一種連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種通過機(jī)械蒸汽再壓縮來節(jié)能的連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 機(jī)械蒸汽再壓縮（Mechanical Vapor Recompression)技術(shù)是一種高效節(jié)能環(huán)保 技術(shù)，此技術(shù)主要運(yùn)用一種機(jī)械裝置將低溫物體的熱能轉(zhuǎn)移到較高溫度物體中。其具體過 程是將蒸發(fā)過程中產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)過機(jī)械蒸汽壓縮機(jī)（壓縮介質(zhì)一般為水蒸氣）壓縮， 使其溫度、壓力上升，熱焓值增加，這樣經(jīng)過壓縮后的蒸汽可以直接用作為本級系統(tǒng)的加熱 熱源。壓縮蒸汽進(jìn)入加熱外管對溶液加熱，二次蒸汽釋放其潛熱冷凝成冷凝水，料液吸收其 潛熱產(chǎn)生新的二次蒸汽，二次蒸汽又被吸入到機(jī)械蒸汽壓縮機(jī)內(nèi)壓縮，這樣源源不斷進(jìn)行 循環(huán)蒸發(fā)。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中雖然公開了很多采用機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)的連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶裝置以及 方法，并且很多機(jī)械蒸汽再壓縮連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)普遍只有單級蒸汽壓縮機(jī)對蒸發(fā)器的 供熱，在結(jié)晶器部分，物料依然沒有進(jìn)行大量的熱量供應(yīng)，導(dǎo)致現(xiàn)有的機(jī)械蒸汽再壓縮連續(xù) 蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的結(jié)晶效果不好，如出現(xiàn)結(jié)晶粒度細(xì)小等問題。當(dāng)然，也有部分廠家會(huì)增加 蒸汽管道以補(bǔ)充結(jié)晶部分供熱，但是大大增加了 MVR系統(tǒng)的復(fù)雜程度，并依賴蒸汽鍋爐， 使MVR系統(tǒng)沒有了其原有的顯著優(yōu)勢一擺脫對蒸汽鍋爐的依賴。針對這些問題，公開號為 CN103203116A中國發(fā)明專利申請公開說明書中公開了一種解決上述問題的機(jī)械蒸汽再壓 縮連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)以及方法，該機(jī)械蒸汽再壓縮連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)采用了兩個(gè)機(jī)械蒸汽 壓縮機(jī)，并且兩個(gè)壓縮機(jī)分別對蒸發(fā)器和結(jié)晶器供熱，也對冷凝水顯熱回收，用于預(yù)熱，但 該連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)采用了兩個(gè)機(jī)械蒸汽壓縮機(jī)，購買兩個(gè)機(jī)械蒸汽壓縮機(jī)的設(shè)備成本非 常高，并且沒有合理的結(jié)構(gòu)預(yù)先對物料進(jìn)行加熱至泡點(diǎn)溫度，因此開動(dòng)兩個(gè)壓縮機(jī)的能耗 也很高，結(jié)構(gòu)繁雜，導(dǎo)致節(jié)能效果也并不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種低成本，能量和原料多級回收，低能耗生產(chǎn)的連 續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶方法。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：
[0006] 一種連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶方法，包括如下步驟：
[0007] a.將待結(jié)晶原料注入到原料槽，并注入溶劑，攪拌獲得溶液；
[0008] b.通過管道將上述步驟獲得的溶液泵送至第一加熱器，通過第一加熱器加熱至泡 點(diǎn)溫度，使得其形成不產(chǎn)生蒸汽的熱溶液；
[0009] C.將步驟b中的熱溶液送入升膜蒸發(fā)器加熱，所述升膜蒸發(fā)器使其產(chǎn)生大量的二 次蒸汽，二次蒸汽將溶液一起以25?50m/s的速度噴入至氣液分離器；
