一種適用于熱敏性溶液的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[〇〇〇1]本實(shí)用新型涉及一種溶液的低溫差蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，具體涉及一種適合于如硝酸鹽溶液類熱敏性物料的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]熱敏性物質(zhì)硝酸鹽是一種離子化合物，含有硝酸根負(fù)離子N03-和對應(yīng)的正離子。常見的硝酸鹽有硝酸銨，硝酸鈣，硝酸鉀和硝酸鈉等。硝酸鹽在加熱時(shí)能分解放出氧和氧化氮，在高溫和酸性條件下是強(qiáng)氧化劑，歸類于危險(xiǎn)物品。
[0003]由于硝酸鹽在高溫情況下的不穩(wěn)定性，硝酸鹽溶液的蒸發(fā)濃縮，不能使用溫度過高的蒸汽，并且在封閉式的容器內(nèi)硝酸鹽溶液易氧化分解的特性，常用的蒸發(fā)工藝只能把硝酸鹽濃縮到90-99%的溶液，以便避免硝酸鹽溶液熱分解爆炸的隱患。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對熱敏性硝酸鹽溶液在高溫下的不穩(wěn)定性和易分解爆炸的隱患及現(xiàn)有蒸發(fā)濃縮工藝的局限性，本實(shí)用新型的目的在于提供一種安全的和可獲得高濃度的低溫差蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：
[0006]—種適用于熱敏性溶液的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
[0007]降膜蒸發(fā)器，所述降膜蒸發(fā)器與流化床蒸發(fā)器連通，對待蒸發(fā)濃縮的溶液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，
[0008]流化床蒸發(fā)器，所述流化床蒸發(fā)器對經(jīng)降膜蒸發(fā)器濃縮的溶液進(jìn)一步蒸發(fā)濃縮。
[0009]進(jìn)一步的，所述降膜蒸發(fā)器和流化床蒸發(fā)器使用相對較低溫度的蒸汽加熱蒸發(fā)溶液。
[〇〇1〇]再進(jìn)一步的，所述蒸汽溫度不高于210°C。
[0011]再進(jìn)一步的，所述蒸發(fā)器的頂部接入待蒸發(fā)濃縮的溶液，溶液通過分布器分布到降膜管內(nèi)，憑借自身重力沿管壁流到蒸發(fā)器下端；降膜管外通入蒸汽用于加熱和蒸發(fā)溶液。
[0012]再進(jìn)一步的，所述流化床蒸發(fā)器由蒸汽保持一定的溫度，溶液通過流化床床面后得到進(jìn)一步的蒸發(fā)濃縮。
[0013]進(jìn)一步的，所述降膜蒸發(fā)器和流化床蒸發(fā)器使用蒸汽加熱空氣，利用熱空氣和溶液直接接觸加強(qiáng)蒸發(fā)能力和帶走蒸發(fā)出來的水蒸汽。
[0014]再進(jìn)一步的，所述降膜蒸發(fā)器中降膜管內(nèi)熱空氣逆流而上帶出被蒸發(fā)出來的水蒸汽。
[0015]再進(jìn)一步的，所述流化床蒸發(fā)器利用熱空氣作為流化床的流化介質(zhì)和溶液密切接觸，促進(jìn)溶液的高度濃縮，同時(shí)將從流化床出來的熱空氣自動進(jìn)入降膜蒸發(fā)器低部再分流到各降膜管內(nèi)。
[0016]本實(shí)用新型提供的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)如硝酸鹽等熱敏性溶液的蒸發(fā)和高度濃縮。
[0017]本濃縮系統(tǒng)使用較低溫度的蒸汽加熱溶液和空氣，利用熱空氣和溶液直接接觸加強(qiáng)蒸發(fā)能力和帶走蒸發(fā)出來的水蒸汽的低溫差蒸發(fā)濃縮工序，并且能夠蒸發(fā)濃縮在敞開式的環(huán)境下進(jìn)行，避免了在高溫下和在封閉式環(huán)境下熱敏性物料易分解爆炸的隱患問題。
【附圖說明】
[0018]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。
[0019]圖1為本實(shí)例提供的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的系統(tǒng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0021]本實(shí)例提供的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)采用低溫差蒸發(fā)濃縮工序，其利用較低溫度蒸汽加熱溶液和空氣，然后利用加熱后的空氣和溶液直接接觸增加蒸發(fā)能力和移走蒸發(fā)出來的水蒸汽；同時(shí)整個(gè)工序在敞開式的條件進(jìn)行操作，避免了因用高溫蒸發(fā)和在封閉的環(huán)境下操作而存在的安全隱患。
[0022]具體的，該蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)主要由降膜蒸發(fā)器以及流化床蒸發(fā)器配合構(gòu)成。
