CN215724280U

CN215724280U - 一种低压蒸汽再利用mvr热泵系统

Info

Publication number: CN215724280U
Application number: CN202122388245.4U
Authority: CN
Inventors: 祝兴奎; 刘在琦; 祝清皓; 宋秀欣
Original assignee: TAIAN BOYANG CHEMICAL TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: TAIAN BOYANG CHEMICAL TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2021-09-30
Filing date: 2021-09-30
Publication date: 2022-02-01
Anticipated expiration: 2031-09-30

Abstract

本实用新型公开了一种热泵系统，特别涉及一种低压蒸汽再利用MVR热泵系统，包括：系统热水罐和镁盐溶液罐，所述系统热水罐的下部出口通过热水泵连接第一换热器的上部壳程进口，所述镁盐溶液罐的下部出口通过镁盐溶液泵连接第一换热器的下部管程进口，所述第一换热器上部管程出口通过第一物料泵连接第二换热器的下部管程进口，所述第二换热器上部管程出口通过管线连接蒸发器的上部溶液进口，所述蒸发器的下部壳程蒸汽进口通过管线连接离心压缩机的蒸汽出口；采用MVR热泵系统可以充分利用镁盐稀溶液蒸发产生的蒸汽，经济环保；充分利用水滑石系统产生的蒸汽、高温气体和冷凝水的热量作为系统的热源，节能环保。

Description

一种低压蒸汽再利用MVR热泵系统

技术领域

本实用新型涉及化工设备技术领域，涉及一种热泵系统，特别涉及一种低压蒸汽再利用MVR热泵系统。

背景技术

随着工业化发展，社会对能源需求也来越广泛，尤其蒸发工艺对蒸汽的需求越来越多，为节省蒸汽，多采用一次蒸汽多效蒸发工艺，蒸汽热量得到较好利用，但一次蒸汽消耗多，排放污染环境，多效蒸发设备较多，投资大，操作繁琐。近年来随着MVR热泵技术的推广，其应用也越来越广泛。

在氨法生产水滑石工艺系统中随着水滑石的合成，其原料盐类阴离子与铵形成铵盐，采用氧化镁蒸氨法回收氨重复利用，不可避免会生成大量低浓度镁盐如氯化镁、硝酸镁、硫酸镁等低浓度盐溶液，为保护环境此类盐溶液不可外排，需要回收利用，因此需要浓缩蒸发使之成为固体产品回用或外卖。溶液浓缩蒸发需要大量蒸汽，因此考虑采用MVR热泵技术实现镁盐稀溶液蒸发所需的能源。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述现有技术中存在问题，提供一种低压蒸汽再利用MVR热泵系统，以解决现在的技术问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型提供了一种低压蒸汽再利用MVR热泵系统，包括：系统热水罐和镁盐溶液罐，所述系统热水罐的下部出口通过热水泵连接第一换热器的上部壳程进口，所述镁盐溶液罐的下部出口通过镁盐溶液泵连接第一换热器的下部管程进口，所述第一换热器上部管程出口通过第一物料泵连接第二换热器的下部管程进口，所述第二换热器上部管程出口通过管线连接蒸发器的上部溶液进口，所述蒸发器的下部壳程蒸汽进口通过管线连接离心压缩机的蒸汽出口。