[0010] d.經(jīng)過氣液分離器分離，濃縮的溶液一部分通過氣液分離器送出并強(qiáng)制循環(huán)蒸 發(fā)，強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)后產(chǎn)生的氣液混合物送回至氣液分離器；另一部分排出至結(jié)晶分離器結(jié) 晶；
[0011] e.步驟c中氣液分離器排出的蒸汽通過機(jī)械蒸汽再壓縮機(jī)壓縮成為過熱蒸汽，作 為升膜蒸發(fā)器的加熱源送回至升膜蒸發(fā)器，給步驟c中的熱溶液加熱。
[0012] 作為優(yōu)選，步驟d之后還包括如下步驟f ;f.在結(jié)晶分離器中析出晶體排出，結(jié)晶 分離器中剩余的濃縮溶液也送至步驟d中強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)。
[0013] 作為優(yōu)選，所述步驟d中強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)通過強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器實(shí)現(xiàn)，所述通過機(jī)械 蒸汽再壓縮機(jī)壓縮的過熱蒸汽還作為強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的熱源。
[0014] 作為優(yōu)選，所述第一加熱器是帶電加熱的換熱器，所述升膜蒸發(fā)器和強(qiáng)制循環(huán)蒸 發(fā)器中的熱源輸出端均連接第一加熱器的熱源輸入端，作為第一加熱器的補(bǔ)充熱源。
[0015] 作為優(yōu)選，所述氣液分離器內(nèi)設(shè)有氣濾式過濾網(wǎng)，氣濾式過濾網(wǎng)是一網(wǎng)層高在 80-150mm之間，目數(shù)在300-500目之間的絲網(wǎng)，且氣濾式過濾網(wǎng)外邊緣與氣液分離器內(nèi)壁 密封連接，將氣液分離器內(nèi)隔成上下兩個(gè)腔室，二次蒸汽和溶液的入口處于氣濾式過濾網(wǎng) 下方，而氣液分離器中的蒸汽出口位于氣濾式過濾網(wǎng)上方。
[0016] 本發(fā)明的有益效果如下：
[0017] 首先，該連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶方法過程中僅采用單個(gè)機(jī)械蒸汽壓縮機(jī)，與現(xiàn)有的一些采 用機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)的連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶裝置相比，其缺省一個(gè)單價(jià)昂貴的機(jī)械蒸汽壓縮 機(jī)，因此，為實(shí)現(xiàn)該方法的設(shè)備成本較低。
[0018] 其次，如上述的連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶方法，雖然僅用了一個(gè)機(jī)械蒸汽壓縮機(jī)進(jìn)行一次蒸 汽壓縮，但也能實(shí)現(xiàn)了對二次蒸汽進(jìn)行能量的多級回收，最終收回二次蒸汽的顯熱和潛熱， 而對物料進(jìn)入氣液分離器和結(jié)晶分離器又進(jìn)行層級強(qiáng)制循環(huán)，強(qiáng)制循環(huán)中也充分利用了二 次蒸汽的熱量，最終在第一加熱器中排除冷卻水。
[0019] 同時(shí)，上述連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶方法在強(qiáng)制循環(huán)中，對原料也進(jìn)行連續(xù)循環(huán)分離，不僅充 分利用熱量，從而克服現(xiàn)有技術(shù)存在結(jié)晶供熱不足問題，提高了結(jié)晶效果；也充分回用了原 料，使得整個(gè)方法中，能源和資源雙重節(jié)約。
[0020] 最后，本發(fā)明在升膜蒸發(fā)器使其升膜加熱，即產(chǎn)生大量的二次蒸汽，二次蒸汽將溶 液一起帶走，并且以25?50m/s的速度噴入至氣液分離器。若噴入速度過低，遠(yuǎn)低于25m/ s，那么蒸汽壓縮過少，機(jī)械蒸汽壓縮機(jī)本身需要電驅(qū)動(dòng)，其壓縮的所帶來的能源回收過少， 能耗利用率低；若速度噴入至氣液分離器遠(yuǎn)大于50m/s，表明蒸汽量過大，液體量過小，最 后結(jié)晶效率過低，使得大量的蒸汽被壓縮循環(huán)使用，單位產(chǎn)量內(nèi)，反而整體能耗過大。因此， 本發(fā)明控制其升膜加熱的程度，表現(xiàn)在以25?50m/s的速度噴入至氣液分離器必須得以控 制，進(jìn)而，使得整個(gè)過程低能耗生產(chǎn)。
