CN220656457U - 一种氯化铵的冷却结晶的节能装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种氯化铵的冷却结晶的节能装置，旨在解决现有的多效蒸发法消耗蒸汽量大的不足。该实用新型包括用于提高水温的预热器、用于浓缩的蒸发器和降温结晶的结晶段，蒸发器包括一级降膜蒸发器、二级降膜蒸发器和强制循环蒸发器，一级降膜蒸发器产生的二次蒸汽通入二级降膜蒸发器作为热源，二级降膜蒸发器和强制循环蒸发器产生的二次蒸汽通过蒸汽压缩机的加压增温通入一级降膜蒸发器和强制循环蒸发器作为热源，将全部二次蒸汽压缩回用，极大的节省了蒸汽能量，减少蒸汽的消耗量，从而降低设备投资与运行费用。
Description
技术领域
本实用新型涉及蒸发浓缩技术领域，更具体地说，它涉及一种氯化铵的冷却结晶的节能装置。
背景技术
在化肥工业和稀土生产过程中都会产生一定量的氯化铵废水，由于氯化铵废水中氨氮和氯离子的存在，若氯化铵废水直接排放，则会对水体产生一定的污染，且随着量的不断增长，污染程度也在加大。氯化铵废水的排放一般伴随着氨氮废水的排放。由于氯化铵废水直接排入地下后，会经过渗透作用流经浅层地下水和周边的河流。氯化铵废水中含有丰富的N元素。水体中的植株和藻类生物会因大量N元素的存在而迅速繁殖、生长，进而使得水体中的氧含量急剧下降，破坏了水体中正常的溶解氧平衡。对于水体中一些微生物和生物的生存极为不利。氯离子在水体中浓度的积累，会使得藻类植物的磷需求含量下降。除此之外，氯离子对于地下水的污染，将直接危害人类的饮水安全。因此对于氯化铵废水的处理一直属于企业治理的关键点。
对氯化铵废水的处理,目前主要工艺方法有物理法和化学法。其中物理法中有离子交换法、氨吹脱、汽提法、多效蒸发法以及电渗析等方法。
其中多效蒸发法是通过由多个单效蒸发组成的系统，即将前一个蒸发器蒸发出来的二次蒸汽引入下一个蒸发器作为加热蒸汽并在下一个蒸发器中凝为蒸馏水，如此依次进行。
但是多效蒸发法需要持续的充入新鲜蒸汽，具有较高的运行费用。
本申请旨在针对上述不足，提供一种氯化铵的冷却结晶的节能装置，减少蒸汽的消耗量，从而降低设备投资与运行费用。
发明内容
本实用新型克服了现有的多效蒸发法消耗蒸汽量大的不足，提供了一种氯化铵的冷却结晶的节能装置，它能减少蒸汽的消耗量，从而降低设备投资与运行费用。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
一种氯化铵的冷却结晶的节能装置，包括用于提高水温的预热器、用于浓缩的蒸发器和降温结晶的结晶段，蒸发器包括一级降膜蒸发器、二级降膜蒸发器和强制循环蒸发器，一级降膜蒸发器产生的二次蒸汽通入二级降膜蒸发器作为热源，二级降膜蒸发器和强制循环蒸发器产生的二次蒸汽通过蒸汽压缩机的加压增温通入一级降膜蒸发器和强制循环蒸发器作为热源。
在本申请中，热量以二次蒸汽的形式进行传递，一级降膜蒸发器为二级降膜蒸发器提供二次蒸汽，二级降膜蒸发器产生的二次蒸汽和强制循环蒸发器产生的二次蒸汽经过加压升温后通入到一级降膜蒸发器和强制循环蒸发器。通过设置了MVR机械压缩的方式，减少了蒸汽量的消耗，全部的二次蒸汽都进行了再利用，从而减少了新鲜蒸汽的投入，从而降低了设备投资和运行费用。通过蒸发器的氯化铵溶液的浓度大大提高，使得后续的降温结晶析出量更大。
作为优选，预热段包括第一预热器和第二预热器，蒸发器产生的冷凝水通入第一预热器作为热源，蒸发器产生的不凝气通入第二预热器作为热源。蒸发器的冷凝水仍然具有较高的温度，适宜作为第一预热器的热源；不凝气相比冷凝水具有更高的温度，可以提供更高的温度梯度，从而为第二预热器供热。
作为优选，第一预热器、第二预热器和强制循环蒸发器通过板式换热器换热。第一预热器、第二预热器和强制循环蒸发器进行换热的功能件采用板式换热器。
