專利名稱：多效蒸發(fā)設(shè)備及液位控制方法
多效蒸發(fā)設(shè)備是一種由多個蒸發(fā)器組成的液位自動控制的多效能蒸發(fā)裝置。蒸發(fā)器向連裝有溢流管，靠壓差將蒸發(fā)器內(nèi)料液從溢流管導(dǎo)出，形成了多效能蒸發(fā)設(shè)備液位自動控制方法。
已有的多效蒸發(fā)設(shè)備都由蒸發(fā)器及連通蒸發(fā)器的蒸汽管(連通前效蒸發(fā)器的蒸發(fā)室與后效蒸發(fā)器的加熱器)給料管(連通蒸發(fā)器間的進(jìn)料口與排料口)組成。順流多效蒸發(fā)設(shè)備-效蒸發(fā)器的給料管或逆流多效蒸發(fā)設(shè)備未效蒸發(fā)器的給料管與給料泵連通。對于逆流多效蒸發(fā)設(shè)備蒸發(fā)器間的給料管裝有給料泵(見天津科學(xué)技術(shù)出版社出版、天津大學(xué)化工原理教研室編的《化工原理》第323、324、330331頁)。在使用時各效蒸發(fā)壓力應(yīng)保證前效蒸發(fā)壓力大于后效蒸發(fā)壓力(PPP……P)，有的順流蒸發(fā)設(shè)備蒸發(fā)器間給料管也要裝有給料泵。為了控制各效蒸發(fā)器的液位及最終排料的溫度，在各效蒸發(fā)器的進(jìn)料口或排料口裝有控制閥，一般裝在給料管或排料管(見

圖1、2)。在蒸發(fā)操作過程，根據(jù)各效液位的高低及最終排料的溫度，高低調(diào)節(jié)控制閥開啟度的大小，以控制蒸發(fā)器內(nèi)的液位及最終排料溫度?？刂茀?shù)的關(guān)系比較復(fù)雜。用人工調(diào)節(jié)控制閥，則勞動強(qiáng)度比較大，控制效果不佳。采用電動儀表調(diào)節(jié)，儀表成本高，一次儀表容易腐蝕、結(jié)晶損壞。所采用的控制閥多，易腐蝕損壞，易結(jié)晶失控，需要經(jīng)常維修。設(shè)備的結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜、工作可靠性差。
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)比較簡單、成本低、不易損壞、維修方便的液位自動控制的多效蒸發(fā)設(shè)備，用該設(shè)備形成一種操作簡單方便、控制準(zhǔn)確度較高的多效蒸發(fā)設(shè)備液位控制方法。
本發(fā)明的多效蒸發(fā)設(shè)備由蒸發(fā)器及連通蒸發(fā)器的蒸汽管、給料管組成。一效蒸發(fā)器的給料管仍裝有控制閥，用來控制-效蒸發(fā)器進(jìn)料的量。一效或未效蒸發(fā)器給料管與給料泵連通，由給料泵從料池中抽生料送入順流多效蒸發(fā)設(shè)備的一效蒸發(fā)器或逆流多效蒸發(fā)設(shè)備的未效蒸發(fā)器。對于逆流多效蒸發(fā)設(shè)備，各蒸發(fā)器的給料管仍裝有給料泵，以把后效的料液輸送到壓力較高的前效蒸發(fā)器，其結(jié)構(gòu)特點在于蒸發(fā)器裝有溢流管，溢流管的溢流口位于蒸發(fā)器內(nèi)控制液位處;溢流管的另一端為排出端，一效溢流管排出端為排料口，一效溢流管作為設(shè)備最終排料管，一般可與排料泵連通;其他各效溢流管的排出端與本效給料泵的進(jìn)口連通，也就是同后效排料口或蒸發(fā)器連通，由溢流管及后效蒸發(fā)器形成U形管。對于順流多效蒸發(fā)設(shè)備，其結(jié)構(gòu)特點在于蒸發(fā)器間的給料管為溢流管，不再另裝有蒸發(fā)器間的給料管;溢流管的溢流口位于蒸發(fā)器內(nèi)的控制液位處;未效溢流管排出端為排料口，作為設(shè)備的最終排料管，一般可與排料泵連通;其他各效溢流管排出端與后效蒸發(fā)器控制液位以下之處連通，由溢流管及后效蒸發(fā)器形成U形管。本設(shè)備減少了多個控制閥及電動儀表，順流多效蒸發(fā)設(shè)備并不必采用蒸發(fā)器間的給料泵。而溢流管同給料管一樣不易腐蝕損壞，并有料液流動、無死角而不易結(jié)晶。各蒸發(fā)器內(nèi)液位略高于控制液位時，料液就會從溢流口由溢流管導(dǎo)出，使液面不再升高。液位降至略低于控制液位時，溢流管不再導(dǎo)出料液。順流蒸發(fā)設(shè)備的蒸發(fā)器只有進(jìn)料，無排料，液位不會再降低，只能升高。逆流蒸發(fā)設(shè)備的蒸發(fā)器進(jìn)料量則略大于排料量蒸發(fā)量之和，液位也不會再降低。這就形成了液位自動控制在較小的范圍之內(nèi)。
