一种用于氯化钙生产的蒸发设备的制作方法

本发明涉及蒸发器技术领域，尤其是一种用于氯化钙生产的蒸发设备。

背景技术：

工业生产中，氯化钙溶液是工业生产中经常被使用的化工原料，其使用范围广泛，但由于生产所需氯化钙浓度的不同，需要对氯化钙溶液进行稀释或者浓缩，稀释比较容易完成，而在氯化钙溶液的多采用蒸发法，过程中，氯化钙溶液沸点随着浓度升高而明显升高，且浓度越高流动性越差，传统操作上，作业程序相对比较复杂，成本较高；且出料浓度低的缺点。

技术实现要素：

基于上述问题，本发明提供一种工艺简洁易操作、成本低廉、高效节能，不易结垢，出料浓度更高的氯化钙蒸发设备。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种用于氯化钙生产的蒸发设备，包括双效强制循环单元、单效降膜单元、冷凝单元、进料泵及强制循环泵，所述双效强制循环单元包括管道、依次连通的一效加热器、一效分离器、二效加热器及二效分离器，所述冷凝单元包括冷凝器、冷凝水预热罐、冷凝水泵、真空泵以及凉水塔，所述冷凝水预热罐与进料泵相连通，所述冷凝器与与二效分离器相连通，所述冷凝水泵分别与冷凝器和冷凝水预热罐相连通、所述真空泵通过管道与冷凝器相连通，所述凉水塔分别与冷凝器和冷凝水预热罐相连通；所述强制循环泵包括一效强制循环泵和二效强制循环泵，所述一效强制循环泵设置在二效加热器与冷凝水预热罐之间，所述二效强制循环泵设置在二效加热器与一效加热器之间；所述单效降膜单元包括一效出料保温罐、降膜加热器、降膜保温罐，所述一效出料保温罐通过管道与一效分离器相连通，所述一效出料保温罐的底部通过管道与降膜加热器的顶部相连通，所述降膜保温罐设置在降膜加热器下方且与降膜加热器相连通，所述一效出料保温罐与一效分离器相连通的管道上连通有一效出料泵，所述一效出料保温罐与降膜加热器相连通的管道上连通有降膜进料泵，所述降膜保温罐上设置有出料口。

通过采用上述技术方案，本发明的冷凝水预热罐包括设置在冷凝水预热罐内的盘管。原料通过进料泵送入冷凝水预热罐内盘管进行预热，然后进入二效加热器加热蒸发，加热蒸发后得到的二效物料被输送到一效加热器内进行加热蒸发，经一效加热器蒸发浓缩后的物料打入一效出料保温罐暂存保温，再通过降膜进料泵打入降膜加热器降膜浓缩，经过降膜加热器降膜浓缩后的物料最终进入降膜保温罐，达到要求的浓度后可以出料。本发明的降膜加热器内部为列管式，采用蒸汽加热。本发明的降膜加热器包括物料分配器和加热管。降膜进料泵将物料送至降膜加热器顶部，物料经过上管板每个管口的物料分配器均匀分配到加热管的管壁上，形成一层液膜，管壁上的物料与蒸汽充分换热，蒸发效率高。蒸发器物料的蒸发浓缩就是物料与蒸汽传递能量的过程，使物料水分进行分离，在真空状态下进行蒸发，能降低物料沸点，大大提高蒸发效率。

本发明进一步设置：所述双效强制循环单元还包括一效上循环管道、二效上循环管道、一效排气管道、二效排气管道，一效进料管、二效进料管、一效下循环管道及二效下循环管道，所述一效加热器的顶部通过一效上循环管道与一效分离器相连通，所述一效分离器的顶部通过一效排气管道与二效加热器的上部相连通；所述二效加热器的顶部通过二效上循环管道与二效分离器相连通，所述二效分离器的顶部通过二效排气管道与冷凝器相连通；所述二效分离器底部的一侧通过二效进料管与二效强制循环泵相连通，所述一效分离器底部的一侧通过一效进料管与一效强制循环泵相连通，所述一效进料管和二效进料管的下部皆设置有进料口，所述冷凝水预热罐通过管道与二效下循环管道的进料口相连通，所述二效分离器通过管道与一效下循环管道的进料口相连通，所述二效加热器的底部与二效强制循环泵通过二效下循环管道相连通，所述一效加热器的底部与一效强制循环泵通过一效下循环管道相连通，所述二效分离器与一效下循环管道相连通管道上连通有一效进料泵。

