一种五效八体结晶蒸发工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种结晶蒸发工艺，具体说是一种五效八体结晶蒸发工艺。
【背景技术】
[0002] 葡萄糖酸钠又称五羟基己酸钠，是一种白色或淡黄色结晶粉末，易溶于水，微溶于 醇，不溶于醚，其分子式为C 6H11O7Na,相对分子质量为218. 14。葡萄糖酸钠是葡萄糖的深加 工产品，也是制备葡萄糖酸内酯、葡萄糖酸盐（锌、铜、亚铁盐）等的基础原料，在食品工业 可用作营养增补剂、固化剂、缓冲剂等。该产品热稳定性好，无潮解性，由于其优良的螯合性 能而被广泛用于水质处理、电镀、金属与非金属的表面清洗及水泥生产等多种工业部门，在 化工、食品、医药、轻工等行业有着广泛的用途。
[0003] 硝酸铵是无色斜方或单斜晶体，在210° C分解为水和一氧化二氮；剧烈加热时在 300° C以上分解为氮气，氧气和水；溶于水、甲醇和乙醇，溶于水时能吸收大量热能而降低 温度；主要用作肥料及工业用和军用炸药，并可用于杀虫剂、冷冻剂、氧化氮吸收剂，制造笑 气、烟火等。
[0004] 葡萄糖酸钠溶液或硝酸铵溶液传统的结晶蒸发工艺多采用双层孔板布料器，容易 因物料堵塞其布料器孔造成热负荷过大或液体负荷过小形成"干斑"的现象，不利于晶体 的析出；而且传统的结晶蒸发工艺采用的蒸发浓缩设备蒸发速率低，动力消耗大，物料停留 时间长，加之双层孔板结构布料器易堵塞，导致吨蒸发量汽耗量高，产生的后果为运行成本 高、传热效率低、有效运行时间短、产品晶体颗粒小。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种冷媒介质不易结垢、运行成本低、蒸发效 率高的五效八体结晶蒸发工艺，用于葡萄糖酸钠或者硝酸铵溶液的结晶蒸发。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种五效八体结晶蒸发工艺，包括以 下步骤： (1) 入料：将一定浓度、一定温度的原料液以一定流量注入原料罐，在原料罐的顶部安 装有进料平衡液位指示调节报警装置，当原料罐内的原料液液位达到报警位置时，入料完 成； (2) 预热：入料完成后，原料液通过安装在原料罐底部的物料泵以及原料液管道进入凝 结水预热器I，在凝结水预热器I预热至ere后进入凝结水预热器Ii，预热至7rc，最后 进入一效预热器进行预热； (3) -级加热蒸发：原料液预热完成后进入一效加热室，以蒸汽管网产生的新鲜蒸汽作 为热源进行加热蒸发，原料液与新鲜蒸汽进行热交换后，原料液沿换热管内壁成膜状由上 而下流动，原料液被加热至其沸点，并在换热管内进行蒸发，溶剂被不断汽化，原料液浓度 得到进一步提高，所得汽液混合物进入一效分离室进行分离，分离出的二次蒸汽进入下一 效作为加热热源，二次原料液通过过料阀门进入到下一效加热室； (4) 二级加热蒸发：二次蒸汽通过蒸汽管道进入二效加热室，二次原料液通过安装在一 效加热室左下方的物料泵以及原料液管道输送至二效加热室内，进行与一效加热室内相同 的反应得到汽液混合物，所得汽液混合物进入二效分离室进行分离，分离出的三次蒸汽进 入下一效作为加热热源，三次原料液通过过料阀门进入到下一效加热室； (5) 三级加热蒸发：三次蒸汽通过蒸汽管道进入三效加热室，三次原料液通过安装在二 效加热室左下方的物料泵以及原料液管道输送至三效加热室，进行与二效加热室内相同的 