對于本發(fā)明的多效蒸發(fā)設(shè)備，為了防止最終排料溢流管與大氣串通，破壞液位及工作平衡，逆流多效蒸發(fā)設(shè)備的一效溢流管、順流多效蒸發(fā)設(shè)備的未效溢流管排出端最好呈U形，形成液封。順流多效蒸發(fā)設(shè)備的其他效溢流管排出端最好與后效蒸發(fā)器下端連通，形成較長的U形管，形成效間液封，防止效間蒸汽串通，并使進(jìn)入后效的料液首先經(jīng)過加熱器。為了防止給料泵意外停止工作時，蒸發(fā)器內(nèi)料液倒流，破壞液位及工作平衡，連有給料泵的給料管與蒸發(fā)器控制液位以上位置連通，形成了進(jìn)料口位于控制液位以上的蒸發(fā)器內(nèi)，并可在蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)料口(給料管端)裝有下端位于加熱器的降液筒，把進(jìn)入蒸發(fā)器的料液導(dǎo)到蒸發(fā)器的加熱器。
本發(fā)明的多效蒸發(fā)設(shè)備液位控制方法是使前效蒸發(fā)壓力大于后效蒸發(fā)壓力大于后效蒸發(fā)壓力，而其特點是用溢流管將高于控制液位的料液從蒸發(fā)器內(nèi)導(dǎo)出。溢流管連通的兩側(cè)液面壓力差應(yīng)小于溢流管最低處到液面壓力較小側(cè)液面處的壓差。溢流管的溢流口側(cè)料液靜壓大于溢流量排出端側(cè)料液靜壓，兩靜壓之差應(yīng)大于流動阻壓力。對于效間溢流管連通的前后效蒸發(fā)壓力差應(yīng)小于溢流管最低處到后效控制液位處的壓差。在溢流管兩側(cè)，前效液靜壓應(yīng)大于后效料液靜壓，兩靜壓之差應(yīng)大于從前效流向后效的流動阻壓力。當(dāng)前后效控制液位在同一水平面時，則簡化成前后效蒸發(fā)壓力差應(yīng)小于溢流管最低處到后效控制液位處的壓差，而應(yīng)大于前效向后效流動動的阻壓力。對于最終排料的溢流管及逆流多效蒸發(fā)設(shè)備的未效溢流管，溢流管連通的料池與一效、未效液面壓力差應(yīng)小于溢流管最低處到一效或未效控制液位處的壓差，一效或未效側(cè)靜壓大于料池側(cè)的靜壓，一效或未效靜壓與料池靜壓之差大于排料阻壓力(有排料泵的除外)。所謂靜壓就是溢流管最低處到兩側(cè)料液面的液體靜壓力。
這些液位控制方法也是本發(fā)明多效蒸發(fā)設(shè)備設(shè)計的條件，只有達(dá)到這些條件，才能使高于控制液位的料液自動由溢流管導(dǎo)出，保證液位自動控制，同時又防止效間蒸汽及一效或多效蒸汽與大氣串通，破壞液位自動控制的工作平衡，而自動形成液封。這樣只要根據(jù)多效蒸發(fā)設(shè)備的最終排料溫度高低來調(diào)節(jié)一效給料管控制閥的開啟大小，就能實現(xiàn)多效蒸發(fā)設(shè)備的多效蒸發(fā)過程。
本發(fā)明的逆流多效蒸發(fā)設(shè)備的蒸發(fā)過程由未效給料泵把生料池的料液通過未效給料管輸入未效蒸發(fā)器內(nèi)，經(jīng)加熱器加熱，在蒸發(fā)室內(nèi)蒸發(fā)，再由前效給料泵從未效蒸發(fā)器內(nèi)抽出送入前效蒸發(fā)器。如果未效液位高于控制液位，則由溢流管導(dǎo)回到未效給料泵的入口。同樣，由給料泵從后效抽出料液送到各效蒸發(fā)器的料液，都經(jīng)加熱和蒸發(fā)，再由前效給料泵抽出，而溢流管將高于控制液位的料液導(dǎo)出，導(dǎo)回各效給料泵的入口。料液從未效向前依次轉(zhuǎn)料蒸發(fā)，最終在一效蒸發(fā)器內(nèi)加熱、蒸發(fā)，再由一效溢流管導(dǎo)出。各效(除一效以外)進(jìn)入蒸發(fā)器料液量等于前效給料泵抽出量、蒸發(fā)的蒸汽量及溢流管導(dǎo)出量之和。一效進(jìn)入蒸發(fā)器料液量等于溢流管排料量與蒸發(fā)蒸汽量之和。
