本發(fā)明涉及溶液的濃縮結(jié)晶技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種鹽溶液節(jié)能蒸發(fā)濃縮結(jié)晶系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

鹽溶液濃縮結(jié)晶通常采用蒸發(fā)工藝，傳統(tǒng)工藝蒸汽消耗高，且因進(jìn)新料冷料容易導(dǎo)致系統(tǒng)波動、穩(wěn)定性差、操作不便。近年以來，因蒸汽價格持續(xù)上漲，傳統(tǒng)蒸發(fā)工藝的高能源成本使得廣大企業(yè)壓力劇增、不堪重負(fù)，而蒸汽所使用的化石能源的大量采用導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染，新型蒸發(fā)工藝由于技術(shù)不成熟，存在操作難、穩(wěn)定性差、能耗較高等諸多問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種鹽溶液節(jié)能蒸發(fā)濃縮結(jié)晶系統(tǒng)及其控制方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種鹽溶液節(jié)能蒸發(fā)濃縮結(jié)晶系統(tǒng)，包括預(yù)熱裝置、蒸發(fā)濃縮裝置、蒸發(fā)結(jié)晶裝置、晶體分離裝置、控制裝置；所述預(yù)熱裝置包括物料緩沖罐、預(yù)熱器，物料緩沖罐與預(yù)熱器通過一段輸料管連接，所述輸料管上安裝有進(jìn)料泵；所述蒸發(fā)濃縮裝置包括第一循環(huán)泵、第一換熱器、濃縮器、蒸汽壓縮機(jī)以及冷凝水罐；所述第一循環(huán)泵的進(jìn)料端連接預(yù)熱器的出料端；濃縮器與第一換熱器連接并形成第一閉合回路，所述第一閉合回路上連接有第一循環(huán)泵，物料通過第一循環(huán)泵進(jìn)入第一換熱器中換熱之后再進(jìn)入到濃縮器中蒸發(fā)，氣液分離后得到濃縮液，物料通過第一閉合回路在第一換熱器和濃縮器之間循環(huán)蒸發(fā)濃縮；所述蒸發(fā)濃縮裝置濃縮器側(cè)面端通過開關(guān)閥門和管道與蒸發(fā)結(jié)晶裝置連接；所述濃縮器的蒸汽出口通過一段輸氣管連接蒸汽壓縮機(jī)的進(jìn)氣口，蒸汽壓縮機(jī)的出氣口與第一換熱器連通，第一換熱器的冷凝水出口通過輸水管連接冷凝水罐；所述蒸發(fā)結(jié)晶裝置包括第二循環(huán)泵、第二換熱器、結(jié)晶器；所述第二循環(huán)泵的進(jìn)料端通過所述的閥門和管道與蒸發(fā)濃縮裝置濃縮器出料口端連接；所述結(jié)晶器與第二換熱器連接并形成第二閉合回路，物料通過第二循環(huán)泵進(jìn)入第二換熱器中換熱之后再進(jìn)入到結(jié)晶器中蒸發(fā)，分離得到濃縮液，物料通過第二閉合回路在第二換熱器和結(jié)晶器之間不斷蒸發(fā)，直至設(shè)定的濃度；所述結(jié)晶器的蒸汽出口通過一段輸氣管連接蒸汽壓縮機(jī)的進(jìn)氣口，蒸汽壓縮機(jī)的出氣口與第二換熱器熱進(jìn)氣口連接，第二換熱器的冷凝水出口通過輸水管連接冷凝水罐；所述晶體分離裝置包括出料泵、稠厚器、脫水裝置，稠厚器、脫水裝置通過出料泵依次連接在結(jié)晶器的出料端；所述控制裝置包括控制電路、傳感器，通過傳感器對液位、溫度、壓力等數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，由控制電路自動控制各泵、開關(guān)閥門運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)全流程的自動化。

優(yōu)選的，所述傳感器包括設(shè)于濃縮器內(nèi)的濃縮液位傳感器，所述控制電路分別與濃縮液位傳感器、進(jìn)料泵連接。

優(yōu)選的，所述傳感器包括設(shè)于結(jié)晶器內(nèi)的結(jié)晶液位傳感器，所述控制電路分別與結(jié)晶液位傳感器、開關(guān)閥門連接。

優(yōu)選的，所述傳感器包括設(shè)于結(jié)晶器內(nèi)的蒸汽溫度傳感器、液體溫度傳感器，所述控制電路分別與蒸汽溫度傳感器、液體溫度傳感器及出料泵連接。

優(yōu)選的，所述冷凝水罐設(shè)有冷凝水出口，冷凝水在排水泵的動力作用下通過輸水管流過預(yù)熱器，并與逆向流過預(yù)熱器的物料換熱，以回收熱量。

