CN114470832A - 一种连续闪蒸结晶方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种连续闪蒸结晶方法和装置，方法包括连续闪蒸、连续加热；连续闪蒸步骤，多个串联的液体蒸发单元，需蒸发结晶液体依次经过多个液体蒸发单元，气体从液体蒸发单元上部排出，需结晶液体中的液体减少；连续加热步骤，多个串联的蒸汽吸收单元，冷却水依次经过蒸汽吸收单元，冷却水温度升高，每一个液体蒸发单元上端对应连接一个蒸汽吸收单元；装置包括液体蒸发单元、蒸汽吸收单元，液体蒸发单元由到少一个蒸发分离器，蒸汽吸收单元包括至少一个蒸汽吸收塔，需要蒸发结晶的液体依次经过多个蒸发分离器，冷却液依次经过多个蒸发分离器；蒸发分离器上端与一个蒸汽吸收塔连接。本发明的优点是，通过连续闪蒸的方式，实现低能耗、高效能的结晶。
Description
技术领域
本发明涉及化工工艺过程中对工艺过程中涉及冷却结晶或反复冷却与加热过程对含有水的液体处理的工艺技术领域，具体涉及冷却结晶过程和能源换热综合利用的装置及方法。
背景技术
在化工生产中，工艺过程中有许多地方需要冷却结晶，一般含盐液体的冷却处理技术很容易结垢堵塞，而且在处理过程中，往往存在降温的显热和结晶释放热不可以循环再利用，处理运行成本高昂、设备维护及使用寿命和操作管理上的特点，因此在工艺生产中，一般的处理设备会受到某一过程的限制。
例如，在硫酸钙溶解和再结晶的制取工艺中，用水量巨大，而且加热温度高，常规技术对于生产β石膏根本无法承担热能成本，仅仅能适用于生产少量的高附加值的a石膏。本发明的工艺技术及设备装置可以有效的弥补不足，将能源消耗从每吨产品从4t蒸汽降低到2t以下，不仅可以连续过结晶程中，保证设备不结垢，且在处理过程中能够进行热量回收再利用 ，极大地降低了生产成本，从而可以用于各种石膏的提纯净化处理过程。
发明内容
本发明提供一种连续闪蒸结晶方法和装置，通过连续闪蒸的方式，实现低能耗、高效能的结晶。
实现本发明专利的技术方案是，一种连续闪蒸结晶方法包括连续闪蒸、连续加热；
所述的连续闪蒸步骤，多个串联的液体蒸发单元，需蒸发结晶液体依次经过多个所述的液体蒸发单元，气体从所述液体蒸发单元上部排出，需结晶液体中的液体减少；
所述的连续加热步骤，多个串联的蒸汽吸收单元，冷却水依次经过蒸汽吸收单元，冷却水温度升高，每一个所述液体蒸发单元上端对应连接一个或多个所述的蒸汽吸收单元，所述液体蒸发单元与对应连接的所述蒸汽吸收单元连通且二者的内部气压正相关。
进一步讲，所述的方法还包括闪蒸热量回用步骤；
所述的闪蒸热量回用步骤，冷却水依次经过蒸汽吸收单元后温度升高，再将冷却水直接用于液体蒸发单元加热或加热成蒸汽。
进一步讲，所述的连续加热骤中，所述液体蒸发单元气体被负压抽出。
进一步讲，冷却水流动的方向与需蒸发结晶液体流动方向相反。
进一步讲，在所述的蒸汽吸收步骤中，所述的蒸汽吸收单元内部压力与蒸汽吸收单元内部冷却水温度负相关。
一种连续闪蒸结晶装置包括液体蒸发单元、蒸汽吸收单元，所述的液体蒸发单元由到少一个蒸发分离器或多个串联的蒸发分离器组成，所述蒸汽吸收单元包括至少一个蒸汽吸收塔或多个串联的蒸汽吸收塔，需要蒸发结晶的液体依次经过多个所述的蒸发分离器，冷却液依次经过多个所述的蒸发分离器；
所述的蒸发分离器上端至少与一个所述的蒸汽吸收塔连接。
进一步进，所述的装置还包括缓存器，所述的缓存器与所述的液体蒸发单元连接，所述缓存器收接所述液体蒸发单元排出的液体。
进一步进，所述的缓存器与所述的液体排出泵连接。
进一步讲，所述的蒸汽吸收塔上端与抽真空装置连接。
进一步讲，所述的蒸汽吸收塔上端通过真空调节阀与所述的抽真空装置连接。
本发明的优点是，1）多个串联的蒸发分离器使液体中的晶体气化率慢慢提高，连续的冷却液在将气体中晶体冷却同时使其自身温度提高升，只要不达到气化的程度，即可无限延长冷却液冷却的距离。
