CN213771402U - 一种蒸发结晶制盐装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种蒸发结晶制盐装置，包括第一及第二结晶器、蒸汽压缩机、第一及第二换热器、第一循环泵、第一采出泵及第二循环泵。本实用新型通过连续串联2个结晶器和2个换热器，第二换热器用来接收从第一结晶器流出温度较低的不饱和溶液继续加热，采用机械式蒸汽再压缩技术，待蒸发结晶溶液在结晶室、换热器、各循环管循环流动，从结晶室流出水蒸气经过蒸汽压缩机压缩后重新回到换热器壳程中对其管程加热二次利用，采用强制循环蒸发工艺，生蒸汽强制加热盐溶液的温度升高至其变化后的沸点之上，采用MVR与强制循环蒸发技术联用的方式，解决现有的单台蒸汽压缩机压缩性能受限的技术问题，在保证蒸发结晶过程正常进行的同时更加节约经济成本。

Description

一种蒸发结晶制盐装置

技术领域

本实用新型涉及化工污水蒸发结晶的领域，具体涉及一种蒸发结晶制盐装置。

背景技术

蒸发结晶制盐的装置主要用于废水零排放、含盐水的蒸发结晶过程，目前主要有两种：一是多效蒸发技术，即结晶室中挥发出的二次蒸汽不经过蒸汽压缩机压缩直接进入下一级的换热器壳程中继续回收使用，二是机械式蒸汽再压缩(MVR)技术，即结晶室中挥发出的二次蒸汽经过蒸汽压缩机压缩升温后，进入本一级的换热器壳程中继续回收使用。其中，MVR技术是目前最节能最经济的蒸发器技术，蒸发溶液仅需要耗电，具有工艺流程简单、设备少、蒸汽耗量少等优点。

但在蒸发浓缩过程中随着盐溶液在被浓缩到较高浓度时，沸点会有一定程度的上升，在处理沸点温升较高(沸点温升大于30摄氏度) 的盐溶液时，由于现有MVR技术中单台蒸汽压缩机的压缩性能受限，二次蒸汽无法被压缩至更高的饱和温度(超过浓缩后的沸点温度，比如130摄氏度)，导致蒸发结晶过程无法正常进行。此外，如果完全采用生蒸汽对结晶室内的液体加热，由于生蒸汽的市场价格比蒸汽压缩机消耗的电能要贵很多，价格高昂、无法节省经济成本。因此有待改善。

实用新型内容

本实用新型提供了一种蒸发结晶制盐装置，为处理沸点温升较高的盐溶液提供了一种低能耗、稳定的蒸发制盐系统。

本实用新型解决上述技术问题的方案如下：一种蒸发结晶制盐装置，所述蒸发结晶制盐装置包括第一结晶器、第二结晶器、蒸汽压缩机、第一换热器、第二换热器、第一循环泵、第一采出泵及第二循环泵；所述第一结晶器上设有用于与外界待蒸发结晶溶液连通的第一物料进口，所述第一换热器与所述第二换热器均为列管式换热器，所述第一结晶器的循环出料口与所述第一循环泵的进口连通，所述第一循环泵的出口与所述第一换热器的管程进口连通，第一换热器的管程出口与所述第一结晶器的循环回料口连通，所述第一结晶器的底部设有采出口，所述采出口与所述第一采出泵的进口连通，所述第一结晶器的顶部设有第一个二次蒸汽出口，所述第一换热器壳程上设有第一个二次蒸汽进口及用于与外界生蒸汽来源连通的第一生蒸汽进口，所述第一个二次蒸汽出口通过所述蒸汽压缩机与第一个二次蒸汽进口连通；所述第二换热器的管程出口与所述第二循环泵的出口之间设有第二循环管，所述第二结晶器的出料口与所述第二循环泵的进口之间设有第三循环管，所述第一采出泵的出口连通在所述第三循环管上，所述第二换热器的管程出口与所述第二结晶器的循环回料口连通，所述第二循环泵的进口与所述第二结晶器的循环出料口连通，所述第二换热器的管程进口与所述第二循环泵的出口连通，所述第二换热器壳程上设有用于与外界生蒸汽来源连通的第二生蒸汽进口，所述第二结晶器的顶部设有第二个二次蒸汽出口，所述第二换热器的底部设有与第二采出泵连通的采出口。