優(yōu)選的，所述脫水裝置與結(jié)晶器之間設(shè)有第三回路，第三回路上設(shè)有母液泵，在脫水裝置后得到的母液經(jīng)過母液泵重新進(jìn)入到蒸發(fā)結(jié)晶裝置中再蒸發(fā)濃縮。

優(yōu)選的，所述預(yù)熱器的冷凝水出口連接有出水管，預(yù)熱器熱交換后的常溫冷凝水經(jīng)過出水管排出。

優(yōu)選的，所述蒸發(fā)結(jié)晶裝置的結(jié)晶器為OSLO結(jié)晶器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本鹽溶液節(jié)能蒸發(fā)濃縮結(jié)晶系統(tǒng)采用壓縮機(jī)壓縮分離器內(nèi)分離出的二次蒸汽，使用壓縮后的二次蒸汽作為加熱蒸汽，替代了傳統(tǒng)的蒸汽加熱的蒸發(fā)結(jié)晶方式，并通過設(shè)置回路實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)自身的循環(huán)，實(shí)現(xiàn)回用熱能、蒸發(fā)濃縮的目的，做到了無需生蒸汽加熱、無需冷凝設(shè)備，只需少量的電能就能達(dá)到良好的蒸發(fā)的效果，從而為鹽溶液處理過程中降低成本、節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、提高生產(chǎn)效率開辟了一條新途徑；通過將蒸發(fā)過程分為蒸發(fā)濃縮和蒸發(fā)結(jié)晶兩階段，濃縮和結(jié)晶系統(tǒng)之間充分利用其氣壓基本一致的特點(diǎn)，利用液位、壓力、溫度信號監(jiān)測及自動反饋控制閥門，實(shí)現(xiàn)濃縮和結(jié)晶系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)和平穩(wěn)運(yùn)行，進(jìn)而確保系統(tǒng)在連續(xù)運(yùn)行中高效穩(wěn)定。

為更好地實(shí)現(xiàn)發(fā)明的目的，這里，還提供一種所述鹽溶液節(jié)能蒸發(fā)濃縮結(jié)晶系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

S1.由濃縮液位傳感器對蒸發(fā)濃縮裝置濃縮器液位進(jìn)行監(jiān)控，在濃縮器低液位時控制電路自動控制開啟進(jìn)料泵，在濃縮器液位高時關(guān)閉進(jìn)料泵，保證濃縮器液位維持在穩(wěn)定區(qū)間；

S2.由結(jié)晶液位傳感器對蒸發(fā)結(jié)晶裝置OSLO結(jié)晶器液位進(jìn)行監(jiān)控，在結(jié)晶器低液位時，由控制電路自動控制開關(guān)閥門開啟，濃縮器中的液體自動流向結(jié)晶器，結(jié)晶器中物料得以補(bǔ)充，在結(jié)晶器液位高時控制電路自動控制開關(guān)閥門關(guān)閉，通過開關(guān)閥門的啟閉，使結(jié)晶器中的物料液位維持在穩(wěn)定區(qū)間；

S3.因鹽溶液在一定濃度下，其液態(tài)溫度和蒸汽溫度存在穩(wěn)定的溫度差，由蒸汽溫度傳感器、液體溫度傳感器分別對結(jié)晶器中二次蒸汽溫度及物料溫度進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)控制電路監(jiān)測到汽液溫度差到達(dá)設(shè)定值，即表示濃縮液達(dá)到要求濃度，則控制出料泵開啟出料，當(dāng)溫差下降到某設(shè)定值時，關(guān)閉出料泵停止出料，如此實(shí)現(xiàn)自動出料。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的控制裝置的方框示意圖；

