低濃度溶液蒸發(fā)濃縮裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種低濃度溶液蒸發(fā)濃縮裝置，包括進(jìn)料平衡罐、一效蒸發(fā)器、一效分離器、二效蒸發(fā)器、二效分離器、三效蒸發(fā)器、三效分離器、排出閥、出料加熱器和熱泵，進(jìn)料平衡罐、一效蒸發(fā)器、一效分離器、二效蒸發(fā)器、二效分離器、三效蒸發(fā)器、三效分離器依次通過(guò)物料管相連接。本實(shí)用新型低濃度溶液蒸發(fā)濃縮裝置采用降膜式板式蒸發(fā)器，板式加熱器和板式冷凝器，高度低，體積小，動(dòng)力消耗和熱量損失明顯小于列管式蒸發(fā)系統(tǒng)，且前一效的物料蒸汽作為后一效的加熱蒸汽，提高了熱量利用效率，物料出料加熱器部分，將熱泵一部分出口汽體引入出料加熱器加熱物料，節(jié)省部分蒸汽消耗，使得系統(tǒng)能耗大大降低。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種低濃度溶液蒸發(fā)濃縮裝置。 低濃度溶液蒸發(fā)濃縮裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 堿式硫酸鉻，又稱(chēng)硫酸羥鉻、鹽基性硫酸鉻、商品名為鉻鹽精、鉻粉，是一種無(wú)機(jī)化 合物，其化學(xué)式為Cr(OH)S04,由三價(jià)鉻組成，常溫下為無(wú)定形體，外觀為墨綠色粉末偶爾 呈現(xiàn)片狀物，其顆粒在顯微鏡下能觀察到有其具有玻璃的結(jié)晶狀態(tài)。堿式硫酸鉻易溶于水， 不溶于醇。容易吸水而潮解。堿式硫酸鉻有毒，食用有害。堿式硫酸鉻主要用于鞣革工業(yè)， 在制革工業(yè)中，它是一種重要的鉻鞣劑，自1893年首次應(yīng)用于皮革鞣制，至今已有百年的 歷史。大量的研究和應(yīng)用表明，它是各種無(wú)機(jī)鞣劑中性能最優(yōu)良的鞣劑。用它鞣制皮革，皮 革耐水性，耐貯存性能極好。有最好的耐濕熱穩(wěn)定性，皮革豐滿柔軟，富有彈性，它是制造輕 革的最好鞣劑，至今尚未找到其它任何可以替代它的鞣劑。也可用在陶瓷釉彩上。另外在印 刷技術(shù)方面，堿式硫酸鉻可以最為活性黑染料、綠色油墨。此外有些工業(yè)無(wú)機(jī)鉻化合物合成 也會(huì)使用堿式硫酸鉻作為原料之一，例如：生產(chǎn)氫氧化鉻可以使用堿式硫酸鉻作為原料。
[0003] 堿式硫酸鉻制備工藝中，制得的堿式硫酸鉻溶液濃度通常低于40%，需要將其進(jìn)一 步蒸發(fā)濃縮到濃度50%以上后再進(jìn)入下一道工序，在蒸發(fā)濃縮過(guò)程中，堿式硫酸鉻溶液的 起始溫度大約在95°C，傳統(tǒng)的蒸發(fā)工藝無(wú)法充分利用到堿式硫酸鉻溶液的熱量及通入新鮮 蒸汽的熱量，能源消耗比較大。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種能降低系統(tǒng)能耗的低濃度溶液蒸 發(fā)濃縮裝置。
[0005] 本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為：一種低濃度溶液蒸發(fā)濃縮裝置，包括進(jìn)料平衡罐、 一效蒸發(fā)器、一效分離器、二效蒸發(fā)器、二效分離器、三效蒸發(fā)器、三效分離器、排出閥、出料 加熱器和熱泵，進(jìn)料平衡罐、一效蒸發(fā)器、一效分離器、二效蒸發(fā)器、二效分離器、三效蒸發(fā) 器、三效分離器依次通過(guò)物料管相連接，三效分離器與排出閥相連接，排出閥有兩個(gè)出口， 分別與出料加熱器、進(jìn)料平衡罐相連接，一效分離器通過(guò)蒸汽管道分別與熱泵、二效分離器 連接，熱泵通過(guò)蒸汽管道與一效蒸發(fā)器連接，熱泵還設(shè)有蒸汽通入管道，二效分離器通過(guò)蒸 汽管道與三效蒸發(fā)器連接，三效分離器頂部設(shè)有蒸汽排出管道，所述出料加熱器通過(guò)物料 管道連接到下一道工序，熱泵還通過(guò)蒸汽管道與出料加熱器連接，出料加熱器通過(guò)蒸汽管 道與一效蒸發(fā)器連接。