[0021] 總而言之，上述的連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶方法不僅采用較為低成本的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)能量和原 料多級回收，且低能耗生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0022] 圖1 :本發(fā)明實(shí)施例中連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖2 :本發(fā)明實(shí)施例中氣液分離器的局部剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
[0025] 實(shí)施例1 :
[0026] 為了更好地說明本發(fā)明的連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶方法，本實(shí)施例先對其所采用的設(shè)備作詳 細(xì)說明，如圖1所示的一種機(jī)械蒸汽再壓縮的連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶裝置，該蒸發(fā)結(jié)晶裝置主要由 用于待結(jié)晶物料進(jìn)料的原料槽1、第一加熱器、升膜蒸發(fā)器3、機(jī)械蒸汽壓縮機(jī)5、強(qiáng)制循環(huán) 蒸發(fā)器7、氣液分離器4和結(jié)晶分離器6組成。其中，本實(shí)施例中的第一加熱器、升膜蒸發(fā)器 3和強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器7均是換熱器結(jié)構(gòu)。第一加熱器是帶電加熱器的換熱器2,主要用于對 物料溶液的預(yù)熱，而帶電加熱器的換熱器2除了具備換熱器結(jié)構(gòu)外，其內(nèi)部還加裝了電加 熱器，用于結(jié)合供熱。
[0027] 上述帶電加熱器的換熱器2、升膜蒸發(fā)器3和強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器7主要通過換熱方式 給流進(jìn)其內(nèi)的物料加熱，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)是換熱器，均具有供物料流入的物料輸入端，流經(jīng)其內(nèi) 流出完成加熱或蒸發(fā)的物料輸出端；還具有流入熱源的熱源輸入端以及冷卻水輸出端，共 四個(gè)端口。
[0028] 如圖1和圖2所示，上述氣液分離器4的上部設(shè)有用于送入氣液混合物的入口 40 和用于輸出蒸汽的第一出口 41，氣液分離器4的下部設(shè)有用于料液強(qiáng)制循環(huán)的第二出口 42 以及送出料液用于結(jié)晶的第三出口 43,在氣液分離器4的入口 40之上和第一出口 41之下 位置的氣液分離器4上設(shè)有氣濾式過濾網(wǎng)44,氣濾式過濾網(wǎng)44是一網(wǎng)層高在80-150mm之 間，目數(shù)在300-500目之間的絲網(wǎng)，且氣濾式過濾網(wǎng)44外邊緣與氣液分離器4內(nèi)壁密封連 接，將氣液分離器4內(nèi)隔成上下兩個(gè)腔室。
[0029] 如圖1所示，上述用于待結(jié)晶物料進(jìn)料的原料槽1包括一存儲鹽類物料筒體和安 裝在筒體內(nèi)的攪拌器，筒體下端連出管道，即該原料槽1通過管道連接預(yù)熱器2,具體是原 料槽1下端通過一帶進(jìn)料泵9的管道連接預(yù)熱器2的物料輸入端20。預(yù)熱器2的物料輸出 端21管道連接升膜蒸發(fā)器3的物料輸入端30,物料流進(jìn)升膜蒸發(fā)器3升膜蒸發(fā)再從其物料 輸出端31噴出，升膜蒸發(fā)器3連接上述氣液分離器4上的入口 40。氣液分離器4的送出料 液用于結(jié)晶的第三出口 43通過管道連接結(jié)晶分離器6,結(jié)晶分離器6上設(shè)有析出晶體輸出 口 61和料液輸出口 62,結(jié)晶分離器6的析出晶體輸出口 61連接其下方的存儲槽8。
[0030] 上述氣液分離器4的用于輸出蒸汽的第一出口 41通過蒸汽輸送管道500連接機(jī) 械蒸汽壓縮機(jī)5的輸入端50。機(jī)械蒸汽壓縮機(jī)5的輸出端51通過蒸汽輸送管道500連入 升膜蒸發(fā)器3的熱源輸入端32,用以將所述氣液分離器的第一出口 41輸出的蒸汽壓縮成