本發(fā)明的順流多效蒸發(fā)設(shè)備的蒸發(fā)過程由一效給料泵把生料液通過給料管輸入一效蒸發(fā)器，經(jīng)加熱蒸發(fā)，再由溢流管導(dǎo)入后效蒸發(fā)器。同樣在后效蒸發(fā)器內(nèi)經(jīng)加熱蒸發(fā)的料液也由溢流管導(dǎo)入其后效蒸發(fā)器。這樣依次由溢流管轉(zhuǎn)料，最終位未效蒸發(fā)器加熱蒸發(fā)，由未效溢流管排料。各蒸發(fā)器進(jìn)料量等于蒸發(fā)的蒸汽量和溢流管導(dǎo)出量之和。
本發(fā)明與已有的多效蒸發(fā)設(shè)備及液位控制方法相比，具有如下優(yōu)點1.溢流管比控制閥及自動儀表簡單，簡化了設(shè)備的液位自動控制結(jié)構(gòu)，降低了設(shè)備造價成本;
2.減少了設(shè)備的易損部件，溢流管不怕高溫，不易腐蝕壞，溢流管無死角，不易結(jié)晶，使得設(shè)備不必經(jīng)常維修，提高了設(shè)備工作可靠性;
3.設(shè)備液位自動控制可靠，液位波動比較小;
4.使設(shè)備液位自動控制操作簡單，并使設(shè)備的控制簡化，比較容易掌握使用。
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。
圖1為已有的三效逆流反循環(huán)蒸發(fā)設(shè)備示意圖，圖2為已有的三效順流反循環(huán)蒸發(fā)設(shè)備示意圖。
圖3為本發(fā)明的三效逆流反循環(huán)蒸發(fā)設(shè)備示意圖，圖4為本發(fā)明的三效順流反循環(huán)蒸發(fā)設(shè)備示意圖。
在鹽化工中的鹵水蒸發(fā)過程中，采用了本發(fā)明的三效逆流反循環(huán)蒸發(fā)設(shè)備(參見圖3)。該設(shè)備由三組反循環(huán)蒸發(fā)器1、連通前效蒸發(fā)室7與后效加熱器16的蒸汽管3及給料管4組成。效間給料管4連通有給料泵，給料管一端10與前一效蒸發(fā)器的蒸發(fā)室7連通，連通處位于控制液位12以上，這端管口作為進(jìn)料口，進(jìn)料口裝有下端與蒸發(fā)器的反循環(huán)強(qiáng)制加熱器16入口相對的降液筒。給料管的另一端同后一效蒸發(fā)器的反循環(huán)強(qiáng)制加熱器16底部連通。三效蒸發(fā)器的進(jìn)料口位于蒸發(fā)室強(qiáng)至控制液位以上位置10，進(jìn)料口裝有下端與加熱器入口相對的降液筒13，進(jìn)料口與三效給料管一端連通，給料管的另一端連通有給料泵6。只有一效給料管接近料口處裝有控制閥2。各效都裝有溢流管8，溢流管的溢流口17位于蒸發(fā)器的蒸發(fā)室7內(nèi)控制液位處，溢流管的另一端為排出端，一效溢流管的排出端9為該設(shè)備的排料口，呈U形，一般與貯料池連通。二、三效溢流管排出端分別與本效給料泵5、6入口連通，也就同三效蒸發(fā)器、生料池連通。設(shè)備各效的控制液位12處同一水平面內(nèi)。給料泵入口到控制液位處高7米，而鹵液比重在1.3～1.5。溢流管的流動阻力Hf為0.1。一級蒸發(fā)壓力為1.05atm，二效蒸發(fā)壓力為0.55atm，三效蒸發(fā)壓力為0.1atm。該設(shè)備在鹵水蒸發(fā)過程，能自動地形成液位控制。只要根據(jù)一效蒸發(fā)室內(nèi)料液的溫度調(diào)節(jié)一效給料管的控制閥，就能完成蒸發(fā)的控制過程。
