一种钛液三效浓缩装置及浓缩工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种钛液三效浓缩装置及浓缩工艺，其中浓缩装置包括脱盐水预热器、一级加热器、二级加热器、一级闪蒸罐、二级闪蒸罐、薄膜蒸发器以及大气冷凝器，一级加热器溶液出口与一级闪蒸罐溶液入口连接，一级闪蒸罐溶液第一出口通过第一循环泵与一级加热器溶液入口连接，一级闪蒸罐溶液第二出口连接至二级加热器溶液入口，二级加热器溶液出口与二级闪蒸罐溶液入口连接，二级闪蒸罐溶液第一出口通过第二循环泵与二级加热器溶液入口连接，二级闪蒸罐溶液第二出口与薄膜蒸发器溶液入口连接。本发明通过循环泵控制钛液在加热器和闪蒸罐内的流速，避免了换热器内换热管大面积结垢和堵塞的问题，提高了换热器的总传热系数，减小了换热器的换热面积。
【专利说明】一种钛液三效浓缩装置及浓缩工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及钛液浓缩【技术领域】，具体是钛液三效浓缩装置及浓缩工艺。
【背景技术】
[0002]硫酸法钛白粉的工业生产中，需要将1508/1( 二氧化钛质量浓度)的稀钛液浓缩至2208/1，通常采用单效升膜蒸发器蒸发，这种蒸发装置蒸汽消耗较高。采用多效蒸发装置是降低钛液浓缩工序蒸汽消耗的有效途径之一，三效真空闪蒸浓缩能够大量降低一次蒸汽的耗量，流程中二效采用一效闪蒸出来的二次蒸汽作为热源，二次蒸汽温度为60飞51，三效采用二效闪蒸出来的二次蒸汽作为热源，二次蒸汽温度为5(^531，由于温度较低，二效和三效所需换热器的换热面积较大，同时由于钛液中含有大量金属钙离子，在浓缩过程中容易形成硫酸钙或石膏固体沉淀物，在换热管表面上沉积而成形成水垢，影响换热效率。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提出了一种节约新饱和蒸汽并避免堵塞换热管提高换热管换热效率的钛液三效浓缩装置及浓缩工艺。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
一种钛液三效浓缩装置，其特征在于:包括脱盐水预热器、一级加热器、二级加热器、一级闪蒸罐、二级闪蒸罐、薄膜蒸发器以及大气冷凝器，所述的脱盐水预热器包括脱盐水入口、脱盐水出口、预热器蒸汽入口和预热器蒸汽出口，所述的一级加热器包括一级加热器溶液入口、一级加热器溶液出口、一级加热器蒸汽入口和一级加热器蒸汽出口，所述的二级加热器包括二级加热器溶液入口、二级加热器溶液出口、二级加热器蒸汽入口和二级加热器蒸汽出口，所述的一级闪蒸罐包括一级闪蒸罐溶液入口、一级闪蒸罐溶液第一出口、一级闪蒸罐溶液第二出口和一级闪蒸罐蒸汽出口，所述的二级闪蒸罐包括二级闪蒸罐溶液入口、二级闪蒸罐溶液第一出口、二级闪蒸罐溶液第二出口和二级闪蒸罐蒸汽出口，所述的薄膜蒸发器包括薄膜蒸发器溶液入口、薄膜蒸发器溶液出口、薄膜蒸发器蒸汽入口和薄膜蒸发器蒸汽出口，所述的大气冷凝器包括冷凝器第一蒸汽入口、冷凝器第二蒸汽入口和冷凝器蒸汽出口 ；所述的一级加热器溶液出口与所述的一级闪蒸罐溶液入口连接，所述一级闪蒸罐溶液第一出口通过一第一循环泵与所述一级加热器溶液入口连接，所述一级闪蒸罐蒸汽出口与所述预热器蒸汽入口连接，所述一级闪蒸罐溶液第二出口连接至所述二级加热器溶液入口，所述的二级加热器溶液出口与所述的二级闪蒸罐溶液入口连接，所述二级闪蒸罐溶液第一出口通过一第二循环泵与所述二级加热器溶液入口连接，所述二级闪蒸罐蒸汽出口与所述一级加热器蒸汽入口连接，所述二级闪蒸罐溶液第二出口与所述薄膜蒸发器溶液入口连接，在所述的薄膜蒸发器蒸汽入口通入新饱和蒸汽，所述薄膜蒸发器蒸汽出口与所述第二加热器蒸汽入口连接，所述第二加热器蒸汽出口连接至所述冷凝器第一蒸汽入口，所述的冷凝器第二蒸汽入口连接所述预热器蒸汽出口，在所述冷凝器蒸汽出口连接一真空栗。
