一种混盐溶液的节能蒸发设备及其控制方法与流程

本发明涉及溶液的节能蒸发技术领域，具体地，涉及一种混盐溶液的节能蒸发设备及其控制方法。

背景技术：

混盐在化工生产中是经常出现的一种物料，混盐溶液浓缩结晶通常采用蒸发工艺，传统蒸发工艺采用的是蒸汽能源，蒸汽能源通常又通过燃烧化石能源(煤、石油等)获得。近年以来，蒸汽价格不断上涨，传统蒸发工艺的能耗成本使得广大企业压力剧增、越来越不堪重负，而化石能源的燃烧又带来了环境污染的巨大隐患，越来越背离节能环保、绿色家园的发展大势。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种混盐溶液的节能蒸发设备及其控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种混盐溶液的节能蒸发设备，包括预热装置、蒸发浓缩装置、蒸发结晶装置、结晶分离装置、控制装置；所述预热装置包括物料缓冲罐、预热器，物料缓冲罐与预热器通过一段输料管连接，所述输料管上安装有进料泵；所述蒸发浓缩装置包括第一循环泵、浓缩蒸发器、蒸汽压缩机以及冷凝水罐；所述循环泵的出口端管道连接着预热器的出料端；第一循环泵和浓缩蒸发器通过管道连接并形成闭合回路，浓缩液通过闭合回路在循环泵和浓缩蒸发器之间循环；所述浓缩蒸发器下部浓缩液出料口通过转料泵和管道与蒸发结晶装置连接；所述浓缩蒸发器的蒸汽出口通过一段输气管连接蒸汽压缩机的进气口，蒸汽压缩机的出气口与浓缩蒸发器蒸汽进口连通，经换热冷凝的蒸汽冷凝水出口通过输水管连接冷凝水罐；所述蒸发结晶装置包括第二循环泵、结晶蒸发器；所述结晶蒸发器下部进料口通过管道和所述转料泵连接着蒸发浓缩装置；第二循环泵和结晶蒸发器通过管道连接并形成闭合回路，浓缩液通过闭合回路在第二循环泵和结晶蒸发器之间循环；所述结晶蒸发器下部浓缩液出料口通过出料泵和管道与结晶分离装置连接；所述结晶蒸发器的蒸汽出口通过一段输气管连接所述蒸汽压缩机的进气口，所述蒸汽压缩机的出气口与所述结晶蒸发器蒸汽进口连通，经换热冷凝的蒸汽冷凝水出口通过输水管连接所述冷凝水罐；所述结晶分离装置包括结晶器、固液分离装置，结晶器和固液分离装置通过出料泵依次连接在结晶蒸发器的出料端；所述控制装置包括控制电路、传感器，通过传感器对液位、温度等数据进行监控，由控制电路自动控制各泵运行，实现全流程的自动化。这里，浓缩蒸发器、结晶蒸发器既可利用蒸汽对溶液进行加热，又便于溶液在其各自下部结构中分别进行浓缩、再浓缩，具有一体化结构优势，有利于减少管道等连接部件，缩短溶液流程，有效利用空间，提高工作效率。

优选的，所述传感器包括设于浓缩蒸发器内的浓缩液位传感器，所述控制电路分别与浓缩液位传感器、进料泵连接。

优选的，所述传感器包括设于结晶蒸发器内的结晶液位传感器，所述控制电路分别与结晶液位传感器、转料泵连接。

优选的，所述传感器包括设于结晶蒸发器内的蒸汽温度传感器、液体温度传感器，所述控制电路分别与蒸汽温度传感器、液体温度传感器及出料泵连接。

优选的，所述冷凝水罐设有冷凝水出口，所述冷凝水出口通过输水管与蒸馏水泵的进水端连接，所述蒸馏水泵的出水端连接在预热器上。

优选的，所述固液分离装置与结晶蒸发器之间设有第二回路，第二回路上设有母液泵，在固液分离后得到的母液经过母液泵送入到蒸发结晶装置中循环处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本混盐溶液的节能蒸发设备替代了传统的蒸汽加热的蒸发方式，采用压缩机压缩浓缩蒸发器、结晶蒸发器内分离出的二次蒸汽，使用压缩后的二次蒸汽作为加热蒸汽，替代了传统的蒸汽加热的蒸发结晶方式，并通过设置回路实现系统内部的往复循环，做到无需生蒸汽加热、无需冷凝设备，只需少量的电能就能达到良好的蒸发效果，从而为混盐溶液处理过程降低成本、节能环保开辟了一条新途径；通过分体式结构将蒸发过程分为蒸发浓缩和蒸发结晶两阶段，利用液位、温度信号监测及自动反馈控制，大大提高了设备运行稳定性，减少了设备损耗和运营成本。

