多效蒸发与结晶生产实训教学装置的制作方法

本发明涉及一种生产实训教学装置，具体涉及一种多效蒸发与结晶生产实训教学装置。

背景技术：

蒸发与结晶是重要的化工单元操作，其广泛应用于化工行业、金属矿业的冶炼、大型钢厂的酸洗废液、电厂的湿法脱硫废液处理等过程。在实际化工生产过程中，最常见的是多效蒸发和结晶操作。因此，大多化工专业的学生或从事化工生产的员工都需要充分了解蒸发与结晶的操作过程。但是，目前市面上并没有针对多效蒸发与结晶过程的化工生产实训教学装置。所以，开发一种多效蒸发与结晶生产实训教学装置用于职业院校、高等院校和化工企业的实训教学具有重要的现实意义。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种多效蒸发与结晶生产实训教学装置。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种多效蒸发与结晶生产实训教学装置，它包括一效蒸发工段、二效蒸发工段和结晶工段；

所述一效蒸发工段包括一效蒸发器、一效浓缩液罐、一效气液分离器、一效冷凝器和一效冷凝水罐；所述一效蒸发器的下出料口连通所述一效浓缩液罐的进料口，所述一效蒸发器的上蒸汽出口连通所述一效气液分离器的进口，所述一效气液分离器的气体出口连通所述一效冷凝器的进口，所述一效冷凝器的液体出口连通所述一效冷凝水罐的进液口；

所述二效蒸发工段包括二效蒸发器、二效浓缩液罐、二效气液分离器、二效冷凝器与二效冷凝水罐；所述二效蒸发器的上进料口连通所述一效浓缩液罐的出料口，所述二效蒸发器的下出料口连通所述二效浓缩液罐的进料口，所述二效蒸发器的上蒸汽出口连通所述二效气液分离器的进口，所述二效气液分离器的气体出口连通所述二效冷凝器的进口，所述二效冷凝器的液体出口连通所述二效冷凝水罐的进液口；

所述结晶工段包括结晶罐、离心机和母液罐，所述结晶罐的进料口连通所述二效浓缩液罐的出料口，所述结晶罐的出料口连通所述离心机的进液口，所述离心机的出液口连通所述母液罐的进液口。

基于上述多效蒸发与结晶生产实训教学装置，它还包括真空系统，所述真空系统包括真空缓冲罐和真空泵，所述真空泵的抽气口连接所述真空缓冲罐的出气口，所述真空缓冲罐的进气口分别连通所述一效冷凝水罐、所述二效冷凝水罐、所述结晶罐和所述母液罐的排气口。

基于上述多效蒸发与结晶生产实训教学装置，它还包括预热段，所述预热段包括原料罐和原料预热器，所述原料罐的出料口与所述原料预热器的进料口相连通，所述原料预热器的出料口连通所述一效蒸发器的上进料口。

基于上述，所述预热段还包括给所述原料罐和所述原料预热器提供加热介质的热水恒温槽。

基于上述，所述原料罐的外壁设有制热夹套，所述制热夹套上设有加热介质入口和加热介质出口，所述加热介质入口连通所述热水恒温槽的出水口，所述加热介质出口连通所述热水恒温槽的进水口。

基于上述多效蒸发与结晶生产实训教学装置，它还包括通过给所述一效蒸发器、所述二效蒸发器提供加热介质的热油恒温槽，以及给所述一效冷凝器、所述二效冷凝器和所述结晶罐提供冷却介质的制冷恒温槽。

基于上述，所述结晶罐的外壁设有制冷夹套，所述制冷夹套上设有冷却介质入口和冷却介质出口，所述冷却介质入口连通所述制冷恒温槽的出水口，所述冷却介质出口连通所述制冷恒温槽的进水口。

基于上述，所述一效冷凝器和所述二效冷凝器为列管式换热器。

基于上述，所述一效蒸发器和所述二效蒸发器为刮板降膜蒸发器。

基于上述，所述原料罐和所述结晶罐内部设有搅拌桨。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著进步，具体地说，本发明具有以下优点：

本发明提供的多效蒸发与结晶生产实训教学装置在使用时，一效蒸发浓缩液作为二效蒸发的原料液，一效蒸发器和二效蒸发器加热介质为公用循环油泵，避免采用传统的一效蒸汽循环利用作为二效热源的加热方式造成两效之间传热温差损失较大带来的蒸发器生产强度下降，可达到预期的增浓程度，使实验人员可以明显观察到多效蒸发的实验效果；同时，该装置的操作过程包括流体输送、蒸发、冷却结晶、离心分离和传热等多种化工单元操作，实验人员通过该多效蒸发与结晶生产实训教学装置可以充分理解各种不同的化工单元操作；该装置在流体输送方面采用重力输送和真空导料相结合的方式，传热过程具体表现为列管换热和夹套换热，可以实现多元化教学，更加贴近生产实况，可以使操作人员充分理解化工生产中的各种作业过程；同时，该多效蒸发与结晶生产实训教学装置包括原料罐、夹套换热结晶罐、列管换热器、刮板降膜蒸发器、离心机、真空泵和恒温槽等装置，适用于初学者老师和学生熟悉各种化工设备和装置的操作，进一步，该多效蒸发与结晶生产实训教学装置还涉及到各个化工操作单元之间的连续操作和间歇操作，可以使实验人员进一步理解连续操作和间歇操作的区别和共性，进一步理解化工各种单元操作；而且，该多效蒸发与结晶生产实训教学装置使用的冷却介质和加热介质都可以循环使用，符合现代绿色节能的要求。