[0005]所述脱盐水预热器、一级加热器、二级加热器均采用列管式换热器，所述第一循环泵和第二循环泵为轴流式循环泵，所述薄膜蒸发器采用列管式薄膜蒸发器。
[0006]在所述第一循环泵的溶液入口上端设置有一高位储液槽，在所述薄膜蒸发器溶液出口下端设置有一浓储液槽。
[0007]一种钛液三效浓缩工艺，步骤如下:
稀钛液从高位贮液槽进入由一级加热器、第一循环泵以及一级闪蒸罐组成的一效强制循环蒸发系统进行初步浓缩，一级加热器的热源为二级闪蒸罐闪蒸出来的二次蒸汽，钛液在一效强制循环蒸发系统内的循环依靠第一循环泵强制推动；由真空泵和大气冷凝器控制一级闪蒸罐的真空度，同时通过第一循环泵控制钛液在一效强制循环蒸发系统内的流速，以免物料产生结晶或加剧结垢，堵塞换热管；
经一效强制循环蒸发系统初步浓缩的钛液部分进入由二级加热器、第二循环泵以及二级闪蒸罐组成的二效强制循环蒸发系统进行进一步浓缩，二级加热器的热源为薄膜蒸发器闪蒸出来的二次蒸汽，钛液在二效强制循环蒸发系统内的循环依靠第二循环泵强制推动；由真空泵和大气冷凝器控制二级闪蒸罐的真空度，同时通过第二循环泵控制钛液在二效强制循环蒸发系统内的流速，以免物料产生结晶或加剧结垢，堵塞换热管；
经二效强制循环蒸发系统进一步浓缩后的钛液部分进入薄膜蒸发器最终浓缩，薄膜蒸发器的热源为新饱和蒸汽，一级闪蒸罐闪蒸出来的二次蒸汽通入脱盐水预热器用来预热脱盐水；由真空泵和大气冷凝器控制薄膜蒸发器的真空度，未冷凝的二次蒸汽通过大气冷凝器进行喷淋冷凝。
[0008]本发明具有以下优点:
1.采用强制循环蒸发系统，通过强制循环泵控制钛液在换热器内的流速，避免了因流速较低造成换热器内换热管大面积结垢和堵塞的问题，并且大幅度提高了换热器的总传热系数，减小了换热器的换热面积。
[0009]2.大气冷凝器和真空泵组成真空系统，一级闪蒸罐闪蒸出来的二次蒸汽经过预热器加热脱盐水，二级闪蒸罐闪蒸出来的二次蒸汽作为一级加热器热源，薄膜蒸发器闪蒸出来的二次蒸汽作为二级加热器热源。真空系统进一步冷凝未冷凝的二次蒸汽，来控制薄膜蒸发器和闪蒸罐内的真空度。
[0010]3.充分利用了二次蒸汽的潜热，减轻了真空系统的负担，可以节约新饱和蒸汽50%左右，且流程简单，成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明装置的连接示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图，对本发明作详细说明:
如图1所示，本发明预热脱盐水的钛液三效浓缩装置，包括高位贮液槽1、第一循环泵2、一级加热器3、一级闪蒸罐4、第二循环泵5、二级加热器6、二级闪蒸罐7、薄膜蒸发器8、浓储液槽9、脱盐水预热器10、大气冷凝器11、真空泵12和液封池13。本发明提出的三效浓缩装置的工艺为:稀钛液从高位贮液槽1进入一效强制循环蒸发系统，一效强制循环蒸发系统由一级加热器3、第一环泵2、第一循环管道、一级闪蒸罐4等组成，一级加热器3的热源为二级闪蒸罐7闪蒸出来的二次蒸汽，钛液在设备内的循环主要依靠第一循环泵2强制推动。初步浓缩的钛液部分进入二效强制循环蒸发系统，二效强制循环蒸发系统由二级加热器6、第二循环泵5、第二循环管道、二级闪蒸罐7等组成，二级加热器的热源为薄膜蒸发器8闪蒸出来的二次蒸汽，钛液在设备内的循环主要依靠第二循环泵强制推动。进一步浓缩后的物料部分进入薄膜蒸发器8最终浓缩，薄膜蒸发器的8热源为新饱和蒸汽，一级闪蒸罐4闪蒸出来的二次蒸汽通入脱盐水预热器10用来预热脱盐水，流程中，需要控制薄膜蒸发器8、一级闪蒸罐4和二级闪蒸罐7的真空度及钛液的温度，同时控制钛液在循环蒸发系统内的流速，以免物料产生结晶或加剧结垢，堵塞换热管。系统的真空由真空泵12和大气冷凝器11形成，未冷凝的二次蒸汽通过大气冷凝器11进行喷淋冷凝，通过节流来分别控制薄膜蒸发器8和一级闪蒸罐4和二级闪蒸汽7的真空度。
