专利名称：一种mvr高效节能蒸发系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于工业废水处理技术领域，特别涉及一种用于在工业废水中分别结晶分离氯化钠和氯化钾的MVR高效节能蒸发系统。
背景技术：
伴随着工业生产，每天都要产生大量的工业废水，尤其是产生一些高盐工业废水，理想的情况是从高盐工业废水中提取有一定价值的无机盐，回收出售、变废为宝。现有技术中，通过对某高盐工业废水的预处理，已经可以将此高盐工业废水中的杂质、重金属等除去，以得到仅含有氯化钠和氯化钾的工业废水，而如何高效地从工业废水中提取纯度高、产量大的氯化钾晶体和氯化钠晶体，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容为解决现有技术中的缺陷，本实用新型提供了一种用于在工业废水中分别结晶分离氯化钠和氯化钾的MVR高效节能蒸发系统，该系统利用氯化钠和氯化钾的溶解度特性，在系统中相应地设置有用于蒸发浓缩、冷却和添加有机溶剂的设备以实现分别结晶分离氯化钠和氯化钾，且出晶量大、纯度高。技术方案一种MVR高效节能蒸发系统，其特征在于，所述蒸发器包括有预热器、降膜蒸发器、降膜分离器、强制循环蒸发器、结晶分离器、冷却反应爸、钠盐离心机、深度冷却器、钾盐沉降罐、有机溶液储罐、钾盐离心机和离心蒸汽压缩机，其中原液从所述预热器的料液入口端进入，所述预热器的料液出口端与降膜蒸发器的第一料液入口端通过料液管道相连通，所述降膜蒸发器的料液出口端与降膜分离器的料液入口端通过料液管道相连通，所述降膜分离器的第一料液出口端与结晶分离器的第一料液入口端通过料液管道相连通，所述降膜分离器的第二料液出口端与降膜蒸发器的第二料液入口端通过料液管道相连通，所述结晶分离器的第一料液出口端与强制循环蒸发器的料液入口端通过料液管道相连通，所述强制循环蒸发器的料液出口端与结晶分离器的第二料液入口端通过料液管道相连通，所述结晶分离器的第二料液出口端与冷却反应釜的料液入口端通过料液管道相连通，所述冷却反应釜的料液出口端与钠盐离心机的料液入口端通过料液管道相连通所述钠盐离心机的料液出口端与深度冷却器的料液入口端通过料液管道相连通，所述钠盐离心机还包括晶体出口端，所述深度冷却器的料液出口端与所述钾盐沉降罐的料液入口端通过料液管道相连通，所述钾盐沉降罐的料液出口端与钾盐离心机的料液入口端相连通，所述钾盐离心机包括有晶体出口端和料液出口端，所述有机溶剂储罐的料液出口端与所述钾盐沉降罐的料液入口端通过料液管道相连通，所述降膜分离器的蒸汽出口端与离心蒸汽压缩器的蒸汽入口端通过气体管道相连通，所述结晶分离器的蒸汽出口端与离心蒸汽压缩机的蒸汽入口端通过气体管道相连通，离心蒸汽压缩机的二次蒸汽出口端通过气体管道为所述降膜蒸发器和强制循环蒸发器提供二次蒸汽，所述有机溶剂储罐内储存有可与水共溶的有机溶剂。[0006]所述离心蒸汽压缩机的二次蒸汽出口端与降膜蒸发器的二次蒸汽入口端通过气体管道相连通，所述强制循环蒸发器的二次蒸汽入口端通过气体管道与连通所述离心蒸汽压缩机的二次蒸汽出口端与降膜蒸发器的二次蒸汽入口端的气体管道相连通。所述预热器包括有第一板式预热器和第二板式预热器，所述原液通过第一板式预热器的料液入口端进入，所述第一板式预热器的料液出口端与第二板式预热器的料液入口端通过料液管道相连通，所述第二板式预热器的料液出口端与降膜蒸发器的第一料液入口端通过料液管道相连通。所述蒸发系统还包括有冷凝水罐，所述降膜蒸发器和所述强制循环蒸发器的冷凝水出口端分别与冷凝水罐的冷凝水入口端通过冷凝水管道相连通，所述冷凝水罐的冷凝水出口端通过冷凝水管道与第一板式预热器的冷凝水入口端相连通为第一板式预热器提供用于换热的冷凝水，所述蒸发系统中的降膜蒸发器的壳层和强制循环蒸发器的壳层产生的不凝气被输送到第二板式预热器用于与原液换热。所述降膜分离器中安装有用于检测氯化钠浓度的氯化钠浓度在线检测装置。