通过采用上述技术方案，因为氯化钙溶液的沸点会随浓度的增大而升高，所以本发明的蒸发器采用逆流进料。原料通过进料泵送入冷凝水预热罐内盘管进行预热，然后从二效进料管的进料口进入二效强制循环泵，再通过二效下循环管道输送从二效加热器的底部进入二效加热器内进行加热蒸发。经二效加热器处理过后的物料再进入二效分离器内进行气液分离。气液分离后的物液从二效分离器的底部通过管道输送到一效进料泵，通过一效进料泵抽送到一效进料管的进料口进入一效强制循环泵，再通过一效下循环管道输送从一效加热器的底部进入一效加热器内进行加热蒸发。经一效加热器处理过后的物料再进入二效分离器内进行气液分离。一效加热器内的物料在一效强制循环泵的推动下在一效加热器内由下至上进行加热，再进入一效分离器内。本发明的一效加热器和二效加热器皆包括有换热管。当蒸汽对换热管进行换热时，管内物料会在真空状态下快速升温沸腾，因此受热的物料体积改变，在气体推力作用下呈切线喷射进入一效分离器，物料进入一效分离器后充分的处于旋转动能状态，在高真空状态下这样可以达到沸腾状态，进行高速的汽液分离，产生的二次汽体进入二效加热器壳体，对二效加热器进行加热，二效加热器的真空度比一效加热器高，物料的沸点比二次蒸汽低，因此物料在二效加热器也可进行快速循环蒸发，再进入二效分离器内进行气液分离。二效物料中的水份不断被蒸发，闪发出来的二次蒸汽进入冷凝器冷凝，循环冷却水在冷凝器内走列管，二次蒸汽走壳体进行换热冷凝，冷凝液从冷凝器壳程底部被冷凝水泵连续抽出打入冷凝水预热罐，冷的物料流经冷凝水预热罐内的盘管预热，这样设置更加经济，节省成本。

本发明进一步设置：还包括蒸汽单元，所述蒸汽单元包括蒸汽分气缸和蒸汽管道，所述蒸汽管道包括连通蒸汽分气缸与降膜加热器的蒸汽管道i、连通蒸汽管道i与降膜保温罐的蒸汽管道ii，连通蒸汽分气缸与一效出料保温罐的蒸汽管道iii，及连通蒸汽管道iii与一效加热器的蒸汽管道iv，所述降膜保温罐与二效排气管道之间连通有蒸汽管道v。

通过采用上述技术方案，开启蒸汽分气缸，蒸汽分别通过蒸汽管道i输送到降膜加热器的上部，通过蒸汽管道ii输送到降膜保温罐内，通过蒸汽管道iii输送到一效出料保温罐内，及通过蒸汽管道iv输送到一效加热器内。本发明的降膜加热器内部为列管式，降膜加热器采用蒸汽加热。降膜保温罐内产生的二次蒸汽通过蒸汽管道v进入冷凝器的进行冷凝，本发明降膜保温罐内产生的二次蒸汽从冷凝器的上部侧口进入冷凝器，在冷凝器转化为冷凝水，冷凝水从底侧口排出。本发明的一效加热器和二效加热器内部皆为列管式，一效加热器为蒸汽加热，二效加热器用二次蒸汽加热。

本发明进一步设置：所述冷凝单元还包括冷却水管道，所述冷凝器的顶部设置有冷却水出口，所述冷凝器的底部设置有冷却水入口，所述冷却水出口和冷却水入口皆通过冷却水管道与凉水塔相连通，所述冷却水入口与凉水塔相连通的冷却水管道上设置有冷却水输送泵，所述冷却水输送泵与冷凝水泵通过冷却水管道相连通。

