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含鹽有機溶液蒸發回收系統的製作方法

2023-05-07 20:00:21 3


本發明涉及一種含鹽有機溶液蒸發回收系統,可應用於環保行業高含鹽有機溶液的處理以及食品製藥工業上有機溶劑的回收,屬於工業水處理技術領域。



背景技術:

在環保和製藥工業上,因化工行業的多樣性,溶液組分日趨複雜,多為高含鹽高有機物,通常回收有機溶劑的方式多採用精餾工藝,經精餾分離後,有機溶劑溢出,無機鹽仍留在塔釜中,需要對塔釜進行定期排殘液。殘液中會夾帶一部分有機溶劑,造成損失,降低了有機溶劑的回收率;同時無機鹽沒有得到回收利用,增加了後續處理的負擔。此外,塔釜精餾需生蒸汽量大,能耗高。



技術實現要素:

本發明的目的在於,克服現有技術中存在的問題,提供一種含鹽有機溶液蒸發回收系統,可實現有機溶液與無機鹽的共同回收,且能耗低。

為解決以上技術問題,本發明的一種含鹽有機溶液蒸發回收系統,包括原液儲罐和一效降膜蒸發器,所述原液儲罐的出口與進料泵的入口相連,所述一效降膜蒸發器的下部連接有一效料液下行管,所述一效料液下行管的中部設有一效蒸發器料液入口,所述進料泵的出口與一效降膜蒸發器下部的一效料液下行管相連,所述一效降膜蒸發器殼程上部的一效蒸發器進汽口與生蒸汽管相連,所述一效降膜蒸發器殼程下部的一效蒸發器冷凝水出口通過一效冷凝水管與冷凝水罐的入口相連;所述一效降膜蒸發器下部的物料分離口通過連通管與一效分離器相連,所述一效分離器頂部的一效分離器排汽口與一效分離器排汽管相連,所述一效分離器底部的一效分離器料液出口與所述一效料液下行管相連,所述一效料液下行管的下端與一效循環泵的入口相連,所述一效循環泵的出口通過一效循環管與一效降膜蒸發器頂部的一效蒸發器循環液入口相連,所述一效循環泵的出口還連接有一效料液輸出管。

相對於現有技術,本發明取得了以下有益效果:經預熱後的含鹽有機溶液原液進入一效降膜蒸發器的一效蒸發器料液入口,與一效降膜蒸發器底部的一效濃縮液及一效分離器底部的一效濃縮液共同沿一效料液下行管向下流動,並且被一效循環泵抽出,經一效循環管送往一效降膜蒸發器頂部的一效蒸發器循環液入口;生蒸汽管提供的135℃生蒸汽從一效蒸發器進汽口進入一效降膜蒸發器的殼程對沿降膜管壁流下的一效循環濃縮液進行加熱,100℃的一效蒸汽冷凝水從一效蒸發器冷凝水出口及一效冷凝水管排入冷凝水罐回收;加熱後的一效濃縮液從連通管進入一效分離器中進行分離,72℃的一效蒸汽從一效分離器排汽口進入一效分離器排汽管,一效蒸汽的主要成分為有機溶劑蒸汽;濃縮後的一效濃縮液進入一效循環泵循環,一效循環泵出口的部分一效濃縮液從一效料液輸出管排出。經過一效降膜蒸發器的蒸發濃縮,有機溶劑大量蒸發,無機鹽溶液的濃度得到了提高,為後續進一步濃縮分離提供了條件。