为更好地实现发明的目的，这里，还提供一种所述混盐溶液的节能蒸发设备的控制方法，包括以下步骤：

S1.由浓缩液位传感器对蒸发浓缩装置浓缩蒸发器液位进行监控，在浓缩蒸发器低液位时控制电路自动控制开启进料泵，在浓缩蒸发器液位高时关闭进料泵，保证浓缩蒸发器液位维持在稳定区间；

S2.由结晶液位传感器对蒸发结晶装置的结晶蒸发器液位进行监控，在结晶蒸发器低液位时，由控制电路自动控制转料泵开启，浓缩蒸发器中的液体自动流向结晶蒸发器，结晶蒸发器中物料得以补充，在结晶蒸发器液位高时控制电路自动控制转料泵关闭，通过转料泵的启闭，使结晶蒸发器中的物料液位维持在稳定区间；

S3.因混盐溶液在一定浓度下，其液态温度和蒸汽温度存在稳定的温度差，由蒸汽温度传感器、液体温度传感器分别对结晶蒸发器中二次蒸汽温度及物料温度进行监控，当控制电路监测到汽液温度差到达设定值，即表示浓缩液达到要求浓度，则控制出料泵开启出料，当温差下降到某设定值时，关闭出料泵停止出料，如此实现自动出料。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的控制装置的方框示意图；

其中：1.物料缓冲罐，2.进料泵，3.预热器，4.浓缩蒸发器，5.第一循环泵，6.转料泵，7.结晶蒸发器，8.第二循环泵，9.蒸汽压缩机，10.冷凝水罐，11.蒸馏水泵，12.出料泵，13.结晶器，14.固液分离装置，15.母液泵。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1、图2所示，一种混盐溶液的节能蒸发设备，混盐溶液节能蒸发设备，其包括预热装置、蒸发浓缩装置、蒸发结晶装置、结晶分离装置、控制装置；所述预热装置包括物料缓冲罐1、进料泵2、预热器3，物料缓冲罐1与预热器3通过一段输料管连接，所述输料管上安装有进料泵2；所述蒸发浓缩装置包括浓缩蒸发器4、第一循环泵5、蒸汽压缩机9以及冷凝水罐10；所述第一循环泵5的出口端管道上连接有预热器3的出料端；第一循环泵5与浓缩蒸发器4通过管道连接并形成闭合回路，经浓缩蒸发器4分离后的浓缩液通过第一循环泵5实现循环蒸发，分离出浓缩液；所述浓缩蒸发器4下部浓缩液出口通过一转料泵6及管道与蒸发结晶装置连接；所述浓缩蒸发器4的蒸汽出口通过一段输气管连接蒸汽压缩机9的进气口，蒸汽压缩机9的出气口之一与浓缩蒸发器4蒸汽进口连接，浓缩蒸发器4的冷凝水出口通过输水管连接冷凝水罐10；所述蒸发结晶装置包括结晶蒸发器7、第二循环泵8；所述结晶蒸发器7入料口通过管道与上述所述转料泵6出口连接；所述结晶蒸发器7与第二循环泵8通过管道连接形成闭合回路，所述闭合回路上物料通过第二循环泵8在结晶蒸发器7中加热、蒸发、气液分离后形成浓缩液和二次蒸汽；所述结晶蒸发器7的蒸汽出口通过一段输气管连接蒸汽压缩机9的进气口；所述蒸汽压缩机9的出气口之一与结晶蒸发器7连通；所述结晶蒸发器7的冷凝水出口通过输水管连接冷凝水罐10；所述结晶蒸发器7下部设置有浓缩液出料口；所述结晶分离装置包括出料泵12、结晶器13、固液分离装置14、母液泵15；所述出料泵12进料口通过管道连接在上述所述的结晶蒸发器7下部浓缩液出料口；所述结晶器13的进料口通过管道连接出料泵12的出料口；所述结晶器13下部设置有排料口，排料口通过管道连接固液分离装置14；所述固液分离装置14设置有排液口，排液口通过管道连接母液泵15进料口；所述母液泵15出料口通过管道连接上述所述蒸发结晶装置循环泵入口管道；所述固液分离装置14分离出的固体进入下一工序再处理，分离出的液体由母液泵15重新泵入蒸发结晶装置再蒸发浓缩；所述控制装置包括控制电路、传感器，通过传感器对液位、温度等数据进行监控，由控制电路自动控制各泵运行，实现全流程的自动化。

