專利名稱:一種噴射式溶液蒸發(fā)濃縮器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型公開了一種溶液蒸發(fā)濃縮器,屬于溶液蒸發(fā)濃縮技術(shù)領(lǐng)域,具體地說, 本實用新型涉及一種噴射式溶液蒸發(fā)濃縮器。本實用新型的噴射式溶液蒸發(fā)濃縮器適用于各種溶液蒸發(fā)濃縮,特別是適用于濃縮比大、物料特性隨濃度變化大的物質(zhì)的濃縮蒸發(fā)。
背景技術(shù):
溶液蒸發(fā)濃縮常采用降膜或升膜蒸發(fā),以及強制循環(huán)蒸發(fā),蒸發(fā)水分,濃縮溶液。 降膜或升膜蒸發(fā)方法具有循環(huán)量小、蒸汽消耗低、動力消耗少的特點,但隨著水分蒸發(fā)濃度提高,溶液流動性變差會出現(xiàn)粘壁、干化、最終導(dǎo)致蒸發(fā)管堵塞,因此只適用于較低濃度和/ 或流動性好的溶液蒸發(fā)濃縮;強制循環(huán)蒸發(fā)方法,則彌補了降膜或升膜蒸發(fā)方法的不足,可用于高濃度、高粘度時蒸發(fā)濃縮,但缺點是動力消耗大,蒸發(fā)強度低。因此,物料溶液濃縮常采用多效蒸發(fā)濃縮的方式,在低濃度時采用降膜或升膜蒸發(fā)工藝,而隨著水分蒸發(fā)濃度提高,物料流動性變差,則采用強制循環(huán)工藝。根據(jù)物料性質(zhì)不同,一般濃縮至質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 20-40%以上時,只能采用強制循環(huán)蒸發(fā)至最終濃度。兩類蒸發(fā)濃縮工藝的裝置分開單獨設(shè)置。然而,為實現(xiàn)多效蒸發(fā)中蒸汽合理匹配,在蒸發(fā)效數(shù)設(shè)計時,往往還未達(dá)到需要采用強制循環(huán)蒸發(fā)溶液濃度時,就轉(zhuǎn)為采用強制循環(huán)蒸發(fā),這樣使得強制循環(huán)溶液量增加,蒸發(fā)動力消耗增加,增加了蒸發(fā)成本;此外,過早采用強制循環(huán),還會降低出液速度。這種按蒸汽匹配設(shè)計效數(shù),提前轉(zhuǎn)入強制蒸發(fā)現(xiàn)象客觀存在,長期均未能突破解決,成為行業(yè)慣例。例如碳分母液蒸發(fā)結(jié)晶析鹽工藝,即采取兩段蒸發(fā),首先將母液進(jìn)行低濃度降膜蒸發(fā),再進(jìn)行高濃度強制循環(huán)蒸發(fā)。此外由于降膜或升膜蒸發(fā)器以及強制循環(huán)蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,材質(zhì)要求高,因而制造費高,占地面積大,蒸發(fā)裝置系統(tǒng)投資大。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種噴射式溶液蒸發(fā)濃縮器。本實用新型提供的噴射式溶液蒸發(fā)器設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單,同時大大提高了設(shè)備的蒸發(fā)能力, 降低能耗,減少動力消耗,節(jié)省投資和運行費用。為了實現(xiàn)上述目的,本實用新型提供了以下技術(shù)方案一種噴射式溶液蒸發(fā)濃縮器,包括下部的蒸發(fā)室和上部的二次蒸氣室,蒸發(fā)室殼體上設(shè)置有噴射器安裝口,通過噴射器安裝口設(shè)置有溶液濃縮噴射器,所述溶液濃縮噴射器包括噴嘴分布器以及設(shè)置于噴嘴分布器上的噴嘴,所述噴射器安裝口內(nèi)套設(shè)有進(jìn)料管口,所述噴嘴分布器的一端連接于蒸發(fā)室殼體內(nèi)壁、另一端與進(jìn)料管口相連通,蒸發(fā)室殼體下端設(shè)置有出料管口;蒸發(fā)室殼體下端設(shè)置有出料管口;二次蒸氣室的殼體上設(shè)置有二次蒸汽排出口。上述噴射式溶液蒸發(fā)濃縮器中,所述噴射式溶液蒸發(fā)器蒸發(fā)室殼體上還設(shè)置有人孔、壓力計管口和液位計管口等。上述噴射式溶液蒸發(fā)濃縮的器中,噴射式溶液濃縮蒸發(fā)器下部的蒸發(fā)室與上部的
