专利名称：不用生蒸汽的蒸发提浓、结晶系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种蒸发提浓、结晶系统，包括无机或有机化学品溶液蒸发提浓、蒸发结晶、卤水制盐、海水淡化、污水处理等领域。
背景技术：
已有蒸发技术大多为通生蒸汽的多效蒸发技术、余热利用多效蒸发技术、有蒸汽初期启动的压缩蒸馏技术，这些蒸发技术都需要蒸汽或余热，蒸发温度较高，需要消耗大量化石燃料，在没有供热的地方难以实现。尽管很多企业不断进行技术改造，技术经济水平得到改善，但上述各种蒸发装置的投资、能耗、运行费用等指标仍较高，且很少采用可再生能源，需要研究出更经济、更低碳的蒸发技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构合理，不需要生蒸汽或其它加热介质的不用生蒸汽的蒸发提浓、结晶系统。本发明的技术解决方案是
一种不用生蒸汽的蒸发提浓、结晶系统，其特征是包括蒸发提浓装置；所述蒸发提浓装置包括一级无生蒸汽蒸发系统，一级无生蒸汽蒸发系统包括储液罐，储液罐设置在喷淋式蒸发器下方，循环液泵进口与储液罐连接、循环液泵出口与第一换热器的循环液进口连接，第一换热器的热循环液出口与喷淋式蒸发器的喷淋液进口连接；蒸汽压缩机的进口与喷淋式蒸发器的排汽口连接、蒸汽压缩机的出口与第一换热器的进汽口连接，第一换热器的冷凝液出口与第二换热器的热冷凝液进口连接，第二换热器的冷凝液出口与蒸出液受槽连接，蒸出液受槽与蒸出液输送泵连接，蒸出液输送泵出口管送到界外；第一换热器的排气口与第三换热器的进气口连接，第三换热器的排气口直排大气或接管到界外；原料从界外送入第三换热器的冷原料入口，第三换热器的原料出口与第二换热器的原料入口连接，第二换热器的原料出口与第一换热器的循环液进口的循环液管连接。蒸发提浓装置是由多个一级无生蒸汽蒸发系统串联组成的多级无生蒸汽蒸发系统，或由多个一级无生蒸汽蒸发系统并联组成的多级无生蒸汽蒸发系统。蒸发提浓装置后串联蒸发结晶装置；所述蒸发结晶装置包括结晶罐，结晶罐设置在喷淋式蒸发器下方，循环液泵进口与结晶罐侧口连接、循环液泵出口与I号换热器的循环液进口连，I号换热器的热循环液出口与喷淋式蒸发器喷淋液进口连；蒸汽压缩机进口与喷淋式蒸发器排汽口连，蒸汽压缩机出口与I号换热器的进汽口连，I号换热器的冷凝液出口与II号换热器的热冷凝液进口连，II号换热器的冷凝液出口与蒸出液受槽连，蒸出液受槽与蒸出液输送泵连，蒸出液泵出口管送到界外；I号换热器的排气口与III号换热器的进气口连，III号换热器的排气口直排大气或接管到界外；原料从界外送入III号换热器的冷原料入口，III号换热器的原料出口与II号换热器的原料入口连，II号换热器的原料出口与I号换热器的循环液进口的循环液管连；采晶泵进口与结晶罐下口连，采晶泵出口与旋液分离器进口连，旋液分离器下口与晶泥高位槽连，旋液分离器出液口与I号换热器的进口管连；离心机加料口与晶泥高位槽下口连，母液槽与离心机出液口连，母液泵进口与母液槽连，母液泵出口与I号换热器的进口管连。蒸发结晶由多级串联组成。本发明结构合理，不需要蒸汽或余热，不需要循环水冷却装置，可全部采用风电、太阳能发电、潮汐发电等可再生能源，可以不产生碳排放；各种生产线可以露天布置也可以室内布置，投资和能耗低，运行管理方便，综合成本低。对于年产50万吨精制盐的卤水制盐装置，每吨折百精制盐生产成本在100元左 右，仅为现有多效蒸发生产成本的一半左右。并且，每天可生产4600吨准纯净水。对于日产2000吨淡化水、75吨盐的海水淡化装置，按网电计电价，不记盐的价值，每吨淡水生产成本16元左右；盐按250元/吨计算，每吨淡水生产成本12元左右。下面结合实施例对本发明作进一步说明。