所述结晶分离器中安装有用于检测氯化钾浓度的氯化钾浓度在线检测装置。还包括有浓缩液缓存罐，所述浓缩液缓存罐位于所述钠盐离心机和深度冷却器之间，钠盐离心机的料液出口端与浓缩液缓存罐的料液入口端通过料液管道相连通，所述浓缩液缓存罐的料液出口端与深度冷却器的料液入口端通过料液管道相连通。所述有机溶液储罐为用于储存乙醇的乙醇储罐。还包括乙醇精馏提纯装置，钾盐离心机的料液出口端与乙醇精馏提出装置的料液入口端相连通，乙醇精馏提纯装置的乙醇出口端通过料液管道与乙醇储罐的乙醇入口端相连通，乙醇精馏提纯装置的母液出口端通过料液管道与母液回流罐的料液入口端相连通，并母液回流罐的料液出口端通过料液管道与强制循环蒸发器的料液入口端相连通，所述母液为分离乙醇后剩余的料液。所述原液为质量浓度为3%的氯化钠和氯化钾工业废水，其中氯化钠和氯化钾的质量比为7 3，所述乙醇储罐中储存有无水乙醇，通过料液管道被引入钾盐沉降罐内的无水乙醇的剂水比为30-70%，所述剂水比为无水乙醇的总质量与钾盐沉降罐内的浓缩料液中的水的质量的比，相应地，深度冷却器的设定冷却温度为30°C。一种MVR高效节能蒸发系统，其特征在于，包括中央控制系统PLC，用于上述的MVR高效节能蒸发系统中的各个设备。技术效果本实用新型提供了一种MVR高效节能蒸发系统，包括有预热器、降膜蒸发器、降膜分离器、强制循环蒸发器、结晶分离器、冷却反应釜、钠盐离心机、深度冷却器、钾盐沉降罐、有机溶液储罐、钾盐离心机和离心蒸汽压缩机，用于在含有氯化钠和氯化钾的工业废水中分别结晶分离氯化钠和氯化钾，本实用新型根据氯化钠和氯化钾的溶解度特性，即氯化钠属于热结晶、氯化钾属于冷结晶，来设计的MVR高效节能蒸发系统。原液(工业废水)通过在预热器中预热、降膜蒸发器中蒸发浓缩、在降膜分离器中气液分离、在强制循环蒸发器中进一步蒸发浓缩、进而在结晶分离器中气液分离、在冷却反应釜中将料液降温(由于钠盐离心机不耐高温)、在钠盐离心机中分离出氯化钠晶体、在深度冷却器中进行深度冷却、在钾盐沉降罐中加入有机溶剂以降低溶解度、在钾盐离心机中分离出氯化钾晶体。在上述的过程中，原液(工业废水)蒸发浓缩的过程中，随着水分的不断蒸发，在蒸发温度下，由于氯化钠的饱和溶解度远低于氯化钾的饱和溶解度，工业废水中的氯化钠首先趋于饱和，进而优先析出氯化钠晶体，当氯化钾达到饱和时，停止蒸发，并分离出析出的氯化钠晶体。接着，将分离出氯化钠晶体后的浓缩料液进行冷却处理，随着温度的降低，氯化钾的饱和溶解度也迅速降低，而氯化钠几乎不受影响，此时析出的结晶主要是氯化钾晶体。但此时析出的氯化钾结晶仅占溶液中的氯化钾的总量的10%左右，而绝大部分氯化钾还在溶液中并未析出。因此，向冷却浓缩料液中加入可与水共溶的有机溶剂，以显著地降低氯化钾和氯化钠的饱和溶解度，但对氯化钾的影响程度更大，此时有大量的晶体析出，分离得到的这部分晶体的主要成分是氯化钾，也有少量的氯化钠，至此，可以将氯化钠和氯化钾从工业废水中分别结晶分离，并得到纯度高、出晶量大的氯化钠和氯化钾晶体。在冷却后的浓缩料液中加入与水混溶的有机溶剂后，有机分子与水分子结合，一部分氯化钠和氯化钾分子不能在水中以离子形式存在，从而以分子形式析出，故其溶解度降低。其中的与水共溶的有机溶剂可以为甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、乙二醇、丙三醇、甲醛、乙醛、甲酸或乙酸等。离心蒸汽压缩机给降膜蒸发器提供用于热交换的二次蒸汽，同时，离心蒸汽压缩·机还给强制循环蒸发器提供用于热交换的二次蒸汽。用于对原液预热的预热器可以为两级板式预热器，即第一板式预热器和第二板式预热器，第一板式预热器中用于换热冷凝水是降膜蒸发器和强制循环蒸发器产生的冷凝水，蒸发系统产生的不凝气用于第二板式预热器的换热。在降膜分离器中安装有用于检测氯化钠浓度的氯化钠浓度在线检测装置。并在结晶分离器中安装有用于检测氯化钾浓度的氯化钾浓度在线检测装置。根据检测到的浓度来判断系统的下一步动作。进一步地，还包括有浓缩液缓存罐，其作用是保证浓缩液以恒定流速打入深度冷却器。由于乙醇的回收技术已经比较成熟，并且乙醇的价格便宜，本实用新型的与水共溶的有机溶剂优选采用乙醇。相应地，有机溶液储罐为用于储存乙醇的乙醇储罐。具体地，溶液中的乙醇的回收可以通过精馏技术进行回收，以便作为有机溶液添加剂重新添加到钾盐沉降罐中，另外除去乙醇后的母液还可以重新返回到强制循环蒸发器中参与蒸发浓缩过程。本实用新型还提供一种MVR高效节能蒸发系统，包括中央控制系统PLC (可编程逻辑控制器)，用于控制系统中的其他设备。