为便于更好地理解本发明，以下为采用所述设置的混盐溶液节能蒸发的简要工艺流程：物料缓冲罐1中的温度为室温，混盐溶液原液经进料泵2泵入预热器3与预热器3中冷凝水产生换热，经过预热器3后温度上升；预热后的混盐溶液进入到浓缩蒸发器4中，并通过循环泵实现循环蒸发，物料在循环蒸发器中与加热蒸汽换热，吸收热量的混盐溶液闪蒸浓缩，分离出二次蒸汽和浓缩液，二次蒸汽从浓缩蒸发器4蒸汽出口进入蒸汽压缩机9，经蒸汽压缩机9的绝热压缩后，温度和压力得到提升；升温升压后的二次蒸汽作为加热蒸汽进入浓缩蒸发器4中与混盐溶液换热，放热后冷凝成水，并排入冷凝水罐10；吸收热量的混盐溶液在浓缩蒸发器4中闪蒸并分离出二次蒸汽和浓缩液，浓缩液通过一转料泵6的作用，进入蒸发结晶装置中，通过循环泵和结晶蒸发器7进一步循环蒸发再浓缩，浓缩液在结晶蒸发器7中与加热蒸汽换热，吸收热量后在结晶蒸发器7器中闪蒸，分离出二次蒸汽和浓缩液，二次蒸汽从结晶蒸发器7下部蒸汽出口进入蒸汽压缩机9，经蒸汽压缩机9的绝热压缩后，温度和压力得到提升；升温升压后的二次蒸汽作为加热蒸汽进入结晶蒸发器7的蒸汽进口与混盐溶液换热，放热后冷凝成水，并排入冷凝水罐10；结晶蒸发器7中混盐溶液浓缩液浓度达到设定值时经出料泵12泵入结晶器13中结晶，然后经过结晶器13和固液分离装置14分离出晶体，分离出的液体通过母液泵15重新进入蒸发结晶装置继续蒸发浓缩；从预热器3最后出来的冷凝水可以回用或达标排放。

所述冷凝水罐10设有冷凝水出口，一蒸馏水泵11的进水端通过输水管连接在冷凝水罐10的冷凝水出口，蒸馏水泵11的出水端连接在预热器3上。由于从冷凝水罐10中出来的水还有一定温度，如果直接排出会导致热源的浪费，将冷凝水罐10中的水引入到预热器3中，可以作为预热器3的热源，从而达到充分利用热量的目的。

所述固液分离装置14与结晶蒸发器7之间设有回路，回路上设有母液泵15，固液分离后得到的母液经过母液泵15送入到结晶蒸发器7中循环处理。分离后的母液为饱和混盐溶液，因此设计第二回路后，母液通过第二回路进入到蒸发结晶装置中，然后在蒸发结晶装置中继续浓缩，达到预定的浓度后再次结晶分离，如此循环，最后实现混盐溶液的完全回收。

所述预热器3的冷凝水出口连接有排水管，热交换后的冷凝水经排水管排出。

参照图2所示，所述传感器包括设于浓缩蒸发器4内的浓缩液位传感器，所述控制电路分别与浓缩液位传感器、进料泵2连接。所述传感器包括设于结晶蒸发器7内的结晶液位传感器，所述控制电路分别与结晶液位传感器、转料泵6连接。所述传感器包括设于结晶蒸发器7内的蒸汽温度传感器、液体温度传感器，所述控制电路分别与蒸汽温度传感器、液体温度传感器及出料泵12连接。

为更好地实现发明的目的，这里，还提供一种所述混盐溶液的节能蒸发设备的控制方法，包括以下步骤：

S1.由浓缩液位传感器对蒸发浓缩装置浓缩蒸发器4液位进行监控，在浓缩蒸发器4低液位时控制电路自动控制开启进料泵2，在浓缩蒸发器4液位高时关闭进料泵2，保证浓缩蒸发器4液位维持在稳定区间；

S2.由结晶液位传感器对蒸发结晶装置的结晶蒸发器7液位进行监控，在结晶蒸发器7低液位时，由控制电路自动控制转料泵6开启，浓缩蒸发器4中的液体自动流向结晶蒸发器7，结晶蒸发器7中物料得以补充，在结晶蒸发器7液位高时控制电路自动控制转料泵6关闭，通过转料泵6的启闭，使结晶蒸发器7中的物料液位维持在稳定区间；

S3.因混盐溶液在一定浓度下，其液态温度和蒸汽温度存在稳定的温度差，由蒸汽温度传感器、液体温度传感器分别对结晶蒸发器7中二次蒸汽温度及物料温度进行监控，当控制电路监测到汽液温度差到达设定值，即表示浓缩液达到要求浓度，则控制出料泵12开启出料，当温差下降到某设定值时，关闭出料泵12停止出料，如此实现自动出料。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。