一种用于生产精制元明粉时调节蒸发室固液比的控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及领域，尤其涉及一种用于生产精制元明粉时调节蒸发室固液比的控制系统。


背景技术：

2.在高硝水热法提硝技术研究过程中，单效机械热压缩法用于纳滤脱硝中产生的废液(浓硝水)及氯碱厂废固(十水硝)回收的基本工艺流程为：饱和浓硝水与废固十水硝混合化料，经预热、蒸发罐蒸发浓缩后进入热融罐在55℃左右的环境下脱去结晶水，而后再通过分离、干燥等工序得到产品，固液分离后产生的含硝母液蒸发浓缩后重回热融罐。为了充分利用蒸发过程中产生的二次蒸汽，部分生产工艺会采用机械蒸汽再压缩(mvr)，通过压缩机对蒸发罐产生的二次蒸汽做功以提升其压力和温度，升温升压后的二次蒸汽可作为热源重新使用。常见的无水硫酸钠机械热压缩蒸发系统主要包含：热融罐、分离装置、预热装置、蒸发罐、蒸汽压缩机和流量、温度、密度等测量设备。
3.在整个生产过程中，蒸发罐既是热交换的媒介，又是二次蒸汽产生的主体，蒸发罐的运行状态直接决定了热融系统的运行效率。然而，在实际生产过程中经常由于蒸发罐固液比控制不当，使得蒸发罐料液内硫酸钠晶体粒径小，循环管换热器结垢严重，这就导致换热器易堵管，循环泵电流升高过快，最终需要频繁刷罐，影响运行效率。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是：为了克服现有技术之不足，本实用新型提供一种用于生产精制元明粉时调节蒸发室固液比的控制系统，在高硝水热法提硝技术中有效控制蒸发罐固液比，不易发生液晶体粒径小、换热器严重结垢。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于生产精制元明粉时调节蒸发室固液比的控制系统，包括进料系统、强制换热系统、蒸发系统和硝浆循环系统，所述的进料系统包括依次管路连接的进料管、甩后液桶和进料泵，所述的强制换热系统包括强制换热器和换热器循环泵；所述的蒸发系统包括蒸发罐，蒸发罐下端具有硝腿，所述的蒸发罐上还通过蒸发循环管管路循环连接有换热室，蒸发罐顶部还通过管路与换热室连通，该管路上设有机械蒸汽再压缩系统；所述的硝浆循环系统包括硝浆桶和与硝浆桶管路连通的硝浆循环泵，硝浆循环泵出口通过管道接入热融罐；所述的强制换热器具有出口管路，该出口管路一分为三，一路通过流量控制阀后与硝浆桶连接、一路通过硝腿进料阀后与硝腿连接、一路通过循环管进料阀后与蒸发循环管连接；所述的流量控制阀上外接有进料流量计；所述的硝腿与硝浆桶之间通过出料管连接，该出料管上依次设有出料阀和出料流量计；所述的蒸发循环管上则接出有人工测量口。
6.优选了，为了便于自动控制硝浆桶内的液位，所述的硝浆桶上设有硝浆桶液位计，硝浆桶液位计与硝浆循环泵信号连接。
7.优选的，所述的强制换热系统包括至少两组串联设置的强制换热器，每个强制换
热器上则连接有换热器循环泵。强制换热器进料泵具有变频控制能力，可与出口管道上的流量控制阀一同控制蒸发罐进料流量，具体进料流量可由进料流量计读取，进料流量计读数可与流量控制阀联动，自动控制流量。
8.优选的，为了迅速判断蒸发罐内的固液比情况，所述的蒸发罐上接出有密度测量系统。同时，所述的蒸发罐上设有蒸发罐液位计，蒸发罐液位计与出料阀信号连通。蒸发罐液位计可与出料阀联动，自动控制液位。