通过采用上述技术方案，凉水塔内的冷却水通过冷却水输送泵输送到冷凝器，从冷凝器的底部进入冷凝器内，从冷凝器的顶部被排出进行循环交换冷凝，再回到凉水塔。这样设置，使得冷却水能重复利用，更环保、经济。

本发明进一步设置：所述冷凝单元还包括不凝气管道，所述降膜保温罐与二效排气管道通过不凝气管道相连通，所述一效加热器与不凝气管道之间设置有不凝气管道i，所述二效加热器与不凝气管道之间设置有不凝气管道ii，所述冷凝器的上部与下部之间连通有不凝气管道iii，所述不凝气管道iii与真空泵之间连通有不凝气管道iv。

通过采用上述技术方案，本发明的不凝气管道iv上设置有不凝气阀门。在冷凝水泵排出冷凝器内的冷凝水时，同时调节不凝气阀门，随时抽走不凝性气体，通过真空泵抽出设备内的空气及不凝性气体，保持设备内的高真空度；保证物料在低温状态下沸腾蒸发。

本发明进一步设置：降膜加热器上设置有冷凝水排出口，所述冷凝水排出口上连接有冷凝水管道，所述冷凝水管道相对冷凝水排出口的另一端连接有冷凝水回锅炉，所述降膜保温罐与冷凝水管道之间连通有冷凝水管道i，所述一效加热器与冷凝水管道之间连通有冷凝水管道ii，所述一效出料保温罐与冷凝水管道之间连通有冷凝水管道iii。

通过采用上述技术方案，一效加热器、一效出料保温罐、降膜加热器及降膜保温罐内的冷凝水通过冷凝水管道输送到冷凝水回锅炉。通过冷凝水回锅炉对冷凝水进行回收再利用，这样设置更加节能减排。

本发明进一步设置：所述二效加热器与冷凝器的下部之间连通有冷凝水管道iv，所述冷凝器与冷凝水预热罐的下部之间连通有冷凝水管道v，所述冷凝水泵设置在冷凝水管道v上，所述冷凝水预热罐的顶部与凉水塔之间连通有冷凝水管道vi，所述冷凝水管道vi上连接有冷凝水排空管。

通过采用上述技术方案，二效加热器内产生的冷凝水通过冷凝水管道iv输送到冷凝器内，并与冷凝器产生的冷凝水一同被冷凝水泵抽送冷凝水预热罐内，冷凝水预热罐内的冷凝水可通过冷凝水管道vi输送到凉水塔内降温。冷凝水预热罐内的冷凝水也可通过冷凝水排空管排出。

本发明进一步设置：所述进料泵上分别连接有清水管和进料管。

通过采用上述技术方案，物料从进料管进入，被进料泵送入冷凝水预热罐内盘管进行预热。在需要对设备进行清洗时，可通过清水管依次往设备内加清水对设备清洗。这样设置没有利于加长设备的使用寿命。