图I氯化钠和氯化钾溶液溶解度随温度变化的曲线；图2本实用新型的MVR高效节能蒸发系统的一种实施例。图中各标号示例如下I-第一板式预热器，2-第二板式预热器，3-降膜蒸发器，4-降膜分离器，5-强制循环蒸发器，6-结晶分离器，7-离心蒸汽压缩机，8-冷却反应釜，9-深度冷却器，10-钠盐离心机，11-钾盐离心机，12-浓缩液缓存罐，13-钾盐沉降罐，14-精馏预热器，15-乙醇精馏塔，16-乙醇冷却器，17-母液回流罐，18-乙醇储罐，19-冷凝水罐。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。本实用新型提供了一种MVR高效节能蒸发系统，利用该系统可从工业废水中得到高纯度、高出晶量的氯化钾晶体。图I所示为氯化钠和氯化钾溶液溶解度随温度变化的曲线。从图I可以看出，氯化钠和氯化钾的溶解度随温度变化的曲线斜率不同，温度变化对氯化钠的溶解度的改变是很小的，其属于热结晶；而氯化钾的溶解度随着温度的升高却增加的很快，其属于冷结晶。图2所示为本实用新型的MVR高效节能蒸发系统的一种实施例。图中的实线代表 料液的传输，图中的虚线代表冷凝水的传输，图中的点划线代表蒸汽的传输。MVR高效节能蒸发系统包括有第一板式预热器I、第二板式预热器2、降膜蒸发器3、降膜分离器4、强制循环蒸发器5、结晶分离器6、离心蒸汽压缩机7、冷却反应釜8、深度冷却器9、钠盐离心机
10、钾盐离心机11、浓缩液缓存罐12、钾盐沉降罐13、精馏预热器14、乙醇精馏塔15、乙醇冷却器16、母液回流罐17、乙醇储罐18和冷凝水罐19以及用于控制上述设备的中央控制系统PLC (当不需要中央控制系统PLC控制其他设备时，也可以不设置中央控制系统PLC)，其中第一板式预热器I包括有料液入口端1-1、料液出口端1-2、冷凝水入口端1-3和冷凝水出口端1-4，第二板式预热器2包括有料液入口端2-1、料液出口端2-2，降膜蒸发器3包括有第一料液入口端3-1、料液出口端3-2、二次蒸汽入口端3-3、冷凝水出口端3-4、第二料液入口端(未示出)，降膜分离器4包括有料液入口端4-1、第一料液出口端4-2、蒸汽出口端4-3、第二料液出口端(未示出)，强制循环蒸发器5包括有料液入口端5-1、料液出口端5-2、冷凝水出口端5-3、二次蒸汽入口端5-4，结晶分离器6包括有第一料液入口端6-1、第一料液出口端6-2、第二料液入口端6-3、第二料液出口端6-4、蒸汽出口端6-5，离心蒸汽压缩机7包括有蒸汽入口端7-1、二次蒸汽出口端7-2，冷却反应釜8包括有料液入口端8-1、料液出口端8-2，深度冷却器9包括有料液入口端9-1、料液出口端9-2，钠盐离心机10包括有料液入口端10-1、料液出口端10-2、晶体出口端10-3，钾盐离心机11包括有料液入口端11-1、料液出口端11-2、晶体出口端11-3，浓缩液缓存罐12包括有料液入口端12_1、料液出口端12-2，钾盐沉降罐13包括有料液入口端13-1、料液出口端13-2，精馏预热器14包括有料液入口端14-1、料液出口端14-2、冷凝水出口端14-3，乙醇精馏塔15包括有料液入口端15-1、母液入口端15-2、乙醇出口端15-3、母液出口端15_4，乙醇冷却器16包括有乙醇入口端16-1、乙醇出口端16-2，母液回流罐17包括有母液入口端17-1、第一母液出口端