优选的，所述蒸发器的上部蒸汽出口连接旋风气液分离器的侧部进口，所述旋风气液分离器的上部出口连接除沫器的下侧部进口，所述除沫器的上部出口连接离心压缩机的蒸汽进口。

优选的，所述旋风气液分离器的下部出口、除沫器的下部出口及第二换热器的上部热溶液出口都通过管线一起连接在蒸发器的管程上部溶液进口上。

优选的，所述离心压缩机的蒸汽出口通过管线连接于蒸发器的下部壳程蒸汽进口，所述蒸发器的壳程出口连接冷凝水罐的上测部进口，所述冷凝水罐的下部出口连接冷凝水泵的进口。

优选的，所述冷凝水泵的出口分两路，一路连接第二换热器的下部壳程进口，另一路连接离心压缩机的冷却水进口。

优选的，所述冷凝水罐的上部蒸汽出口通过管线连接旋风气液分离器的入口。

优选的，所述离心压缩机的蒸汽进口通过管线连接蒸汽发生器的上部蒸汽出口，所述蒸汽发生器的侧上部进口连接内部流通有高温蒸汽的蒸汽管线，所述蒸汽发生器的侧下部连接水滑石系统外排的热气体管线。所述蒸汽发生器的侧部连接水滑石系统外排的热水管线。

本实用新型的有益效果是：

(1)采用MVR热泵系统可以充分利用镁盐稀溶液蒸发产生的蒸汽，经济环保。

(2)充分利用水滑石系统产生的蒸汽、高温气体和冷凝水的热量作为系统的热源，更加节能环保。

(3)整套装置工艺简洁，设备少，操作方便，安全环保。

附图说明

本实用新型上述的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型实施例的低压蒸汽再利用MVR热泵系统的示意图。

附图标记说明：

在图1中，系统热水罐1；镁盐溶液罐2；热水泵3；镁盐溶液泵4；第一换热器5；第一物料泵6；温水泵7；第二换热器8；第二物料泵9；冷凝水罐10；冷凝水泵11；蒸发器12；旋风汽液分离器13；除沫器14；离心压缩机15；蒸汽发生器16。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

本实用新型提供一种低压蒸汽再利用MVR热泵系统，利用离心压缩机15对溶液蒸发产生的蒸汽再压缩，使电能转化为热能和静压能供系统蒸发使用，从而实现蒸发系统自循环。

水滑石生产系统从反应、晶化到产品干燥和煅烧等过程，每个步骤都需要蒸汽等热源加热，换热后的二次蒸汽进入低压蒸汽管网或转化为冷凝水供外部使用，同时含水量很高的水滑石脱水产生的蒸汽或分解产生的高温气体都可以作为MVR热泵系统的启动热源，为蒸发器提供热能。也可作为系统蒸汽平衡使用。同时水滑石系统回收的冷凝水可为进入MVR系统的镁盐溶液进行预热，回收系统余热。

氨法生产水滑石系统产生的含氨废液用氧化镁蒸氨伴生的镁盐稀溶液，需要蒸发、浓缩、结晶析出为固体产品，用水滑石系统产生的低压蒸汽或外排高温气体作为MVR热泵的起始热源，产生的蒸汽供镁盐蒸发使用，镁盐蒸发的产生的蒸汽再回离心压缩机15进一步压缩，提温提压，供镁盐蒸发使用，如此循环。同时蒸汽发生器提供的蒸汽也可作为MVR热泵系统平衡蒸汽使用。

进入MVR热泵蒸发系统的镁盐稀溶液，利用水滑石系统产生的冷凝水进行一次换热，充分利用水滑石系统产生的冷凝水热能，再用MVR热泵系统蒸发器冷凝水进行二次换热，充分利用MVR热泵系统蒸发器冷凝水的热能，然后进入蒸发器蒸发，以使系统热能得到充分利用。

水滑石系统可以采用氯化镁做原料，采用氨法生产水滑石，产生的母液为氯化铵稀溶液，为回收氨重复利用，减少盐类外排，采用氧化镁作为蒸氨原料，蒸氨之后的母液为氯化镁稀溶液，需要蒸发浓缩，回收氯化镁，因此设计采用了这套MVR热泵蒸发系统。

