本發(fā)明涉及溶液的節(jié)能蒸發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種混鹽溶液的節(jié)能蒸發(fā)設(shè)備及其控制方法。

背景技術(shù)：

混鹽在化工生產(chǎn)中是經(jīng)常出現(xiàn)的一種物料，混鹽溶液濃縮結(jié)晶通常采用蒸發(fā)工藝，傳統(tǒng)蒸發(fā)工藝采用的是蒸汽能源，蒸汽能源通常又通過(guò)燃燒化石能源(煤、石油等)獲得。近年以來(lái)，蒸汽價(jià)格不斷上漲，傳統(tǒng)蒸發(fā)工藝的能耗成本使得廣大企業(yè)壓力劇增、越來(lái)越不堪重負(fù)，而化石能源的燃燒又帶來(lái)了環(huán)境污染的巨大隱患，越來(lái)越背離節(jié)能環(huán)保、綠色家園的發(fā)展大勢(shì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種混鹽溶液的節(jié)能蒸發(fā)設(shè)備及其控制方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種混鹽溶液的節(jié)能蒸發(fā)設(shè)備，包括預(yù)熱裝置、蒸發(fā)濃縮裝置、蒸發(fā)結(jié)晶裝置、結(jié)晶分離裝置、控制裝置；所述預(yù)熱裝置包括物料緩沖罐、預(yù)熱器，物料緩沖罐與預(yù)熱器通過(guò)一段輸料管連接，所述輸料管上安裝有進(jìn)料泵；所述蒸發(fā)濃縮裝置包括第一循環(huán)泵、濃縮蒸發(fā)器、蒸汽壓縮機(jī)以及冷凝水罐；所述循環(huán)泵的出口端管道連接著預(yù)熱器的出料端；第一循環(huán)泵和濃縮蒸發(fā)器通過(guò)管道連接并形成閉合回路，濃縮液通過(guò)閉合回路在循環(huán)泵和濃縮蒸發(fā)器之間循環(huán)；所述濃縮蒸發(fā)器下部濃縮液出料口通過(guò)轉(zhuǎn)料泵和管道與蒸發(fā)結(jié)晶裝置連接；所述濃縮蒸發(fā)器的蒸汽出口通過(guò)一段輸氣管連接蒸汽壓縮機(jī)的進(jìn)氣口，蒸汽壓縮機(jī)的出氣口與濃縮蒸發(fā)器蒸汽進(jìn)口連通，經(jīng)換熱冷凝的蒸汽冷凝水出口通過(guò)輸水管連接冷凝水罐；所述蒸發(fā)結(jié)晶裝置包括第二循環(huán)泵、結(jié)晶蒸發(fā)器；所述結(jié)晶蒸發(fā)器下部進(jìn)料口通過(guò)管道和所述轉(zhuǎn)料泵連接著蒸發(fā)濃縮裝置；第二循環(huán)泵和結(jié)晶蒸發(fā)器通過(guò)管道連接并形成閉合回路，濃縮液通過(guò)閉合回路在第二循環(huán)泵和結(jié)晶蒸發(fā)器之間循環(huán)；所述結(jié)晶蒸發(fā)器下部濃縮液出料口通過(guò)出料泵和管道與結(jié)晶分離裝置連接；所述結(jié)晶蒸發(fā)器的蒸汽出口通過(guò)一段輸氣管連接所述蒸汽壓縮機(jī)的進(jìn)氣口，所述蒸汽壓縮機(jī)的出氣口與所述結(jié)晶蒸發(fā)器蒸汽進(jìn)口連通，經(jīng)換熱冷凝的蒸汽冷凝水出口通過(guò)輸水管連接所述冷凝水罐；所述結(jié)晶分離裝置包括結(jié)晶器、固液分離裝置，結(jié)晶器和固液分離裝置通過(guò)出料泵依次連接在結(jié)晶蒸發(fā)器的出料端；所述控制裝置包括控制電路、傳感器，通過(guò)傳感器對(duì)液位、溫度等數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，由控制電路自動(dòng)控制各泵運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)全流程的自動(dòng)化。這里，濃縮蒸發(fā)器、結(jié)晶蒸發(fā)器既可利用蒸汽對(duì)溶液進(jìn)行加熱，又便于溶液在其各自下部結(jié)構(gòu)中分別進(jìn)行濃縮、再濃縮，具有一體化結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，有利于減少管道等連接部件，縮短溶液流程，有效利用空間，提高工作效率。