进一步，所述第一结晶器的第一物料进口处设有用于进含盐溶液的第一进液管道。

进一步，所述第一换热器壳程上设有第一冷凝水出口，所述第二换热器壳程上设有第二冷凝水出口。

进一步，所述第一换热器上设有第一不凝气出口及第二不凝气出口。

进一步，所述第二换热器上设有第三不凝气出口及第四不凝气出口。

进一步，所述蒸发结晶制盐装置还包括冷凝器，所述冷凝器上设有第二个二次蒸汽进口及冷凝水出口，位于所述第二结晶器顶部的第二个二次蒸汽出口与所述第二个二次蒸汽进口连通，通过所述冷凝水出口将冷凝水排出。

进一步，各所述结晶器内的上部设有用于对混合溶液液面进行除去泡沫的除沫器。

进一步，各所述结晶器的底部出料口与所述第一换热器的壳程进口之间设有第一循环管，所述第一换热器的壳程出口与所述第一循环泵的进口之间设有第二循环管，所述第二循环管的出口与所述结晶器的底部回料口之间设有第三循环管，所述第三循环管的上开口位于各所述结晶器内待蒸发结晶溶液液面的下方，所述第一循环管的上开口位于各所述结晶器内待蒸发结晶溶液液面的上方。

进一步，各所述结晶器的壁面上设有多个视镜及多个清洗口。

进一步，所述结晶器的顶部内设有多个喷淋器，各所述喷淋器的上端设有喷淋清洗口。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种蒸发结晶制盐装置，通过在该装置中连续串联2个结晶器和2个换热器，第二换热器用来接收从第一结晶器流出温度较低的不饱和溶液继续加热，即一方面采用机械式蒸汽再压缩技术，待蒸发结晶溶液在结晶室、换热器、各循环管循环流动，从结晶室流出水蒸气经过蒸汽压缩机压缩后重新回到第一换热器壳程中对其管程加热以二次利用，另一方面采用强制循环蒸发工艺，此时仅采用生蒸汽强制加热第二换热器中盐溶液的温度升高至其变化后的沸点之上(超过浓缩后的沸点温度，比如130摄氏度)，从而保证了面对溶液在被浓缩到较高浓度后沸点随之升高的情况时蒸发结晶过程的顺利进行。因此采用了MVR与强制循环蒸发技术联用的方式，解决了现有的单台蒸汽压缩机压缩性能受限的技术问题，在保证蒸发结晶过程正常进行的同时更加节约经济成本，兼具了MVR技术低蒸汽消耗且经济成本低和强制循环蒸发技术稳定可靠的特点。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型一实施例提供的一种蒸发结晶制盐装置的工作原理示意图；

图2为图1提供的一种蒸发结晶制盐装置中第一结晶器在另一实施例下的放大结构示意图；

图3为图1提供的一种蒸发结晶制盐装置中第一换热器的放大结构示意图；

图4为图1提供的一种蒸发结晶制盐装置中冷凝器的放大结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

100、蒸发结晶制盐装置；10、第一结晶器；11、第一进液管道； 12、第一物料进口；13、第一个二次蒸汽出口；14、第一下置漏斗； 141、母液进口；142、采出口；15、视镜；16、清洗口；17、喷淋器；171、喷淋清洗口；20、第二结晶器；22、第二物料进口；23、第二个二次蒸汽出口；24、第二下置漏斗；30、生蒸汽进汽管道；40、蒸汽压缩机；50、除沫器；60、第一换热器；61、第一个二次蒸汽进口； 62、第一生蒸汽进口；63、第一不凝气出口；64、第二不凝气出口；65、第一冷凝水出口；70、第二换热器；71、第二生蒸汽进口；72、第三不凝气出口；73、第四不凝气出口；74、第二冷凝水出口；80、第一循环泵；90、第一采出泵；101、第二循环泵；102、第二采出泵； 103、冷凝器；1031、第二个二次蒸汽进口；1032、冷凝水出口；104、第一循环管；105、第二循环管；106、第三循环管。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1-4所示，本实用新型提供了一种蒸发结晶制盐装置，所述蒸发结晶制盐装置100包括第一结晶器10、第二结晶器20、蒸汽压缩机40、第一换热器60、第二换热器70、第一循环泵80、第一采出泵90及第二循环泵101；