3二次蒸氣室之間還設(shè)置有絲網(wǎng)液沫捕集器。上述噴射式溶液蒸發(fā)濃縮器中,所述絲網(wǎng)液沫捕集器為不銹鋼細(xì)絲網(wǎng)制成的絮狀網(wǎng),其厚度為250-350毫米,直徑與二次蒸汽室直徑相同,用于捕集二次蒸汽夾帶的少量溶液。上述噴射式溶液蒸發(fā)濃縮器中,所述絲網(wǎng)液沫捕集器和二次蒸氣室的直徑與蒸發(fā)室的直徑比為0.65 1,絲網(wǎng)液沫捕集器與溶液噴射器間距離不低于0.5倍蒸發(fā)室直徑,溶液噴射器與濃縮溶液液面距離不低于2. 5倍蒸發(fā)室直徑。上述噴射式溶液蒸發(fā)濃縮器中,所述噴射式溶液濃縮蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)置的噴射器的噴嘴為離心式噴嘴。本實用新型的噴射式溶液濃縮蒸發(fā)器,極大地增加了溶液蒸發(fā)面積,有利于汽液快速分離,因而明顯提高了蒸發(fā)能力,從而迅速將溶液濃縮到所需濃度。蒸發(fā)器內(nèi)還設(shè)置有配套高效絲網(wǎng)捕沫器,確保二次蒸汽無溶液夾帶。本實用新型的噴射式溶液蒸發(fā)濃縮器可以與進(jìn)料泵、加熱器、蒸發(fā)器、表面冷凝器、真空泵、成品貯槽等依次管道連接,組成噴射式溶液蒸發(fā)濃縮裝置,該裝置適用于各種溶液蒸發(fā)濃縮,特別是適用于濃縮比大、物料特性隨濃度變化大的物質(zhì)的濃縮蒸發(fā),例如燒堿等各種堿液的蒸發(fā)濃縮。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實用新型的有益效果本實用新型提供的噴射式溶液蒸發(fā)濃縮器,設(shè)置有安裝維護方便的低壓噴射器,和絲網(wǎng)捕沫器,具有結(jié)構(gòu)簡單,汽液分離效率高, 單位蒸發(fā)能力大,能耗低,設(shè)備腐蝕性小,使用壽命長,安裝及維護方便等優(yōu)點。噴射式溶液濃縮蒸發(fā)器集降膜或升膜蒸發(fā)器以及強制循環(huán)蒸發(fā)器兩者優(yōu)點,克服了其相應(yīng)不足,具有顯著高的傳熱效能和優(yōu)越的抗積垢性能,蒸發(fā)濃縮動力消耗低,可以節(jié)約動力消耗50%以上,同等條件下顯著提高了蒸發(fā)能力。因而噴射式溶液濃縮蒸發(fā)器具有生產(chǎn)能力大,能耗低,運行平穩(wěn),自動化程度高,裝置設(shè)備占地面積少、設(shè)備制造費相對明顯減少,并能大大節(jié)省裝置投資。降低工程造價等優(yōu)點。
圖1為本實用新型噴射式溶液蒸發(fā)濃縮器的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本實用新型噴式射溶液蒸發(fā)濃縮器的俯視圖。其中I-蒸發(fā)室,II-溶液濃縮噴射器,III-絲網(wǎng)液沫捕集器,IV-二次蒸氣室,V-噴嘴分布器,VI-噴嘴;a-進(jìn)料管口,b-出料管口,C- 二次蒸汽排出口,dl-第一液位計管口,d2-第二液位計管口,e-壓力計管口,f-噴射器安裝口,m-人孔。
具體實施方式
下面結(jié)合試驗例及具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本實用新型上述主題的范圍僅限于以下的實施例,凡基于本實用新型內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本實用新型的范圍。