系统热水罐1的上部进口连接热水管线，下部出口通过热水泵3连接第一换热器5的上部壳程进口。镁盐溶液罐2的上部进口连接镁盐溶液管线，镁盐溶液管线用于向镁盐溶液罐2输送镁盐溶液，镁盐溶液罐2的下部出口通过镁盐溶液泵4连接第一换热器5的下部管程进口。第一换热器5的下部壳程出口通过温水泵7外排或者储存用以循环使用。第一换热器5上部管程出口通过第一物料泵6连接第二换热器8的下部管程进口，第二换热器8上部管程出口通过管线连接蒸发器12的上部溶液进口；蒸发器12的下部壳程蒸汽进口通过管线连接离心压缩机15的蒸汽出口，蒸发器12的下部管程出口通过第二物料泵9输送到氯化镁溶液再蒸发浓缩结晶系统；氯化镁溶液再蒸发浓缩结晶系统为一个用于氯化镁蒸发结晶的系统，可采用现有技术，蒸发器12的上部蒸汽出口连接旋风气液分离器13的侧部进口，旋风气液分离器13的上部出口连接除沫器14的下侧部进口，除沫器14的上部出口连接离心压缩机15的蒸汽进口，旋风气液分离器13的下部出口及除沫器14的下部出口、第二换热器8的上部热溶液出口都通过管线一起连接在蒸发器12的管程上部溶液进口上。离心压缩机15的蒸汽出口通过管线连接于蒸发器12的下部壳程蒸汽进口。蒸发器12的壳程出口连接冷凝水罐10的上测部进口，冷凝水罐10的下部出口连接冷凝水泵11的进口，冷凝水泵11的出口分两路，一路连接第二换热器8的下部壳程进口，一路连接离心压缩机15的冷却水进口。第二换热器8的上部壳程出口连接冷凝水外排的管线，可以循环使用。冷凝水罐10上部蒸汽出口通过管线连接旋风气液分离器13的入口。作为启动能源，蒸汽发生器16的侧上部进口连接内部流通有高温蒸汽的蒸汽管线，侧下部进口连接水滑石系统外排的热气体管线，蒸汽发生器16的上部蒸汽出口连接离心压缩机15的蒸汽进口，作为MVR系统启动蒸汽使用。蒸汽发生器16的蒸汽进口管线分为两路，一路为水滑石系统的外排低压蒸汽，一路为一次蒸汽作为备用和调节。使用回收蒸汽和水滑石系统的外排尾气做热源，一方面可作为MVR热泵系统启动热源，也可作为系统平衡热源使用。水滑石系统进MVR系统的热水管线分为两路，一路连接MVR系统热水罐1的上部热水进口，一路连接蒸汽发生器16的侧部热水进口,作为热水补水使用。

申请文件中的系统热水罐1；镁盐溶液罐2和冷凝水罐10都为金属储罐，管线可以选择金属管线，旋风汽液分离器13为一个用于气液分离的旋风分离器，热水泵3、镁盐溶液泵4、第一物料泵6、温水泵7、第二物料泵9和冷凝水泵11都为市场上常见的水泵。

按如附图所示连接好系统装置。进MVR热泵蒸发系统的镁盐溶液送入镁盐溶液罐2，由镁盐溶液泵4送往第一换热器5的下部管程进口；来自水滑石系统的冷凝水进入MVR系统热水罐1，由热水泵3送往第一换热器5的上部壳程进口，经过一次换热后的镁盐稀溶液由第一物料泵6送往第二换热器8的下部管程进口；一次换热后的温水由温水泵7外排或者送入温水罐循环使用。一次加热后的镁盐溶液在第二换热器8的管程内被MVR热泵蒸发器12管程蒸汽凝凝水进行二次加热后，进入蒸发器12的上部管程进口，在蒸发器12内被从中下部进入的蒸汽加热蒸发，产生的蒸汽从上部出口进入旋风气液分离器13的侧部进口，蒸发后的浓缩液由第二物料泵9送入氯化镁溶液再蒸发浓缩结晶系统制取镁盐产品。进入蒸发器12的蒸汽换热冷凝后由蒸发器12的下部壳程出口进入冷凝水罐10，再由冷凝水泵11送出后分为两路，一路去二次换热器8作为热源，一路去离心压缩机15的冷却水进口作为冷却补水。蒸发器12蒸发出的蒸汽进入旋风气液分离器13，经旋风分离后的蒸汽由上部送出进入捕沫器14的下侧部进口，经泡沫捕集后的蒸汽从捕沫器上部出口进入离心压缩机15的蒸汽进口。旋风气液分离器13及捕沫器14分离下来的镁盐溶液从底部排出，进入蒸发器12侧部管程溶液进口。蒸发器12蒸出的蒸汽经离心压缩机15压缩后送入蒸发器作为蒸发热源使用。作为启动热源，设置了一台蒸汽发生器16。利用水滑石系统的产生的蒸汽或外排高温气体，必要时也可启用其他热源或一次蒸汽作为热源，供MVR热泵蒸发系统启动使用。