其中：1.物料緩沖罐，2.進(jìn)料泵，3.預(yù)熱器，4.濃縮器，5.第一循環(huán)泵，6.第一換熱器，7.閥門，8.第二循環(huán)泵，9.第二換熱器，10.結(jié)晶器，11.蒸汽壓縮機(jī)，12.冷凝水罐，13.排水泵，14.出料泵，15.稠厚器，16.脫水裝置，17.母液泵。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參照圖1、圖2所示，一種鹽溶液節(jié)能蒸發(fā)濃縮結(jié)晶系統(tǒng)，包括預(yù)熱裝置、蒸發(fā)濃縮裝置、蒸發(fā)結(jié)晶裝置、晶體分離裝置、控制裝置；所述預(yù)熱裝置包括物料緩沖罐1、預(yù)熱器3，物料緩沖罐1與預(yù)熱器3通過一段輸料管連接，所述輸料管上安裝有進(jìn)料泵2；所述蒸發(fā)濃縮裝置包括第一循環(huán)泵5、第一換熱器6、濃縮器4、蒸汽壓縮機(jī)11以及冷凝水罐12；所述第一循環(huán)泵5的進(jìn)料端連接預(yù)熱器3的出料端；濃縮器4與第一換熱器6連接并形成第一閉合回路，所述第一閉合回路上連接有第一循環(huán)泵5，物料通過第一循環(huán)泵5進(jìn)入第一換熱器6中換熱之后再進(jìn)入到濃縮器4中蒸發(fā)，氣液分離后得到濃縮液，物料通過第一閉合回路在第一換熱器6和濃縮器4之間循環(huán)蒸發(fā)濃縮；所述蒸發(fā)濃縮裝置濃縮器4側(cè)面端通過開關(guān)閥門7和管道與蒸發(fā)結(jié)晶裝置連接；所述濃縮器4的蒸汽出口通過一段輸氣管連接蒸汽壓縮機(jī)11的進(jìn)氣口，蒸汽壓縮機(jī)11的出氣口與第一換熱器6連通，第一換熱器6的冷凝水出口通過輸水管連接冷凝水罐12；所述蒸發(fā)結(jié)晶裝置包括第二循環(huán)泵8、第二換熱器9、結(jié)晶器10；所述第二循環(huán)泵8的進(jìn)料端通過所述的閥門7和管道與蒸發(fā)濃縮裝置濃縮器4出料口端連接；所述結(jié)晶器10與第二換熱器9連接并形成第二閉合回路，物料通過第二循環(huán)泵8進(jìn)入第二換熱器9中換熱之后再進(jìn)入到結(jié)晶器10中蒸發(fā)，分離得到濃縮液，物料通過第二閉合回路在第二換熱器9和結(jié)晶器10之間不斷蒸發(fā)，直至設(shè)定的濃度；所述結(jié)晶器10的蒸汽出口通過一段輸氣管連接蒸汽壓縮機(jī)11的進(jìn)氣口，蒸汽壓縮機(jī)11的出氣口與第二換熱器9熱進(jìn)氣口連接，第二換熱器9的冷凝水出口通過輸水管連接冷凝水罐12；所述晶體分離裝置包括出料泵14、稠厚器15、脫水裝置16，稠厚器15、脫水裝置16通過出料泵14依次連接在結(jié)晶器10的出料端；所述控制裝置包括控制電路、傳感器，通過傳感器對液位、溫度、壓力等數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，由控制電路自動控制各泵、開關(guān)閥門7運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)全流程的自動化。這里的結(jié)晶器10為OSLO結(jié)晶器。結(jié)晶器10中的物料達(dá)到要求濃度后，出料泵14開啟，物料在出料泵14的動力作用下排出到稠厚器15中繼續(xù)結(jié)晶，達(dá)到要求后，排出到脫水裝置16脫水得到晶體鹽。

所述冷凝水罐12設(shè)有冷凝水出口，排水泵13的進(jìn)水端通過輸水管連接在冷凝水罐12的冷凝水出口，排水泵13的出水端連接在預(yù)熱器3上。由于從冷凝水罐12中出來的水還有一定溫度，如果直接排出會導(dǎo)致熱源的浪費(fèi)，將冷凝水罐12中的水引入到預(yù)熱器3中，可以作為預(yù)熱器3的熱源，從而達(dá)到充分利用熱量的目的。

所述脫水裝置16與結(jié)晶器10之間設(shè)有第三回路，第三回路上設(shè)有母液泵17，經(jīng)過脫水裝置16后得到的母液經(jīng)過母液泵17送入到結(jié)晶器10中循環(huán)。分離后的母液為飽和鹽溶液，直接排出可能導(dǎo)致鹽溶液回收不完全，排出后污染環(huán)境，因此設(shè)計第三回路后，母液通過第二回路進(jìn)入到蒸發(fā)結(jié)晶裝置中，然后在蒸發(fā)結(jié)晶裝置中繼續(xù)濃縮，達(dá)到預(yù)定的濃度后再次晶體分離，如此循環(huán)，最后實(shí)現(xiàn)鹽溶液的完全回收。