9.本实用新型的有益效果是，本实用新型提供的一种用于生产精制元明粉时调节蒸发室固液比的控制系统，当蒸发罐内固液比偏低时，通过调整阀门开度控制蒸发罐硝腿进料与蒸发量相匹配，多余料液全部排向硝浆桶，同时调整出料阀门开度以降低或者暂停出料，使料液在无干扰的情况下蒸发浓缩，为硫酸钠晶体提供充分的成核结晶时间，提升晶体粒径。当蒸发罐内固液比偏高时，可通过蒸发罐的“顶排”操作降低固液比含量。首先，通过调整阀门开度，加大蒸发罐硝腿进料并减小或者暂停硝腿出料，由于此时进料流量远大于蒸发量，蒸发罐液位将相应增长；然后，当液位增长至一定高度时，通过调整阀门开度，减小硝腿进料并全开硝腿出料，由于此时进料量远小于蒸发加外排量，蒸发罐中的晶体将随着料液快速排出，蒸发罐液位相应下降，当蒸发罐液位下降至一定高度时，重复第一步操作。通过对蒸发罐进出料量、时间以及罐体液位的控制，能够有效促使晶体成长。当料液固液比控制在合适范围内时，能够对循环管上的换热器起到有效地磨蚀作用，以减轻其结垢现象，减少堵管现象的发生，减少刷罐次数，提升热融系统运行效率。
附图说明
10.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
11.图1是本实用新型最优实施例的结构示意图。
12.图中1、甩后液桶 2、进料泵 3、强制换热器 4、进料流量计 5、流量控制阀 6、硝腿进料阀 7、循环管进料阀 8、蒸发罐 9、密度测量系统 10、蒸发罐液位计 11、蒸发罐换热室 12、出料阀 13、硝浆桶 14、硝浆桶液位计 15、硝浆循环泵 16、人工测量口 17、出料流量计。
具体实施方式
13.现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
14.如图1所示的一种用于生产精制元明粉时调节蒸发室固液比的控制系统，是本实用新型最优实施例，包括进料系统、强制换热系统、蒸发系统和硝浆循环系统。
15.进料系统包括依次管路连接的进料管、甩后液桶1和进料泵2，强制换热系统包括强制换热器3和换热器循环泵。强制换热系统包括两组串联设置的强制换热器3，每个强制换热器3上则连接有换热器循环泵。强制换热器3进料泵2具有变频控制能力，可与出口管道上的流量控制阀5一同控制蒸发罐8进料流量，具体进料流量可由进料流量计4读取，进料流量计4读数可与流量控制阀5联动，自动控制流量。
16.蒸发系统包括蒸发罐8，蒸发罐8下端具有硝腿，蒸发罐8上还通过蒸发循环管管路循环连接有换热室11，蒸发罐8顶部还通过管路与换热室11连通，该管路上设有机械蒸汽再
压缩系统(mvr)。为了迅速判断蒸发罐8内的固液比情况，蒸发罐8上接出有密度测量系统9。同时，蒸发罐8上设有蒸发罐液位计10，蒸发罐液位计10与出料阀12信号连通。蒸发罐液位计10可与出料阀12联动，自动控制液位。
17.硝浆循环系统包括硝浆桶13和与硝浆桶管路连通的硝浆循环泵15，硝浆循环泵15出口通过管道接入热融罐。为了便于自动控制硝浆桶13内的液位，硝浆桶13上设有硝浆桶液位计14，硝浆桶液位计14与硝浆循环泵15信号连接。
18.强制换热器3具有出口管路，该出口管路一分为三。其中，一路通过流量控制阀5后与硝浆桶13连接，流量控制阀5上外接有进料流量计4。一路通过硝腿进料阀6后与硝腿连接，硝腿与硝浆桶13之间通过出料管连接，该出料管上依次设有出料阀12和出料流量计17。一路通过循环管进料阀7后与蒸发循环管连接，蒸发循环管上则接出有人工测量口16。
19.基于上述一种用于生产精制元明粉时调节蒸发室固液比的控制系统的操作方法为：
20.1、蒸发罐固液比低于15％时，提升固液比的操作：
21.一般当生产系统开车或者完成刷罐操作后，蒸发罐8内固液比会低于15％，此时就需要通过控制系统提升蒸发罐8固液比。具体操作过程为：
22.打开进料泵2，使料液经过强制换热器3预热至约88摄氏度；打开硝腿进料阀6，同时确保循环管进料阀7处于关闭状态；调整进料泵2运行频率以及流量控制阀5的阀门开度，控制进入蒸发罐8的料液等于或略大于mvr系统蒸发量(约8～10m3/h)，多余料液全部排入硝浆桶13；调整出料阀12的开度，维持蒸发罐8液位处于50～60％之间。
