本發(fā)明屬于化工裝置節(jié)能領(lǐng)域，具體涉及閃蒸汽與mvr系統(tǒng)多能級(jí)耦合的節(jié)能系統(tǒng)及節(jié)能方法。

背景技術(shù)：

1、mvr系統(tǒng)是利用自身蒸發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)生的二次蒸汽，經(jīng)蒸汽壓縮機(jī)壓縮做功，提升二次蒸汽的焓值，重新對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行加熱，進(jìn)而減少對(duì)外界能源需求的一項(xiàng)節(jié)能技術(shù)。

2、隨著電池領(lǐng)域在工業(yè)的快速發(fā)展，硫酸鎳、硫酸錳、硫酸鈷等硫酸產(chǎn)品作為電池的關(guān)鍵組成部分，其電池產(chǎn)品具有高能量密度、長(zhǎng)壽命和穩(wěn)定充放電的特性，應(yīng)用到應(yīng)急電源、電動(dòng)車(chē)輛、備用電源以及儲(chǔ)能系統(tǒng)中。同時(shí)，通過(guò)回收和再利用，有助于減少資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。

3、以某化工園區(qū)濕法冶金裝置為例，以濕式方法提煉金屬礦物中的鎳、鈷和錳等主要金屬元素?，F(xiàn)以mhp濕基、硫酸、亞硫酸鈉和水作為反應(yīng)原料，通過(guò)酸浸的方式置換mhp濕基中的金屬，反應(yīng)得到的交接液進(jìn)入萃取工序，根據(jù)萃取劑對(duì)不同金屬離子的提取能力提煉不同的硫酸鹽溶液，最后進(jìn)入成品車(chē)間通過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶和干燥的方式得到電池級(jí)硫酸鹽產(chǎn)品。

4、濕法冶金工藝在生產(chǎn)中涉及到反應(yīng)、萃取、成品和水處理四個(gè)工序，反應(yīng)工序中高酸浸出因反應(yīng)放熱從70-80℃迅速升溫至120-130℃并產(chǎn)生大量酸霧，行業(yè)內(nèi)目前該部分熱量采用循環(huán)水進(jìn)行撤熱。

5、閃蒸干燥結(jié)晶工序干燥過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生10t/h水蒸氣，行業(yè)內(nèi)目前也同樣采用循環(huán)水進(jìn)行撤熱，造成大量余熱被浪費(fèi)，同時(shí)裝置內(nèi)低溫?zé)嶷宀捎酶邷卣羝訜?，熱量未充分匹配和利用，?dǎo)致裝置運(yùn)行能耗高。

6、cn?215939039?u公布了一種脫氨與蒸發(fā)濃縮耦合節(jié)能裝置，其是利用氨氣在低壓低溫下易汽化的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)物料脫氨，利用脫氨裝置第四效產(chǎn)生的二次蒸汽作為熱源，從而節(jié)省裝置內(nèi)蒸汽的用量，降低脫氨的能耗。該工藝雖然在一定程度上實(shí)現(xiàn)了節(jié)能，但熱量利用率不高，且二次蒸汽溫度根據(jù)脫氨的參數(shù)進(jìn)行調(diào)控，熱源不穩(wěn)定，對(duì)設(shè)備要求較高，改造難度大。

7、cn?117168213?a公開(kāi)了一種氧壓浸出乏汽預(yù)熱回收系統(tǒng)，通過(guò)使用乏汽處理組件對(duì)吸收塔塔頂?shù)姆ζM(jìn)行梯級(jí)換熱利用，最終蒸發(fā)組件排出的水汽與冷凝水組件排出的水匯合并回收利用，提高能源利用率。該發(fā)明依賴(lài)于乏汽的溫度及用戶(hù)，且新增組件需單獨(dú)定制，塔群系統(tǒng)改造大。

8、由上可知，針對(duì)閃蒸汽與mvr系統(tǒng)的熱量浪費(fèi)，目前并沒(méi)有能量回用徹底的回用辦法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供一種閃蒸汽與mvr系統(tǒng)多能級(jí)耦合的節(jié)能系統(tǒng)，該節(jié)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易操作，能夠全部回收閃蒸干燥所產(chǎn)生的熱量，避免能量浪費(fèi)；