具体实施例方式一种不用生蒸汽的蒸发提浓、结晶系统，包括蒸发提浓装置；所述蒸发提浓装置包括一级无生蒸汽蒸发系统，一级无生蒸汽蒸发系统包括储液罐，储液罐设置在喷淋式蒸发器下方，循环液泵进口与储液罐连接、循环液泵出口与第一换热器的循环液进口连接，第一换热器的热循环液出口与喷淋式蒸发器的喷淋液进口连接；蒸汽压缩机的进口与喷淋式蒸发器的排汽口连接、蒸汽压缩机的出口与第一换热器的进汽口连接，第一换热器的冷凝液出口与第二换热器的热冷凝液进口连接，第二换热器的冷凝液出口与蒸出液受槽连接，蒸出液受槽与蒸出液输送泵连接，蒸出液输送泵出口管送到界外；第一换热器的排气口与第三换热器的进气口连接，第三换热器的排气口直排大气或接管到界外；原料从界外送入第三换热器的冷原料入口，第三换热器的原料出口与第二换热器的原料入口连接，第二换热器的原料出口与第一换热器的循环液进口的循环液管连接。蒸发提浓装置是由多个一级无生蒸汽蒸发系统串联组成的多级无生蒸汽蒸发系统，或由多个一级无生蒸汽蒸发系统并联组成的多级无生蒸汽蒸发系统。蒸发提浓装置后串联蒸发结晶装置；所述蒸发结晶装置包括结晶罐，结晶罐设置在喷淋式蒸发器下方，循环液泵进口与结晶罐侧口连接、循环液泵出口与I号换热器的循环液进口连，I号换热器的热循环液出口与喷淋式蒸发器喷淋液进口连；蒸汽压缩机进口与喷淋式蒸发器排汽口连，蒸汽压缩机出口与I号换热器的进汽口连，I号换热器的冷凝液出口与II号换热器的热冷凝液进口连，II号换热器的冷凝液出口与蒸出液受槽连，蒸出液受槽与蒸出液输送泵连，蒸出液泵出口管送到界外；I号换热器的排气口与III号换热器的进气口连，III号换热器的排气口直排大气或接管到界外；原料从界外送入III号换热器的冷原料入口，III号换热器的原料出口与II号换热器的原料入口连，II号换热器的原料出口与I号换热器的循环液进口的循环液管连；采晶泵进口与结晶罐下口连，采晶泵出口与旋液分离器进口连，旋液分离器下口与晶泥高位槽连，旋液分离器出液口与I号换热器的进口管连；离心机加料口与晶泥高位槽下口连，母液槽与离心机出液口连，母液泵进口与母液槽连，母液泵出口与I号换热器的进口管连。一级单独运行的无生蒸汽蒸发系统操作步骤和运行参数首先将需要蒸发的液体加满喷淋式蒸发器下方的储液罐和降液管，至蒸发器的下锥体刚好充满液体。启动循环液泵，将蒸发器、降液管和储液罐中的蒸发液打循环喷淋，根据蒸发器中的液位下降情况补充新鲜蒸发液，自控蒸发器下锥体中刚好充满液体。启动蒸汽压缩机抽气，蒸发器中的压力逐步下降，至蒸发液温度对应的饱和蒸汽压力时，液体大量蒸发，蒸汽经压缩机压缩到微正压、升温40°C左右后进第一换热器加热循环液，蒸汽冷凝成液体，计量后，在接近露点温度下自流入第二换热器加热第三换热器来的新鲜蒸发液，第二换热器出来的蒸出液流入蒸出液受槽，自控受槽液位用泵将蒸出液送出界区；第一换热器排出的热尾气经第三换热器用冷蒸发液冷却后直接排空或去进一步处理；新鲜蒸发液经第三换热器被热尾气加热后，进第二换热器被热冷凝液加热后，与循环液混和去第一换热器进一步加热。随着蒸发的进行，循环液被逐步加热升温，蒸发量进一步加大，4-6小时后，循环液温度、新鲜蒸发液温度、蒸发量、蒸汽温度等参数都趋于平衡稳定，由于气候条件不同，平衡参数有变化，对于水溶液系统，平衡蒸发温度在70-90°C，蒸发压力在0. 04-0. 07M Pa(A)。至储液罐浓度达到合格指标时，根据蒸出液量调控新鲜蒸发液进料量和循环液泵出口引出的产品流量。停车时，停止进新鲜蒸发液，待循环液达到合格产品浓度要求，将蒸发器中所有料作为合格产品送出即可停止运行。