反应得到汽液混合物，所得汽液混合物进入三效分离室进行分离，分离出的四次蒸汽进入 下一效作为加热热源，四次原料液通过过料阀门进入到下一效加热室； (6) 四级加热蒸发：四次蒸汽通过蒸汽管道进入四效加热室，四次原料液通过安装在三 效加热室左下方的的物料泵以及原料液管道输送至四效加热室，进行与三效加热室内相同 的反应得到汽液混合物，所得汽液混合物进入四效分离室进行分离，分离出的五次蒸汽进 入下一效作为加热热源，五次原料液通过过料阀门进入到下一效加热室； (7) 五级加热蒸发、结晶：五次蒸汽通过蒸汽管道进入五效加热室，五次原料液通过安 装在四效加热室左下方的的物料泵以及原料液管道输送至五效加热室，进行与四效加热室 内相同的反应得到汽液混合物，所得汽液混合物输送至五效结晶室内进行结晶反应，浓度 达到工艺指标后通过质量流量计检测合格后进入到成品罐中，浓度达不到工艺指标进入到 原料罐中再进行浓缩蒸发； (8) 干燥、包装、贮藏：将步骤（7)中得到的合格产品进行干燥后按规格包装，然后进行 贮藏，贮藏期12个月； (9) 不凝气回收：步骤（3)~ (7)中所得的不凝气进入冷凝器内冷凝，得凝结水进入凝 结水罐中，所述凝结水罐与凝结水预热器I相连通，可对凝结水作二次利用； (10) 设备清洗：上述工艺完成后，利用清洗泵群将CIP清洗液分别输送至一效加热室、 二效加热室、三效加热室、四效加热室和五效加热室内，对其进行清洗后排出。
[0007] 作为优选的技术方案，所述步骤（3)中，原料液为葡萄糖酸钠溶液时，其初始温度 为45°C，初始浓度为25%，流量为44. 56t/h ;原料液为硝酸铵溶液时，其初始温度为30°C，初 始浓度为10%，流量为50t/h。
[0008] 作为优选的技术方案，当原料液为葡萄糖酸钠溶液时，所述步骤（3)中新鲜蒸汽 的温度为120°C，一效加热室的真空度保持在OMPa，二次蒸汽的温度为97°C，二次原料液 的浓度为32% ;所述步骤（4)中二效加热室的真空度保持在-0. 038MPa，三次蒸汽的温度为 87°C，三次原料液的浓度为48% ;所述步骤（5冲三效加热室的真空度保持在-0. 062MPa，三 次蒸汽的温度为75°C，三次原料液的浓度为60% ;所述步骤（6)中四效加热室的真空度保 持在-0. 082MPa，四次蒸汽的温度为58°C，四次原料液的浓度为76. 5% ;所述步骤（7)中五 效加热室的真空度保持在-0. 〇89MPa，五效结晶室的真空度保持在-0. 092MPa，温度保持在 63。。。
[0009] 作为优选的技术方案，当原料液为硝酸铵溶液时，所述步骤（3)中新鲜蒸汽的温度 为120°C，一效加热室的真空度保持在OMPa，二次蒸汽的温度为104. 5°C，二次原料液的浓 度为20% ;所述步骤（4)中二效加热室的真空度保持在-0. 013MPa，三次蒸汽的温度为94°C， 三次原料液的浓度为30%;所述步骤（5)中三效加热室的真空度保持在-0. 049MPa，三次 蒸汽的温度为82°C，三次原料液的浓度为40% ;所述步骤（6)中四效加热室的真空度保持 在-0. 073MPa，四次蒸汽的温度为67°C，四次原料液的浓度为50%;所述步骤（7)中五效加热 室的真空度保持在-〇. 〇89MPa，五效结晶室的真空度保持在-0. 094MPa，温度保持在54°C。
[0010] 作为优选的技术方案，所述步骤（3) ~ (7)加热蒸发的过程中，由安装在各效加热 室上的真空阀门来调节其真空度保持平稳。
