本發(fā)明涉及一種結(jié)晶裝置，具體設計一種低壓過熱蒸汽輔助蒸發(fā)結(jié)晶裝置，屬于蒸發(fā)結(jié)晶設備技術(shù)領域。

背景技術(shù)：

蒸發(fā)結(jié)晶過程中，會產(chǎn)生相當數(shù)量的低溫或低壓蒸汽，這些蒸汽除了預熱物料或是不凝性氣體之外，基本上會被冷凝下來，成為冷凝水排出。那么如何充分的利用這部分蒸汽，在能源緊張和能源危機的背景下變的尤為重要。當然，蒸發(fā)結(jié)晶過程中產(chǎn)生的低溫或低壓蒸汽已經(jīng)在現(xiàn)有的技術(shù)中進行了一定的應用，并取得了可觀的效果。如對于二次蒸汽的機械壓縮，使升溫變?yōu)榧訜嵴羝腗VR技術(shù)，此技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)的蒸發(fā)結(jié)晶行業(yè)中進行的廣泛的應用。那么，如何把低壓的低溫的蒸汽的采集起來，通過工藝優(yōu)化后，再應用到蒸發(fā)結(jié)晶過程中也變的越來越重要。在干燥技術(shù)中，已經(jīng)有學者開始對低壓過熱蒸汽進行干燥實驗研究，得出了低壓過熱蒸汽在干燥時的某些理化優(yōu)勢，但是在具體的實踐操作過程中存在很大的技術(shù)難度，低壓過熱蒸汽的產(chǎn)生并不復雜，由于現(xiàn)有的蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)工藝中的低壓蒸汽不便于采集等問題，使得實踐操作更加困難，本領域的技術(shù)人員一直嘗試各種各樣的辦法，但是效果均不太理想。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述存在的問題，本發(fā)明公開了一種低壓過熱蒸汽輔助蒸發(fā)結(jié)晶裝置，該技術(shù)方案結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，設計巧妙，該方案利用低壓過熱蒸汽來提高蒸發(fā)結(jié)晶的效率，增加低壓過熱蒸汽的可利用率，使得蒸發(fā)過程中能源利用率得到最大化。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下，一種低壓過熱蒸汽輔助蒸發(fā)結(jié)晶裝置，其特征在于，所述結(jié)晶裝置包括物料泵、物料預熱器、低壓蒸汽發(fā)生器、換熱器、降膜蒸發(fā)器、濃液輸送泵、預結(jié)晶器、結(jié)晶器以及冷凝器，所述物料預熱器設置在物料泵和降膜蒸發(fā)器之間，通過管道連接，所述換熱器設置在低壓蒸汽發(fā)生器和預結(jié)晶器之間，所述預結(jié)晶器通過管道連接冷凝器，所述濃液輸送泵設置在降膜蒸發(fā)器和預結(jié)晶器之間，所述預結(jié)晶器通過管道連接結(jié)晶器。該技術(shù)方案由低壓飽和蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生負壓工況下的飽和蒸汽，經(jīng)換熱器換熱后變?yōu)榈蛪哼^熱蒸汽，再由蒸汽噴射增速器提速后進入預結(jié)晶器。在預結(jié)晶器中蒸汽進入底端蒸汽均布裝置，與由濃液分布器噴淋下的物料進行接觸換熱，使?jié)庖褐械乃诌M一步分離，提高蒸發(fā)結(jié)晶的效率。低壓飽和蒸汽發(fā)生器是在水浴中產(chǎn)生的，因此可利用蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的預熱對水浴裝置進行加熱，達到高效利用余熱的效果。同時本發(fā)明工藝中的預結(jié)晶器中的過熱蒸汽分布器充分考慮的濃液對其產(chǎn)生的阻力，優(yōu)化了其本身的結(jié)構(gòu)，利于預結(jié)晶器內(nèi)部的接觸換熱的進行。

作為本發(fā)明的一種改進，所述預結(jié)晶器包括預結(jié)晶器罐體、濃液分布器和蒸汽增速分布器，所述濃液分布器和蒸汽增速分布器設置在預結(jié)晶器罐體內(nèi)。所述濃液分布器比普通物料分布器的開孔要大，開孔直徑在φ38mm，同時濃液分布器是與預結(jié)晶器罐體內(nèi)壁搭接在一起的；蒸汽增速分布器是由三通連接端，擴壓增速管和蒸汽分布盤組成，其中擴壓增速管的長度和傾角根據(jù)預結(jié)晶器的尺寸而定，三通連接端的除了連接擴壓增速管和進汽管線外，還可以及時排出下端凝結(jié)水。

作為本發(fā)明的一種改進，所述結(jié)晶裝置還包括真空泵和水池，所述真空泵用于維持整個裝置的真空度，通過管道連接冷凝器的一端。

作為本發(fā)明的一種改進，所述蒸汽增速分布器包括蒸汽分布盤、擴壓增速管以及三通連接端，所述擴壓增速管的上方連接蒸汽分布盤，所述擴壓增速管的下方連接三通連階端。