[0023]其中，降膜蒸發(fā)器，用于對待蒸發(fā)濃縮的溶液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮。該蒸發(fā)器的進(jìn)液口連接來自通過常規(guī)工藝蒸發(fā)后的濃度為90-99 %的溶液，溶液經(jīng)過分布器后分流到各降膜管內(nèi)壁上形成液膜，在重力的作用下沿管壁下降到降膜蒸發(fā)器的底部；溶液膜在下降過程中，被降膜管外蒸汽的加熱蒸發(fā)，蒸發(fā)出來的水蒸汽由降膜管內(nèi)逆流而上的熱空氣帶走，熱空氣從頂部排出；
[0024]流化床蒸發(fā)器，用于對經(jīng)降膜蒸發(fā)器濃縮的溶液進(jìn)一步蒸發(fā)濃縮。該流化床進(jìn)口端連通降膜蒸發(fā)器低部出液口，經(jīng)過第一步濃縮的溶液降落到流化床的進(jìn)口端；該流化床由蒸汽保持一定的溫度，溶液通過流化床床面后得到進(jìn)一步的蒸發(fā)濃縮（具體通過配有蒸汽加熱管讓溶液保持一定的蒸發(fā)溫度），高度濃縮后的溶液在流化床的出口端流出；同時(shí)該流化床利用熱空氣作為的流化介質(zhì)和溶液密切接觸，促進(jìn)溶液的高度濃縮；從流化床出來的熱空氣自動進(jìn)入降膜蒸發(fā)器低部再分流到各降膜管內(nèi)。
[0025]以下通過一具體實(shí)例來進(jìn)一步的說明上述方案。
[0026]參見圖1，其所示為本實(shí)例提供的低溫差蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的系統(tǒng)示意圖。
[0027]由圖可知，整個(gè)低溫差蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)主要包括降膜蒸發(fā)器100,流化床蒸發(fā)器110,空氣加熱器120及溶液管路210和220,空氣管路310、320和330,蒸汽管路400、410和 420。
[0028]降膜蒸發(fā)器100,其上部設(shè)有溶液進(jìn)口連接管路210和空氣出口管路330以及蒸汽管路400,其底部出液口直接和流化床蒸發(fā)器的進(jìn)口端連接。該降膜蒸發(fā)器100通過蒸汽管路400引入蒸汽，對進(jìn)入的溶液進(jìn)行低溫差蒸發(fā)濃縮；通過空氣出口管路330排出相應(yīng)的蒸汽。
[0029]流化床蒸發(fā)器110,其上設(shè)置有蒸汽管路410、熱空氣進(jìn)口以及硝酸鹽溶液出口。流化床蒸發(fā)器110通過蒸汽管路410引入蒸汽對進(jìn)入的溶液進(jìn)行低溫差蒸發(fā)濃縮；流化床蒸發(fā)器110通過熱空氣進(jìn)口連接空氣管路320引入熱空氣作為的流化介質(zhì)，與溶液密切接觸，促進(jìn)溶液的高度濃縮，同時(shí)將熱空氣傳送至降膜蒸發(fā)器100,以加強(qiáng)降膜蒸發(fā)器100的蒸發(fā)能力和帶走蒸發(fā)出來的水蒸汽；流化床蒸發(fā)器110的硝酸鹽溶液出口連接溶液管路220,輸出濃縮后的溶液。
[0030]空氣加熱器120,用于向流化床蒸發(fā)器110提供熱空氣作為流化介質(zhì)。該空氣加熱器120上設(shè)置有空氣進(jìn)口、熱空氣出口、蒸汽進(jìn)口等，空氣進(jìn)口連接空氣管路310引入空氣，熱空氣出口通過空氣管路320連接至流化床蒸發(fā)器110的熱空氣進(jìn)口，向其輸送熱空氣；蒸汽進(jìn)口連接蒸汽管路420,引入加熱介質(zhì)蒸汽，對其內(nèi)的空氣進(jìn)行加熱。
[0031]降膜蒸發(fā)器100和流化床蒸發(fā)器110都使用較低溫度的中壓蒸汽作為加熱介質(zhì)來加熱和蒸發(fā)溶液。
[0032]在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，該低溫度中壓蒸汽的溫度不高于210°C。
[0033]由此構(gòu)成的溶液的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，是一種敞開式的低溫差蒸發(fā)系統(tǒng)，適合于蒸發(fā)和高度濃縮熱敏性溶液。其整個(gè)工序過程如下：
[0034]首先，經(jīng)過常規(guī)工藝得到的濃度為90-99%的溶液經(jīng)溶液進(jìn)口連接管路210送入降膜蒸發(fā)器100上部進(jìn)液口，通過溶液分布器，溶液分流到各個(gè)降膜管的內(nèi)壁上成液膜，液膜借自重從管壁流下。降膜蒸發(fā)器100通過蒸汽管路400引入蒸汽，該蒸汽從降膜管外加熱和蒸發(fā)管內(nèi)壁上的溶液膜；而降膜管內(nèi)中心由流化床蒸發(fā)器110引入的熱空氣逆流而上，與蒸發(fā)管內(nèi)壁上的溶液直接接觸加強(qiáng)蒸發(fā)能力，同時(shí)帶出被蒸發(fā)出來的水蒸汽，從降膜蒸發(fā)器100頂部的空氣管路330排出，由此溶液得到第一步蒸發(fā)濃縮，濃縮后的溶液經(jīng)降膜蒸發(fā)器100底部的出液口流入到流化床蒸發(fā)器110。
[0035]接著，經(jīng)過第一步蒸發(fā)的溶液流進(jìn)流化床蒸發(fā)器110。流化床蒸發(fā)器110內(nèi)配置有相應(yīng)的蒸汽加熱管，通過蒸汽管路410引入蒸汽，由蒸汽保持一定的蒸發(fā)溫度。同時(shí)流化床蒸發(fā)器110內(nèi)通過空氣管路320引入熱空氣，并利用熱空氣作為的流化介質(zhì)和溶液密切接觸，使得溶液得到更深度的濃縮。從而溶液通過流化床床面后獲得含水量極低的溶液，該高濃度的溶液通過溶液管路220輸出。而從流化床出來的熱空氣自動進(jìn)入降膜蒸發(fā)器低部再分流到各降膜管內(nèi)。