所述預(yù)熱器3的冷凝水出口連接有出水管，預(yù)熱器3熱交換后的常溫冷凝水經(jīng)過出水管排出。

所述傳感器包括設(shè)于濃縮器4內(nèi)的濃縮液位傳感器，所述控制電路分別與濃縮液位傳感器、進(jìn)料泵2連接。

所述傳感器包括設(shè)于結(jié)晶器10內(nèi)的結(jié)晶液位傳感器，所述控制電路分別與結(jié)晶液位傳感器、開關(guān)閥門7連接。

所述傳感器包括設(shè)于結(jié)晶器10內(nèi)的蒸汽溫度傳感器、液體溫度傳感器，所述控制電路分別與蒸汽溫度傳感器、液體溫度傳感器及出料泵14連接。

本發(fā)明所述的系統(tǒng)濃縮結(jié)晶鹽溶液可采用如下工藝：物料緩沖罐1中的溫度為室溫，鹽溶液原液經(jīng)進(jìn)料泵2泵入預(yù)熱器3與預(yù)熱器3中的冷凝水產(chǎn)生換熱，經(jīng)過預(yù)熱器3后溫度上升；預(yù)熱后的鹽溶液進(jìn)入到第一換熱器6中，并通過第一循環(huán)泵5在第一換熱器6和濃縮器4中循環(huán)，在第一換熱器6中與加熱蒸汽換熱，吸收熱量的鹽溶液進(jìn)入濃縮器4中閃蒸，并分離出二次蒸汽和濃縮液，二次蒸汽從濃縮器4蒸汽出口進(jìn)入蒸汽壓縮機(jī)11，經(jīng)蒸汽壓縮機(jī)11的絕熱壓縮后，溫度和壓力得到提升；升溫升壓后的二次蒸汽作為加熱蒸汽進(jìn)入第一換熱器6與鹽溶液換熱，放熱后冷凝成水，并排入冷凝水罐12；吸收熱量的鹽溶液進(jìn)入濃縮器4中閃蒸并分離出二次蒸汽和濃縮液，濃縮液在蒸發(fā)結(jié)晶裝置中液位檢測控制裝置信號的反饋下，通過自動啟閉開關(guān)閥門7，而由自流管道流入蒸發(fā)結(jié)晶裝置，再通過第二循環(huán)泵8在第二換熱器9和結(jié)晶器10中循環(huán)，在第二換熱器9中與加熱蒸汽換熱，吸收熱量的鹽溶液進(jìn)入結(jié)晶器10中閃蒸，并分離出二次蒸汽和濃縮液，二次蒸汽從結(jié)晶器10蒸汽出口進(jìn)入蒸汽壓縮機(jī)11，經(jīng)蒸汽壓縮機(jī)11的絕熱壓縮后，溫度和壓力得到提升；升溫升壓后的二次蒸汽作為加熱蒸汽進(jìn)入第二換熱器9與鹽溶液換熱，放熱后冷凝成水，并排入冷凝水罐12；結(jié)晶器10中鹽溶液濃縮液濃度達(dá)到設(shè)定值時經(jīng)出料泵14泵入稠厚器15中攪拌結(jié)晶，然后經(jīng)過稠厚器15和脫水裝置16分離出鹽溶液晶體；從預(yù)熱器3最后出來的冷凝水可以回用或達(dá)標(biāo)排放。

為更好地實(shí)現(xiàn)發(fā)明的目的，這里，還提供一種利用所述鹽溶液節(jié)能蒸發(fā)濃縮結(jié)晶系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)濃縮結(jié)晶的控制方法，包括以下步驟：

S1.由濃縮液位傳感器對蒸發(fā)濃縮裝置濃縮器4液位進(jìn)行監(jiān)控，在濃縮器4低液位時控制電路自動控制開啟進(jìn)料泵2，在濃縮器4液位高時關(guān)閉進(jìn)料泵2，保證濃縮器4液位維持在穩(wěn)定區(qū)間；

S2.由結(jié)晶液位傳感器對蒸發(fā)結(jié)晶裝置OSLO結(jié)晶器10液位進(jìn)行監(jiān)控，在結(jié)晶器10低液位時，由控制電路自動控制開關(guān)閥門7開啟，濃縮器4中的液體自動流向結(jié)晶器10，結(jié)晶器10中物料得以補(bǔ)充，在結(jié)晶器10液位高時控制電路自動控制開關(guān)閥門7關(guān)閉，通過開關(guān)閥門7的啟閉，使結(jié)晶器10中的物料液位維持在穩(wěn)定區(qū)間；

S3.因鹽溶液在一定濃度下，其液態(tài)溫度和蒸汽溫度存在穩(wěn)定的溫度差，由蒸汽溫度傳感器、液體溫度傳感器分別對結(jié)晶器10中二次蒸汽溫度及物料溫度進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)控制電路監(jiān)測到汽液溫度差到達(dá)設(shè)定值，即表示濃縮液達(dá)到要求濃度，則控制出料泵14開啟出料，當(dāng)溫差下降到某設(shè)定值時，關(guān)閉出料泵14停止出料，如此實(shí)現(xiàn)自動出料。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。