2、本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種采用前述節(jié)能系統(tǒng)的節(jié)能方法。

3、為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一個(gè)目的，采用以下的技術(shù)方案：

4、所述節(jié)能系統(tǒng)包括mvr系統(tǒng)和蒸汽引射泵；

5、所述蒸汽引射泵設(shè)置于所述mvr系統(tǒng)中閃蒸結(jié)晶罐的罐頂出口管線上，且其出口端連接至所述mvr系統(tǒng)中mvr第三級(jí)預(yù)熱器、mvr第二級(jí)預(yù)熱器、強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器和蒸汽干燥器中任一項(xiàng)或多項(xiàng)的熱介質(zhì)入口，用于在閃蒸結(jié)晶罐的閃蒸氣溫度≥60℃時(shí)，對(duì)其進(jìn)行提壓后送至mvr第三級(jí)預(yù)熱器、mvr第二級(jí)預(yù)熱器、強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器和蒸汽干燥器中任一項(xiàng)或多項(xiàng)作為熱介質(zhì)進(jìn)行二次利用；

6、所述節(jié)能系統(tǒng)還包括換熱管線，所述換熱管線與所述蒸汽引射泵并聯(lián)設(shè)置，用于在所述mvr系統(tǒng)中閃蒸結(jié)晶罐中的閃蒸氣溫度＜60℃時(shí)，將其送至其mvr第二級(jí)預(yù)熱器內(nèi)作為熱介質(zhì)進(jìn)行二次利用。

7、本發(fā)明的節(jié)能系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述節(jié)能系統(tǒng)還包括第五凝液罐，且其罐頂設(shè)置有不凝氣出口、底部設(shè)置有凝液出口，且其進(jìn)口端連接至所述mvr系統(tǒng)中mvr第三級(jí)預(yù)熱器、mvr第二級(jí)預(yù)熱器、強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器和蒸汽干燥器中任一項(xiàng)或多項(xiàng)的熱介質(zhì)出口，其不凝氣出口連接至mvr第二級(jí)預(yù)熱器的熱介質(zhì)進(jìn)口，其凝液出口連接至mvr第一級(jí)預(yù)熱器的熱介質(zhì)進(jìn)口，用于在閃蒸結(jié)晶罐的閃蒸氣溫度≥60℃時(shí)，接收來(lái)自mvr第三級(jí)預(yù)熱器、mvr第二級(jí)預(yù)熱器、強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器和蒸汽干燥器中任一項(xiàng)或多項(xiàng)的熱介質(zhì)凝液，并對(duì)其進(jìn)行減壓氣液分離，并自其不凝氣出口輸出第五級(jí)不凝氣至mvr第二級(jí)預(yù)熱器內(nèi)作為熱介質(zhì)進(jìn)行二次利用、自其凝液出口輸出第五級(jí)凝液至mvr第一級(jí)預(yù)熱器內(nèi)作為熱介質(zhì)進(jìn)行二次利用。

8、本發(fā)明的節(jié)能系統(tǒng)，優(yōu)選地，自第五凝液罐的凝液出口至mvr第一級(jí)預(yù)熱器的熱介質(zhì)進(jìn)口的管線上還設(shè)置有第三循環(huán)泵，第三循環(huán)泵的出口端設(shè)置有第二閥門(mén)；和/或，

9、強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的熱介質(zhì)入口設(shè)置有閥門(mén)，包括位于其蒸汽熱源管線上的第三閥門(mén)和位于其二次利用熱源管線上的第四閥門(mén)；和/或，

10、mvr第二級(jí)預(yù)熱器的熱介質(zhì)進(jìn)口管線上設(shè)置有第五閥門(mén)；和/或，

11、自mvr第二級(jí)預(yù)熱器的熱介質(zhì)出口至第五凝液罐的進(jìn)口管線上設(shè)置有第六閥門(mén)，第六閥門(mén)位于mvr第二級(jí)預(yù)熱器的熱介質(zhì)出口與mvr第三級(jí)預(yù)熱器的熱介質(zhì)出口之間的位置；和/或，

