MVR蒸发系统的预热装置及预热控制方法与流程

本发明涉及废水处理领域，尤其涉及mvr蒸发系统的预热装置及预热控制方法。

背景技术：

当前，锂电废水、生活废水、医疗废水等废水处理中，含有大量的硫酸钠或氯化钠或氯化铵等成分，mvr(机械蒸汽再压缩)蒸发系统为常用的处理废水蒸发装置。但对于这种蒸发系统来说，系统能耗控制及蒸发预热效率通常为系统运行的关键。通常，mvr蒸发的预热工艺采用物料进入蒸发器，通过压缩机产生的压缩蒸汽进入系统预热蒸发器蒸发。

实际生产操作中，一般采用的手段是将物料送入mvr蒸发器，用鲜蒸汽补入到mvr蒸发器中，待蒸发器中温度达到蒸发温度时再运行系统。然而，对于这种手段而言，鲜蒸汽直接进入mvr蒸发器换热效率较低，会严重影响系统的连续操作和稳定运行，同时增加了系统蒸汽耗量，为生产和操作造成不便。

技术实现要素：

本发明提供一种mvr蒸发系统的预热装置及预热控制方法，用以解决现有技术中鲜蒸汽直接进入mvr蒸发器，导致换热效率较低、影响系统连续操作和稳定运行、增加系统蒸汽耗量的缺陷。

本发明第一方面提供一种mvr蒸发系统的预热装置，包括彼此连通的多级换热器，所述多级换热器连接有母液物料输入管路及与所述mvr蒸发系统连接的母液物料排出管路，其中，所述多级换热器配置成：使经由所述母液物料输入管路送入的母液物料，与所述mvr蒸发系统产生的蒸馏水和不凝气、以及外部鲜蒸汽进行热交换。

根据本发明提供的mvr蒸发系统的预热装置，所述多级换热器包括：第一换热器，所述第一换热器的第一组进出口的进口与所述母液物料输入管路连接，第二组进出口的进口用于通入所述mvr蒸发系统产生的蒸馏水并且出口与蒸馏水回收罐连接；第二换热器，所述第二换热器的第一组进出口的进口与所述第一换热器的第一组进出口的出口连接，第二组进出口的进口用于通入所述mvr蒸发系统产生的不凝气并且出口与第一气液分离罐连接；第三换热器，所述第三换热器的第一组进出口的进口与所述第二换热器的第一组进出口的出口连接并且出口连接所述母液物料排出管路，第二组进出口的进口用于通入外部鲜蒸汽并且出口与所述蒸馏水回收罐连接。

根据本发明提供的mvr蒸发系统的预热装置，还包括第四换热器，其中，所述第四换热器的第一组进出口分别连接冷却循环水塔，第二组进出口的进口连接所述第一气液分离罐并且出口连接第二气液分离罐。

根据本发明提供的mvr蒸发系统的预热装置，所述第一气液分离罐的底部连接所述蒸馏水回收罐，顶部连接所述第四换热器的第二组进出口的进口。

根据本发明提供的mvr蒸发系统的预热装置，所述第二气液分离罐的底部连接所述蒸馏水回收罐，顶部连接尾气外排管路。

根据本发明提供的mvr蒸发系统的预热装置，所述第三换热器的第二组进出口的进口处的外部鲜蒸汽通入管路上设有自控阀，并且所述母液物料排出管路上设有第一温度计，所述自控阀与所述第一温度计联控设置。

根据本发明提供的mvr蒸发系统的预热装置，所述母液物料输入管路上设有第一流量计和第二温度计，所述第一换热器的第二组进出口的进口处的蒸馏水通入管路上设有第二流量计和第三温度计，所述第二换热器的第一组进出口处的连接管路上分别设有第四温度计和第五温度计。

本发明第二方面提供一种mvr蒸发系统的预热控制方法，包括：将待预热的母液物料经由母液物料输入管路送入多级换热器中；驱使母液物料在所述多级换热器中与所述mvr蒸发系统产生的蒸馏水和不凝气、以及外部鲜蒸汽进行热交换；将热交换后已预热的母液物料经由母液物料排出管路送入所述mvr蒸发系统中进行处理。