所述第一结晶器10上设有用于与外界待蒸发结晶溶液连通的第一物料进口12，所述第一换热器60与所述第二换热器50均为列管式换热器，所述第一结晶器10的循环出料口与所述第一循环泵80的进口连通，所述第一换热器60的管程出口与所述第一循环泵80的进口连通，所述第一循环泵80的出口与所述第一换热器60的管程进口连通，第一换热器60的管程出口与所述第一结晶器10的循环回料口连通，所述第一结晶器10的底部设有采出口142，所述采出口142与所述第一采出泵90的进口连通，所述第一结晶器10的顶部设有第一个二次蒸汽出口13，所述第一换热器60壳程上设有第一个二次蒸汽进口61及用于与外界生蒸汽来源连通的第一生蒸汽进口62，所述第一个二次蒸汽出口13通过所述蒸汽压缩机40与第一个二次蒸汽进口61 连通；

所述第二换热器70的管程出口与所述第二循环泵101的出口之间设有第二循环管105，所述第二结晶器20的循环出料口与所述第二循环泵101的进口之间设有第三循环管106，所述第一采出泵90的出口连通在所述第三循环管106上，所述第二换热器70的管程出口与所述第二结晶器20的进料口连通，所述第二循环泵101的进口与所述第二结晶器20的出料口连通，所述第二换热器70的管程进口与所述第二循环泵101的出口连通，所述第二换热器70壳程上设有用于与外界生蒸汽来源连通的第二生蒸汽进口71，所述第二结晶器20的顶部设有第二个二次蒸汽出口23，所述第二换热器70的底部设有与第二采出泵102连通的采出口。

下面以含盐水为例。启动第一循环泵80、第二循环泵101，含盐水从进液管道11进入第一结晶器10，接着进入第一换热器60中进行第一次加热产生一部分水蒸气，接着经第一循环泵80泵入第一结晶器10中挥发水蒸气，待蒸发结晶溶液在结晶器、第一结晶器10、第一换热器60之间进行循环蒸发结晶，部分蒸汽在结晶器10内并从二次蒸汽出口13排出，经过蒸汽压缩机40压缩后返回第一换热器60 的第一个二次蒸汽进口，生蒸汽从生蒸汽进汽管道30进入第一生蒸汽进口62；

从第一结晶器10的第一下置漏斗14底部排出的不饱和溶液经第一采出泵90、第二循环泵101流入第二下置漏斗24的上部，第二下置漏斗24内存有的待蒸发结晶溶液接着经第一循环管104流入第二换热器70，然后依次经过第二循环管105、第二循环泵101回到第三循环管106，继续返回到第二结晶器20内。

从第一结晶器10的第一下置漏斗14底部排出的不饱和溶液经第一采出泵90、第二循环泵101、第二换热器70流入第二下置漏斗24 的上部，同时第二下置漏斗24内存有的待蒸发结晶溶液也接着经第三循环管106流入第二循环泵101，然后依次经过第二循环管105、第二换热器70回到第一循环管104，继续返回到第二结晶器20内。

上述实施例中提供了一种蒸发结晶制盐装置，通过在该装置中连续串联2个结晶器和2个换热器，第二换热器70用来接收从第一结晶器10流出温度较低的不饱和溶液继续加热，即一方面采用机械式蒸汽再压缩技术，待蒸发结晶溶液在结晶室、换热器、各循环管循环流动，从结晶室流出水蒸气经过蒸汽压缩机40压缩后重新回到第一换热器60的壳程中对其管程加热以二次利用，另一方面采用强制循环蒸发工艺，此时仅采用生蒸汽强制加热第二换热器70中盐溶液的温度升高至其变化后的沸点之上(超过浓缩后的沸点温度，比如130 摄氏度)，从而保证了面对溶液在被浓缩到较高浓度后沸点随之升高的情况时蒸发结晶过程的顺利进行。因此采用了MVR与强制循环蒸发技术联用的方式，解决了现有的单台蒸汽压缩机压缩性能受限的技术问题，在保证蒸发结晶过程正常进行的同时更加节约经济成本，兼具了MVR技术低蒸汽消耗且经济成本低和强制循环蒸发技术稳定可靠的特点。此外这样也提高了热能利用效率，更加节能环保。