優(yōu)選的，所述傳感器包括設(shè)于濃縮蒸發(fā)器內(nèi)的濃縮液位傳感器，所述控制電路分別與濃縮液位傳感器、進(jìn)料泵連接。

優(yōu)選的，所述傳感器包括設(shè)于結(jié)晶蒸發(fā)器內(nèi)的結(jié)晶液位傳感器，所述控制電路分別與結(jié)晶液位傳感器、轉(zhuǎn)料泵連接。

優(yōu)選的，所述傳感器包括設(shè)于結(jié)晶蒸發(fā)器內(nèi)的蒸汽溫度傳感器、液體溫度傳感器，所述控制電路分別與蒸汽溫度傳感器、液體溫度傳感器及出料泵連接。

優(yōu)選的，所述冷凝水罐設(shè)有冷凝水出口，所述冷凝水出口通過(guò)輸水管與蒸餾水泵的進(jìn)水端連接，所述蒸餾水泵的出水端連接在預(yù)熱器上。

優(yōu)選的，所述固液分離裝置與結(jié)晶蒸發(fā)器之間設(shè)有第二回路，第二回路上設(shè)有母液泵，在固液分離后得到的母液經(jīng)過(guò)母液泵送入到蒸發(fā)結(jié)晶裝置中循環(huán)處理。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本混鹽溶液的節(jié)能蒸發(fā)設(shè)備替代了傳統(tǒng)的蒸汽加熱的蒸發(fā)方式，采用壓縮機(jī)壓縮濃縮蒸發(fā)器、結(jié)晶蒸發(fā)器內(nèi)分離出的二次蒸汽，使用壓縮后的二次蒸汽作為加熱蒸汽，替代了傳統(tǒng)的蒸汽加熱的蒸發(fā)結(jié)晶方式，并通過(guò)設(shè)置回路實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的往復(fù)循環(huán)，做到無(wú)需生蒸汽加熱、無(wú)需冷凝設(shè)備，只需少量的電能就能達(dá)到良好的蒸發(fā)效果，從而為混鹽溶液處理過(guò)程降低成本、節(jié)能環(huán)保開(kāi)辟了一條新途徑；通過(guò)分體式結(jié)構(gòu)將蒸發(fā)過(guò)程分為蒸發(fā)濃縮和蒸發(fā)結(jié)晶兩階段，利用液位、溫度信號(hào)監(jiān)測(cè)及自動(dòng)反饋控制，大大提高了設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性，減少了設(shè)備損耗和運(yùn)營(yíng)成本。

為更好地實(shí)現(xiàn)發(fā)明的目的，這里，還提供一種所述混鹽溶液的節(jié)能蒸發(fā)設(shè)備的控制方法，包括以下步驟：

S1.由濃縮液位傳感器對(duì)蒸發(fā)濃縮裝置濃縮蒸發(fā)器液位進(jìn)行監(jiān)控，在濃縮蒸發(fā)器低液位時(shí)控制電路自動(dòng)控制開(kāi)啟進(jìn)料泵，在濃縮蒸發(fā)器液位高時(shí)關(guān)閉進(jìn)料泵，保證濃縮蒸發(fā)器液位維持在穩(wěn)定區(qū)間；

S2.由結(jié)晶液位傳感器對(duì)蒸發(fā)結(jié)晶裝置的結(jié)晶蒸發(fā)器液位進(jìn)行監(jiān)控，在結(jié)晶蒸發(fā)器低液位時(shí)，由控制電路自動(dòng)控制轉(zhuǎn)料泵開(kāi)啟，濃縮蒸發(fā)器中的液體自動(dòng)流向結(jié)晶蒸發(fā)器，結(jié)晶蒸發(fā)器中物料得以補(bǔ)充，在結(jié)晶蒸發(fā)器液位高時(shí)控制電路自動(dòng)控制轉(zhuǎn)料泵關(guān)閉，通過(guò)轉(zhuǎn)料泵的啟閉，使結(jié)晶蒸發(fā)器中的物料液位維持在穩(wěn)定區(qū)間；