本发明进一步设置：所述一效分离器和二效分离器的顶部出口皆设置有波纹填料。

通过采用上述技术方案，一效分离器和二效分离器的顶部出口皆装有波纹填料，防止雾沫夹带物料进入冷凝水。

本发明进一步设置：所述一效分离器和二效分离器上皆设置有视镜。

通过采用上述技术方案，一效分离器和二效分离器上皆设置有视镜，方便观察液位和物料气液分离效果。

附图说明

图1为本发明实施例的结构图一；

图2为本发明实施例的局部结构图一；

图3为本发明实施例的局部结构图二；

图4为本发明实施例的局部结构图三；

图5为本发明实施例的局部结构图四；

图6为本发明实施例的局部结构图五。

图中标号含义：1-一效加热器；103一效上循环管道；104一效下循环管道；2-一效分离器；201-一效排气管道；3-二效加热器；303-二效上循环管道；304-二效下循环管道；4-二效分离器；401-二效排气管道；5-冷凝器；501-冷却水出口；502-冷却水入口；6-进料泵；601-进料管；602-清水管；7-冷凝水预热罐；8-冷凝水泵；9-真空泵；10-凉水塔；11-一效强制循环泵；12-二效强制循环泵；13-冷却水管道；14-冷却水输送泵；15-一效进料管；16-二效进料管道；1601-进料口；18-一效进料泵；19-降膜加热器；1901-冷凝水排出口；20-降膜保温罐；2001-出料口；21-一效出料保温罐；22-一效出料泵；23-降膜进料泵；24-管道；25-蒸汽分气缸；26-蒸汽管道；2601-蒸汽管道i；2602-蒸汽管道ii；2603-蒸汽管道iii；2604-蒸汽管道iv；2605-蒸汽管道v；27-冷凝水回锅炉；28-冷凝水管道；2801-冷凝水管道i；2802-凝水管道iii；2803-冷凝水管道ii；2804-冷凝水管道iv；2805-冷凝水管道v；2806-冷凝水管道vi；2807-冷凝水排空管；29-不凝气管道；2901-不凝气管道i；2902-不凝气管道ii；2903-不凝气管道iii；2904-不凝气管道iv；30-波纹填料。

具体实施方式

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

参见附图1-6，本发明公开的一种用于氯化钙生产的蒸发设备，包括双效强制循环单元、单效降膜单元、冷凝单元、进料泵及强制循环泵，所述双效强制循环单元包括管道、依次连通的一效加热器1、一效分离器2、二效加热器3及二效分离器4，所述冷凝单元包括冷凝器5、冷凝水预热罐7、冷凝水泵8、真空泵9以及凉水塔10，所述冷凝水预热罐7与进料泵6相连通，所述冷凝器5与与二效分离器4相连通，所述冷凝水泵8分别与冷凝器5和冷凝水预热罐7相连通、所述真空泵9通过管道与冷凝器5相连通，所述凉水塔10分别与冷凝器5和冷凝水预热罐7相连通；所述强制循环泵包括一效强制循环泵11和二效强制循环泵12，所述一效强制循环泵11设置在二效加热器3与冷凝水预热罐7之间，所述二效强制循环泵12设置在二效加热器3与一效加热器1之间；所述单效降膜单元包括一效出料保温罐21、降膜加热器19、降膜保温罐20，所述一效出料保温罐21通过管道与一效分离器2相连通，所述一效出料保温罐21的底部通过管道与降膜加热器19的顶部相连通，所述降膜保温罐20设置在降膜加热器19下方且与降膜加热器19相连通，所述一效出料保温罐21与一效分离器2相连通的管道上连通有一效出料泵22，所述一效出料保温罐21与降膜加热器19相连通的管道上连通有降膜进料泵23，所述降膜保温罐20上设置有出料口2001。通过采用上述技术方案，本发明的冷凝水预热罐7包括设置在冷凝水预热罐7内的盘管。原料通过进料泵6送入冷凝水预热罐7内盘管进行预热，然后进入二效加热器3加热蒸发，加热蒸发后得到的二效物料被输送到一效加热器1内进行加热蒸发，经一效加热器1蒸发浓缩后的物料打入一效出料保温罐21暂存保温，再通过降膜进料泵23打入降膜加热器19降膜浓缩，经过降膜加热器19降膜浓缩后的物料最终进入降膜保温罐20，达到要求的浓度后可以出料。本发明的降膜加热器19内部为列管式，采用蒸汽加热。本发明的降膜加热器19包括物料分配器和加热管。降膜进料泵23将物料送至降膜加热器19顶部，物料经过上管板每个管口的物料分配器均匀分配到加热管的管壁上，形成一层液膜，管壁上的物料与蒸汽充分换热，蒸发效率高。蒸发器物料的蒸发浓缩就是物料与蒸汽传递能量的过程，使物料水分进行分离，在真空状态下进行蒸发，能降低物料沸点，大大提高蒸发效率。