17-2、第二母液出口端17-3，乙醇储罐18包括有乙醇入口端18-1、乙醇出口端18_2，冷凝水罐19包括有第一冷凝水入口端19-1、第二冷凝水入口端19-2、冷凝水出口端19-3。其中第一板式预热器I的料液出口端1-2与第二板式预热器2的料液入口端2-1通过料液管道相连通，第二板式预热器2的料液出口端2-2通过料液管道与降膜蒸发器3的第一料液入口端3-1相连通，降膜蒸发器3的料液出口端3-2通过料液管道与降膜分离器4的料液入口端4-1相连通，降膜分离器4的第二料液出口端与降膜蒸发器3的第二料液入口端通过料液管道相连通，降膜蒸发器4的第一料液出口端4-2通过料液管道与结晶分离器6的第一料液入口端6-1相连通，结晶分离器6的第一料液出口端6-2与强制循环蒸发器5的料液入口端5-1通过料液管道相连通，强制循环蒸发器5的料液出口端5-2与结晶分离器6的第二料液入口端6-3通过料液管道相连通，结晶分离器6的第二料液出口端6-4通过料液管道与冷却反应釜8的料液入口端8-1相连通，冷却反应釜8的料液出口端8-2与钠盐离心机10的料液入口端10-1通过料液管道相连通，钠盐离心机10的料液出口端10-2与浓缩液缓存罐12的料液入口端12-1通过料液管道相连通，浓缩液缓存罐12的料液出口端12-2通过料液管道与深度冷却器9的料液入口端9-1相连通，深度冷却器9的料液出口端9-2通过料液管道与钾盐沉降罐13的料液入口端13-1相连通，乙醇储罐18的乙醇出口端18-2通过料液管道与钾盐沉降罐13的料液入口端13-1相连通，钾盐沉降罐13的料液出口端13-2与钾盐离心机11的料液入口端11-1通过料液管道相连通，钾盐离心机11的料液出口端11-2通过料液管道与精馏预热器14的料液入口端14-1相连通，精馏预热器14的料液出口端14-2通过料液管道与乙醇精馏塔15的料液入口端15-1相连通，乙醇精馏塔15的乙醇出口端15-3与乙醇冷却器16的乙醇入口端16-1通过料液管道相连通，乙醇冷却器16的乙醇出口端16-2通过料液管道与乙醇储罐18的乙醇入口端18-1相 连通，乙醇精馏塔15的母液出口端15-4通过料液管道与母液回流罐17的母液入口端17-1相连通，母液回流罐17的第一母液出口端17-2通过料液管道与乙醇精馏塔15的母液入口端15-2相连通，母液回流罐17的第二母液出口端17-3通过料液管道与强制循环蒸发器5的料液入口端5-1相连通(或与强制循环蒸发器5的料液入口端5-1和结晶分离器6的第一料液出口端6-2之间的料液管道相连通)，降膜分离器4的蒸汽出口端4-3通过气体管道与离心蒸汽压缩机7的蒸汽入口端7-1相连通，结晶分离器6的蒸汽出口端6-5通过气体通道与连通降膜分离器4的蒸汽出口端4-3和离心蒸汽压缩机7的蒸汽入口端7-1之间的气体通道相连通(也可以结晶分离器6的蒸汽出口端6-5通过气体管道与离心蒸汽压缩机7的蒸汽入口端7-1相连通)，离心蒸汽压缩机7的二次蒸汽出口端7-2通过气体通道与降膜蒸发器3的二次蒸汽入口端3-3相连通，强制循环蒸发器5的二次蒸汽入口端通过气体管道与连通离心蒸汽压缩机7的二次蒸汽出口端7-2与降膜蒸发器3的二次蒸汽入口端3-3的气体管道相连通，降膜蒸发器3的冷凝水出口端3-4通过冷凝水管道与冷凝水罐19的第一冷凝水入口端19-1相连通，强制循环蒸发器5的冷凝水出口端5-3通过冷凝水管道与冷凝水罐19的第二冷凝水入口端19-2相连通，精馏预热器14的冷凝水出口端14-3通过冷凝水管道与冷凝水罐19的第二冷凝水入口端19-2相连通(或精馏预热器14的冷凝水出口端14-3通过冷凝水管道与连通强制循环蒸发器5的冷凝水出口端5-3和冷凝水罐19的第二冷凝水入口端19-2的冷凝水管道相连通)，冷凝水罐19的冷凝水出口端19-3通过冷凝水管道与第一板式预热器I的冷凝水入口端1-3相连通。优选地，在降膜分离器4中安装有用于检测氯化钠浓度的氯化钠浓度在线检测装置(图中未示出)，在中央控制系统PLC的控制下，当检测到降膜分离器4中的浓缩液体中的氯化钠的浓度达到设定值或进入设定范围内(即接近氯化钠的饱和浓度)时，将气液分离后的浓缩液体引入结晶分离器6和强制循环蒸发器5中，当检测到降膜分离器4中的浓缩液体内的氯化钠的浓度小于设定值或小于设定范围的下限时，将气液分离后浓缩液体返回所述降膜蒸发器3继续进行蒸发浓缩处理。