實施例[0022]本實用新型列舉的噴射式溶液蒸發(fā)濃縮器,包括下部的蒸發(fā)室I和上部的二次蒸氣室IV;蒸發(fā)室I的殼體上設(shè)置有噴射器安裝口 f、人孔m、壓力計管口 e和第一液位計管口 dl、第二液位計管口 d2,通過噴射器安裝口 f設(shè)置有溶液濃縮噴射器II,所述溶液濃縮噴射器包括噴嘴分布器V以及設(shè)置于噴嘴分布器上的噴嘴VI,所述噴射器安裝口內(nèi)套設(shè)有進(jìn)料管口 a,所述噴嘴分布器的一端連接于蒸發(fā)室殼體內(nèi)壁、另一端與進(jìn)料管口 a相連通,蒸發(fā)室殼體下端設(shè)置有出料管口 b ;蒸發(fā)室I與二次蒸氣室IV之間還設(shè)置有絲網(wǎng)液沫捕集器 III ;二次蒸氣室IV的殼體上部設(shè)置有二次蒸汽排出口 C。上述噴射式溶液濃縮蒸發(fā)器所述絲網(wǎng)液沫捕集器和二次蒸氣室的直徑與蒸發(fā)室的直徑比為0.65 1,絲網(wǎng)液沫捕集器與溶液濃縮噴射器間距離為800mm,溶液噴射器與濃縮溶液液面距離大于3500mm。所述溶液濃縮噴射器的噴嘴為離心式噴嘴。所述絲網(wǎng)液沫捕集器用于捕集二次蒸汽夾帶的少量溶液,為不銹鋼細(xì)絲網(wǎng)制成的棉絮狀網(wǎng),其厚度為300毫米。本實用新型列舉的噴射式溶液蒸發(fā)濃縮器可以與進(jìn)料泵、預(yù)熱器加熱器、蒸發(fā)器、表面冷凝器、真空泵、成品貯槽組成噴射式溶液蒸發(fā)濃縮裝置,利用該裝置對年產(chǎn)30kt/ a質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%氫氧化鉀溶液濃縮至48%,蒸發(fā)濃縮過程如下a) 30%氫氧化鉀溶液溶液預(yù)熱溫度為20-40°C的30%氫氧化鉀溶液,以12. 5T/h的進(jìn)料量由溶液進(jìn)料泵 1 (IEJ50-32-160)壓力0. 35MPa(表壓)送入預(yù)熱器2 (BRW40)由加熱蒸汽冷凝水預(yù)熱至 70-90 0C ;b) 30 %氫氧化鉀溶液加熱壓力0. 35MPa (表壓)30%氫氧化鉀溶液(12. 5T/h)預(yù)熱至70_90°C后進(jìn)入板式加熱器3(BRW80)經(jīng)蒸汽加熱120-130°C ;C) 30%氫氧化鉀噴射蒸發(fā)濃縮30%氫氧化鉀(12. 5T/h)經(jīng)加熱至沸點以上溫度(120-130°C )后進(jìn)入噴射式溶液濃縮蒸發(fā)器4( φ 1600/ φ 1000X8500)內(nèi),通過噴射器II進(jìn)行噴霧狀分散式閃蒸快速蒸發(fā),達(dá)到48%濃度氫氧化鉀(7.81T/h,70°C-9(TC),溶液閃蒸濃縮產(chǎn)生的二次蒸汽(4. 69T/ H, 650C -80°C,0. OlMPa)與48%濃度氫氧化鉀濃縮溶液(7. 81T/h),溫度70°C _90°C,同時經(jīng)重力汽液分離和絲網(wǎng)捕沫器III液沫捕集分離。二次蒸汽由上部二次蒸汽室IV排出口 c排出;d) 二次蒸汽冷凝二次蒸汽(4. 69T/H, 65 V -80 V 0. 014-0. 017MPa)由噴射式溶液濃縮蒸發(fā)器4上部二次蒸汽室IV排出口 c排出,進(jìn)入二次蒸汽列管式表面冷凝器5(列管臥式 Φ 1000X6400F= 180Μ2) 二次蒸汽被冷卻水冷凝為冷凝水經(jīng)冷凝水排出管口排出(4. 69Τ/ H, 30 0C -40 0C )。e)不凝氣排出系統(tǒng)少量空氣不凝氣由表面冷凝器5不凝氣排出口排出經(jīng)液環(huán)式真空泵 6 (SKJ2. 0)排出。f) 48%氫氧化鉀濃縮產(chǎn)品貯存噴射式溶液濃縮蒸發(fā)器4內(nèi)48%氫氧化鉀(7.81T/h)濃縮溶液由下部出料口排出,進(jìn)入成品貯槽7( φ 6000X6500)貯存;g)48%濃度氫氧化鉀濃縮產(chǎn)品輸送包裝48%濃度氫氧化鉀濃縮溶液,由貯槽7經(jīng)成品輸送泵8 (IEJ50-32-160A)進(jìn)行成品罐裝或直接輸送至用戶。30%氫氧化鉀溶液進(jìn)料量12. 5T/h采用流量控制閥控制,48%氫氧化鉀濃縮溶液出料量7. 81T/h由液位控制閥控制,加熱蒸汽量控制閥由進(jìn)噴射式溶液濃縮蒸發(fā)器30%氫氧化鉀溶液溫度控制。48%氫氧化鉀單效噴式射溶液蒸發(fā)濃縮裝置及生產(chǎn)全部采用DCS自動控制。由上述工藝參數(shù)可知,利用本實用新型的裝置可節(jié)約動力消耗50%以上,同等條件下顯著提高了蒸發(fā)能力。