作为优选，第二预热器产生的不凝气经过冷凝器后作为第一预热器的热源；第二预热器产生的冷凝水通入第一预热器作为热源。第二预热器产生的不凝气经过冷凝器，与通过冷凝器的冷却水交换热量，从而降温。在本申请中，只有第二预热器产生的不凝气需要与外界的冷却水进行主动的热交换，消耗的冷却水更少，丢失的热量少，从而降低设备投资与运行费用。
作为优选，结晶段包括结晶器、冷却器、离心机。
作为优选，冷却器包括用于一级冷却的稠厚器和用于为稠厚器降温的冷却机以及用于二级冷却的晶浆罐。使用二级冷却，有效的保证了输出的氯化铵产品的质量。
作为优选，离心机连接有用于存放容器的母液罐和用于存放氯化铵晶体的回收罐，所述母液罐连接强制循环蒸发器并为强制循环蒸发器提供溶液。
作为优选，所述二级降膜蒸发器和强制循环蒸发器排出二次蒸汽的通道中设有除沫网，除沫网用于分离雾沫。截流二次蒸汽中夹带的雾沫液滴，提高了冷凝水质量，减小二次蒸汽对压缩机的腐蚀,延长了设备的使用寿命，确保设备正常运行。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：（1）工艺路线短，效体数量少，成本更低；
（2）将全部二次蒸汽压缩回用，极大的节省了蒸汽能量；
（3）二级冷却，有效的保证了氯化铵产品的质量。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中：
第一预热器1、第二预热器2、一级降膜蒸发器3、二级降膜蒸发器4、强制循环蒸发器5、蒸汽压缩机6、结晶器7、稠厚器8、冷却机9、晶浆罐10、离心机11、回收罐12、母液罐13、冷凝水罐14、冷凝器15、气液分离器16。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”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，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。
实施例：
一种氯化铵的冷却结晶的节能装置，包括用于提高水温的预热器、用于浓缩的蒸发器和降温结晶的结晶段。
经过蒸发器的溶液一部分会蒸发产生蒸汽，蒸汽的一部分液化成为冷凝水，另一部分维持气态为二次蒸汽。
其中，预热段包括第一预热器1和第二预热器2，蒸发器产生的冷凝水通入第一预热器1作为热源，蒸发器产生的不凝气通入第二预热器2作为热源。蒸发器的冷凝水仍然具有较高的温度，适宜作为第一预热器1的热源；不凝气相比冷凝水具有更高的温度，可以提供更高的温度梯度，从而为第二预热器2供热。第二预热器2产生的不凝气经过冷凝器15后作为第一预热器1的热源；第二预热器2产生的冷凝水通入第一预热器1作为热源。。第二预热器2产生的不凝气经过冷凝器15，与通过冷凝器15的冷却水交换热量，从而降温。在本申请中，只有第二预热器2产生的不凝气需要与外界的冷却水进行主动的热交换，消耗的冷却水更少，丢失的热量少，从而降低设备投资与运行费用。
蒸发器包括一级降膜蒸发器3、二级降膜蒸发器4和强制循环蒸发器5，一级降膜蒸发器3产生的二次蒸汽通入二级降膜蒸发器4作为热源，二级降膜蒸发器4和强制循环蒸发器5产生的二次蒸汽通过蒸汽压缩机6的加压增温通入一级降膜蒸发器3和强制循环蒸发器5作为热源。其中，一级降膜蒸发器3、二级降膜蒸发器4通过气液分离器16分离出二次蒸汽，强制循环蒸发器5通过结晶器7分离出二次蒸汽。
在一些实施例中，第一预热器1、第二预热器2和强制循环蒸发器5通过板式换热器换热。
在本申请中，热量以二次蒸汽的形式进行传递，一级降膜蒸发器3为二级降膜蒸发器4提供二次蒸汽，二级降膜蒸发器4产生的二次蒸汽和强制循环蒸发器5产生的二次蒸汽经过加压升温后通入到一级降膜蒸发器3和强制循环蒸发器5。通过设置了MVR机械压缩的方式，减少了蒸汽量的消耗，全部的二次蒸汽都进行了再利用，从而减少了新鲜蒸汽的投入，从而降低了设备投资和运行费用。通过蒸发器的氯化铵溶液的浓度大大提高，使得后续的降温结晶析出量更大。
