶釜20入口连接,二效分离器12蒸汽出口与第一结晶釜20入口相连,使得二效分离器12 内的压力与第一结晶釜20相同。
采用上述技术方案,本实用新型提供的一种改进型双效错流MVR系统,该改进型双效错流MVR系统中的料液流程子系统与错流蒸汽压缩子系统连接,所述余热回收子系统分别与错流蒸汽压缩子系统及清洗系统连接,整个系统的运行能耗低、出料时不会产生闪蒸现象,能够避免管道堵塞,通过增加该清洗系统避免由于结垢导致换热器换热效果变差,蒸发效率高。
附图说明
图1为本实用新型第一实施例的系统流程图;
图2为本实用新型第二实施例的系统流程图;
图3为本实用新型第三实施例的系统流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是,对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型,但并不构成对本实用新型的限定。此外,下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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,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。
实施例一:该改进型双效错流MVR系统可以是双效错流MVR降膜蒸发器,与现有双效错流MVR系统对比,将降膜蒸发器下管箱和气液分离器合并,二效降膜蒸发器增加固液分离器,改进出料方式和增加清洗系统,主要用于处理物料溶解度高的溶液,如铵盐、硝酸盐溶液等,蒸发过程中溶液随着浓度提高不会产生结晶或仅产生少量结晶。
具体实施方法如图1所示,双效错流MVR蒸发浓缩系统的料液流程子系统包括原料罐1、进料泵2、液-液换热器3、汽-液换热器4、一效预热器16、一效加热器7、一效分离器8、一效循环泵9、二效预热器17、二效加热器11、二效分离器12、二效循环泵13、第一结晶釜20、固液分离器23。原料罐1、进料泵2、液-液换热器3冷侧、汽-液换热器4冷侧依次串联连接,汽-液换热器4的冷侧出口连接到一效循环泵9出口与一效预热器16料液入口之间的管道上,而一效循环泵9的出口与一效预热器16的料液入口连接,一效预热器16的料液出口与一效加热器7上管箱连接,一效加热器7底部料液出口与一效分离器8入口连接,一效分离器8底部料液出口与一效循环泵9入口连接,一效循环泵9出口与一效预热器16的料液入口之间连接管与固液分离器23上端出口与二效预热器17的料液入口之间连接管相连,相连位置在一效进料口下端,与一效进料口之间安排阀门调节压力;所述二效循环泵13出口与固液分离器23切线入口连接,固液分离器23上端出口与二效预热器17的料液入口连接,二效预热器17的料液出口与二效加热器11上管箱连接,二效加热器11底部料液出口与二效分离器12入口连接,二效分离器12底部料液出口与二效循环泵13入口连接,固液分离器 23下端出口与第一结晶釜20入口相连,固液分离器23上端出口与二效进料口之间安排阀门调加压力;所述二效分离器12蒸汽出口与第一结晶釜20入口相连,使得二效分离器12内的压力与第一结晶釜20相同。
错流蒸汽压缩子系统包括:一效加热器7、一效分离器8、二效加热器11、二效分离器 12、一效压缩机10、二效压缩机15。一效分离器8蒸汽出口与一效压缩机10入口连接,而一效压缩机10的出口与二效加热器11的蒸汽入口连接;二效分离器12蒸汽出口与二效压缩机15入口连接,而二效压缩机15的出口与一效加热器7的蒸汽入口连接;该方案实现了一效加热蒸发分离产生的二次蒸汽经一效压缩机压缩后作为二效蒸发器的热源,二效加热蒸发分离产生的二次蒸汽经二效压缩机压缩后作为一效蒸发器的热源;有效降低了一效压缩机10 和二效压缩机15出入口的蒸汽压差,从而降低了压缩机压缩过程中的功耗消耗,减少了能源消耗对环境的污染,提高了双效错流MVR蒸发浓缩系统的性能和市场竞争能力。