作為本發明的改進,本發明還包括二效降膜蒸發器,所述二效降膜蒸發器的下部連接有二效料液下行管,所述二效料液下行管的中部設有二效蒸發器料液入口,所述二效蒸發器料液入口與所述一效料液輸出管的出口相連,所述一效分離器排汽管的出口與所述二效降膜蒸發器殼程上部的二效蒸發器進汽口相連,所述二效降膜蒸發器殼程下部的二效蒸發器冷凝液出口與二效冷凝液管相連;所述二效降膜蒸發器下部的物料分離口通過連通管與二效分離器相連,所述二效分離器頂部的二效分離器排汽口與二效分離器排汽管相連,所述二效分離器底部的二效分離器料液出口與所述二效料液下行管相連,所述二效料液下行管的下端與二效循環泵的入口相連,所述二效循環泵的出口通過二效循環管與二效降膜蒸發器頂部的二效蒸發器循環液入口相連,所述二效循環泵的出口還連接有二效料液輸出管。無機鹽含量為2~3%wt,溫度為73℃的一效濃縮液從一效料液輸出管排出後,與二效降膜蒸發器底部的二效濃縮液及二效分離器底部的二效濃縮液共同沿二效料液下行管向下流動,並且被二效循環泵抽出,經二效循環管送往二效降膜蒸發器頂部的二效蒸發器循環液入口;一效分離器產生的72℃一效蒸汽中主要為有機溶劑蒸汽,還含有部分水蒸汽,一效蒸汽從一效分離器排汽管排出後,從二效蒸發器進汽口進入二效降膜蒸發器殼程,對沿降膜管壁流下的二效循環濃縮液進行加熱,72℃二效冷凝液從二效蒸發器冷凝液出口及二效冷凝液管排出;加熱後的二效濃縮液從連通管進入二效分離器中進行分離,有機溶劑和水分繼續蒸發成為二效蒸汽,66℃二效蒸汽從二效分離器排汽口進入二效分離器排汽管;濃縮後的二效濃縮液進入二效循環泵循環,部分無機鹽含量為4~6%wt,溫度為68℃的二效濃縮液從二效料液輸出管排出。二效降膜蒸發器利用一效分離器產生的一效蒸汽對一效濃縮液進行進一步濃縮,既回收了一效產生的餘熱,又進一步蒸發了有機溶劑並且提高了無機鹽溶液的濃度。

作為本發明的進一步改進,本發明還包括一級預熱器,所述冷凝水罐的底部出口與冷凝水泵的入口相連,所述冷凝水泵的出口通過冷凝水供水管與所述一級預熱器的一級預熱器進水口相連,所述一級預熱器的一級預熱器出水口與冷凝水回收管相連,所述一級預熱器的一級預熱器料液入口與所述進料泵的出口相連,所述一級預熱器的一級預熱器料液出口與所述一效蒸發器料液入口相連。含鹽有機溶液原液經原液管進入原液儲罐,無機鹽含量為1~1.5%wt,溫度為25℃;98℃的一效蒸汽冷凝水從冷凝水罐中被冷凝水泵抽出,進入一級預熱器的管程對殼程的含鹽有機溶液原液進行預熱,使原液的溫度提高至45℃,放熱後的一效蒸汽冷凝水溫度為40℃,通過冷凝水回收管進入冷凝水回收系統,既回收了冷凝水的熱量,又降低了一效降膜蒸發器的負荷,減少生蒸汽消耗。

作為本發明的進一步改進,本發明還包括二級預熱器,所述一級預熱器料液出口與所述二級預熱器的二級預熱器料液入口相連,所述二級預熱器的二級預熱器料液出口與所述一效蒸發器料液入口相連;所述二級預熱器的二級預熱器進汽口與所述生蒸汽管相連,所述二級預熱器的二級預熱器冷凝水排口通過高溫冷凝水回流管與所述冷凝水罐的進水口相連。135℃生蒸汽進入二級預熱器的管程對經過一級預熱的原液進行進一步加熱,使原液的溫度繼續提高至60℃,放熱後的100℃高溫冷凝水通過高溫冷凝水回流管進入冷凝水罐,再由冷凝水泵送往一級預熱器進行進一步放熱,原液經過兩級預熱後溫度大幅度提高,大大降低了一效降膜蒸發器的負荷,進一步減少了生蒸汽消耗。