12、自第五凝液罐至第五閥門(mén)出口端的管線上設(shè)置有第七閥門(mén)。

13、本發(fā)明的節(jié)能系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述節(jié)能系統(tǒng)還包括第一控制器，所述第一控制器分別與第二閥門(mén)、第三閥門(mén)、第四閥門(mén)、第五閥門(mén)、第六閥門(mén)和第七閥門(mén)中的任一項(xiàng)或多項(xiàng)電信號(hào)連接。

14、本發(fā)明的節(jié)能系統(tǒng)，優(yōu)選地，換熱管線上設(shè)置有第八閥門(mén)；和/或，

15、第五凝液罐的凝液出口端設(shè)置有第一閥門(mén)；和/或，

16、蒸汽干燥器的熱介質(zhì)入口設(shè)置有閥門(mén)，包括位于其蒸汽熱源管線上的第十一閥門(mén)和位于其二次利用熱源管線上的第九閥門(mén)；和/或，

17、所述節(jié)能系統(tǒng)還包括第二管線，且所述第二管線的進(jìn)口端分別連接至mvr第三級(jí)預(yù)熱器、強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器、mvr第二級(jí)預(yù)熱器中任一項(xiàng)或多項(xiàng)的熱介質(zhì)出口，出口端連接至第五凝液罐的進(jìn)口端，用于將mvr第三級(jí)預(yù)熱器、強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器、mvr第二級(jí)預(yù)熱器中任一項(xiàng)或多項(xiàng)的熱介質(zhì)出口物料經(jīng)第二管線匯聚后送至第五凝液罐內(nèi)，第二管線上設(shè)置有第十閥門(mén)。

18、本發(fā)明的節(jié)能系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述節(jié)能系統(tǒng)還包括第二控制器，第二控制器分別與第八閥門(mén)、第九閥門(mén)、第十閥門(mén)、蒸汽引射泵、第一閥門(mén)和第十一閥門(mén)中的任一項(xiàng)或多項(xiàng)電信號(hào)連接。

19、本發(fā)明的節(jié)能系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述mvr系統(tǒng)包括通過(guò)管線依次連接的mvr第一級(jí)預(yù)熱器、mvr第二級(jí)預(yù)熱器、mvr第三級(jí)預(yù)熱器，用于依次對(duì)進(jìn)料的硫酸鹽溶液進(jìn)行換熱預(yù)熱后輸出預(yù)熱硫酸鹽溶液；

20、所述mvr系統(tǒng)還包括mvr結(jié)晶分離器，且其底部設(shè)置有儲(chǔ)料倉(cāng)、底部一側(cè)設(shè)置有出料口、下方側(cè)壁上分別設(shè)置有進(jìn)料口、強(qiáng)制循環(huán)入口和自循環(huán)入口、頂部設(shè)置有閃蒸氣出口，且儲(chǔ)料倉(cāng)的底部設(shè)置有第一料倉(cāng)出口和第二料倉(cāng)出口，且通過(guò)其進(jìn)料口連接至mvr第三級(jí)預(yù)熱器的物料出口，用于對(duì)來(lái)自mvr第三級(jí)預(yù)熱器的預(yù)熱硫酸鹽溶液進(jìn)行閃蒸結(jié)晶，并自其頂部閃蒸氣出口輸出閃蒸氣、含有硫酸鹽結(jié)晶的濃縮液部分自其出料口出料，部分儲(chǔ)存至其儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)，并部分自其第二料倉(cāng)出口出料并經(jīng)其自循環(huán)入口返送至mvr結(jié)晶分離器、部分自其第一料倉(cāng)出口出料；

21、自第二料倉(cāng)出口至自循環(huán)入口的管線上設(shè)置有第一循環(huán)泵，用于將自其第二料倉(cāng)出口出料的物料泵送至mvr結(jié)晶分離器；