2）在多个串联的蒸汽吸收塔连接抽真空装置，可使蒸汽吸收塔中压力出现改变，即可利用了物料沸点在不同压力下的差别低温冷却液吸热储能的特点，突破了传统冷却处理工艺中能量品质地不能利用的困境。
3）本发明在充分考虑和应用了化工物料特性以及处理工艺的基础上获得最佳合理的处理方法，处理全过程可控、可调，打破了传统处理工艺中的冷却结晶过程的热量不好利用的局限性。
4）本发明组成***的各个处理工艺设备均可易于通过市售获得，也可根据处理工艺条件的设计制作获得，处理物料的工艺方法是将热物料闪蒸、冷介质吸收蒸汽等工艺步骤组合为连续的工艺过程，而且上述步骤循环进行，使得工艺连续性强，可操作性稳定可控。
附图说明
图1为本发明装置结构示意图。
图2为本发明装置结构优选示意图。
如图中，蒸发分离器1、蒸汽吸收塔2、输送泵4、缓存器5、液体排出泵6、抽真空装置7、真空调节阀8。
具体实施方式
一种连续闪蒸结晶方法包括连续闪蒸、连续加热；
所述的连续闪蒸步骤，多个串联的液体蒸发单元，需蒸发结晶液体依次经过多个所述的液体蒸发单元，气体从所述液体蒸发单元上部排出，需结晶液体中的液体减少；
所述的连续加热步骤，多个串联的蒸汽吸收单元，冷却水依次经过蒸汽吸收单元，冷却水温度升高，每一个所述液体蒸发单元上端对应连接一个或多个所述的蒸汽吸收单元，所述液体蒸发单元与对应连接的所述蒸汽吸收单元连通且二者的内部气压正相关。液体蒸发单元与对应连接的蒸汽吸收单元连通且蒸汽吸收单元内的气压影响液体蒸发单元气压，优选的，所述的蒸汽吸收步骤中，所述蒸汽吸收单元气体被负压抽出，蒸汽吸收单元内部的气体被抽出在其内形成负压，则可以改变蒸汽吸收单元内部的压力，将蒸汽吸收单元内部的压力变化时，气体中的晶体冷却的温度即会发生变化，则在相对较高的温度的情况下，也会发生晶体冷体，使气体中的晶体进入在冷却液中冷却，要冷却液连续冷却过程中，只需要改变不同蒸汽吸收单元内部的压力即可实现气体中晶体的冷却，同时蒸汽吸收单元变化也影响了液体蒸发单元内晶结蒸发的温度，在负压情况下，在较低的温度也可以实现晶结的蒸发。
优选的，所述的方法还包括闪蒸热量回用步骤；
所述的闪蒸热量回用步骤，冷却水依次经过蒸汽吸收单元后温度升高，再将冷却水直接用于液体蒸发单元加热或加热成蒸汽。
优选的，冷却水流动的方向与需蒸发结晶液体流动方向相反，在所述的连续加热步骤中，所述的蒸汽吸收单元内部压力与其内冷却水温负相关。冷却水流动方向是一个温度升高的过程，需蒸发结晶液体流动方向，是蒸汽慢慢增加的过程，当冷却水流动方向的未端是其最高的温度，这时需蒸发结晶液体则产生的蒸汽相对较少，当需要在冷却水较高温度时，对气体内的物质进行结晶，需要较高的真空度，此时产生的抽力较大蒸汽相对较少，则不会因为气体流动过快而使冷却结晶体流失较多。
如图1中，一种连续闪蒸结晶装置包括液体蒸发单元、蒸汽吸收单元，所述的液体蒸发单元由二个串联的蒸发分离器1组成，所述蒸汽吸收单元包括二个串联的蒸汽吸收塔2，需要蒸发结晶的液体依次经过二个所述的蒸发分离器1，冷却液依次经过二个所述的蒸汽吸收塔2，蒸汽吸收塔2通过输送泵4输送冷却液，需要蒸发结晶的液体由左向右流动，冷却液由右向左流动；
所述的蒸发分离器1上端至少与一个所述的蒸汽吸收塔2连接，
优选的，所述的缓存器5与所述的液体蒸发单元右边连接，所述缓存器5收接所述蒸发单元排出的液体，所述的缓存器5与所述的液体排出泵6连接，经过连续蒸发的液体，液体中的水分及需要晶体物质减少，将其放置在缓存器5中，可以进行能量收集，也便于通过液体排出泵6直接将液体排出，也可以将液体重新抽回液体蒸发单元左边进行蒸发。
优选的，所述的蒸汽吸收塔2上端与抽真空装置7连接，抽真空装置7对蒸汽吸收塔2进行抽真空，使蒸汽吸收塔2中的压力减小，即真空度增加，使蒸汽吸收塔2中气体中冷却结晶温度发生变化，也使蒸发分离器1内的结晶蒸发的温度发生变化。
优选的，所述的蒸汽吸收塔2上端通过真空调节阀8与所述的抽真空装置7连接，真空调节阀8使不同蒸汽吸收塔2中的真空度不一样，从而使冷却结晶温度发生改变和结晶蒸发温度发生改变，同时也避免抽力过大，造成气体流动过快，使结晶体没有冷却随气体漂出，造成损失。