S3.因混鹽溶液在一定濃度下，其液態(tài)溫度和蒸汽溫度存在穩(wěn)定的溫度差，由蒸汽溫度傳感器、液體溫度傳感器分別對(duì)結(jié)晶蒸發(fā)器中二次蒸汽溫度及物料溫度進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)控制電路監(jiān)測(cè)到汽液溫度差到達(dá)設(shè)定值，即表示濃縮液達(dá)到要求濃度，則控制出料泵開(kāi)啟出料，當(dāng)溫差下降到某設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉出料泵停止出料，如此實(shí)現(xiàn)自動(dòng)出料。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的控制裝置的方框示意圖；

其中：1.物料緩沖罐，2.進(jìn)料泵，3.預(yù)熱器，4.濃縮蒸發(fā)器，5.第一循環(huán)泵，6.轉(zhuǎn)料泵，7.結(jié)晶蒸發(fā)器，8.第二循環(huán)泵，9.蒸汽壓縮機(jī)，10.冷凝水罐，11.蒸餾水泵，12.出料泵，13.結(jié)晶器，14.固液分離裝置，15.母液泵。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參照?qǐng)D1、圖2所示，一種混鹽溶液的節(jié)能蒸發(fā)設(shè)備，混鹽溶液節(jié)能蒸發(fā)設(shè)備，其包括預(yù)熱裝置、蒸發(fā)濃縮裝置、蒸發(fā)結(jié)晶裝置、結(jié)晶分離裝置、控制裝置；所述預(yù)熱裝置包括物料緩沖罐1、進(jìn)料泵2、預(yù)熱器3，物料緩沖罐1與預(yù)熱器3通過(guò)一段輸料管連接，所述輸料管上安裝有進(jìn)料泵2；所述蒸發(fā)濃縮裝置包括濃縮蒸發(fā)器4、第一循環(huán)泵5、蒸汽壓縮機(jī)9以及冷凝水罐10；所述第一循環(huán)泵5的出口端管道上連接有預(yù)熱器3的出料端；第一循環(huán)泵5與濃縮蒸發(fā)器4通過(guò)管道連接并形成閉合回路，經(jīng)濃縮蒸發(fā)器4分離后的濃縮液通過(guò)第一循環(huán)泵5實(shí)現(xiàn)循環(huán)蒸發(fā)，分離出濃縮液；所述濃縮蒸發(fā)器4下部濃縮液出口通過(guò)一轉(zhuǎn)料泵6及管道與蒸發(fā)結(jié)晶裝置連接；所述濃縮蒸發(fā)器4的蒸汽出口通過(guò)一段輸氣管連接蒸汽壓縮機(jī)9的進(jìn)氣口，蒸汽壓縮機(jī)9的出氣口之一與濃縮蒸發(fā)器4蒸汽進(jìn)口連接，濃縮蒸發(fā)器4的冷凝水出口通過(guò)輸水管連接冷凝水罐10；所述蒸發(fā)結(jié)晶裝置包括結(jié)晶蒸發(fā)器7、第二循環(huán)泵8；所述結(jié)晶蒸發(fā)器7入料口通過(guò)管道與上述所述轉(zhuǎn)料泵6出口連接；所述結(jié)晶蒸發(fā)器7與第二循環(huán)泵8通過(guò)管道連接形成閉合回路，所述閉合回路上物料通過(guò)第二循環(huán)泵8在結(jié)晶蒸發(fā)器7中加熱、蒸發(fā)、氣液分離后形成濃縮液和二次蒸汽；所述結(jié)晶蒸發(fā)器7的蒸汽出口通過(guò)一段輸氣管連接蒸汽壓縮機(jī)9的進(jìn)氣口；所述蒸汽壓縮機(jī)9的出氣口之一與結(jié)晶蒸發(fā)器7連通；所述結(jié)晶蒸發(fā)器7的冷凝水出口通過(guò)輸水管連接冷凝水罐10；所述結(jié)晶蒸發(fā)器7下部設(shè)置有濃縮液出料口；所述結(jié)晶分離裝置包括出料泵12、結(jié)晶器13、固液分離裝置14、母液泵15；所述出料泵12進(jìn)料口通過(guò)管道連接在上述所述的結(jié)晶蒸發(fā)器7下部濃縮液出料口；所述結(jié)晶器13的進(jìn)料口通過(guò)管道連接出料泵12的出料口；所述結(jié)晶器13下部設(shè)置有排料口，排料口通過(guò)管道連接固液分離裝置14；所述固液分離裝置14設(shè)置有排液口，排液口通過(guò)管道連接母液泵15進(jìn)料口；所述母液泵15出料口通過(guò)管道連接上述所述蒸發(fā)結(jié)晶裝置循環(huán)泵入口管道；所述固液分離裝置14分離出的固體進(jìn)入下一工序再處理，分離出的液體由母液泵15重新泵入蒸發(fā)結(jié)晶裝置再蒸發(fā)濃縮；所述控制裝置包括控制電路、傳感器，通過(guò)傳感器對(duì)液位、溫度等數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，由控制電路自動(dòng)控制各泵運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)全流程的自動(dòng)化。