所述二级降膜蒸发器4和强制循环蒸发器5排出二次蒸汽的通道中设有除沫网，除沫网用于分离雾沫。截流二次蒸汽中夹带的雾沫液滴，提高了冷凝水质量，减小二次蒸汽对蒸汽压缩机6的腐蚀,延长了设备的使用寿命，确保设备正常运行。
结晶段包括结晶器7、冷却器、离心机11。冷却器包括用于一级冷却的稠厚器8和用于为稠厚器8降温的冷却机9以及用于二级冷却的晶浆罐10。使用二级冷却，有效的保证了输出的氯化铵产品的质量。离心机11连接有用于存放容器的母液罐13和用于存放氯化铵晶体的回收罐12，所述母液罐13连接强制循环蒸发器5并为强制循环蒸发器5提供溶液。
在本实施例中，如图1所示，供料罐的出料口连接第一预热器1，第一预热器1的出液口连接第二预热器2，第二预热器2的出液口连接一级降膜蒸发器3，一级降膜蒸发器3的出液口将料液输出至二级降膜蒸发器4，二级降膜蒸发器4的出液口连接强制循环蒸发器5，强制循环蒸发器5将料液输出至结晶器7，结晶器7的出料口连接稠厚器8，进行进一步的浓缩厚的料液此时为晶浆状态，晶浆输出至晶浆罐10进行二次冷却，再经过离心机11的分离，将固体晶体输出至回收罐12，而液体则返回到母液罐13中，由母液罐13再次输出至强制循环蒸发器5继续重复，并预设排出口，在母液罐13中的母液过量时排出。
根据本实施例，一级降膜蒸发器3、二级降膜蒸发器4和循环加热蒸发器都会产生二次蒸汽，其中，一级降膜蒸发器3的二次蒸汽输出给二级降膜蒸发器4。二级降膜蒸发器4和强制循环蒸发器5的二次蒸汽则通入到蒸汽压缩机6中加压后反回到一级降膜蒸发器3和循环加热蒸发器中。
根据本实施例，二级预热器、一级降膜蒸发器3、二级降膜蒸发器4和强制循环蒸发器5都会产生冷凝水和不凝气，其中，
冷凝水排出到冷凝水罐14中，冷凝水罐14的出水口连接第一预热器1；
一级降膜蒸发器3、二级降膜蒸发器4和强制循环蒸发器5产生不凝气通入到二级预热器作为热源；
二级预热器中的不凝气通过冷凝器15与外界的冷却水的热量交换，液化为冷凝水后与冷凝水罐14的出水口合流通入到第一预热器1中。
以上所述的实施例只是本实用新型的较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (8)
1.一种氯化铵的冷却结晶的节能装置，其特征是，包括用于提高水温的预热器、用于浓缩的蒸发器和降温结晶的结晶段，蒸发器包括一级降膜蒸发器、二级降膜蒸发器和强制循环蒸发器，一级降膜蒸发器产生的二次蒸汽通入二级降膜蒸发器作为热源，二级降膜蒸发器和强制循环蒸发器产生的二次蒸汽通过蒸汽压缩机的加压增温通入一级降膜蒸发器和强制循环蒸发器作为热源。
2.根据权利要求1所述的一种氯化铵的冷却结晶的节能装置，其特征是，预热段包括第一预热器和第二预热器，蒸发器产生的冷凝水通入第一预热器作为热源，蒸发器产生的不凝气通入第二预热器作为热源。
3.根据权利要求2所述的一种氯化铵的冷却结晶的节能装置，其特征是，第一预热器、第二预热器和强制循环蒸发器通过板式换热器换热。
4.根据权利要求2所述的一种氯化铵的冷却结晶的节能装置，其特征是，第二预热器产生的不凝气经过冷凝器后作为第一预热器的热源；第二预热器产生的冷凝水通入第一预热器作为热源。
5.根据权利要求1所述的一种氯化铵的冷却结晶的节能装置，其特征是，结晶段包括结晶器、冷却器、离心机。
6.根据权利要求5所述的一种氯化铵的冷却结晶的节能装置，其特征是，冷却器包括用于一级冷却的稠厚器和用于为稠厚器降温的冷却机以及用于二级冷却的晶浆罐。
7.根据权利要求5所述的一种氯化铵的冷却结晶的节能装置，其特征是，离心机连接有用于存放容器的母液罐和用于存放氯化铵晶体的回收罐，所述母液罐连接强制循环蒸发器并为强制循环蒸发器提供溶液。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的一种氯化铵的冷却结晶的节能装置，其特征是，所述二级降膜蒸发器和强制循环蒸发器排出二次蒸汽的通道中设有除沫网，除沫网用于分离雾沫。
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