如图2中，一种连续闪蒸结晶装置包括液体蒸发单元、蒸汽吸收单元，所述的液体蒸发单元由四个串联的蒸发分离器1组成，所述蒸汽吸收单元包括四个串联的蒸汽吸收塔2，需要蒸发结晶的液体依次经过四个所述的蒸发分离器1，冷却液3依次经过四个所述的蒸发分离器1，蒸发分离器1通过输送泵4输送冷却液3，需要蒸发结晶的液体由左向右流动，冷却液3由右向左流动；图2其结构与图1相同，仅蒸发分离器1、蒸汽吸收塔2个数有区别，理论上是可以无限增加蒸发分离器1、蒸汽吸收塔2个数。
以图1为例进行了二组试验A1\A2，其中A1中由左向右，设一个大气压为1,二个依次蒸汽吸收塔2为0.7个大气压、0.9个大气压，其中A2中由左向右，设一个大气压为1,二个依次蒸汽吸收塔2为0.8个大气压、0.9个大气压，图2为例进行二组试验A3\A4，其中A3中由左向右，设一个大气压为1,四个依次蒸汽吸收塔2为0.6个大气压、0.7个大气压、0.8个大气压、0.9个大气压，其中A4中由左向右，设一个大气压为1,四个依次蒸汽吸收塔2为0.5个大气压、0.6个大气压、0.7个大气压、0.8个大气压，A1每吨石膏蒸汽消耗量为1.8吨，A2每吨石膏蒸汽消耗量为1.6吨，A3每吨石膏蒸汽消耗量为1.4吨，A4每吨石膏蒸汽消耗量为1.3吨，理论上蒸汽吸收塔2数量越多，则每吨石膏蒸汽消耗量越低，但需要考虑石膏提取率及综合能源消耗，本发明提供了一种能大幅降低蒸汽消耗的方式，且能使石膏提取率达到现有工艺水平及综合能源消耗大幅降低。
Claims (10)
1.一种连续闪蒸结晶方法，其特征是：所述的方法包括连续闪蒸、连续加热；
所述的连续闪蒸步骤，多个串联的液体蒸发单元，需蒸发结晶液体依次经过多个所述的液体蒸发单元，气体从所述液体蒸发单元上部排出，需结晶液体中的液体减少；
所述的连续加热步骤，多个串联的蒸汽吸收单元，冷却水依次经过蒸汽吸收单元，冷却水温度升高，每一个所述液体蒸发单元上端对应连接一个或多个所述的蒸汽吸收单元，所述液体蒸发单元与对应连接的所述蒸汽吸收单元连通且二者的内部气压正相关。
2.根据权利要求1所述一种连续闪蒸结晶方法，其特征是：所述的方法还包括闪蒸热量回用步骤；
所述的闪蒸热量回用步骤，冷却水依次经过蒸汽吸收单元后温度升高，再将冷却水直接用于液体蒸发单元加热或加热成蒸汽。
3.根据权利要求1所述一种连续闪蒸结晶方法，其特征是：所述的连续加热骤中，所述液体蒸发单元气体被负压抽出。
4.根据权利要求1所述一种连续闪蒸结晶方法，其特征是：冷却水流动的方向与需蒸发结晶液体流动方向相反。
5.根据权利要求3所述一种连续闪蒸结晶方法，其特征是：在所述的蒸汽吸收步骤中，所述的蒸汽吸收单元内部压力与蒸汽吸收单元内部冷却水温度负相关。
6.一种连续闪蒸结晶装置，其特征是:所述的装置包括液体蒸发单元、蒸汽吸收单元，所述的液体蒸发单元由到少一个蒸发分离器或多个串联的蒸发分离器组成，所述蒸汽吸收单元包括至少一个蒸汽吸收塔或多个串联的蒸汽吸收塔，需要蒸发结晶的液体依次经过多个所述的蒸发分离器，冷却液依次经过多个所述的蒸发分离器；
所述的蒸发分离器上端至少与一个所述的蒸汽吸收塔连接。
7.根据权利要求6所述的一种连续闪蒸结晶装置，其特征是:所述的装置还包括缓存器，所述的缓存器与所述的液体蒸发单元连接，所述缓存器收接所述液体蒸发单元排出的液体。
8.根据权利要求7所述的一种连续闪蒸结晶装置，其特征是:所述的缓存器与所述的液体排出泵连接。
9.根据权利要求5-8之一所述的一种连续闪蒸结晶装置，其特征是:所述的蒸汽吸收塔上端与抽真空装置连接。
10.根据权利要求9所述的一种连续闪蒸结晶装置，其特征是:所述的蒸汽吸收塔上端通过真空调节阀与所述的抽真空装置连接。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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