余热回收子系统包括:一效加热器7、二效加热器11、一效预热器16、二效预热器17、冷凝水收集罐6、液-液换热器3、汽-液换热器4、冷凝水泵5。一效加热器7和二效加热器11冷凝水出口、一效预热器16和二效预热器17的冷凝水出口分别与冷凝水收集罐16连接,一效加热器7和二效加热器11的不凝气出口、冷凝水收集罐16上部的不凝气出口、汽-液换热器4热侧依次串联连接;冷凝水收集罐16底部液体出口、液-液换热器3热侧、冷凝水泵 5入口依次串联连接。该方案有效利用MVR蒸发浓缩系统的料液流程子系统、错流蒸汽压缩子系统运行过程中产生的余热、对初始进入系统的料液进行了两次加热,有效提高了料液进入一效加热器7前的温度,减少了一效加热器7内加热时的能量消耗,有效实现了双效错流MVR蒸发浓缩系统整机的节能环保。
清洗系统包括:清洗配药箱18、清洗泵19、液-液换热器3、汽-液换热器4。清洗配药箱18、清洗泵19、液-液换热器3冷侧、汽-液换热器4冷侧依次串联连接,汽-液换热器4 的冷侧出口连接到一效进料口管道上。清洗系统有效去除换热器和加热器中的结垢,确保蒸发器蒸发效率。
实施例二:该改进型双效错流MVR系统可以是双效错流MVR降膜+强制循环蒸发器,与现有双效错流MVR系统对比,将降膜蒸发器下管箱和气液分离器合并,改进强制循环蒸发器加热体、出料方式和增加结晶防冲泵及清洗系统,主要用于处理蒸发过程中随着浓度提高产生结晶的溶液。
具体实施方式如图2所示,料液流程子系统的二效蒸发器采用强制循环蒸发器方式,其中强制循环蒸发器包括:二效加热器11、二效分离器12、二效循环泵13、结晶反冲泵14、第一结晶釜20,所述一效循环泵9出口与一效预热器16的料液入口之间连接管与二效分离器12下端出口与二效加热器11的料液入口之间连接管相连,二效循环泵13的出入口与二效加热器11连接,二效加热器11的料液出口与二效分离器12上端入口连接;所述二效分离器12与结晶反冲泵14连接,二效分离器12底部出口与第一结晶釜20入口连接,使得二效分离器12内的压力与第一结晶釜20相同。可以理解的,其中错流蒸汽压缩子系统、余热回收子系统、清洗系统与实施一相同。
实施例三:该改进型双效错流MVR系统可以是双效错流MVR强制循环蒸发器,与现有双效错流MVR系统对比,改进强制循环蒸发器加热体、出料方式和增加结晶防冲泵及清洗系统,主要用于处理杂盐溶液分盐,利用不同物料的饱和溶解度差异特性分段出盐,如溶液中氯化钠与氯化钾分离,蒸发过程中氯化钠先饱和并不断析出结晶,通过分离器将结晶分离并引出蒸发器,随着蒸发的进行,氯化钾达到饱和,浓缩液送至结晶釜,冷却后分别得到氯化钾结晶。
具体实施方式如图3所示,料液流程子系统的均采用强制循环蒸发器方式,其中强制循环蒸发器包括:一效加热器7、一效分离器8、一效循环泵9、二效加热器11、二效分离器12、二效循环泵13、结晶反冲泵14、结晶反冲泵22、第一结晶釜20、第二结晶釜21,汽- 液换热器4的冷侧出口与一效分离器8下端出口与一效加热器7的料液入口之间连接管相连,一效循环泵9的出入口与一效加热器7连接,一效加热器7的料液出口与一效分离器8上端入口连接;一效分离器8与结晶反冲泵22连接,一效分离器8底部出口与第二结晶釜21入口连接,一效分离器8蒸汽出口与第二结晶釜21入口相连,使得一效分离器8内的压力与第二结晶釜21相同;结晶反冲泵22出口与二效分离器12下端出口与二效加热器11的料液入口之间连接管相连,二效循环泵13的出入口与二效加热器11连接,二效加热器11的料液出口与二效分离器12上端入口连接;二效分离器12与结晶反冲泵14连接,二效分离器12底部出口与第一结晶釜20入口连接,二效分离器12蒸汽出口与第一结晶釜20入口相连,使得二效分离器12内的压力与第一结晶釜20相同。可以理解的,其中错流蒸汽压缩子系统、余热回收子系统、清洗系统与实施一相同。
可以理解的,本实用新型设计合理,构造独特,与现有双效错流MVR系统对比:
(1)强制循环蒸发器的加热体改为2个强制循环加热体组成。效果:单个强制循环加热体内部的列管数量减少,强制循环物料流速不变的情况下,蒸发器所需的循环流量变小,配套的强制循环泵功率变小,运行能耗降低;而且降低强制循环蒸发器的安装高度,使得蒸发器整体安装更加紧凑。