[0035]优选地，在结晶分离器6中安装有氯化钾浓度在线检测装置(图中未示出)，在中央控制系统PLC的控制下，当检测到结晶分离器6内浓缩液体中氯化钾的浓度达到氯化钾的饱和浓度时，将结晶分离器6内的含有氯化钠结晶的浓缩液体通过冷却反应釜8后引入钠盐离心机10 ;当检测到结晶分离器6内的浓缩液体中的氯化钾的浓度小于氯化钾的饱和浓度时，将结晶分离器6内含有氯化钠结晶的浓缩液体返回强制循环蒸发器5内继续进行强制蒸发。另外，还可以采用除乙醇外的甲醇、乙醚、丙酮、乙二醇、丙三醇、甲醛、乙醛、甲酸或乙酸等作为有机溶剂，此时，乙醇储罐18由相应的有机溶剂储罐替代，而用于精馏提纯乙醇的设备，包括精馏加热器14、乙醇精馏塔15、乙醇冷却器16、母液回流罐17则不再需要。即有机溶液储罐的料液出口端与钾盐沉降罐13的料液入口端通过料液管道相连通。在常压下、lOrC下蒸发预处理后的工业废水(质量浓度为3%的氯化钠和氯化钾混合溶液，其中氯化钠和氯化钾的质量比为7 3)，得到该体系中氯化钠的饱和浓度为25. 6%，氯化钾的饱和浓度为31.4%。 以上述的工业废水作为原液为例，本实施例中MVR高效节能蒸发系统的工作过程如下将MVR高效节能蒸发器设置为常压，降膜蒸发器的蒸发温度设置为100°C或101°c，原液(预处理后的工业废水，质量浓度为3%的氯化钠和氯化钾混合溶液，其中氯化钠和氯化钾的质量比为7 3)首先通过第一板式预热器的料液入口端1-1被引入第一板式预热器I中进行预热，即原液与冷凝水在第一板式预热器I中进行换热，换热后的冷凝水从冷凝水出口端1-4排出MVR高效节能蒸发器，换热后的原液通过第一板式预热器I的料液出口端1-2、料液管道、第二板式预热器2的料液入口端2-1进入第二板式预热器2。进入第二板式预热器2的原液与不凝气(由降膜蒸发器的壳层和强制循环蒸发器的壳层产生的)进行换热，使原液达到接近蒸发温度，并将这部分原液通过料液出口端2-2、料液管道、降膜蒸发器3的第一料液入口端3-1进入降膜蒸发器3，换热后的不凝气排入废气塔。升温后的原液被输送至降膜蒸发器3的一效底部腔体，再由一效循环泵输送至一效顶部经过布液器布液，均匀进入降膜蒸发器3的一效的管程，与被压缩的二次蒸汽进行换热，使其蒸发。在一效的换热过程中会在壳程产生冷凝水，其被浓缩的液体存留在一效的底部腔体，之后自流到二效中，再由二效循环泵输送至降膜蒸发器3的二效继续蒸发浓缩，同理，在二效的换热过程中会在壳程产生冷凝水，经过浓缩之后浓缩液体和蒸发得到的气体通过料液出口端3-2、料液管道、料液入口端4-1自流进入降膜分离器4中进行分离；经过两效蒸发，得到的冷凝水通过冷凝水出口端3-4、冷凝水管道、第一冷凝水入口端19-1而进入冷凝水罐19。降膜分离器4将蒸汽通过蒸汽出口端4-3、气体管道、蒸汽入口端7-1进入离心蒸汽压缩机7内，降膜分离器4中安装有氯化钠浓度在线检测装置，用于检测氯化钠的浓度，当检测到的浓缩液体中的氯化钠的浓度达到24-25%时，即接近饱和浓度时，将浓缩液体通过第一料液出口端4-2、料液管道、第一料液入口端6-1引入结晶分离器6;当检测到的浓缩液体中的氯化钠的浓度小于24 %时，将浓缩液体通过降膜分离器的第二料液出口端、料液管道、降膜蒸发器的第二料液入口端返回降膜蒸发器3重新进行蒸发浓缩处理。结晶分离器6中安装有氯化钾浓度在线检测装置，被引入结晶分离器6的浓缩液体在结晶分离器6和强制循环蒸发器5之间继续蒸发浓缩，当结晶分离器6内安装的氯化钾浓度在线检测装置检测到浓缩液体内的氯化钾的浓度小于31. 4%时，浓缩液体返回强制循环蒸发器5继续进行强制蒸发，得到的冷凝水通过冷凝水出口端5-3、冷凝水管道、第二冷凝水入口端19-2被引入冷凝水罐19中，当浓缩液体内的氯化钾的浓度达到31. 4%时，将带有氯化钠结晶的浓缩液体通过第二料液出口端6-4、料液管道、冷却反应釜8的料液入口端8-1而进入冷却反应釜8中。由于氯化钠属于热结晶，带有氯化钠结晶的浓缩液体通过冷却反应釜8进行缓冲(为了降温、冷却)，其温度降至95°C左右后，冷却反应釜可以采用容积为4立方的搪瓷反应釜，其顶部设置搅拌器(为了加速冷却)，经缓冲后的料液通过冷却反应釜8的料液出口端8-2、料液管道、钠盐离心机10的料液入口端10-1而进入钠盐离心机10。