进一步，所述第一结晶器10的第一物料进口12处设有用于进含盐溶液的第一进液管道11。进液管道11一般用于注入含盐水或废水等。

进一步，所述第一换热器60壳程上设有第一冷凝水出口65，所述第二换热器70壳程上设有第二冷凝水出口75。

进一步，所述第一换热器60上设有第一不凝气出口63及第二不凝气出口64。

进一步，所述第二换热器70上设有第三不凝气出口72及第四不凝气出口73。

进一步，所述蒸发结晶制盐装置100还包括冷凝器103，所述冷凝器103上设有第二个二次蒸汽进口1031及冷凝水出口1032，位于所述第二结晶器20顶部的第二个二次蒸汽出口23与所述第二个二次蒸汽进口1031连通，通过所述冷凝水出口1032将冷凝水排出。

进一步，各所述结晶器内的上部设有用于对混合溶液液面进行除去泡沫的除沫器30。

进一步，各所述结晶器的底部出料口与所述第一换热器60的壳程进口之间设有第一循环管104，所述第一换热器60的壳程出口与所述第一循环泵80的进口之间设有第二循环管105，所述第二循环管 105的出口与所述结晶器的底部回料口之间设有第三循环管106，所述第三循环管106的上开口位于各所述结晶器内待蒸发结晶溶液液面的下方，所述第一循环管104的上开口位于各所述结晶器10内待蒸发结晶溶液液面的上方。

通过将所述第三循环管106的上开口设置于结晶器内待蒸发结晶溶液液面的下方，这样便于快速地将蒸汽从结晶器顶部排出；通过将所述第一循环管104的上开口设置于所述结晶器10内待蒸发结晶溶液液面的上方，便于利用重力因素将盐溶液排出。

进一步，各所述结晶器的壁面上设有多个视镜15及多个清洗口 16。

进一步，所述结晶器10的顶部内设有多个喷淋器17，各所述喷淋器17的上端设有喷淋清洗口171，以便于后期对结晶器10进行清洗。

进一步，所述下置漏斗16的下端设有母液进口1611，所述母液进口1611被设置为常闭状态，所述下置漏斗16的底部为所述采出口 142。

通过在下置漏斗16的下端设有母液进口1611，便于任意调节结晶体和母液的混合溶液的盐浓度，以便于进行下一步冷却结晶或沉降分离操作。

本实用新型的具体工作原理及使用方法为：

启动第一循环泵80、第二循环泵101，含盐水从进液管道11进入第一结晶器10，接着进入第一循环泵80、第一换热器60中进行第一次加热产生一部分水蒸气，接着泵入第一结晶器10中挥发水蒸气，待蒸发结晶溶液在第一结晶器10、第一循环泵80、第一换热器60之间进行循环蒸发结晶，部分蒸汽在结晶器10内并从二次蒸汽出口13 排出，经过蒸汽压缩机40压缩后返回第一换热器60的第一个二次蒸汽进口，生蒸汽从生蒸汽进汽管道30进入第一生蒸汽进口62；

从第一结晶器10的第一下置漏斗14底部排出的不饱和溶液经第一采出泵90、第二循环泵101流入第二下置漏斗24的上部，第二下置漏斗24内存有的待蒸发结晶溶液接着经第三循环管106流入第二循环泵101，然后依次经过第二循环管105、第二换热器70回到第一循环管104，继续返回到第二结晶器20内。

操作方法是向第一生蒸汽进口12先通入一段时间的生蒸汽对第一换热器60进行初步加热，等第一结晶器10内的盐溶液挥发出足够蒸汽流量以保持加热时，关闭生蒸汽进汽管道30，仅启动第一蒸汽压缩机40即可实现，经过二次蒸汽进口13的蒸汽进入第一蒸汽压缩机40的进汽口后，在第一蒸汽压缩机70内进行加压生热，从第一蒸汽压缩机70排出高热蒸汽进入第一换热器10内对混合溶液进行加热，降温以后作为冷凝水从各冷凝水出口排出。

所述第一换热器60的顶部和底部分别设有第一不凝气出口63和第二不凝气出口64，第二换热器70的顶部和底部分别设有第三不凝气出口73和第四不凝气出口74。这些不凝气出口一般设置为常闭状态，当需要时打开即可。

向第二生蒸汽进口22内仅通入生蒸汽对第二换热器内的盐溶液保持持续加热。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本实用新型；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时,凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种蒸发结晶制盐装置，其特征在于，所述蒸发结晶制盐装置(100)包括第一结晶器(10)、第二结晶器(20)、蒸汽压缩机(40)、第一换热器(60)、第二换热器(70)、第一循环泵(80)、第一采出泵(90)及第二循环泵(101)；