[0036]整個(gè)濃縮過程中，該空氣加熱器120持續(xù)的通過空氣管路310引入空氣，再由蒸汽管路420,引入加熱介質(zhì)蒸汽，對其內(nèi)的空氣進(jìn)行加熱，并將加熱后的熱空氣通過空氣管路320輸送至流化床蒸發(fā)器110,作為其的流化介質(zhì)。
[0037]通過上述實(shí)施例可知，本實(shí)例可安全地蒸發(fā)具有在高溫下不穩(wěn)定性和易分解爆炸性的熱敏性物料如硝酸鹽溶液，并且可實(shí)現(xiàn)溶液的高深度濃縮，滿足工業(yè)上對原料水含量極低的工序要求。
[0038]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種適用于熱敏性溶液的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：降膜蒸發(fā)器，所述降膜蒸發(fā)器與流化床蒸發(fā)器連通，對待蒸發(fā)濃縮的溶液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，流化床蒸發(fā)器，所述流化床蒸發(fā)器對經(jīng)降膜蒸發(fā)器濃縮的溶液進(jìn)一步蒸發(fā)濃縮。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于熱敏性溶液的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，其特征在于，所述降膜蒸發(fā)器和流化床蒸發(fā)器使用相對較低溫度的蒸汽加熱蒸發(fā)溶液。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于熱敏性溶液的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸發(fā)器的頂部接入待蒸發(fā)濃縮的溶液，溶液通過分布器分布到降膜管內(nèi)，憑借自身重力沿管壁流到蒸發(fā)器下端；降膜管外通入蒸汽用于加熱和蒸發(fā)溶液。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于熱敏性溶液的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，其特征在于，所述流化床蒸發(fā)器由蒸汽保持一定的溫度，溶液通過流化床床面后得到進(jìn)一步的蒸發(fā)濃縮。5.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的一種適用于熱敏性溶液的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，其特征在于，所述降膜蒸發(fā)器和流化床蒸發(fā)器使用蒸汽加熱空氣，利用熱空氣和溶液直接接觸加強(qiáng)蒸發(fā)能力和帶走蒸發(fā)出來的水蒸汽。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種適用于熱敏性溶液的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，其特征在于，所述降膜蒸發(fā)器中降膜管內(nèi)熱空氣逆流而上帶出被蒸發(fā)出來的水蒸汽。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種適用于熱敏性溶液的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，其特征在于，所述流化床蒸發(fā)器利用熱空氣作為流化床的流化介質(zhì)和溶液密切接觸，促進(jìn)溶液的高度濃縮，同時(shí)將從流化床出來的熱空氣自動進(jìn)入降膜蒸發(fā)器低部再分流到各降膜管內(nèi)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種適用于熱敏性溶液的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，其包括：降膜蒸發(fā)器，所述降膜蒸發(fā)器與流化床蒸發(fā)器連通，對待蒸發(fā)濃縮的溶液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，流化床蒸發(fā)器，所述流化床蒸發(fā)器對經(jīng)降膜蒸發(fā)器濃縮的溶液進(jìn)一步蒸發(fā)濃縮。本實(shí)用新型提供的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)如硝酸鹽等熱敏性溶液的蒸發(fā)和高度濃縮。
【IPC分類】B01D1/14, C01B21/48
【公開號】CN205095432
【申請?zhí)枴緾N201520677543
【發(fā)明人】褚桂范
【申請人】上海知見化工有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年9月1日