多级串联无生蒸汽蒸发系统操作步骤和运行参数先将需要蒸发的液体加满各级喷淋式蒸发器下方的储液罐和降液管，至各蒸发器的下锥体刚好充满液体，再启动各级循环液泵，将各级蒸发器、降液管和储液罐中的蒸发液打循环喷淋，根据各蒸发器中的液位下降情况，向第一级开始补充新鲜蒸发液，从第一级循环泵出口经第二级循环泵出口管向二级蒸发器补料，从第二级循环泵出口经第三级循环泵出口管向三级蒸发器补料，依此类推，一直补到最后一级蒸发器，自控各蒸发器下锥体中刚好充满液体。启动各级蒸汽压缩机抽气，各蒸发器中的压力逐步下降，至蒸发液温度对应的饱和蒸汽压力时，液体大量蒸发，蒸汽经各级压缩机压缩到微正压、升温40°C左右后进各级第一换热器加热循环液，蒸汽冷凝成液体，各自计量后，在接近露点温度下自流入全系统蒸出液受槽，自控受槽液位连续用泵送入全系统的第二换热器加热新鲜蒸发液，冷却后的冷凝液连续送出界区；各级第一换热器排出的热尾气汇入总管，经全系统第三换热器加热界外送来的新鲜冷蒸发液，尾气排空或去进一步处理；经全系统第三换热器加热的新鲜蒸发液进第二换热器加热，加过热的新鲜蒸发液加入一级蒸发器(与一级循环液混和经一级第一换热器进一步加热后进一级蒸发器)，加入量根据第一级蒸发器的液位自动控制，同时，根据第二级蒸发器的液位自动控制一级循环泵向二级蒸发器的补料量，依此类推，根据后一级蒸发器液位控制前一级向后一级的补料量，逐级向后补料，一直补到最后一级蒸发器，保持各级蒸发器液位稳定。随着蒸发的进行，各级循环液被逐步加热升温，蒸发量进一步加大，4-6小时后，循环液温度、新鲜蒸发液温度、蒸发量、蒸汽温度等参数都趋于平衡稳定，由于气候条件不同，平衡参数有变化，对于水溶液系统，平衡蒸发温度在70-90°C，蒸发压力在0. 04-0. 07MPa(A)。至最后一级的储液罐浓度达到合格指标时，根据全系统蒸出液量调控新鲜蒸发液进料量和最后一级循环液泵出口引出的产品流量。停车时，首先，停止向一级进新鲜蒸发液，继续自控各级蒸发器的液位、逐级向后移料；其次，待一级蒸发器液位到低限值时，停止一级的蒸汽压缩机和循环液循环喷淋，继续向二级转料，自控二级蒸发器液位，直到一级的物料全部转空时一级的所有设备停止运行；然后，依此类推，一直到最后第二级物料转空、对应设备停止运行；最后，当末级蒸发器中物料达到合格产品浓度要求时，即可将其中所有料作为合格产品送出，全系统停止运行。也可以立即停止所有蒸发，将各级物料转入受料槽或留在蒸发器中等待下次开车。多级并联无生蒸汽蒸发系统操作步骤和运行参数首先，向各级蒸发器加好蒸发液，然后，自动控制新鲜蒸发液总管压力稳定，启动各级循环液泵，将各蒸发器、降液管和储液罐中的蒸发液打循环喷淋，根据各蒸发器中的液位下降情况补充新鲜蒸发液，自控各蒸发器新鲜蒸发液进料管上阀门开度，使各蒸发器下锥体中刚好充满液体，再按照前面的“一级单独运行无生蒸汽蒸发系统操作步骤和运行参数”启动各级蒸汽压缩机，进行各级蒸发系统的操作、控制。各级蒸汽冷凝液计量后，在接近露点温度下自流入全系统的蒸出液受槽，自控受槽液位用泵连续送入全系统的第二换热器加热新鲜冷蒸发液，冷却后的冷凝液连续送出界区，各级第一换热器排出的热尾气汇入总管，经全系统第三换热器进一步加热 第二换热器出来的新鲜蒸发液，尾气排空或去进一步处理，加过热的新鲜蒸发液回到新鲜蒸发液总管。各级停车步骤同“一级单独运行的无生蒸汽蒸发系统操作步骤和运行参数”中的停车步骤。对于有结晶物析出的体系，根据物料量和开始析出结晶时的浓度决定相应的无生蒸汽蒸发系统配置，由若干级无生蒸汽蒸发系统和若干级蒸发结晶装置组成。首先向各级喷淋式蒸发器加蒸发液至各蒸发器的下锥体刚好充满液体。启动各级循环液泵，将各级蒸发器、降液管、储液罐或结晶罐中的蒸发液打循环喷淋，根据各蒸发器中的液位下降情况，向蒸发提浓装置第一级补充新鲜蒸发液，从第一级循环泵出口经第二级循环泵出口管向二级蒸发器补料，从第二级循环泵出口经第三级循环泵出口管向三级蒸发器补料，依此类推，一直补到最后一级蒸发器，自控各蒸发器下锥体中刚好充满液体。