[0006] 進(jìn)一步的，還包括冷凝器，所述一效蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器、三效蒸發(fā)器、三效分離器 分別通過(guò)蒸汽管道與冷凝器連接。
[0007] 進(jìn)一步的，還包括一效汽液分離器、二效汽液分離器、三效汽液分離器，所述一效 分離器通過(guò)冷凝水管道與一效汽液分離器連接，一效汽液分離器頂部通過(guò)蒸汽管道與二效 蒸發(fā)器連接，所述二效分離器通過(guò)冷凝水管道與二效汽液分離器連接，二效汽液分離器頂 部通過(guò)蒸汽管道與三效蒸發(fā)器連接，所述三效分離器通過(guò)冷凝水管道與三效汽液分離器連 接，三效汽液分離器頂部通過(guò)蒸汽管道與冷凝器連接，一效汽液分離器、二效汽液分離器、 三效汽液分離器的底部分別通過(guò)冷凝水管道與出料加熱器連接。
[0008] 進(jìn)一步的，還包括冷凝汽液分離器，所述冷凝器通過(guò)冷凝水管道與冷凝汽液分離 器連接，所述冷凝汽液分離器上設(shè)有蒸汽排出口和冷凝水排出口。
[0009] 進(jìn)一步的，所述出料加熱器均為板式預(yù)熱器，所述一效蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器、三效 蒸發(fā)器均為降膜式板式蒸發(fā)器，所述冷凝器為板式冷凝器。
[0010] 進(jìn)一步的，所述降膜式板式蒸發(fā)器為鈦材板式蒸發(fā)器。
[0011] 進(jìn)一步的，所述一效分離器、二效分離器、三效分離器為旋風(fēng)分離器。
[0012] 本實(shí)用新型的有益效果有如下幾點(diǎn)：
[0013] (1)采用降膜式板式蒸發(fā)器，板式蒸發(fā)器相比較傳統(tǒng)的列管式蒸發(fā)器換熱效率提 高2-3倍，體積小，高度低，重量輕，占地面積小，維修方便，并可根據(jù)工況的變化合理調(diào)整 換熱面積，且運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用顯著降低。同時(shí)采用降膜式，可消除由于液柱靜壓頭引起的沸 點(diǎn)升高，有效增加傳熱溫差，減小傳熱面積。
[0014] (2)裝置由于高度低，體積小，動(dòng)力消耗和熱量損失明顯小于列管式蒸發(fā)系統(tǒng)，且 前一效的物料蒸汽作為后一效的加熱蒸汽，提高了熱量利用效率，物料出料加熱器部分，將 熱泵一部分出口汽體引入出料加熱器加熱物料，節(jié)省部分蒸汽消耗，使得系統(tǒng)能耗大大降 低。
[0015] (3)針對(duì)堿式硫酸鉻水溶液在高溫下腐蝕性大的特點(diǎn)，降膜式板式蒸發(fā)器采用耐 腐蝕性更強(qiáng)的鈦材壓制板片，使得設(shè)備的耐腐蝕性大大增強(qiáng)，提高了設(shè)備的使用壽命。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步闡明。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 實(shí)施例1
[0019] 參見(jiàn)圖1，本低濃度溶液蒸發(fā)濃縮裝置，包括進(jìn)料平衡罐1、一效蒸發(fā)器2、一效分 離器3、二效蒸發(fā)器4、二效分離器5、三效蒸發(fā)器6、三效分離器7、排出閥8、出料加熱器9、 熱泵10、冷凝器11、冷凝汽液分離器12、一效汽液分離器13、二效汽液分離器14和三效汽 液分離器15,進(jìn)料平衡罐1、一效蒸發(fā)器2、一效分離器3、二效蒸發(fā)器4、二效分離器5、三效 蒸發(fā)器6、三效分離器7依次通過(guò)物料管相連接，三效分離器7與排出閥8相連接，排出閥8 有兩個(gè)出口，分別與出料加熱器9、進(jìn)料平衡罐1相連接，一效分離器3通過(guò)蒸汽管道分別與 熱泵10、二效分離器5連接，熱泵10通過(guò)蒸汽管道與一效蒸發(fā)器連接，熱泵10還設(shè)有蒸汽 通入管道，二效分離器5通過(guò)蒸汽管道與三效蒸發(fā)器6連接，三效分離器7頂部設(shè)有蒸汽排 出管道，所述出料加熱器9通過(guò)物料管道連接到下一道工序，熱泵10還通過(guò)蒸汽管道與出 料加熱器9連接，出料加熱器9通過(guò)蒸汽管道與一效蒸發(fā)器2連接；