一種低壓過熱蒸汽輔助蒸發(fā)結(jié)晶工藝，其特征在于，所述工藝如下：1）物料自物料泵進入預熱器中進行預熱，預熱溫度根據(jù)物料特性和蒸發(fā)要求來定，預熱之后的物料進入降膜蒸發(fā)器中，此時低壓蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的低壓飽和蒸汽經(jīng)過換熱器的換熱后，變成低壓過熱蒸汽，由蒸汽增速分布器進入預結(jié)晶器，在預結(jié)晶器內(nèi)形成高速的低壓過熱蒸汽流；過程中由預結(jié)晶器中的溫度傳感器檢測到的溫度來控制換熱器冷熱水側(cè)流量的大小，使其滿足低壓蒸汽在進入蒸汽增速分布器中為制定溫度下的過熱蒸汽。

2）當物料在降膜蒸發(fā)器中完成蒸發(fā)換熱后，由濃液輸送泵打入預結(jié)晶器中，利用濃液分布器布液，此時與內(nèi)部的過熱蒸汽流形成逆流接觸換熱，進一步出掉濃液中的水分，之后物料進入結(jié)晶器中結(jié)晶析出；3）在預結(jié)晶器中產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)過冷凝器的換熱后，變?yōu)槔淠懦?，對于二次蒸汽中物料夾帶較少的工況中可以把此二次蒸汽處理后，打入低壓蒸汽發(fā)生器中，這樣就可以節(jié)省水浴加熱產(chǎn)生低壓飽和蒸汽的耗能。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點如下，1）整個技術(shù)方案設計巧妙，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，2）該技術(shù)方案中低壓過熱蒸汽輔助蒸發(fā)結(jié)晶裝置是對低壓蒸汽的合理利用，充分考慮里蒸發(fā)系統(tǒng)在運行過程中可能產(chǎn)生大量的低壓或低溫蒸汽，實現(xiàn)低品位能量的利用，同時對處理熱敏性物料來說，利用低壓過熱蒸汽進行蒸發(fā)除水，能夠充分保證物料的物性不被破壞，因此，利用低壓過熱蒸汽輔助蒸發(fā)結(jié)晶過程是有益的；2）該技術(shù)方案中低壓過熱蒸汽是由低壓蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的，實際上，在蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)中，會產(chǎn)生相當量的低壓或低溫蒸汽，該方案正好提供了一種利用此類蒸汽的途徑，充分考慮的不同能量品位蒸汽的利用，充分節(jié)約了能源，并實現(xiàn)了能源的最大化利用；3）該技術(shù)方案利用低壓過熱蒸汽來提高蒸發(fā)結(jié)晶的效率，增加低壓過熱蒸汽的可利用率，提供一種設計科學合理、工藝優(yōu)化、處理方式新穎、處理效率高效和輔助蒸發(fā)結(jié)晶的新型工藝；4）該技術(shù)方案成本較低，便于進一步的推廣應用。

附圖說明

圖1為預結(jié)晶工藝路線圖；

圖2為低壓過熱蒸汽輔助蒸發(fā)結(jié)晶裝置系統(tǒng)圖；

圖3為蒸汽噴射增速分布器示意圖。

圖4為預結(jié)晶器組件示意圖。

圖中：1-物料泵，2-物料預熱器，3-低壓蒸汽發(fā)生器，4-換熱器，5-降膜蒸發(fā)器，6-濃液輸送泵，7-預結(jié)晶器，8-結(jié)晶器，9-冷凝器，10-真空泵，11-水池，12-濃液分布器，13-預結(jié)晶器罐體，14-蒸汽增速分布器，15-擴壓增速管，16-三通連接端，17、蒸汽分布盤。

具體實施方式

為了加深對本發(fā)明的認識和理解，下面結(jié)合附圖和具體實施方式，進一步闡明本發(fā)明。

實施例1：

參見圖1-圖4，一種低壓過熱蒸汽輔助蒸發(fā)結(jié)晶裝置，所述結(jié)晶裝置包括物料泵1、物料預熱器2、低壓蒸汽發(fā)生器3、換熱器4、降膜蒸發(fā)器5、濃液輸送泵6、預結(jié)晶器7、結(jié)晶器8以及冷凝器9，所述物料預熱器2設置在物料泵1和降膜蒸發(fā)器5之間，通過管道連接，所述換熱器4設置在低壓蒸汽發(fā)生器3和預結(jié)晶器7之間，所述預結(jié)晶器7通過管道連接冷凝器，所述濃液輸送泵6設置在降膜蒸發(fā)器5和預結(jié)晶器7之間，所述預結(jié)晶器7通過管道連接結(jié)晶器8。該技術(shù)方案由低壓飽和蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生負壓工況下的飽和蒸汽，經(jīng)換熱器換熱后變?yōu)榈蛪哼^熱蒸汽，再由蒸汽噴射增速器提速后進入預結(jié)晶器。在預結(jié)晶器中蒸汽進入底端蒸汽均布裝置，與由濃液分布器噴淋下的物料進行接觸換熱，使?jié)庖褐械乃诌M一步分離，提高蒸發(fā)結(jié)晶的效率。