进入钠盐离心机10的料液被甩干分离，其中的氯化钠晶体从晶体出口端10-3排出，其中的液体部分为氯化钾饱和溶液，通过料液出口端10-2、料液管道、浓缩液缓存罐12的料液入口端12-1进入浓缩液缓存罐12。氯化钾饱和溶液通过浓缩液缓存罐12的料液出口端12-2、料液管道、深度冷却器9的料液入口端9-1而进入深度冷却器9。氯化钾饱和溶液在深度冷却器9内进行深度冷却，冷却至30°C后，通过料液出口端9-2、料液管道、钾盐沉降罐13的料液入口端13-1而进入钾盐沉降罐13内。钾盐沉降罐13内还从乙醇储罐18中引入一定剂水比的无水乙醇，此时的钾盐沉降罐13内有大量晶体析出，将带有晶体的这部分料液通过钾盐沉降罐13的料液出口端13-2、料液管道、钾盐离心机11的料液入口端11-1引入钾盐离心机11。进入钾盐离心机11的料液被甩干分离，其中的氯化钾晶体从晶体出口端11-3排出，其中的液体部分通过钾盐离心机11的料液出口端11-2、料液管道、精馏预热器14的料液入口端14-1而进入精馏塔预热器14。进入精馏塔预热器14的液体被预热，使其温度达到75°C左右，预热过程中产生的冷凝水通过精馏预热器14的冷凝水出口端14-3、冷凝水管道、冷凝水罐19的第二冷凝水入口端19-2而进入冷凝水罐19内；预热后的液体通过精馏预热器14的料液出口端14-2、料液管道、乙醇精馏塔15的料液入口端15-1进而从中偏上的位置进入乙醇精馏塔15，蒸汽与下降的液体逆流接触，低沸点的乙醇遇蒸汽不断蒸发，下降的液体从乙醇精馏塔15的母液出口端15-4、料液管道、母液回流罐17的母液入口端17-1而进入母液回流罐17，而母液回流罐17内的液体通过第一母液出口端17-2、料液管道、乙醇精馏塔15的母液入口端15-2而返回乙醇精馏塔15而进行循环的精馏操作；当乙醇接近乙醇精馏塔15的塔顶时其浓度最高，并通过乙醇出口端15-3、料液管道、乙醇冷却器16的乙醇入口端16-1进入乙醇冷却器16-2。乙醇在乙醇冷却器16-2内进行冷却，以得到提纯的乙醇并通过乙醇冷却器16的乙醇出口端16-2、料液管道、乙醇储罐18的乙醇入口端18-1而进入乙醇储罐18。母液回流罐17内的氯化钠和氯化钾混合液通过母液回流罐17的第二母液出口端17-3排出返回到强制循环蒸发器5中，重新参与蒸发浓缩。在上述过程中，降膜分离器4产生的蒸汽通过蒸汽出口端4-3进入离心蒸汽压缩机7，结晶分离器6产生的蒸汽通过蒸汽出口端6-5进入离心蒸汽压缩机7，经过离心蒸汽压缩机7压缩后的二次蒸汽的热焓即可满足本蒸发系统的换热平衡，包括提供给降膜蒸发器3和强制循环蒸发器5进行换热。[0048]在上述过程中，降膜蒸发器3、强制循环蒸发器5和精馏预热器14产生的冷凝水均被引入冷凝水罐19中，而冷凝水罐19中的冷凝水又用于第一板式预热器I的换热。钾盐离心机的料液出口端11-2可以不直接与精馏塔预热器14的料液入口端14-1相连，而是钾盐离心机的料液出口端11-2与钾盐沉降罐13相连，料液被输入进入钾盐沉降罐13，乙醇加入钾盐沉降罐13后，溶液静置分层，上层清液通过精馏塔预热器14的料液入口端14-1而进入精馏塔预热器14，在此过程中，钾盐沉降罐13起到了稳定进入精馏塔预热器14的料液的流速的作用。上述乙醇储罐18内的乙醇包括一部分的精馏回收乙醇和一部分的外部添加乙醇。上述的添加的无水乙醇的剂水比为30-70%，其中的50%时效果最佳，理由如下试验I (不加入乙醇的情况) 采用预处理后的工业废水(质量浓度为3%的氯化钠和氯化钾混合溶液，其中氯化钠和氯化钾的质量比为7 3)3L，在101°C下对其进行蒸发浓缩，蒸发水量为2.914L时，氯化钾达到饱和，此时，分离析出的氯化钠结晶41g，并得到的浓缩液体为86ml，其中含氯化钾27g，含氯化钠22g。将得到的浓缩液体即氯化钾的饱和溶液降温冷却到30°C，静置一段时间，有晶体析出，分离晶体，晶体为3. 187g，其中氯化钠为O. 347g，氯化钾为2. 84g。