22、所述mvr系統(tǒng)還包括出料管線、物料濕度儀表、軸流泵、強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器、閃蒸結(jié)晶罐；所述出料管線的第一端分別連接至第一料倉(cāng)出口和出料口，所述出料管線的第二端分別連接至強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的底部進(jìn)口和閃蒸結(jié)晶罐的進(jìn)料口，物料濕度儀表并聯(lián)設(shè)置于所述出料管線上，軸流泵設(shè)置于強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的底部進(jìn)口管線上，用于利用物料濕度儀表檢測(cè)來(lái)自第一料倉(cāng)出口和出料口的物料，并在檢測(cè)結(jié)果不合格時(shí)將其經(jīng)軸流泵送至強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器進(jìn)行處理后自強(qiáng)制循環(huán)入口循環(huán)至mvr結(jié)晶分離器內(nèi)繼續(xù)處理，而在檢測(cè)結(jié)果合格時(shí)將其輸出至閃蒸結(jié)晶罐進(jìn)行降溫閃蒸結(jié)晶，并自罐頂輸出閃蒸氣，自罐底輸出硫酸鹽結(jié)晶；

23、所述mvr系統(tǒng)還包括壓縮機(jī)，設(shè)置于mvr結(jié)晶分離器的閃蒸氣出口管線上，用于將來(lái)自mvr結(jié)晶分離器的閃蒸氣壓縮后返送至強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器作為其部分蒸汽來(lái)源；

24、所述mvr系統(tǒng)還包括通過(guò)管線依次連接的第一離心泵、蒸汽干燥器，且第一離心泵的進(jìn)口連接至閃蒸結(jié)晶罐的罐底出口，用于依次對(duì)閃蒸結(jié)晶罐罐底輸出的硫酸鹽結(jié)晶進(jìn)行離心脫水和蒸汽干燥，輸出硫酸鹽產(chǎn)品；

25、所述mvr系統(tǒng)還包括通過(guò)管線相連接的第一級(jí)凝液儲(chǔ)罐、第三級(jí)凝液儲(chǔ)罐、不凝氣冷凝器、第二級(jí)凝液儲(chǔ)罐、第二離心泵；其中，

26、第一級(jí)凝液儲(chǔ)罐的進(jìn)料口連接至mvr第二級(jí)預(yù)熱器和mvr第三級(jí)預(yù)熱器的熱介質(zhì)出口，用于對(duì)來(lái)自mvr第二級(jí)預(yù)熱器和mvr第三級(jí)預(yù)熱器的熱介質(zhì)凝液進(jìn)行減壓氣液分離，并自頂部輸出第一級(jí)不凝氣、自底部輸出第一級(jí)凝液；

27、第一級(jí)凝液儲(chǔ)罐、不凝氣冷凝器和第二級(jí)凝液儲(chǔ)罐依次連接，用于自第一級(jí)凝液儲(chǔ)罐輸出第一級(jí)不凝氣并送至不凝氣冷凝器進(jìn)行冷卻后送至第二級(jí)凝液儲(chǔ)罐進(jìn)一步減壓氣液分離，并自頂部輸出第二級(jí)不凝氣、自底部輸出第二級(jí)凝液；

28、第三級(jí)凝液儲(chǔ)罐的進(jìn)料口分別連接至第一級(jí)凝液儲(chǔ)罐和第二級(jí)凝液儲(chǔ)罐的底部出口，出料口連接至mvr第一級(jí)預(yù)熱器的熱介質(zhì)進(jìn)口，用于接收來(lái)自第一級(jí)凝液儲(chǔ)罐的第一級(jí)凝液和來(lái)自第二級(jí)凝液儲(chǔ)罐的第二級(jí)凝液并送至mvr第一級(jí)預(yù)熱器作為其熱介質(zhì)對(duì)進(jìn)料的硫酸鹽溶液進(jìn)行第一級(jí)預(yù)熱。

29、為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二個(gè)目的，還提供一種干燥結(jié)晶蒸汽與mvr系統(tǒng)多能級(jí)耦合的節(jié)能方法，采用前述節(jié)能系統(tǒng)進(jìn)行。