[0011] 作为优选的技术方案，所述冷凝器的右下方安装有真空泵，所述真空泵与各个真 空阀门相连接。
[0012] 由于采用了上述技术方案，本发明具有以下有益效果： 1、 本发明采用五效八体的蒸发结晶方式，且五效采用的是强制循环结构蒸发形式，有 利于晶体的析出，保证晶体颗粒的均匀； 2、 本发明采用的喷射布料器，有效地避免了物料的堵塞现象，有利于延长有效运行时 间，减少动力消耗，节省运行成本； 3、 本发明采用了工控机方式，能对全部参数进行监控和记录，有效地保证了设备的平 稳运行，有利于工艺流程的顺利进行； 4、 本发明实行低液位操作，降低凝结水COD含量； 5、 本发明实现低温操作，大大提高产品质量，降低了能源的消耗，提高了能源的利用 率； 6、 本发明采用真空泵与真空阀门相结合的方式，来控制工艺流程中的真空度的稳定 性； 7、 本发明采用冷凝水循环利用的方式，吨水蒸汽消耗量小于等于0. 15吨蒸汽/吨水， 减少了水资源的浪费； 8、 本发明采用全自动清洗方式，能有效保证主体设备的清洁度，方便安装和维修； 综上所述，本发明全程物料无堵塞现象，冷媒介质不易结垢，有效运行时间长，动力消 耗少，水资源利用率高，运行成本低且晶体颗粒均匀、饱满。
【具体实施方式】
[0013] 现结合附图以及具体实施例，对本发明做进一步说明。
[0014] 图1为本发明工艺流程图。
[0015]图中：1、原料罐，2、进料平衡液位指示调节报警装置，3、物料泵，4、原料液管道，5、 凝结水预热器I，6、凝结水预热器11，7、一效预热器，8、一效加热室，9、蒸汽管网，10、一效 分离室，11、二效加热室，12、二效分离室，13、三效加热室，14、三效分离室，15、四效加热室， 16、四效分离室，17、五效加热室，18、五效结晶室，19、冷凝器，20、凝结水罐，21、清洗泵群， 22、真空阀门，23、真空泵。
[0016] 如图1所示，本发明的实施例为：一种五效八体结晶蒸发工艺，包括以下步骤： (1) 入料：将一定浓度、一定温度的原料液以一定流量注入原料罐1，在原料罐1的顶部 安装有进料平衡液位指示调节报警装置2,当原料罐1内的原料液液位达到报警位置时，入 料完成； (2) 预热：入料完成后，原料液通过安装在原料罐底部的物料泵3以及原料液管道4 进入凝结水预热器I 5,在凝结水预热器I预热至ere后进入凝结水预热器II6,预热至 71°C，最后进入一效预热器7进行预热； (3) -级加热蒸发：原料液预热完成后进入一效加热室8,以蒸汽管网9产生的新鲜蒸 汽作为热源进行加热蒸发，原料液与新鲜蒸汽进行热交换后，原料液沿换热管内壁成膜状 由上而下流动，原料液被加热至其沸点，并在换热管内进行蒸发，溶剂被不断汽化，原料液 浓度得到进一步提高，所得汽液混合物进入一效分离室10进行分离，分离出的二次蒸汽进 入下一效作为加热热源，二次原料液通过过料阀门进入到下一效加热室； (4) 二级加热蒸发：二次蒸汽通过蒸汽管道进入二效加热室11，二次原料液通过安装 在一效加热室8左下方的物料泵3以及原料液管道4输送至二效加热室11，进行与一效加 热室8内相同的反应得到汽液混合物，所得汽液混合物进入二效分离室12进行分离，分离 出的三次蒸汽进入下一效作为加热热源，三次原料液通过过料阀门进入到下一效加热室； (5) 三级加热蒸发：三次蒸汽通过蒸汽管道进入三效加热室13,