在鹵水蒸發(fā)過程，還采用了本發(fā)明的三效順流反循環(huán)蒸發(fā)設(shè)備(參見圖4)。該設(shè)備由三組反循環(huán)蒸發(fā)器1、連通前效蒸發(fā)室7與后效加熱器16的蒸汽管3及給料管4組成。一效蒸發(fā)室控制液位12以上的進(jìn)料口10與給料管4連通。給料管另一端連通有給料泵6。給料管裝有控制閥。進(jìn)料口裝有降液筒13，降液筒的下端與反循環(huán)加熱器16入口相對。蒸發(fā)器間的給料管由溢流管8所代替，溢流管溢流口17位于各蒸發(fā)器的蒸發(fā)室內(nèi)控制液位處12，一效溢流管、二效溢流管的排出端分別與二效、三效反循環(huán)加熱器16的下端部連通。三效溢流管的排出端呈U形11，作為設(shè)備的最終排料口，一般與貯料池連通。設(shè)備的溢流管最低處到控制液位處的高度為7米，鹵水比重1.8～1.5。溢流管的流動阻力Hf為0.1。各效蒸發(fā)器控制液位在同一水平面。一效蒸發(fā)壓力為1.05atm，二效為0.55atm，三效為0.1atm。這就保證了一效、二效蒸發(fā)壓力差(0.5atm)小于二效加熱器最低處到控制液面處的壓差(0.91atm)，大于溢流管流動阻壓力(0.1atm)。溢流管自動把高于控制液位的料液導(dǎo)出，形成液位自動控制。只要根據(jù)三效蒸發(fā)器內(nèi)料液的溫度高低來調(diào)節(jié)一效給料管的控制閥，就能實現(xiàn)整個設(shè)備的蒸發(fā)過程。
權(quán)利要求
1.多效蒸發(fā)設(shè)備由蒸發(fā)器及連通蒸發(fā)器的蒸汽管、給料管組成，一效蒸發(fā)器給料管裝有控制閥，一效蒸發(fā)器的給料管連通有給料泵。1·1逆流多效蒸發(fā)設(shè)備各蒸發(fā)器的給料管連通有給料泵，其特征在于溢流管的溢流口位于蒸發(fā)器內(nèi)控制液位處，一效溢流管的排出端為排料口，其他效益流管的排出端連通在本效給料泵的進(jìn)口，1·2順流多效蒸發(fā)設(shè)備蒸發(fā)器間的給料管為溢流管，溢流管的溢流口位于蒸發(fā)器內(nèi)控制液位處，未效溢流管的排出端為排料口，其他效溢流管的排出端連通在后效蒸發(fā)器控制液位以下的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的多效蒸發(fā)設(shè)備，其特征在于連通有給料泵的給料管與蒸發(fā)器控制液位以上位置連通。
3.如權(quán)利要求2所述的多效蒸發(fā)設(shè)備，其特征在于蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)料口裝有下端位于加熱器的降液筒。
4.如權(quán)利要求1所述的多效蒸發(fā)設(shè)備，其特征在于順流多效蒸發(fā)設(shè)備其他效溢流管的排出端與后效蒸發(fā)器下端連通。
5.如權(quán)利要求1所述的多效蒸發(fā)設(shè)備，其特征在于逆流多效蒸發(fā)設(shè)備-效溢流管排出端、順流多效蒸發(fā)設(shè)備未效溢流管排出端呈U形。
6.多效蒸發(fā)設(shè)備液位控制方法是使前效蒸發(fā)壓力大于后效蒸發(fā)壓力，其特征在于用溢流管將高于控制液位的料液從蒸發(fā)器內(nèi)導(dǎo)出，溢流管連通的兩側(cè)液面壓力差應(yīng)小于溢流管最低處到液面壓力較小側(cè)液面處的壓差，溢流管的溢流口側(cè)料液靜壓應(yīng)大于溢流管排出端側(cè)料液靜壓，兩靜壓之差應(yīng)大于流動阻壓力。
全文摘要
多效蒸發(fā)設(shè)備及液位控制方法是一種由多個蒸發(fā)器組成的液位自動控制的多效能蒸發(fā)裝置，及裝置的液位自動控制方法。蒸發(fā)器間連裝有溢流管來自動控制蒸發(fā)器內(nèi)的液位，形成了多效蒸發(fā)設(shè)備的液位自動控制方法。主要用于溶液的多效蒸發(fā)濃縮過程，特別是鹽水、鹵水等化工液體的多效蒸發(fā)過程。
文檔編號B01D1/26GK1041111SQ8810680
公開日1990年4月11日 申請日期1988年9月16日 優(yōu)先權(quán)日1988年9月16日
發(fā)明者張修清 申請人:張修清