启动各级蒸汽压缩机抽气，各蒸发器中的压力逐步下降，至蒸发液温度对应的饱和蒸汽压力时，液体大量蒸发，蒸汽经各级压缩机压缩到微正压、升温40°C左右后进各级第一换热器加 热循环液，蒸汽冷凝成液体，各自计量后，在接近露点温度下自流入全系统蒸出液受槽，自控受槽液位连续用泵送入全系统的第二换热器、第三加热换热器过来的新鲜蒸发液，冷却后的冷凝液连续送出界区；各级第一换热器排出的热尾气经全系统第三换热器加热界外送来的新鲜冷蒸发液，尾气排空或去进一步处理；新鲜蒸发液经第三换热器、第二换热器加热后加入一级蒸发器，加入量根据第一级蒸发器的液位自动控制，同时，根据第二级蒸发器的液位自动控制一级循环泵向二级蒸发器的补料量，依此类推，根据后一级蒸发器液位控制前一级向后一级的补料量，逐级向后补料，一直补到最后一级蒸发器，保持各级蒸发器液位稳定。随着蒸发的进行，各级循环液被逐步加热升温，蒸发量进一步加大，4-6小时后，循环液温度、新鲜蒸发液温度、蒸发量、蒸汽温度等参数都趋于平衡稳定，由于气候条件不同，平衡参数有变化，对于水溶液系统，平衡蒸发温度在70-90°C，蒸发压力在0. 04-0. 07MPa(A)。至蒸发结晶装置的蒸发器系统开始有结晶析出，启动各采晶泵，从各结晶罐底连续抽料送旋液分离器，通过各旋液分离器下料视镜观察分离出的晶体情况调节各下料阀开度，保持下料含固量在较佳状态进入全系统晶泥高位槽，各旋液分离器顶部出来的液体返回各自的结晶罐，全系统晶泥高位槽中有1/3物料时即可启动离心机、向离心机进料，离心分出的固体去后处理，离心母液进母液槽，控制流量用母液泵连续送入蒸发结晶装置的一级蒸发器。至最后一级结晶罐中的液体达到合格产品指标时，根据全系统蒸出液量、分离出的固体量调控新鲜蒸发液进料量和最后一级循环液泵出口引出的液体产品流量，保持全系统稳定运行。如果不需要出液体产品，最后一级蒸发器循环液则全部回蒸发器，不引出系统。停车时，首先，停止向一级进新鲜蒸发液，继续自控各级蒸发器的液位、逐级向后移料；其次，待一级蒸发器液位到低限值时，停止一级的蒸汽压缩机和循环液循环喷淋，继续向二级转料，自控二级蒸发器液位，直到一级的物料全部转空时一级的所有设备停止运行；再次，依此类推，至最后一级蒸发提浓装置的物料全部转空时，最后一级蒸发提浓装置的所有设备停止运行，蒸发结晶装置继续运行；然后，蒸发结晶装置同上述蒸发提浓装置停车操作，逐级停止含采晶泵在内的所有设备运行，一直到最后第二级物料转空、对应设备停止运行；最后，当末级蒸发器中蒸发液达到合格产品要求时，即可将其中所有液体物料作为合格产品送出，若不需要出液体产品，当末级液位到低限时则可停止运行。也可以立即停止所有蒸发，将各级物料转入受料槽或留在蒸发器中等待下次开车。使用例 1、卤水制盐
同蒸发结晶系统配置和各项操作要求。最佳实例用23级B型无生蒸汽蒸发器并联组成一条生产线，将含盐量300克/升的精制卤水做成精制盐，年产量50万吨(折100%氯化钠)。不含卤水精制费用，每吨折百精制盐生产成本在100元左右。另外，每天可生产4600吨含微量盐的清净水。该蒸发结晶系统包括23台￠3000喷淋式蒸发器、23台￠2000结晶罐、23台循环液泵、23台换热器1、23台蒸汽压缩机、I台蒸出液受槽、2台蒸出液泵、I台精制卤水槽、2台精制卤水泵、I台换热器2、1台换热器3、23台采盐泵、23台旋液分离器、若干台盐泥高位槽、若干台离心机、I台母液槽、2台母液泵等设备。
2、海水淡化