【权利要求】
1.一种钛液三效浓缩装置，其特征在于:包括脱盐水预热器、一级加热器、二级加热器、一级闪蒸罐、二级闪蒸罐、薄膜蒸发器以及大气冷凝器，所述的脱盐水预热器包括脱盐水入口、脱盐水出口、预热器蒸汽入口和预热器蒸汽出口，所述的一级加热器包括一级加热器溶液入口、一级加热器溶液出口、一级加热器蒸汽入口和一级加热器蒸汽出口，所述的二级加热器包括二级加热器溶液入口、二级加热器溶液出口、二级加热器蒸汽入口和二级加热器蒸汽出口，所述的一级闪蒸罐包括一级闪蒸罐溶液入口、一级闪蒸罐溶液第一出口、一级闪蒸罐溶液第二出口和一级闪蒸罐蒸汽出口，所述的二级闪蒸罐包括二级闪蒸罐溶液入口、二级闪蒸罐溶液第一出口、二级闪蒸罐溶液第二出口和二级闪蒸罐蒸汽出口，所述的薄膜蒸发器包括薄膜蒸发器溶液入口、薄膜蒸发器溶液出口、薄膜蒸发器蒸汽入口和薄膜蒸发器蒸汽出口，所述的大气冷凝器包括冷凝器第一蒸汽入口、冷凝器第二蒸汽入口和冷凝器蒸汽出口 ；所述的一级加热器溶液出口与所述的一级闪蒸罐溶液入口连接，所述一级闪蒸罐溶液第一出口通过一第一循环泵与所述一级加热器溶液入口连接，所述一级闪蒸罐蒸汽出口与所述预热器蒸汽入口连接，所述一级闪蒸罐溶液第二出口连接至所述二级加热器溶液入口，所述的二级加热器溶液出口与所述的二级闪蒸罐溶液入口连接，所述二级闪蒸罐溶液第一出口通过一第二循环泵与所述二级加热器溶液入口连接，所述二级闪蒸罐蒸汽出口与所述一级加热器蒸汽入口连接，所述二级闪蒸罐溶液第二出口与所述薄膜蒸发器溶液入口连接，在所述的薄膜蒸发器蒸汽入口通入新饱和蒸汽，所述薄膜蒸发器蒸汽出口与所述第二加热器蒸汽入口连接，所述第二加热器蒸汽出口连接至所述冷凝器第一蒸汽入口，所述的冷凝器第二蒸汽入口连接所述预热器蒸汽出口，在所述冷凝器蒸汽出口连接一真空泵。
2.根据权利要求1所述的钛液三效浓缩装置，其特征在于:所述脱盐水预热器、一级加热器、二级加热器均采用列管式换热器，所述第一循环泵和第二循环泵为轴流式循环泵，所述薄膜蒸发器采用列管式薄膜蒸发器。
3.根据权利要求1或2所述的钛液三效浓缩装置，其特征在于:在所述第一循环泵的溶液入口上端设置有一高位储液槽，在所述薄膜蒸发器溶液出口下端设置有一浓储液槽。
4.一种基于权利要求1所述钛液三效浓缩装置的浓缩工艺，其特征在于: 稀钛液从高位贮液槽进入由一级加热器、第一循环泵以及一级闪蒸罐组成的一效强制循环蒸发系统进行初步浓缩，一级加热器的热源为二级闪蒸罐闪蒸出来的二次蒸汽，钛液在一效强制循环蒸发系统内的循环依靠第一循环泵强制推动；由真空泵和大气冷凝器控制一级闪蒸罐的真空度，同时通过第一循环泵控制钛液在一效强制循环蒸发系统内的流速，以免物料产生结晶或加剧结垢，堵塞换热管； 经一效强制循环蒸发系统初步浓缩的钛液部分进入由二级加热器、第二循环泵以及二级闪蒸罐组成的二效强制循环蒸发系统进行进一步浓缩，二级加热器的热源为薄膜蒸发器闪蒸出来的二次蒸汽，钛液在二效强制循环蒸发系统内的循环依靠第二循环泵强制推动；由真空泵和大气冷凝器控制二级闪蒸罐的真空度，同时通过第二循环泵控制钛液在二效强制循环蒸发系统内的流速，以免物料产生结晶或加剧结垢，堵塞换热管； 经二效强制循环蒸发系统进一步浓缩后的钛液部分进入薄膜蒸发器最终浓缩，薄膜蒸发器的热源为新饱和蒸汽，一级闪蒸罐闪蒸出来的二次蒸汽通入脱盐水预热器用来预热脱盐水；由真空泵和大气冷凝器控制薄膜蒸发器的真空度，未冷凝的二次蒸汽通过大气冷凝 器进行喷淋冷凝。
【文档编号】B01D1/26GK104368167SQ201410588073
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】陈汉明, 陈汉军, 杨钧, 陈玉陪, 喻鹏 申请人:南通京通石墨设备有限公司