(2)强制循环蒸发器的三相分离器蒸汽出口增加管道与结晶釜相连。效果:三相分离器内的压力与结晶釜相同,三相分离器底部的浓缩料液可通过重力自流出料,不需要增加出料泵或负压出料设备,运行能耗降低;现有技术的负压出料方式采用真空泵抽出结晶釜的气体产生负压,对结晶釜密封要求高,而且不易控制真空度,出料时由于负压产生闪蒸析出结晶堵塞出料管道,本实用新型的出料方式由于三相分离器内的压力与结晶釜相同,出料时不会产生闪蒸现象,避免管道堵塞。
(3)强制循环蒸发器的三相分离器下端增加结晶反冲泵。效果:蒸发器运行过程中,结晶反冲泵将三相分离器上端的浓缩液输送至三相分离器底部通入,将分离器下端的结晶物反冲起来,防止结晶沉积结块导致出料管道堵塞。
(4)降膜蒸发器下管箱和气液分离器合并。效果:降低降膜蒸发器的安装高度,而且减少设备制造成本。
(5)双效错流MVR降膜蒸发系统的二效降膜蒸发器的气液分离器蒸汽出口增加管道与结晶釜相连。效果:气液分离器内的压力与结晶釜相同,浓缩料液可通过二效循环泵正压输送至结晶釜,不需要增加出料泵或负压出料设备,运行能耗降低;现有技术的负压出料方式采用真空泵抽出结晶釜20的气体产生负压,对结晶釜20密封要求高,而且不易控制真空度,出料时由于负压产生闪蒸析出结晶堵塞出料管道,本实用新型的出料方式由于三相分离器内的压力与结晶釜20相同,出料时不会产生闪蒸现象,避免管道堵塞。
(6)增加蒸发器清洗系统。效果:避免由于结垢导致换热器换热效果变差,蒸发效率降低的风险。
(7)二效降膜蒸发器增加固液分离器。效果:分离浓缩液中的结晶,避免管道堵塞和保护循环泵防止磨损。
可以理解的,该改进型双效错流MVR系统中的料液流程子系统是指:料液进入系统后首先经余热回收子系统预热,然后在一效循环管路接入与一效循环料液混合后经预热器用外接生蒸汽继续预热至泡点后进入一效蒸发,在一效蒸发器料液蒸发并初步浓缩,产出的初步浓缩物和二次蒸汽进行一效分离,分离后的部分料液返回一效蒸发和分离循环、部分料液进行二效蒸发和二效分离得到浓缩液排出系统;错流蒸汽压缩子系统是指:一效蒸发分离产出的二次蒸汽经一效压缩机压缩后作为二效蒸发的热源,二效蒸发分离产出的二次蒸汽经二效压缩机压缩后作为一效蒸发的热源;余热回收子系统是指:把一效预热器7、一效蒸发器、二效蒸发器排出的高温不凝气体、高温冷凝水回收到冷凝水收集罐6,然后高温不凝气经余热回收系统的汽-液换热器4、不凝气分离器后排出系统,而高温冷凝水经余热回收系统的液 -液换热器3、冷凝水泵5排出系统;清洗系统是指:清洗配药箱18内配制好合适浓度的清洗药剂,然后用清洗泵19送至液-液换热器3、汽-液换热器4、蒸发器,循环清洗去除换热器和蒸发器中的结垢。
上述技术方案有效降低了一效和二效压缩机出入口的蒸汽压差,从而降低了压缩机压缩过程中的功耗消耗,实现了系统运行的节能降耗,提高了该改进型双效错流MVR系统的性能和市场竞争力。
以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明,但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言,在不脱离本实用新型原理和精神的情况下,对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型,仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种改进型双效错流MVR系统,其特征在于:包括料液流程子系统、错流蒸汽压缩子系统、余热回收子系统及清洗系统,所述料液流程子系统与错流蒸汽压缩子系统连接,所述余热回收子系统分别与错流蒸汽压缩子系统及清洗系统连接。
2.根据权利要求1所述的改进型双效错流MVR系统,其特征在于:所述料液流程子系统包括原料罐1、进料泵2、液-液换热器3、汽-液换热器4、一效预热器16、一效加热器7、一效分离器8、一效循环泵9、二效预热器17、二效加热器11、二效分离器12、二效循环泵13、第一结晶釜20、固液分离器23,所述原料罐1、进料泵2、液-液换热器3冷侧、汽-液换热器4冷侧依次串联连接,汽-液换热器4的冷侧出口连接到一效循环泵9出口与一效预热器16料液入口之间的管道上,而一效循环泵9的出口与一效预热器16的料液入口连接,一效预热器16的料液出口与一效加热器7