實施例2：

參見圖1、圖2，作為本發(fā)明的一種改進，所述預結(jié)晶器7包括結(jié)晶器罐體13、濃液分布器12和蒸汽增速分布器14，所述濃液分布器12和蒸汽增速分布器14設置在預結(jié)晶器罐體內(nèi)，所述蒸汽增速分布器包括蒸汽分布盤17、擴壓增速管15以及三通連接端，所述擴壓增速管的上方連接蒸汽分布盤，所述擴壓增速管的下方連接三通連階端。所述濃液分布器12比普通物料分布器的開孔要大，開孔直徑在φ38，同時濃液分布器12是與預結(jié)晶器罐體13內(nèi)壁搭接在一起的；蒸汽增速分布器是由三通連接端16、擴壓增速管15和蒸汽分布盤17組成，其中擴壓增速管15的長度和傾角根據(jù)預結(jié)晶器7的尺寸而定，三通連接端16的除了連接擴壓增速管15和進汽管線外，還可以及時排出下端凝結(jié)水。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點與實施例完全相同。

實施例3：

參見圖1、圖2，作為本發(fā)明的一種改進，所述結(jié)晶裝置還包括真空泵10和水池11，所述真空泵用于維持整個裝置的真空度，通過管道連接冷凝器的一端。系統(tǒng)的真空度主要由真空泵10來維持，而低壓過熱蒸汽系統(tǒng)的真空度由外接真空泵系統(tǒng)來調(diào)節(jié)，原則上低壓過熱蒸汽的系統(tǒng)的真空度要比蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的真空度大。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點與實施例完全相同。

實施例4：

參見圖1、圖2，一種低壓過熱蒸汽輔助蒸發(fā)結(jié)晶工藝，所述工藝如下：1）物料自物料泵1進入預熱器2中進行預熱，預熱溫度根據(jù)物料特性和蒸發(fā)要求來定，預熱之后的物料進入降膜蒸發(fā)器5中，此時低壓蒸汽發(fā)生器3產(chǎn)生的低壓飽和蒸汽經(jīng)過換熱器4的換熱后，變成低壓過熱蒸汽，由蒸汽增速分布器進入預結(jié)晶器7，在預結(jié)晶器內(nèi)形成高速的低壓過熱蒸汽流；過程中由預結(jié)晶器中的溫度傳感器檢測到的溫度來控制換熱器4冷熱水側(cè)流量的大小，使其滿足低壓蒸汽在進入蒸汽增速分布器中為制定溫度下的過熱蒸汽。

2）當物料在降膜蒸發(fā)器5中完成蒸發(fā)換熱后，由濃液輸送泵6打入預結(jié)晶器7中，利用濃液分布器布液，此時與內(nèi)部的過熱蒸汽流形成逆流接觸換熱，進一步出掉濃液中的水分，之后物料進入結(jié)晶器8中結(jié)晶析出；

3）在預結(jié)晶器7中產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)過冷凝器9的換熱后，變?yōu)槔淠懦?，對于二次蒸汽中物料夾帶較少的工況中可以把此二次蒸汽處理后，打入低壓蒸汽發(fā)生器3中，這樣就可以節(jié)省水浴加熱產(chǎn)生低壓飽和蒸汽的耗能。

工作原理：參見圖1-圖4，一種低壓過熱蒸汽輔助蒸發(fā)結(jié)晶裝置,該系統(tǒng)的真空度主要由真空泵10來維持，而低壓過熱蒸汽系統(tǒng)的真空度由外接真空泵系統(tǒng)來調(diào)節(jié)，原則上低壓過熱蒸汽的系統(tǒng)的真空度要比蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的真空度大；本發(fā)明工藝中溫度參數(shù)是至關(guān)重要的，預結(jié)晶器中通入低壓過熱蒸汽的溫度完全取決于濃液的溫度和系統(tǒng)的真空度，因此，在實際運行中，應根據(jù)具體工況選擇適宜的溫度，這樣預結(jié)晶器才能達到工藝要求；低壓飽和蒸汽發(fā)生器是在水浴中產(chǎn)生的，因此可利用蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的預熱對水浴裝置進行加熱，達到高效利用余熱的效果，同時本發(fā)明工藝中的預結(jié)晶器中的過熱蒸汽分布器充分考慮的濃液對其產(chǎn)生的阻力，優(yōu)化了其本身的結(jié)構(gòu)，利于預結(jié)晶器內(nèi)部的接觸換熱的進行。

本發(fā)明還可以將實施例2、3所述技術(shù)特征中的至少一個與實施例1組合形成新的實施方式。

需要說明的是，上述實施例僅僅是本發(fā)明的較佳實施例，并沒有用來限定本發(fā)明的保護范圍，在上述技術(shù)方案的基礎上作出的等同替換或者替代，均屬于本發(fā)明的保護范圍。