權(quán)利要求1.一種噴射式溶液蒸發(fā)濃縮器,其特征在于該噴射式溶液蒸發(fā)濃縮器包括下部濃縮溶液收集和蒸發(fā)的蒸發(fā)室和上部的二次蒸氣室,蒸發(fā)室殼體上部設(shè)置有蒸發(fā)器噴射器安裝口,通過蒸發(fā)器噴射器安裝口設(shè)置有溶液濃縮噴射器,所述溶液濃縮噴射器由噴嘴分布器和設(shè)置于噴嘴分布器上的噴嘴組成,溶液濃縮噴射器設(shè)有進(jìn)料管口,進(jìn)料管道與噴嘴分布器相連通,蒸發(fā)室殼體下端設(shè)置有出料管口 ;蒸發(fā)室上部與二次蒸氣室下部之間設(shè)置有絲網(wǎng)液沫捕集器,二次蒸氣室的殼體上部設(shè)置有二次蒸汽排出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射式溶液蒸發(fā)濃縮器,其特征在于所述蒸發(fā)室殼體上還設(shè)置有人孔、壓力計管口和溫度計以及液位計管口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射式溶液蒸發(fā)濃縮器,其特征在于所述蒸發(fā)室與二次蒸氣室之間還設(shè)置有絲網(wǎng)液沫捕集器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴射式溶液蒸發(fā)濃縮器,其特征在于所述絲網(wǎng)液沫捕集器為不銹鋼細(xì)絲網(wǎng)制成的絮狀網(wǎng),其厚度為250-350毫米,直徑與二次蒸汽室直徑相同,用于捕集二次蒸汽夾帶的少量溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的噴射式溶液蒸發(fā)濃縮器,其特征在于所述絲網(wǎng)液沫捕集器和二次蒸氣室的直徑與蒸發(fā)室的直徑比為0. 65 1,絲網(wǎng)液沫捕集器與溶液噴射器間距離不低于0. 5倍蒸發(fā)室直徑,溶液噴射器與濃縮溶液液面距離不低于2. 5倍蒸發(fā)室直徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項所述的噴射式溶液蒸發(fā)濃縮器,其特征在于所述溶液濃縮噴射器為低壓式溶液濃縮噴射器,噴射器的噴嘴為低壓離心式噴嘴。
專利摘要本實用新型公開了一種噴射式溶液蒸發(fā)濃縮器,屬于溶液蒸發(fā)濃縮技術(shù)領(lǐng)域。本實用新型的噴射式溶液蒸發(fā)濃縮器,包括下部濃縮溶液收集和蒸發(fā)的蒸發(fā)室和上部的二次蒸氣室,蒸發(fā)室殼體上部設(shè)置有蒸發(fā)器噴射器安裝口,通過蒸發(fā)器噴射器安裝口設(shè)置有溶液濃縮噴射器,所述溶液濃縮噴射器由進(jìn)料管和噴嘴分布器以及設(shè)置于噴嘴分布器上的噴嘴組成,溶液濃縮噴射器設(shè)有進(jìn)料管口,進(jìn)料管道與噴嘴分布器及噴嘴相連通,蒸發(fā)室殼體下端設(shè)置有出料管口;蒸發(fā)室上部與二次蒸氣室下部之間設(shè)置有絲網(wǎng)液沫捕集器,二次蒸氣室上部的殼體上設(shè)置有二次蒸汽排出口。本實用新型的噴射式溶液蒸發(fā)濃縮器適用于各種溶液蒸發(fā)濃縮,特別是適用于濃縮比大、物料特性隨濃度變化大的物質(zhì)的濃縮蒸發(fā),例如燒堿等各種堿液的蒸發(fā)濃縮。
文檔編號B01D1/16GK202020930SQ20102066589
公開日2011年11月2日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者王光華 申請人:成都華融化工有限公司