[0020] 所述一效蒸發(fā)器2、二效蒸發(fā)器4、三效蒸發(fā)器6、三效分離器7分別通過(guò)蒸汽管道 與冷凝器11連接，所述冷凝器11通過(guò)冷凝水管道與冷凝汽液分離器12連接，所述冷凝汽 液分離器12上設(shè)有蒸汽排出口和冷凝水排出口；
[0021] 所述一效分離器3通過(guò)冷凝水管道與一效汽液分離器13連接，一效汽液分離器13 頂部通過(guò)蒸汽管道與二效蒸發(fā)器4連接，所述二效分離器5通過(guò)冷凝水管道與二效汽液分 離器14連接，二效汽液分離器14頂部通過(guò)蒸汽管道與三效蒸發(fā)器6連接，所述三效分離器 7通過(guò)冷凝水管道與三效汽液分離器15連接，三效汽液分離器15頂部通過(guò)蒸汽管道與冷凝 器11連接，一效汽液分離器13、二效汽液分離器14、三效汽液分離器15的底部分別通過(guò)冷 凝水管道與出料加熱器9連接。
[0022] 出料加熱器均為板式預(yù)熱器，一效蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器、三效蒸發(fā)器均為降膜式板 式蒸發(fā)器，冷凝器為板式冷凝器，一效分離器、二效分離器、三效分離器為旋風(fēng)分離器。
[0023] 初始溫度為常溫95°C、濃度為40%，進(jìn)料量10000kg/h的堿式硫酸鉻水溶液物料 首先進(jìn)入進(jìn)料平衡罐，送入第一效蒸發(fā)器后，受到蒸汽的加熱而沸騰、汽化，此時(shí)汽液混合 的物料從蒸發(fā)器的出口處出來(lái)，接著進(jìn)入一效分離器，汽液混合的物料在離心力的作用下 被分離，液體飛向器壁然后聚集在底部，被離心泵抽出送到二效蒸發(fā)器內(nèi)再一次蒸發(fā)，而 分離出的汽體從一效分離器出汽口，一部分被熱泵抽吸進(jìn)入，與熱泵吸入的新鮮蒸氣混合 后作為一效加熱蒸汽，另一部分被抽送到二效蒸發(fā)器內(nèi)做為二效加熱蒸汽使用，物料在二 效蒸發(fā)器內(nèi)，再受到蒸汽的加熱而沸騰、汽化，使之再一次的沸騰，蒸發(fā)，進(jìn)入二效分離 器；再被分離器分離出液體和汽體，液體被泵送入三效蒸發(fā)器內(nèi)繼續(xù)蒸發(fā)，汽體抽送到三效 蒸發(fā)器內(nèi)做為三效加熱蒸汽使用。從三效分離器底部抽出的物料如果達(dá)到設(shè)計(jì)要求的濃度 54%，被送入出料加熱器加熱至80°C，之后進(jìn)入下一道工序，不合格的物料重新進(jìn)入進(jìn)料平 衡罐1中，從三效分離器頂部出來(lái)的蒸汽，進(jìn)入冷凝器被水冷卻后排放，冷卻水來(lái)自工廠的 供水系統(tǒng)。出料加熱器的熱源來(lái)自?xún)刹糠郑谝徊糠謥?lái)自一到三效冷凝水，第二部分來(lái)自熱 泵，來(lái)自熱泵的加熱蒸汽給出料加熱器加熱后送入一效蒸發(fā)器作為一效加熱蒸汽；
[0024] -效加熱蒸汽給一效蒸發(fā)器加熱后，一效加熱蒸汽冷凝水和第二預(yù)熱器預(yù)熱物料 后冷凝水一起進(jìn)入一效汽液分離器中分離成汽體和液體，汽體從一效汽液分離器頂部進(jìn)入 二效蒸發(fā)器作為二效加熱汽體，液體從一效汽液分離器底部進(jìn)入出料加熱器中，給出料加 熱器加熱后排出；二效加熱蒸汽進(jìn)入二效汽液分離器中分離成汽體和液體，汽體從二效汽 液分離器頂部進(jìn)入三效蒸發(fā)器作為三效加熱蒸汽，液體從二效汽液分離器底部進(jìn)入出料加 熱器中，給出料加熱器加熱后排出；三效加熱蒸汽從三效蒸發(fā)器排出后進(jìn)入三效汽液分離 器中分離成汽體和液體，汽體從三效汽液分離器頂部進(jìn)入冷凝器，液體從三效汽液分離器 底部進(jìn)入出料加熱器中，給出料加熱器加熱后排出。