根据本发明提供的预热控制方法，驱使母液物料在所述多级换热器中与所述mvr蒸发系统产生的蒸馏水和不凝气、以及外部鲜蒸汽进行热交换的步骤，具体包括：在第一换热器中，将待预热的母液物料与通入所述第一换热器的所述mvr蒸发系统产生的蒸馏水进行热交换；将热交换后的母液物料送入第二换热器中，并在所述第二换热器中与通入所述第二换热器的所述mvr蒸发系统产生的不凝气进行热交换；将热交换后的母液物料送入第三换热器中，并在所述第三换热器中与通入所述第三换热器的外部鲜蒸汽进行热交换。

根据本发明提供的预热控制方法，还包括：对所述母液物料排出管路中的已预热的母液物料进行温度监控；基于温度监控的结果，对通入所述第三换热器的外部鲜蒸汽的流量进行控制。

本发明提供的mvr蒸发系统的预热装置及预热控制方法中，待预热的母液物料在进入mvr蒸发系统前，会首先在多级换热器中与mvr蒸发系统产生的蒸馏水、不凝气进行换热，来预热物料的温度；然后再通过补充少量的鲜蒸汽，将母液物料预热到mvr的蒸发温度。通过该预热装置及预热控制方法的连续运行，可以充分利用系统产生的余热，从而降低系统能耗，同时保证系统连续稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的mvr蒸发系统的预热装置的示意图；

图2是本发明提供的预热控制方法的示意性流程图；

附图标记：

100：预热装置；102：母液物料输入管路；

104：母液物料排出管路；106：第一换热器；

108：第二换热器；110：第三换热器；

112：第一气液分离罐；114：第四换热器；

116：第二气液分离罐；118：尾气外排管路；

120：外部鲜蒸汽通入管路；122：自控阀；

124：第一温度计；126：第一流量计；

128：第二温度计；130：蒸馏水通入管路；

132：第二流量计；134：第三温度计；

136：第四温度计；138：第五温度计；

200：预热控制方法；202～206：各步骤。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

现参见图1和图2，对本发明提供的mvr蒸发系统的预热装置及预热控制方法的实施例进行描述。应当理解的是，以下所述仅是本发明的示意性实施方式，并不对本发明构成任何特殊限定。

如图1所示，示出了mvr蒸发系统的预热装置100的示意性结构图。在如图1所示的实施例中，该预热装置100可以包括彼此连通的多级换热器。具体地，多级换热器的其中一侧，换句话说入口侧，连接有母液物料输入管路102；而多级换热器的另一侧，换句话说出口侧，连接有母液物料排出管路104。进一步地，母液物料排出管路104将多级换热器与mvr蒸发系统连接在一起，从而将预热后的母液物料输送至mvr蒸发系统中进行处理。

在该实施例中，对于多级换热器而言，其可以配置成使经由母液物料输入管路102送入其中的母液物料，与mvr蒸发系统产生的蒸馏水和不凝气、以及外部鲜蒸汽进行热交换，从而对待预热的母液物料进行有效地预热处理。

换句话说，待预热的母液物料在进入mvr蒸发系统前，会首先在多级换热器中与mvr蒸发系统产生的蒸馏水、不凝气进行换热，来预热物料的温度；然后再通过补充少量的鲜蒸汽，将母液物料预热到mvr的蒸发温度。通过该预热装置100的连续运行，可以充分利用系统产生的余热，从而降低系统能耗，同时保证系统连续稳定地运行。

此处需要指出的是，多级换热器中的换热器的数量可以根据具体情况来进行设定。以下将结合图1，以多级换热器包括三级换热器来对本发明的实施例进行描述。而在其他未示出的实施例中，多级换热器也可以包括更多级的换热器，这可以根据具体使用情况而定，本发明不局限于此。

具体来说，如图1所示，在本发明的一个实施例中，多级换热器可以包括第一换热器106、第二换热器108和第三换热器110。其中每个换热器都包括两组进出口；每个换热器的两组进出口都分别与相应的部件或管路连接，从而使得每个换热器能够对待预热的母液物料进行预热操作。

进一步地，如图1所示，第一换热器106包括两组进出口。具体来说，第一换热器的第一组进出口的进口与母液物料输入管路102连接，从而将待预热的母液物料引入第一换热器106中。此外，第一换热器的第二组进出口的进口用于通入mvr蒸发系统产生的蒸馏水，并且第二组进出口的出口与蒸馏水回收罐连接。这样，使得待预热的母液物料首先在第一换热器106中与mvr蒸发系统产生的蒸馏水进行第一次预热。