30、本發(fā)明的節(jié)能方法，優(yōu)選地，所述方法包括：

31、所述節(jié)能方法包括：

32、(1)硫酸鹽溶液經(jīng)所述mvr系統(tǒng)處理時(shí)，自其閃蒸結(jié)晶罐的罐頂輸出閃蒸氣，自罐底輸出硫酸鹽結(jié)晶；

33、(2)步驟(1)中閃蒸結(jié)晶罐罐頂輸出的閃蒸氣溫度≥60℃時(shí)，將其送至所述蒸汽引射泵進(jìn)行提壓后送至mvr第三級(jí)預(yù)熱器、mvr第二級(jí)預(yù)熱器、強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器和蒸汽干燥器中任一項(xiàng)或多項(xiàng)作為熱介質(zhì)進(jìn)行二次利用；

34、步驟(1)中閃蒸結(jié)晶罐罐頂輸出的閃蒸氣溫度＜60℃時(shí)，將其送至mvr第二級(jí)預(yù)熱器內(nèi)作為熱介質(zhì)進(jìn)行二次利用。

35、本發(fā)明的節(jié)能方法，優(yōu)選地，所述節(jié)能方法還包括步驟(3)，將mvr第三級(jí)預(yù)熱器、mvr第二級(jí)預(yù)熱器、強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器和蒸汽干燥器中任一項(xiàng)或多項(xiàng)的熱介質(zhì)凝液送至第五凝液罐內(nèi)進(jìn)行減壓氣液分離，并自其不凝氣出口輸出第五級(jí)不凝氣至mvr第二級(jí)預(yù)熱器內(nèi)作為熱介質(zhì)進(jìn)行二次利用、自其凝液出口輸出第五級(jí)凝液至mvr第一級(jí)預(yù)熱器內(nèi)作為熱介質(zhì)進(jìn)行二次利用。

36、本發(fā)明的節(jié)能方法，優(yōu)選地，利用第一控制器分別控制第二閥門(mén)、第三閥門(mén)、第四閥門(mén)、第五閥門(mén)、第六閥門(mén)和第七閥門(mén)中的任一項(xiàng)或多項(xiàng)，從而控制能量的二次利用路徑。

37、本發(fā)明的節(jié)能方法，優(yōu)選地，利用第二控制器分別控制第八閥門(mén)、第九閥門(mén)、第十閥門(mén)、蒸汽引射泵、第一閥門(mén)和第十一閥門(mén)中的任一項(xiàng)或多項(xiàng)，從而控制能量的二次利用路徑。

38、本發(fā)明的有益效果在于：

39、本發(fā)明的干燥結(jié)晶蒸汽與mvr系統(tǒng)多能級(jí)耦合的節(jié)能系統(tǒng)及節(jié)能方法，可以有效解決園區(qū)蒸汽不足的情況，為了能夠充分利用閃蒸結(jié)晶罐罐頂輸出的閃蒸氣，需對(duì)不同溫度的閃蒸氣進(jìn)行系統(tǒng)控制：當(dāng)溫度較低(＜60℃)時(shí)，將該閃蒸氣送至mvr第二級(jí)預(yù)熱器內(nèi)作為熱介質(zhì)進(jìn)行二次利用；當(dāng)溫度較高(≥60℃)時(shí)，開(kāi)啟蒸汽引射泵對(duì)該閃蒸氣進(jìn)行二次處理(提壓處理)，然后分別送至mvr第三級(jí)預(yù)熱器、mvr第二級(jí)預(yù)熱器、強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器和蒸汽干燥器中任一項(xiàng)或多項(xiàng)作為熱介質(zhì)進(jìn)行二次利用；最后對(duì)第五凝液罐輸出的第五級(jí)不凝氣和第五級(jí)凝液進(jìn)行梯級(jí)利用，將第五級(jí)不凝氣送至mvr第二級(jí)預(yù)熱器內(nèi)作為熱介質(zhì)進(jìn)行二次利用，將第五級(jí)凝液送至mvr第一級(jí)預(yù)熱器內(nèi)作為熱介質(zhì)進(jìn)行二次利用；從而實(shí)現(xiàn)對(duì)能量的耦合利用，回收裝置內(nèi)低溫余熱，降低裝置蒸汽能耗。