【權(quán)利要求】
1. 一種低濃度溶液蒸發(fā)濃縮裝置，包括進(jìn)料平衡罐、一效蒸發(fā)器、一效分離器、二效蒸 發(fā)器、二效分離器、三效蒸發(fā)器、三效分離器、排出閥、出料加熱器和熱泵，其特征在于：進(jìn)料 平衡罐、一效蒸發(fā)器、一效分離器、二效蒸發(fā)器、二效分離器、三效蒸發(fā)器、三效分離器依次 通過(guò)物料管相連接，三效分離器與排出閥相連接，排出閥有兩個(gè)出口，分別與出料加熱器、 進(jìn)料平衡罐相連接，一效分離器通過(guò)蒸汽管道分別與熱泵、二效分離器連接，熱泵通過(guò)蒸汽 管道與一效蒸發(fā)器連接，熱泵還設(shè)有蒸汽通入管道，二效分離器通過(guò)蒸汽管道與三效蒸發(fā) 器連接，三效分離器頂部設(shè)有蒸汽排出管道，所述出料加熱器通過(guò)物料管道連接到下一道 工序，熱泵還通過(guò)蒸汽管道與出料加熱器連接，出料加熱器通過(guò)蒸汽管道與一效蒸發(fā)器連 接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低濃度溶液蒸發(fā)濃縮裝置，其特征在于：還包括冷凝器，所述 一效蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器、三效蒸發(fā)器、三效分離器分別通過(guò)蒸汽管道與冷凝器連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低濃度溶液蒸發(fā)濃縮裝置，其特征在于：還包括一效汽 液分離器、二效汽液分離器、三效汽液分離器，所述一效分離器通過(guò)冷凝水管道與一效汽 液分離器連接，一效汽液分離器頂部通過(guò)蒸汽管道與二效蒸發(fā)器連接，所述二效分離器通 過(guò)冷凝水管道與二效汽液分離器連接，二效汽液分離器頂部通過(guò)蒸汽管道與三效蒸發(fā)器連 接，所述三效分離器通過(guò)冷凝水管道與三效汽液分離器連接，三效汽液分離器頂部通過(guò)蒸 汽管道與冷凝器連接，一效汽液分離器、二效汽液分離器、三效汽液分離器的底部分別通過(guò) 冷凝水管道與出料加熱器連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的低濃度溶液蒸發(fā)濃縮裝置，其特征在于：還包括冷凝汽液分 離器，所述冷凝器通過(guò)冷凝水管道與冷凝汽液分離器連接，所述冷凝汽液分離器上設(shè)有蒸 汽排出口和冷凝水排出口。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的低濃度溶液蒸發(fā)濃縮裝置，其特征在于：所述出料加熱器均 為板式預(yù)熱器，所述一效蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器、三效蒸發(fā)器均為降膜式板式蒸發(fā)器，所述冷 凝器為板式冷凝器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的低濃度溶液蒸發(fā)濃縮裝置，其特征在于：所述降膜式板式蒸 發(fā)器為鈦材板式蒸發(fā)器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的低濃度溶液蒸發(fā)濃縮裝置，其特征在于：所述一效分離器、二 效分離器、三效分離器為旋風(fēng)分離器。
【文檔編號(hào)】B01D1/26GK203861940SQ201420225274
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年5月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月5日
【發(fā)明者】武師朋, 吳成剛, 姚岷民, 郭公新 申請(qǐng)人:南京高捷輕工設(shè)備有限公司