上管箱连接,一效加热器7底部料液出口与一效分离器8入口连接,一效分离器8底部料液出口与一效循环泵9入口连接,一效循环泵9出口与一效预热器16的料液入口之间连接管与固液分离器23上端出口与二效预热器17的料液入口之间连接管相连,相连位置在一效进料口下端,与一效进料口之间安排阀门调节压力;所述二效循环泵13出口与固液分离器23切线入口连接,固液分离器23上端出口与二效预热器17的料液入口连接,二效预热器17的料液出口与二效加热器11上管箱连接,二效加热器11底部料液出口与二效分离器12入口连接,二效分离器12底部料液出口与二效循环泵13入口连接,固液分离器23下端出口与第一结晶釜20入口相连,固液分离器23上端出口与二效进料口之间安排阀门调加压力;所述二效分离器12蒸汽出口与第一结晶釜20入口相连,使得二效分离器12内的压力与第一结晶釜20相同。
3.根据权利要求1所述的改进型双效错流MVR系统,其特征在于:所述错流蒸汽压缩子系统包括一效加热器7、一效分离器8、二效加热器11、二效分离器12、一效压缩机10、二效压缩机15,所述一效分离器8蒸汽出口与一效压缩机10入口连接,而一效压缩机10的出口与二效加热器11的蒸汽入口连接;所述二效分离器12蒸汽出口与二效压缩机15入口连接,而二效压缩机15的出口与一效加热器7的蒸汽入口连接。
4.根据权利要求1所述的改进型双效错流MVR系统,其特征在于:所述余热回收子系统包括一效加热器7、二效加热器11、一效预热器16、二效预热器17、冷凝水收集罐6、液-液换热器3、汽-液换热器4、冷凝水泵5,所述一效加热器7和二效加热器11冷凝水出口、一效预热器16和二效预热器17的冷凝水出口分别与冷凝水收集罐16连接,一效加热器7和二效加热器11的不凝气出口、冷凝水收集罐16上部的不凝气出口、汽-液换热器4热侧依次串联连接;所述冷凝水收集罐16底部液体出口、液-液换热器3热侧、冷凝水泵5入口依次串联连接。
5.根据权利要求1所述的改进型双效错流MVR系统,其特征在于:所述清洗系统包括清洗配药箱18、清洗泵19、液-液换热器3、汽-液换热器4,所述清洗配药箱18、清洗泵19、液-液换热器3冷侧、汽-液换热器4冷侧依次串联连接,所述汽-液换热器4的冷侧出口连接到一效进料口管道上。
6.根据权利要求2所述的改进型双效错流MVR系统,其特征在于:所述料液流程子系统的二效蒸发器采用强制循环蒸发器方式,其中强制循环蒸发器包括:二效加热器11、二效分离器12、二效循环泵13、结晶反冲泵14、第一结晶釜20,所述一效循环泵9出口与一效预热器16的料液入口之间连接管与二效分离器12下端出口与二效加热器11的料液入口之间连接管相连,二效循环泵13的出入口与二效加热器11连接,二效加热器11的料液出口与二效分离器12上端入口连接;所述二效分离器12与结晶反冲泵14连接,二效分离器12底部出口与第一结晶釜20入口连接。
7.根据权利要求1所述的改进型双效错流MVR系统,其特征在于:所述料液流程子系统均采用强制循环蒸发器方式,其中强制循环蒸发器包括:一效加热器7、一效分离器8、一效循环泵9、二效加热器11、二效分离器12、二效循环泵13、结晶反冲泵14、结晶反冲泵22、第一结晶釜20、第二结晶釜21,汽-液换热器4的冷侧出口与一效分离器8下端出口与一效加热器7的料液入口之间连接管相连,一效循环泵9的出入口与一效加热器7连接,一效加热器7的料液出口与一效分离器8上端入口连接;一效分离器8与结晶反冲泵22连接,一效分离器8底部出口与第二结晶釜21入口连接,一效分离器8蒸汽出口与第二结晶釜21入口相连,使得一效分离器8内的压力与第二结晶釜21相同;结晶反冲泵22出口与二效分离器12下端出口与二效加热器11的料液入口之间连接管相连,二效循环泵13的出入口与二效加热器11连接,二效加热器11的料液出口与二效分离器12上端入口连接;二效分离器12与结晶反冲泵14连接,二效分离器12底部出口与第一结晶釜20入口连接,二效分离器12蒸汽出口与第一结晶釜20入口相连,使得二效分离器12内的压力与第一结晶釜20相同。
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