同蒸发结晶系统配置和各项操作要求。最佳实例用8级A型无生蒸汽蒸发器和2级B型无生蒸汽蒸发器串联组成一条生产线，淡化含盐量3. 5%左右的海水，日产量2000吨淡化水、75吨盐。用网电，不记盐的价值，每吨淡水生产成本16元左右；盐按250元/吨计算，每吨淡水生产成本12元左右。该蒸发结晶系统包括10台￠3000喷淋式蒸发器、8台￠ 1000储液罐、2台￠2000结晶罐、10台循环液泵、10台换热器1、10台蒸汽压缩机、I台淡水受槽、2台淡水泵、I台澄清海水槽、2台海水泵、I台换热器2、I台换热器3、2台采盐泵、2台旋液分离器、I台盐泥高位槽、I台离心机、I台母液槽、I台母液泵等设备。
权利要求
1.一种不用生蒸汽的蒸发提浓、结晶系统，其特征是包括蒸发提浓装置；所述蒸发提浓装置包括一级无生蒸汽蒸发系统，一级无生蒸汽蒸发系统包括储液罐，储液罐设置在喷淋式蒸发器下方，循环液泵进口与储液罐连接、循环液泵出口与第一换热器的循环液进口连接，第一换热器的热循环液出口与喷淋式蒸发器的喷淋液进口连接；蒸汽压缩机的进口与喷淋式蒸发器的排汽口连接、蒸汽压缩机的出口与第一换热器的进汽口连接，第一换热器的冷凝液出口与第二换热器的热冷凝液进口连接，第二换热器的冷凝液出口与蒸出液受槽连接，蒸出液受槽与蒸出液输送泵连接，蒸出液输送泵出口管送到界外；第一换热器的排气口与第三换热器的进气口连接，第三换 热器的排气口直排大气或接管到界外；原料从界外送入第三换热器的冷原料入口，第三换热器的原料出口与第二换热器的原料入口连接，第二换热器的原料出口与第一换热器的循环液进口的循环液管连接。
2.根据权利要求I所述的不用生蒸汽的蒸发提浓、结晶系统，其特征是蒸发提浓装置是由多个一级无生蒸汽蒸发系统串联组成的多级无生蒸汽蒸发系统，或由多个一级无生蒸汽蒸发系统并联组成的多级无生蒸汽蒸发系统。
3.根据权利要求I或2所述的不用生蒸汽的蒸发提浓、结晶系统，其特征是蒸发提浓装置后串联蒸发结晶装置；所述蒸发结晶装置包括结晶罐，结晶罐设置在喷淋式蒸发器下方，循环液泵进口与结晶罐侧口连接、循环液泵出口与I号换热器的循环液进口连，I号换热器的热循环液出口与喷淋式蒸发器喷淋液进口连；蒸汽压缩机进口与喷淋式蒸发器排汽口连，蒸汽压缩机出口与I号换热器的进汽口连，I号换热器的冷凝液出口与II号换热器的热冷凝液进口连，II号换热器的冷凝液出口与蒸出液受槽连，蒸出液受槽与蒸出液输送泵连，蒸出液泵出口管送到界外；I号换热器的排气口与III号换热器的进气口连，III号换热器的排气口直排大气或接管到界外；原料从界外送入III号换热器的冷原料入口，III号换热器的原料出口与II号换热器的原料入口连，II号换热器的原料出口与I号换热器的循环液进口的循环液管连；采晶泵进口与结晶罐下口连，采晶泵出口与旋液分离器进口连，旋液分离器下口与晶泥高位槽连，旋液分离器出液口与I号换热器的进口管连；离心机加料口与晶泥高位槽下口连，母液槽与离心机出液口连，母液泵进口与母液槽连，母液泵出口与I号换热器的进口管连。
4.根据权利要求3所述的不用生蒸汽的蒸发提浓、结晶系统，其特征是蒸发结晶由多级串联组成。
全文摘要
本发明公开了一种不用生蒸汽的蒸发提浓、结晶系统，包括蒸发提浓装置；所述蒸发提浓装置包括一级无生蒸汽蒸发系统，一级无生蒸汽蒸发系统包括喷淋式蒸发器、储液罐、循环液泵、换热器、蒸汽压缩机、蒸出液受槽、蒸出液泵等设备。本发明结构合理，不需要蒸汽或余热，不需要循环水冷却装置，可全部采用风电、太阳能发电、潮汐发电等可再生能源，可以不产生碳排放；各种生产线可以露天布置也可以室内布置，投资和能耗低，运行管理方便，综合成本低。
文档编号B01D9/02GK102728082SQ201210229248
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月4日 优先权日2012年7月4日
发明者朱大春 申请人:朱大春