為便于更好地理解本發(fā)明，以下為采用所述設(shè)置的混鹽溶液節(jié)能蒸發(fā)的簡(jiǎn)要工藝流程：物料緩沖罐1中的溫度為室溫，混鹽溶液原液經(jīng)進(jìn)料泵2泵入預(yù)熱器3與預(yù)熱器3中冷凝水產(chǎn)生換熱，經(jīng)過(guò)預(yù)熱器3后溫度上升；預(yù)熱后的混鹽溶液進(jìn)入到濃縮蒸發(fā)器4中，并通過(guò)循環(huán)泵實(shí)現(xiàn)循環(huán)蒸發(fā)，物料在循環(huán)蒸發(fā)器中與加熱蒸汽換熱，吸收熱量的混鹽溶液閃蒸濃縮，分離出二次蒸汽和濃縮液，二次蒸汽從濃縮蒸發(fā)器4蒸汽出口進(jìn)入蒸汽壓縮機(jī)9，經(jīng)蒸汽壓縮機(jī)9的絕熱壓縮后，溫度和壓力得到提升；升溫升壓后的二次蒸汽作為加熱蒸汽進(jìn)入濃縮蒸發(fā)器4中與混鹽溶液換熱，放熱后冷凝成水，并排入冷凝水罐10；吸收熱量的混鹽溶液在濃縮蒸發(fā)器4中閃蒸并分離出二次蒸汽和濃縮液，濃縮液通過(guò)一轉(zhuǎn)料泵6的作用，進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶裝置中，通過(guò)循環(huán)泵和結(jié)晶蒸發(fā)器7進(jìn)一步循環(huán)蒸發(fā)再濃縮，濃縮液在結(jié)晶蒸發(fā)器7中與加熱蒸汽換熱，吸收熱量后在結(jié)晶蒸發(fā)器7器中閃蒸，分離出二次蒸汽和濃縮液，二次蒸汽從結(jié)晶蒸發(fā)器7下部蒸汽出口進(jìn)入蒸汽壓縮機(jī)9，經(jīng)蒸汽壓縮機(jī)9的絕熱壓縮后，溫度和壓力得到提升；升溫升壓后的二次蒸汽作為加熱蒸汽進(jìn)入結(jié)晶蒸發(fā)器7的蒸汽進(jìn)口與混鹽溶液換熱，放熱后冷凝成水，并排入冷凝水罐10；結(jié)晶蒸發(fā)器7中混鹽溶液濃縮液濃度達(dá)到設(shè)定值時(shí)經(jīng)出料泵12泵入結(jié)晶器13中結(jié)晶，然后經(jīng)過(guò)結(jié)晶器13和固液分離裝置14分離出晶體，分離出的液體通過(guò)母液泵15重新進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶裝置繼續(xù)蒸發(fā)濃縮；從預(yù)熱器3最后出來(lái)的冷凝水可以回用或達(dá)標(biāo)排放。