接下来，对于第二换热器108而言，第二换热器108同样包括两组进出口。具体来说，第二换热器108的第一组进出口的进口与第一换热器106的第一组进出口的出口连接，从而将经第一换热器106预热的母液物料引入第二换热器108中继续进行预热。此外，第二换热器108的第二组进出口的进口用于通入mvr蒸发系统产生的不凝气，并且第二组进出口的出口与第一气液分离罐112连接。这样，使得经第一换热器106预热后的母液物料，能够在第二换热器108中与mvr蒸发系统产生的不凝气再次进行预热。

继续参见图1，对于第三换热器110而言，第三换热器110也包括两组进出口。具体来说，第三换热器110的第一组进出口的进口与第二换热器108的第一组进出口的出口连接，从而将经第二换热器108再次预热的母液物料引入第三换热器110中继续进行预热。此外，第三换热器110的第一组进出口的出口连接母液物料排出管路104，从而经由母液物料排出管路104将预热完成的母液物料送入mvr蒸发系统中进行处理。此外，第三换热器110的第二组进出口的进口用于通入外部鲜蒸汽，并且第二组进出口的出口与蒸馏水回收罐连接。这样，使得经第二换热器108再次预热后的母液物料，能够在第三换热器110中与外部鲜蒸汽再次进行预热，从而达到mvr蒸发系统的最终处理温度。

此处需要再次强调的是，以上仅以多级换热器包括三个换热器，即第一换热器106、第二换热器108和第三换热器110，为例对本发明的实施方式进行描述。在其他可选的实施例中，多级换热器也可以包括更多个换热器。

继续参见图1，在本发明的一个实施例中，预热装置100还可以包括第四换热器114。其中，第四换热器114同样可以包括两组进出口。具体来说，第四换热器114的第一组进出口可以分别连接冷却循环水塔，而第四换热器114的第二组进出口的进口可以连接第一气液分离罐112，并且第二组进出口的出口可以连接第二气液分离罐116。在该实施例中，第四换热器114的作用是对经第二换热器108换热并经第一气液分离罐112气液分离的不凝气进行降温冷却，从而便于后续在第二气液分离罐116中进行再次气液分离，并且便于进行后续的尾气处理。如上所述的具体操作控制过程，将在以下以实施例的形式进行详细描述。

在如图1所示的实施例中，在实际应用期间，如上所述的第一气液分离罐112的底部可以连接蒸馏水回收罐，第一气液分离罐112的顶部可以连接第四换热器114的第二组进出口的进口，从而将第一气液分离罐112与第四换热器114连接在一起。

此外，第二气液分离罐116的底部可以连接蒸馏水回收罐，第二气液分离罐116的顶部可以连接尾气外排管路118，从而将经气液分离和冷却的尾气排出。

在本发明的一个实施例中，如图1所示，第三换热器110的第二组进出口的进口处的外部鲜蒸汽通入管路120上还可以设有自控阀122。与其相匹配地，母液物料排出管路104上可以设有第一温度计124。在实际应用期间，自控阀122可以与第一温度计124联控设置。具体来说，第一温度计124可以对母液物料排出管路104中的已预热的母液物料进行温度监控，并将监控温度反馈至自控阀122。自控阀122可以基于第一温度计124的温度监控结果，对通入第三换热器110的外部鲜蒸汽的流量进行控制，从而实现对已预热的母液物料的温度进行调控。

类似地，在本发明的可选实施例中，如图1所示，在母液物料输入管路102上可以设有第一流量计126和第二温度计128，从而实现母液物料的输入流量和温度控制。此外，第一换热器106的第二组进出口的进口处的蒸馏水通入管路130上可以设有第二流量计132和第三温度计134，从而监控蒸馏水的通入流量和温度。进一步地，第二换热器108的第一组进出口处的连接管路上可以分别设有第四温度计136和第五温度计138，从而对进出口处的温度进行监控。