试验2 (剂水比为30 %的情况)采用预处理后的工业废水(质量浓度为3%的氯化钠和氯化钾混合溶液，其中氯化钠和氯化钾的质量比为7 3)3L，在101°C下对其进行蒸发浓缩，蒸发水量为2.914L时，氯化钾达到饱和，此时，分离析出的氯化钠结晶41g，并得到的浓缩液体为86ml，其中含氯化钾27g，含氯化钠22g。将得到的浓缩液体即氯化钾的饱和溶液降温冷却到30°C，加入无水乙醇14ml，(剂水比W = 30 %，剂水比为无水乙醇的质量与浓缩液体中的水的质量比)，优选地，可用玻璃棒将混合溶液搅拌均匀，起到帮助混合的作用。在30°C下，静置一段时间，有晶体析出，分离晶体，晶体为ll.Olg，其中氯化钠为l.OOg，氯化钾为IO-Olgo试验3 (剂水比为50 %的情况)采用预处理后的工业废水(质量浓度为3%的氯化钠和氯化钾混合溶液，其中氯化钠和氯化钾的质量比为7 3)3L，在101°C下对其进行蒸发浓缩，蒸发水量为2.914L时，氯化钾达到饱和，此时，分离析出的氯化钠结晶41g，并得到的浓缩液体为86ml，其中含氯化钾27g，含氯化钠22g。将得到的浓缩液体即氯化钾的饱和溶液降温冷却到30°C，加入无水乙醇23ml，(剂水比W = 50%，)，优选地，可用玻璃棒将混合溶液搅拌均匀，起到帮助混合的作用。在30°C下，静置一段时间，有晶体析出，分离晶体，晶体为19. 91g，其中氯化钠为I. 80g，氯化钾为 18. llg。 试验4 (剂水比为70%的情况)采用预处理后的工业废水(质量浓度为3%的氯化钠和氯化钾混合溶液，其中氯化钠和氯化钾的质量比为7 3)3L，在101°C下对其进行蒸发浓缩，蒸发水量为2.914L时，氯化钾达到饱和，此时，分离析出的氯化钠结晶41g，得到的浓缩液体为86ml，其中含氯化钾27g，含氯化钠22g。将得到的浓缩液体即氯化钾的饱和溶液降温冷却到30°C，加入无水乙醇33ml，(剂水比W = 70%，)，优选地，可用玻璃棒将混合溶液搅拌均匀，起到帮助混合的作用。在30°C下，静置一段时间，有晶体析出，分离晶体，晶体为17. 50g，其中氯化钠为I. 58g，氯化钾为 15. 92g。将试验2-4与试验I进行比对，可以发现试验1，在未加入乙醇时，氯化钾的析出量为2. 84g，占氯化钾总量27g的10. 5%。还有大量的氯化钾仍留在溶液中。试验2在试验I的基础上加入了剂水比为30%的乙醇，氯化钾的析出量上升到
10.Olg,占氯化钾总量27g的37. 1%，比实施例I中的氯化钾的析出量有所提高。试验3在试验2的基础上提闻了乙醇的加入量，剂水比提闻到50%,此时氣化钟的析出量达到18. Hg,占氯化钾总量27g的67. 1%。可见,实施例3中氯化钾的析出量已经是实施例I中的氯化钾的析出量的6倍。试验4在试验3的基础上进一步提闻了乙醇的加入量，剂水比提闻到了 70*%，此时氯化钾的析出量为15.92g，占氯化钾总量27g的58.9%。可见，虽然进一步提高了剂水比，但氯化钾的析出量比实施例3中的氯化钾的析出量略有回落。综上，在剂水比为50%时，氯化钾的析出量达到峰值，进一步提高剂水比后，氯化钾的析出量略有回落。
权利要求1.一种MVR高效节能蒸发系统，其特征在于，所述蒸发系统包括有预热器、降膜蒸发器、降膜分离器、强制循环蒸发器、结晶分离器、冷却反应釜、钠盐离心机、深度冷却器、钾盐沉降罐、有机溶液储罐、钾盐离心机和离心蒸汽压缩机，其中原液从所述预热器的料液入口端进入，所述预热器的料液出口端与降膜蒸发器的第一料液入口端通过料液管道相连通，所述降膜蒸发器的料液出口端与降膜分离器的料液入口端通过料液管道相连通，所述降膜分离器的第一料液出口端与结晶分离器的第一料液入口端通过料液管道相连通，所述降膜分离器的第二料液出口端与降膜蒸发器的第二料液入口端通过料液管道相连通，所述结晶分离器的第一料液出口端与强制循环蒸发器的料液入口端通过料液管道相连通，所述强制循环蒸发器的料液出口端与结晶分离器的第二料液入口端通过料液管道相连通，所述结晶分离器的第二料液出口端与冷却反应釜的料液入口端通过料液管道相连通，所述冷却反应釜的料液出