所述冷凝水罐10設(shè)有冷凝水出口，一蒸餾水泵11的進(jìn)水端通過(guò)輸水管連接在冷凝水罐10的冷凝水出口，蒸餾水泵11的出水端連接在預(yù)熱器3上。由于從冷凝水罐10中出來(lái)的水還有一定溫度，如果直接排出會(huì)導(dǎo)致熱源的浪費(fèi)，將冷凝水罐10中的水引入到預(yù)熱器3中，可以作為預(yù)熱器3的熱源，從而達(dá)到充分利用熱量的目的。

所述固液分離裝置14與結(jié)晶蒸發(fā)器7之間設(shè)有回路，回路上設(shè)有母液泵15，固液分離后得到的母液經(jīng)過(guò)母液泵15送入到結(jié)晶蒸發(fā)器7中循環(huán)處理。分離后的母液為飽和混鹽溶液，因此設(shè)計(jì)第二回路后，母液通過(guò)第二回路進(jìn)入到蒸發(fā)結(jié)晶裝置中，然后在蒸發(fā)結(jié)晶裝置中繼續(xù)濃縮，達(dá)到預(yù)定的濃度后再次結(jié)晶分離，如此循環(huán)，最后實(shí)現(xiàn)混鹽溶液的完全回收。

所述預(yù)熱器3的冷凝水出口連接有排水管，熱交換后的冷凝水經(jīng)排水管排出。

參照?qǐng)D2所示，所述傳感器包括設(shè)于濃縮蒸發(fā)器4內(nèi)的濃縮液位傳感器，所述控制電路分別與濃縮液位傳感器、進(jìn)料泵2連接。所述傳感器包括設(shè)于結(jié)晶蒸發(fā)器7內(nèi)的結(jié)晶液位傳感器，所述控制電路分別與結(jié)晶液位傳感器、轉(zhuǎn)料泵6連接。所述傳感器包括設(shè)于結(jié)晶蒸發(fā)器7內(nèi)的蒸汽溫度傳感器、液體溫度傳感器，所述控制電路分別與蒸汽溫度傳感器、液體溫度傳感器及出料泵12連接。

為更好地實(shí)現(xiàn)發(fā)明的目的，這里，還提供一種所述混鹽溶液的節(jié)能蒸發(fā)設(shè)備的控制方法，包括以下步驟：

S1.由濃縮液位傳感器對(duì)蒸發(fā)濃縮裝置濃縮蒸發(fā)器4液位進(jìn)行監(jiān)控，在濃縮蒸發(fā)器4低液位時(shí)控制電路自動(dòng)控制開(kāi)啟進(jìn)料泵2，在濃縮蒸發(fā)器4液位高時(shí)關(guān)閉進(jìn)料泵2，保證濃縮蒸發(fā)器4液位維持在穩(wěn)定區(qū)間；

S2.由結(jié)晶液位傳感器對(duì)蒸發(fā)結(jié)晶裝置的結(jié)晶蒸發(fā)器7液位進(jìn)行監(jiān)控，在結(jié)晶蒸發(fā)器7低液位時(shí)，由控制電路自動(dòng)控制轉(zhuǎn)料泵6開(kāi)啟，濃縮蒸發(fā)器4中的液體自動(dòng)流向結(jié)晶蒸發(fā)器7，結(jié)晶蒸發(fā)器7中物料得以補(bǔ)充，在結(jié)晶蒸發(fā)器7液位高時(shí)控制電路自動(dòng)控制轉(zhuǎn)料泵6關(guān)閉，通過(guò)轉(zhuǎn)料泵6的啟閉，使結(jié)晶蒸發(fā)器7中的物料液位維持在穩(wěn)定區(qū)間；

S3.因混鹽溶液在一定濃度下，其液態(tài)溫度和蒸汽溫度存在穩(wěn)定的溫度差，由蒸汽溫度傳感器、液體溫度傳感器分別對(duì)結(jié)晶蒸發(fā)器7中二次蒸汽溫度及物料溫度進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)控制電路監(jiān)測(cè)到汽液溫度差到達(dá)設(shè)定值，即表示濃縮液達(dá)到要求濃度，則控制出料泵12開(kāi)啟出料，當(dāng)溫差下降到某設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉出料泵12停止出料，如此實(shí)現(xiàn)自動(dòng)出料。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。