23.进出料调整稳定后，可以将流量控制阀5与流量计4联锁控制、出料阀12与蒸发罐液位计10联锁控制、硝浆循环泵15与硝浆桶液位计14联动控制，系统处于自动化运行中，同时操作员可调整进料泵2的频率，以控制甩后液桶1液位。运行过程中操作员需注意蒸发罐8密度测量系统9的读数变化，当密度达到1150～1250kg/m3，人工测量口16固液比测量值达到15～25％时，可进入保持固液比操作。
24.2、蒸发罐固液比处于15～25％之间时，保持固液比的操作：
25.当密度达到1150～1250kg/m3，人工测量口16固液比测量值达到15～25％时，可进入保持固液比操作。
26.维持固液比时，保持硝腿进料阀6开启、循环管进料阀7关闭，调整进料泵2运行频率和流量控制阀5阀门开度，使得进料量提升至约20～25m3/h；同时调整出料阀12的开度，维持蒸发罐8液位在50％左右；出料液和多余进料全部进入硝浆桶13，由硝浆循环泵15送回热融罐。进出料调整稳定后，可以将流量控制阀5与进料流量计4联锁控制、出料阀12与液位计10联锁控制、硝浆循环泵15与硝浆桶液位计14联动控制，系统处于自动化运行中，同时操作员可调整进料泵2的频率，以控制甩后液桶1液位。
27.在保持固液比操作中，本实用新型控制系统能够在蒸发罐8和硝浆桶13中合理分配流量，避免进料量过大使得换热室11内换热温差大而导致的结垢；同时，由硝腿进料可以减轻料液由蒸发循环管进料对晶体浓度的稀释作用，同时会对硝腿内沉降的硝晶体起到淘洗作用，避免蒸发罐8内高浓度硝浆过度排出，使得蒸发罐8中无水硝晶体有足够的长大时间。较高的固液比与较大的晶体粒径能够对换热室11结垢起到明显的磨蚀作用，减少堵管现象的发生，减少刷罐次数，提升热融系统运行效率。
28.3、蒸发罐固液比高于25％时，降低固液比操作：
29.当蒸发罐8密度达到1300kg/m3以上，人工测量口16固液比测量值超过30％时，为了避免电机负荷过大，需要进行降低固液比操作，简称为“顶排”。
30.第一步：提升蒸发罐液位
31.调整进料泵2频率和流量控制阀5阀门开度，提升硝腿进料量至30m3/h以上，同时调整出料阀12，降低出料量至10m3/h以下，以迅速提升蒸发罐液位至60％。
32.第二步：迅速排出硝晶体
33.调整进料泵2频率和流量控制阀5阀门开度，降低硝腿进料量至10m3/h以下，同时出料阀12全开，快速将蒸发罐内料液排出，由于没有硝腿大量进料产生的淘洗作用，高浓度硝晶体会随着料液一同排出至硝浆桶13，然后返回至前段工艺。实际“顶排”过程中第一、二步需要重复多次，直至固液比降低至合理水平。
[0034]“顶排”过程中需要注意硝浆桶13液位，及时冲堵。
[0035]
4、紧急降低固液比操作：
[0036]
在生产过程中预突发情况需紧急降低固液比或停车前需降低固液比，可进行该紧急操作。
[0037]
具体为：调整进料泵2频率和流量控制阀5阀门开度，打开循环管进料阀7，关闭硝腿进料阀6，控制蒸发罐循环管进料量为25m3/h左右；调整出料阀12阀门开度，维持蒸发罐8液位稳定于50％左右。使得低浓度料液不断稀释循环管晶体浓度，高浓度硝浆不断自硝腿排出，以降低固液比。
[0038]
进出料调整稳定后，可以将流量控制阀5与进料流量计4联锁控制、出料阀12与蒸发罐液位计10联锁控制、硝浆循环泵15与硝浆桶液位计14联动控制，系统处于自动化运行中，同时操作员可调整进料泵2的频率，以控制甩后液桶1液位。操作过程中密切关注密度变化，适时进行后续操作。
[0039]
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。