蒸氨过滤后的浓度为8～10％左右，温度为40～50℃的氯化镁稀溶液，进MVR热泵蒸发系统的镁盐溶液罐2；来自水滑石系统的冷凝水进入MVR系统热水罐1，温度在60～80℃左右，一次加热后的氯化镁稀溶液在第二换热器8的管程内被蒸发器12管程温度在85℃以上的蒸汽凝凝水进行二次加热至温度在70℃以上，送入蒸发器后由于压缩机运转形成的真空系统，氯化镁稀溶液实现低温蒸发，产生的蒸汽再被循环利用。

采用MVR热泵系统可以充分利用镁盐稀溶液蒸发产生的蒸汽，经济环保。同时，本系统充分利用水滑石系统产生的蒸汽、高温气体和冷凝水的热量作为系统的热源，实现热能综合利用，更加节能环保。整套装置工艺简洁，设备少，操作方便，安全环保。

最后应说明的是：以上所述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，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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

1.一种低压蒸汽再利用MVR热泵系统，包括：系统热水罐和镁盐溶液罐，其特征在于：所述系统热水罐的下部出口通过热水泵连接第一换热器的上部壳程进口，所述镁盐溶液罐的下部出口通过镁盐溶液泵连接第一换热器的下部管程进口，所述第一换热器上部管程出口通过第一物料泵连接第二换热器的下部管程进口，所述第二换热器上部管程出口通过管线连接蒸发器的上部溶液进口，所述蒸发器的下部壳程蒸汽进口通过管线连接离心压缩机的蒸汽出口。

2.根据权利要求1所述的低压蒸汽再利用MVR热泵系统，其特征在于：所述蒸发器的上部蒸汽出口连接旋风气液分离器的侧部进口，所述旋风气液分离器的上部出口连接除沫器的下侧部进口，所述除沫器的上部出口连接离心压缩机的蒸汽进口。

3.根据权利要求2所述的低压蒸汽再利用MVR热泵系统，其特征在于：所述旋风气液分离器的下部出口、除沫器的下部出口及第二换热器的上部热溶液出口都通过管线一起连接在蒸发器的管程上部溶液进口上。

4.根据权利要求1所述的低压蒸汽再利用MVR热泵系统，其特征在于：所述离心压缩机的蒸汽出口通过管线连接于蒸发器的下部壳程蒸汽进口，所述蒸发器的壳程出口连接冷凝水罐的上测部进口，所述冷凝水罐的下部出口连接冷凝水泵的进口。

5.根据权利要求4所述的低压蒸汽再利用MVR热泵系统，其特征在于：所述冷凝水泵的出口分两路，一路连接第二换热器的下部壳程进口，另一路连接离心压缩机的冷却水进口。

6.根据权利要求4所述的低压蒸汽再利用MVR热泵系统，其特征在于：所述冷凝水罐的上部蒸汽出口通过管线连接旋风气液分离器的入口。

7.根据权利要求1所述的低压蒸汽再利用MVR热泵系统，其特征在于：所述离心压缩机的蒸汽进口通过管线连接蒸汽发生器的上部蒸汽出口，所述蒸汽发生器的侧上部进口连接内部流通有高温蒸汽的蒸汽管线，所述蒸汽发生器的侧下部连接水滑石系统外排的热气体管线。