本实施例进一步设置：所述双效强制循环单元还包括一效上循环管道103、二效上循环管道303、一效排气管道201、二效排气管道401、一效进料管15、二效进料管16、一效下循环管道104及二效下循环管道304，所述一效加热器1的顶部通过一效上循环管道103与一效分离器2相连通，所述一效分离器2的顶部通过一效排气管道201与二效加热器3的上部相连通；所述二效加热器3的顶部通过二效上循环管道303与二效分离器4相连通，所述二效分离器4的顶部通过二效排气管道401与冷凝器5相连通；所述二效分离器4底部的一侧通过二效进料管16与二效强制循环泵12相连通，所述一效分离器2底部的一侧通过一效进料管15与一效强制循环泵11相连通，所述一效进料管15和二效进料管16的下部皆设置有进料口，所述冷凝水预热罐7通过管道与二效下循环管道304的进料口1501相连通，所述二效分离器4通过管道与一效下循环管道104的进料口1601相连通，所述二效加热器3的底部与二效强制循环泵12通过二效下循环管道304相连通，所述一效加热器1的底部与一效强制循环泵11通过一效下循环管道104相连通，所述二效分离器4与一效下循环管道104相连通管道上连通有一效进料泵18。通过采用上述技术方案，因为氯化钙溶液的沸点会随浓度的增大而升高，所以本发明的蒸发器采用逆流进料。原料通过进料泵6送入冷凝水预热罐7内盘管进行预热，然后从二效进料管16的进料口1501进入二效强制循环泵12，再通过二效下循环管道304输送从二效加热器3的底部进入二效加热器3内进行加热蒸发。经二效加热器3处理过后的物料再进入二效分离器4内进行气液分离。气液分离后的物液从二效分离器的底部通过管道输送到一效进料泵18，通过一效进料泵18抽送到一效进料管15的进料口1601进入一效强制循环泵11，再通过一效下循环管道104输送从一效加热器1的底部进入一效加热器1内进行加热蒸发。经一效加热器1处理过后的物料再进入二效分离器4内进行气液分离。一效加热器1内的物料在一效强制循环泵11的推动下在一效加热器1内由下至上进行加热，再进入一效分离器2内。本发明的一效加热器1和二效加热器3皆包括有换热管。当蒸汽对换热管进行换热时，管内物料会在真空状态下快速升温沸腾，因此受热的物料体积改变，在气体推力作用下呈切线喷射进入一效分离器2，物料进入一效分离器2后充分的处于旋转动能状态，在高真空状态下这样可以达到沸腾状态，进行高速的汽液分离，产生的二次汽体进入二效加热器3壳体，对二效加热器3进行加热，二效加热器3的真空度比一效加热器1高，物料的沸点比二次蒸汽低，因此物料在二效加热器3也可进行快速循环蒸发，再进入二效分离器4内进行气液分离。二效物料中的水份不断被蒸发，闪发出来的二次蒸汽进入冷凝器5冷凝，循环冷却水在冷凝器5内走列管，二次蒸汽走壳体进行换热冷凝，冷凝液从冷凝器5壳程底部被冷凝水泵8连续抽出打入冷凝水预热罐7，冷的物料流经冷凝水预热罐7内的盘管预热，这样设置更加经济，节省成本。

本实施例进一步设置：还包括蒸汽单元，所述蒸汽单元包括蒸汽分气缸25和蒸汽管道26，所述蒸汽管道26包括连通蒸汽分气缸25与降膜加热器19的蒸汽管道i2601、连通蒸汽管道i2601与降膜保温罐20的蒸汽管道ii2602，连通蒸汽分气缸25与一效出料保温罐21的蒸汽管道iii2603，及连通蒸汽管道iii2603与一效加热器1的蒸汽管道iv2604，所述降膜保温罐20与二效排气管道401之间连通有蒸汽管道v2605。通过采用上述技术方案，开启蒸汽分气缸25，蒸汽分别通过蒸汽管道i2601输送到降膜加热器19的上部，通过蒸汽管道ii2602输送到降膜保温罐20内，通过蒸汽管道iii2603输送到一效出料保温罐21内，及通过蒸汽管道iv2604输送到一效加热器1内。本发明的降膜加热器19内部为列管式，降膜加热器19采用蒸汽加热。降膜保温罐20内产生的二次蒸汽通过蒸汽管道v2605进入冷凝器5的进行冷凝，本发明降膜保温罐20内产生的二次蒸汽从冷凝器5的上部侧口进入冷凝器5，在冷凝器5内转化为冷凝水，冷凝水从底侧口排出。本发明的一效加热器1和二效加热器3内部皆为列管式，一效加热器1为蒸汽加热，二效加热器3用二次蒸汽加热。