口端与钠盐离心机的料液入口端通过料液管道相连通所述钠盐离心机的料液出口端与深度冷却器的料液入口端通过料液管道相连通，所述钠盐离心机还包括晶体出口端，所述深度冷却器的料液出口端与所述钾盐沉降罐的料液入口端通过料液管道相连通，所述钾盐沉降罐的料液出口端与钾盐离心机的料液入口端相连通，所述钾盐离心机包括有晶体出口端和料液出口端，所述有机溶剂储罐的料液出口端与所述钾盐沉降罐的料液入口端通过料液管道相连通，所述降膜分离器的蒸汽出口端与离心蒸汽压缩器的蒸汽入口端通过气体管道相连通，所述结晶分离器的蒸汽出口端与离心蒸汽压缩机的蒸汽入口端通过气体管道相连通，离心蒸汽压缩机的二次蒸汽出口端通过气体管道为所述降膜蒸发器和强制循环蒸发器提供二次蒸汽，所述有机溶剂储罐内储存有可与水共溶的有机溶剂。
2.根据权利要求I所述的MVR高效节能蒸发系统，其特征在于，所述离心蒸汽压缩机的二次蒸汽出口端与降膜蒸发器的二次蒸汽入口端通过气体管道相连通，所述强制循环蒸发器的二次蒸汽入口端通过气体管道与连通所述离心蒸汽压缩机的二次蒸汽出口端与降膜蒸发器的二次蒸汽入口端的气体管道相连通。
3.根据权利要求I所述的MVR高效节能蒸发系统，其特征在于，所述预热器包括有第一板式预热器和第二板式预热器，所述原液通过第一板式预热器的料液入口端进入，所述第一板式预热器的料液出口端与第二板式预热器的料液入口端通过料液管道相连通，所述第二板式预热器的料液出口端与降膜蒸发器的第一料液入口端通过料液管道相连通。
4.根据权利要求3所述的MVR高效节能蒸发系统，其特征在于，所述蒸发系统还包括有冷凝水罐，所述降膜蒸发器和所述强制循环蒸发器的冷凝水出口端分别与冷凝水罐的冷凝水入口端通过冷凝水管道相连通，所述冷凝水罐的冷凝水出口端通过冷凝水管道与第一板式预热器的冷凝水入口端相连通为第一板式预热器提供用于换热的冷凝水，所述蒸发系统中的降膜蒸发器的壳层和强制循环蒸发器的壳层产生的产生的不凝气被输送到第二板式预热器用于与原液换热。
5.根据权利要求I所述的MVR高效节能蒸发系统，其特征在于，所述降膜分离器中安装有用于检测氯化钠浓度的氯化钠浓度在线检测装置。
6.根据权利要求I所述的MVR高效节能蒸发系统，其特征在于，所述结晶分离器中安装有用于检测氯化钾浓度的氯化钾浓度在线检测装置。
7.根据权利要求I所述的MVR高效节能蒸发系统，其特征在于，还包括有浓缩液缓存罐，所述浓缩液缓存罐位于所述钠盐离心机和深度冷却器之间，钠盐离心机的料液出口端与浓缩液缓存罐的料液入口端通过料液管道相连通，所述浓缩液缓存罐的料液出口端与深度冷却器的料液入口端通过料液管道相连通。
8.根据权利要求I所述的MVR高效节能蒸发系统，其特征在于，所述有机溶液储罐为用于储存乙醇的乙醇储罐。
9.根据权利要求8所述的MVR高效节能蒸发系统，其特征在于，还包括乙醇精馏提纯装置，钾盐离心机的料液出口端与乙醇精馏提出装置的料液入口端相连通，乙醇精馏提纯装置的乙醇出口端通过料液管道与乙醇储罐的乙醇入口端相连通，乙醇精馏提纯装置的母液出口端通过料液管道与母液回流罐的料液入口端相连通，并母液回流罐的料液出口端通过料液管道与强制循环蒸发器的料液入口端相连通，所述母液为分离乙醇后剩余的料液。
10.根据权利要求1-9之一所述的MVR高效节能蒸发系统，其特征在于，还包括中央控制系统PLC。
专利摘要本实用新型提供了一种用于在工业废水中分别结晶分离氯化钠和氯化钾的MVR高效节能蒸发系统，所述蒸发器包括有预热器、降膜蒸发器、降膜分离器、强制循环蒸发器、结晶分离器、冷却反应釜、钠盐离心机、深度冷却器、钾盐沉降罐、有机溶液储罐、钾盐离心机和离心蒸汽压缩机，该系统利用氯化钠和氯化钾的溶解度特性，在系统中相应地设置有用于蒸发浓缩、冷却和添加有机溶剂的设备以实现分别结晶分离氯化钠和氯化钾，且出晶量大、纯度高。
文档编号C01D3/06GK202594905SQ20122006336
公开日2012年12月12日 申请日期2012年2月23日 优先权日2012年2月23日
发明者陈丁人, 杨瑞凤 申请人:北京浦仁美华节能环保科技有限公司