所述第一结晶器(10)上设有用于与外界待蒸发结晶溶液连通的第一物料进口(12)，所述第一换热器(60)与所述第二换热器(70)均为列管式换热器，所述第一结晶器(10)的循环出料口与所述第一循环泵(80)的进口连通，所述第一循环泵(80)的出口与所述第一换热器(60)的管程进口连通，所述第一换热器(60)的管程出口与所述第一结晶器(10)的循环回料口连通，所述第一结晶器(10)的底部设有采出口(142)，所述采出口(142)与所述第一采出泵(90)的进口连通，所述第一结晶器(10)的顶部设有第一个二次蒸汽出口(13)，所述第一换热器(60)壳程上设有第一个二次蒸汽进口(61)及用于与外界生蒸汽来源连通的第一生蒸汽进口(62)，所述第一个二次蒸汽出口(13)通过所述蒸汽压缩机(40)与第一个二次蒸汽进口(61)连通；

所述第二换热器(70)的管程出口与所述第二循环泵(101)的出口之间设有第二循环管(105)，所述第二结晶器(20)的出料口与所述第二循环泵(101)的进口之间设有第三循环管(106)，所述第一采出泵(90)的出口连通在所述第三循环管(106)上，所述第二换热器(70)的管程出口与所述第二结晶器(20)的回料口连通，所述第二循环泵(101)的进口与所述第二结晶器(20)的循环出料口连通，所述第二换热器(70)的管程进口与所述第二循环泵(101)的出口连通，所述第二换热器(70)壳程上设有用于与外界生蒸汽来源连通的第二生蒸汽进口(71)，所述第二结晶器(20)的顶部设有第二个二次蒸汽出口(23)，所述第二换热器(70)的底部设有与第二采出泵(102)连通的采出口。

2.根据权利要求1所述一种蒸发结晶制盐装置，其特征在于，所述第一结晶器(10)的第一物料进口(12)处设有用于进含盐溶液的第一进液管道(11)。

3.根据权利要求1所述一种蒸发结晶制盐装置，其特征在于，所述第一换热器(60)壳程上设有第一冷凝水出口(65)，所述第二换热器(70)壳程上设有第二冷凝水出口(74)。

4.根据权利要求1所述一种蒸发结晶制盐装置，其特征在于，所述第一换热器(60)上设有第一不凝气出口(63)及第二不凝气出口(64)。

5.根据权利要求3所述一种蒸发结晶制盐装置，其特征在于，所述第二换热器(70)上设有第三不凝气出口(72)及第四不凝气出口(73)。

6.根据权利要求3所述一种蒸发结晶制盐装置，其特征在于，所述蒸发结晶制盐装置(100)还包括冷凝器(103)，所述冷凝器(103)上设有第二个二次蒸汽进口(1031)及冷凝水出口(1032)，位于所述第二结晶器(20)顶部的第二个二次蒸汽出口(23)与所述第二个二次蒸汽进口(1031)连通，通过所述冷凝水出口(1032)将冷凝水排出。

7.根据权利要求1所述一种蒸发结晶制盐装置，其特征在于，各所述结晶器内的上部设有用于对混合溶液液面进行除去泡沫的除沫器(50)。

8.根据权利要求4所述一种蒸发结晶制盐装置，其特征在于，各所述结晶器的底部出料口与所述第一换热器(60)的壳程进口之间设有第一循环管(104)，所述第一换热器(60)的壳程出口与所述第一循环泵(80)的进口之间设有第二循环管(105)，所述第二循环管(105)的出口与所述结晶器的底部回料口之间设有第三循环管(106)，所述第三循环管(106)的上开口位于各所述结晶器内待蒸发结晶溶液液面的下方，所述第一循环管(104)的上开口位于各所述结晶器(10)内待蒸发结晶溶液液面的上方。

9.根据权利要求1所述一种蒸发结晶制盐装置，其特征在于，各所述结晶器的壁面上设有多个视镜(15)及多个清洗口(16)。

10.根据权利要求1所述一种蒸发结晶制盐装置，其特征在于，所述结晶器(10)的顶部内设有多个喷淋器(17)，各所述喷淋器(17)的上端设有喷淋清洗口(171)。

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