另一方面，如图2所示，本发明实施例还提供了一种mvr蒸发系统的预热控制方法200。该预热控制方法200总的来说可以包括如下步骤：

首先，在步骤202中，将待预热的母液物料经由母液物料输入管路送入多级换热器中。

接下来，在步骤204中，驱使母液物料在多级换热器中与mvr蒸发系统产生的蒸馏水和不凝气、以及外部鲜蒸汽进行热交换。

然后，在步骤206中，将热交换后已预热的母液物料经由母液物料排出管路送入mvr蒸发系统中进行处理。

更具体地，在本发明的一个具体实施例中，步骤204可以具体包括以下步骤：

在第一换热器中，将待预热的母液物料与通入第一换热器的mvr蒸发系统产生的蒸馏水进行热交换。

将热交换后的母液物料送入第二换热器中，并在第二换热器中与通入第二换热器的mvr蒸发系统产生的不凝气进行热交换。

将热交换后的母液物料送入第三换热器中，并在第三换热器中与通入第三换热器的外部鲜蒸汽进行热交换。

此外，在本发明可选的实施例中，预热控制方法200还可以包括：

对母液物料排出管路中的已预热的母液物料进行温度监控；

基于温度监控的结果，对通入第三换热器的外部鲜蒸汽的流量进行控制。

以下结合图1和图2，对本发明提供的mvr蒸发系统的预热装置及预热控制方法的具体实施方式进行描述。应当理解的是，以下所述仅是本发明的示意性实施例，并不对本发明构成任何特别或特殊的限定。

首先，在实际运行时，待预热的母液物料会由母液物料输入管路102进入到第一换热器106中，同时蒸馏水会同时输送至第一换热器106中。物料在第一换热器106内通过热传递原理吸收蒸馏水的热量进行换热。母液物料输入管路102上的第一流量计126和第二温度计128同时进行在线监测进料流量和进料温度。与此同时，物料在第一换热器106中换热后，降温的蒸馏水会排入蒸馏水回收罐中。

接下来，在第一换热器106中换热后的物料进入第二换热器108中。在这个过程中，第四温度计136同时进行温度检测。在物料进入第二换热器108的同时，不凝气也送入第二换热器108内。物料在第二换热器108中通过热传递原理吸收不凝气的热量进行换热。物料与不凝气通过第二换热器108换热之后，产生的冷凝水排入第一气液分离罐112进行气液分离。

冷凝水在第一气液分离罐112进行气液分离后，蒸馏水排出至蒸馏水回收罐。与此同时，二次不凝气由第一气液分离罐112进入第四换热器114进行降温。进一步地，二次不凝气与冷却循环水在第四换热器114中降温后排入第二气液分离罐116进行气液分离。第二气液分离罐116对二次不凝气进行气液分离之后，尾气通过管线排空或排入尾气处理系统，同时分离出的蒸馏水排入蒸馏水回收罐。在这个过程中，第四换热器114中会通入冷却循环水，以与二次不凝气进行换热，换热后的冷却水进入冷却塔再次降温循环利用。

继续参见图1，在第二换热器108中换热后的物料进入第三换热器110，连接管路上设置有第五温度计138进行物料温度监测。在这个过程中，物料在第三换热器110中根据物料温度，通过与鲜蒸汽换热预热物料。外部鲜蒸汽通入管路120将鲜蒸汽送入第三换热器110中，同时设置自控阀122和手动阀门，自控阀122与第三换热器110出料管路连锁，从而基于第一温度计124的温度监测结果控制鲜蒸汽流量。与此同时，第三换热器110产生的冷凝水会排出至蒸馏水回收罐中。

综上所述，在本发明的实施例中，物料经过第一换热器106与系统产生的蒸馏水进行换热，物料充分利用蒸馏水热量，物料的温度上升，蒸馏水温度下降，从而回收了蒸馏水的热量。物料经过第二换热器108与系统产生的不凝气行换热，物料温度上升，从而回收了不凝气中的热量。因进料流量和水质的波动，物料与蒸馏水、不凝气换热后，可能并未达到mvr的蒸发温度，因此采用第三换热器110与鲜蒸汽换热，物料与蒸汽换热达到蒸发温度后，进入系统进行蒸发结晶或蒸发浓缩。通过该预热装置及预热控制方法的连续运行，可以充分利用系统产生的余热，从而降低系统能耗，同时保证系统连续稳定运行。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。