附图说明

图1是本发明中多效蒸发与结晶生产实训教学装置的流程示意图。

图2是本发明中所述预热段和所述真空系统的流程示意图。

图中：1.真空缓冲罐；2.真空泵；3.原料罐；4.原料预热器；5.热水恒温槽；6.一效蒸发器；7.一效浓缩液罐；8.一效气液分离器；9.一效冷凝器；10.一效冷凝水罐；11.二效蒸发器；12.二效浓缩液罐；13.二效气液分离器；14.二效冷凝器；15.二效冷凝水罐；16.热油恒温槽；17.结晶罐；18.离心机；19.母液罐；20.制冷恒温槽；21.排气口。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

如图1所示，一种多效蒸发与结晶生产实训教学装置，它包括一效蒸发工段、二效蒸发工段和结晶工段；所述一效蒸发工段包括一效蒸发器6、一效浓缩液罐7、一效气液分离器8、一效冷凝器9与一效冷凝水罐10，所述一效蒸发器6的上进料口连通原料，所述一效蒸发器6的下出料口连通所述一效浓缩液罐7的进料口，所述一效蒸发器6的上蒸汽出口连通所述一效气液分离器8进口，所述一效气液分离器8的气体出口连通所述一效冷凝器9的进口，所述一效冷凝器9的液体出口连通所述一效冷凝水罐10的进液口；

所述二效蒸发工段包括二效蒸发器11、二效浓缩液罐12、二效气液分离器13、二效冷凝器14与二效冷凝水罐15，所述二效蒸发器11的上进料口连通所述一效浓缩液罐7的出料口，所述二效蒸发器11的下出料口连通所述二效浓缩液罐12，所述二效蒸发器11上蒸汽出口连通所述二效气液分离器13的进口，所述二效气液分离器13的气体出口连通所述二效冷凝器14进口，所述二效冷凝器14的液体出口连通所述二效冷凝水罐15的进液口。

所述结晶工段包括结晶罐17、离心机18和母液罐19，所述结晶罐17的进料口连通所述二效浓缩液罐12的出料口，所述结晶罐17的出料口与所述离心机18相连接，所述离心机18出液口与所述母液罐19相连接。

进一步，该多效蒸发与结晶生产实训教学装置还包括通过给所述一效蒸发器6、所述二效蒸发器11提供加热介质的热油恒温槽16，以及给所述一效冷凝器9、所述二效冷凝器14和所述结晶罐17提供冷却介质的制冷恒温槽20。

进一步，所述结晶罐17的外壁设有制冷夹套，所述结晶罐17内部设有搅拌桨，所述制冷夹套上设有冷却介质入口和冷却介质出口，所述冷却介质入口连通所述制冷恒温槽的20出水口，所述冷却介质出口连通所述制冷恒温槽20的进水口，以便所述制冷介质可以循环使用。

具体的，所述一效冷凝器9和所述二效冷凝器14为列管式换热器，所述一效蒸发器6和所述二效蒸发器11为刮板降膜蒸发器。

使用时，先配制饱和硫酸钠溶液，开启热油恒温槽16和制冷恒温槽20，原料硫酸钠溶液进入一效蒸发器6进行一效蒸发操作，一效蒸发操作结束后，一效浓缩液罐7中的物料进入管廊#2物料管中，准备进入二效蒸发工段二效蒸发器11进行二效蒸发操作，二效蒸发操作结束后，二效浓缩液罐12中的物料进入管廊#3物料管中，准备进入结晶工段结晶罐17进行结晶操作，结晶操作结束后，结晶槽17中的物料放至离心机18进行固液离心分离操作，离心后的母液进入母液罐19，硫酸钠晶体回收循环利用。在使用过程中，也可根据需要配置其他溶液。

实施例2

在本实施例中，与上述实施例1不同之处在于：如图1、图2所示，该多效蒸发与结晶生产实训教学装置还包括预热段和真空系统，所述预热段包括原料罐3、原料预热器4、以及通过管廊给原料罐3和原料预热器4提供加热介质的热水恒温槽5，所述原料槽3的出料口连通所述原料预热器4，所述原料预热器4的出料口连通所述一效蒸发器11的上进料口；所述真空系统包括由真空缓冲罐1和真空泵2，所述真空泵2的抽气口连接所述真空缓冲罐1的出气口，所述真空缓冲罐1的进气口分别连通所述一效冷凝水罐10、所述二效冷凝水罐10、所述结晶罐17和所述母液罐19的排气口21，使其形成负压环境；所述原料罐3的外壁设有制热夹套，所述制热夹套上设有加热介质入口和加热介质出口，所述加热介质入口连通所述热水恒温槽5的出水口，所述加热介质出口连通所述热水恒温槽5的进水口，液体通过原料罐3和原料预热器4进行双重预热，提高预热效率。

使用时，首先开启真空泵2和制热恒温槽5，将硫酸钠固体颗粒溶解在加入自来水的原料槽3中，得到饱和硫酸钠溶液，经原料预热器4预热后进入管廊#1物料管中，准备进入一效蒸发工段。

进一步，该多效蒸发与结晶生产实训教学装置可根据控制流体流动需要设置各类阀门，具体参见图1和图2所示，此为本领域常规技术手段，在此不再赘述。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。