本实施例进一步设置：所述冷凝单元还包括冷却水管道13，所述冷凝器5的顶部设置有冷却水出口501，所述冷凝器的底部设置有冷却水入口502，所述冷却水出口501和冷却水入口502皆通过冷却水管道13与凉水塔10相连通，所述冷却水入口502与凉水塔10相连通的冷却水管道13上设置有冷却水输送泵14，所述冷却水输送泵14与冷凝水泵8通过冷却水管道13相连通。通过采用上述技术方案，凉水塔10内的冷却水通过冷却水输送泵14输送到冷凝器5，从冷凝器5的底部进入冷凝器5内，从冷凝器5的顶部被排出进行循环交换冷凝，再回到凉水塔10。这样设置，使得冷却水能重复利用，更环保、经济。

本实施例进一步设置：所述冷凝单元还包括不凝气管道29，所述降膜保温罐20与二效排气管道401通过不凝气管道29相连通，所述一效加热器1与不凝气管道29之间设置有不凝气管道i2901，所述二效加热器3与不凝气管道29之间设置有不凝气管道ii2902，所述冷凝器5的上部与下部之间连通有不凝气管道iii2903，所述不凝气管道iii2903与真空泵9之间连通有不凝气管道iv2904。通过采用上述技术方案，本发明的不凝气管道iv2904上设置有不凝气阀门。在冷凝水泵8排出冷凝器5内的冷凝水时，同时调节不凝气阀门，随时抽走不凝性气体，通过真空泵9抽出设备内的空气及不凝性气体，保持设备内的高真空度；保证物料在低温状态下沸腾蒸发。

本实施例进一步设置：所述降膜加热器19上设置有冷凝水排出口1901，所述冷凝水排出口1901上连接有冷凝水管道28，所述冷凝水管道28相对冷凝水排出口1901的另一端连接有冷凝水回锅炉27，所述降膜保温罐20与冷凝水管道28之间连通有冷凝水管道i2801，所述一效加热器1与冷凝水管道28之间连通有冷凝水管道ii2803，所述一效出料保温罐21与冷凝水管道28之间连通有冷凝水管道iii2802。通过采用上述技术方案，一效加热器1、一效出料保温罐21、降膜加热器19及降膜保温罐20内的冷凝水通过冷凝水管道28输送到冷凝水回锅炉27。通过冷凝水回锅炉27对冷凝水进行回收再利用，这样设置更加节能减排。

本实施例进一步设置：所述二效加热器3与冷凝器5的下部之间连通有冷凝水管道iv2804，所述冷凝器5与冷凝水预热罐7的下部之间连通有冷凝水管道v2805，所述冷凝水泵8设置在冷凝水管道v2805上，所述冷凝水预热罐7的顶部与凉水塔10之间连通有冷凝水管道vi2806，所述冷凝水管道vi2806上连接有冷凝水排空管2807。通过采用上述技术方案，二效加热器3内产生的冷凝水通过冷凝水管道iv2804输送到冷凝器5内，并与冷凝器5产生的冷凝水一同被冷凝水泵8抽送冷凝水预热罐7内，冷凝水预热罐7内的冷凝水可通过冷凝水管道vi2806输送到凉水塔10内降温。冷凝水预热罐7内的冷凝水也可通过冷凝水排空管2807排出。

本实施例进一步设置：所述进料泵6上分别连接有清水管602和进料管601。通过采用上述技术方案，物料从进料管601进入，被进料泵6送入冷凝水预热罐7内盘管进行预热。在需要对设备进行清洗时，可通过清水管602依次往设备内加清水对设备清洗。这样设置没有利于加长设备的使用寿命。

本实施例进一步设置：所述一效分离器2和二效分离器4的顶部出口皆设置有波纹填料30。通过采用上述技术方案，一效分离器2和二效分离器4的顶部出口皆装有波纹填料30，防止雾沫夹带物料进入冷凝水。

本实施例进一步设置：所述一效分离器2和二效分离器4上皆设置有视镜。通过采用上述技术方案，一效分离器2和二效分离器4上皆设置有视镜，方便观察液位和物料气液分离效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，上述假设的这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。