作為本發明的進一步改進,本發明還包括三效結晶器,所述三效結晶器的頂部設有三效結晶器排汽口,所述三效結晶器的圓周壁中部設有三效結晶器進料口、三效結晶器循環口和三效結晶器回流口,所述三效結晶器的底部設有三效結晶器出料口,所述三效結晶器進料口與所述二效料液輸出管的出口相連;所述三效結晶器出料口的下方連接有三效輔助加熱器,所述三效輔助加熱器下端的出料口通過三效下行循環管與三效循環泵的入口相連,所述三效循環泵的出口通過三效上行循環管與三效加熱器下端的進料口相連,所述三效加熱器上端的出料口與所述三效結晶器循環口相連,所述三效循環泵的出口還連接有三效晶漿輸出管;所述三效結晶器排汽口與三效結晶器排汽管相連;所述二效分離器排汽管的出口與所述三效加熱器殼程上部的三效加熱器進汽口相連,所述二效冷凝液管的出口與所述三效加熱器殼程下部的三效冷凝液入口相連,所述三效加熱器殼程下部的三效冷凝液出口與三效冷凝液管相連;所述二效分離器排汽管的出口還與所述三效輔助加熱器殼程上部的三效輔助加熱器進汽口相連,所述二效冷凝液管的出口還與所述三效輔助加熱器殼程下部的三效輔助冷凝液入口相連,所述三效輔助加熱器殼程下部的三效輔助冷凝液出口與三效輔助冷凝液管相連。降膜蒸發器具有傳熱效率高、所需配套動力設備功率小等優點,但不適用於有固體顆粒或有結晶析出的溶液蒸發;本發明將經過兩級蒸發濃縮的二效濃縮液從二效料液輸出管經三效結晶器進料口送入三效結晶器中,三效結晶器底部的晶漿從三效結晶器出料口排出,向下進入三效輔助加熱器加熱,加熱後的晶漿沿三效下行循環管進入三效循環泵,再在三效循環泵作用下,沿三效上行循環管上行並進入三效加熱器進行進一步加熱,再次升溫後的晶漿從三效結晶器循環口進入三效結晶器中,水分和剩餘的有機溶劑大量蒸發,無機鹽在三效結晶器中接近飽和並結晶長大,三效結晶器產生的60℃三效蒸汽從三效結晶器排汽口排出。66℃的二效蒸汽從二效分離器排汽管的出口分別進入三效加熱器殼程上部的三效加熱器進汽口和三效輔助加熱器殼程上部的三效輔助加熱器進汽口,利用二效蒸汽的熱量對三效晶漿進行加熱。66℃二效蒸汽中的有機溶劑蒸汽和水蒸汽在三效加熱器中放熱後冷凝成 66℃的三效冷凝液從三效冷凝液出口排入三效冷凝液管,從三效冷凝液入口進入的二效冷凝液在三效加熱器中閃蒸放熱後也排入三效冷凝液管;66℃二效蒸汽中的有機溶劑蒸汽和水蒸汽在三效輔助加熱器中放熱後冷凝成66℃的三效輔助冷凝液從三效輔助冷凝液出口排入三效輔助冷凝液管,從三效輔助冷凝液入口進入的二效冷凝液在三效輔助加熱器中閃蒸放熱後也排入三效輔助冷凝液管。在三效結晶器中,濃縮液的循環依靠功率較大的三效循環泵強制推動,流速高,不易結垢,適宜於有結晶析出的溶液蒸發。本發明根據溶液的特性,在進水濃度較低時先採用兩級降膜蒸發器濃縮溶液,使溶液的濃度提高到一定程度之後,再進入三效結晶器進行蒸髮結晶,兼具了兩種蒸發方式的優點,規避了缺點,減少系統動力設備功率,降低電耗。

作為本發明的進一步改進,所述三效下行循環管的下端還與三效晶漿泵的入口相連,所述三效晶漿泵的出口與三效旋流器的進料口相連,所述三效旋流器的頂部出口通過三效晶漿回流管與所述三效結晶器回流口相連,所述三效旋流器的底部出口與稠厚罐的入口相連,所述稠厚罐的底部出口與離心機的上部進料口相連,所述離心機的固相出口與鹽收集系統相連;所述離心機的液相出口及所述稠厚罐上部的稠厚罐溢流口分別與母液罐的入口相連。三效晶漿中無機鹽的濃度可達7~10%wt,溫度為66℃,三效下行循環管中的部分三效晶漿被三效晶漿泵抽出,進入三效旋流器的進料口,經三效旋流器提濃增稠分離後,輕相通過三效晶漿回流管進入三效結晶器回流口進行循環,重相進入稠厚罐進一步提濃養晶,提濃養晶後的無機鹽濃度可達30~50%wt,溫度為55℃,然後進入離心機分離,無機鹽晶體的含水率低於6%wt從離心機的固相出口排出,離心機的母液從離心機的液相出口排出並進入母液罐收集,稠厚罐上部溢流的母液從稠厚罐溢流口也進入母液罐收集,母液罐中的無機鹽濃度低於30%wt,溫度為45℃。

作為本發明的進一步改進,本發明還包括四效結晶器,所述四效結晶器的頂部設有四效結晶器排汽口,所述四效結晶器的圓周壁中部設有四效結晶器循環口和四效結晶器回流口,所述四效結晶器的底部設有四效結晶器出料口;所述四效結晶器出料口的下方連接有四效輔助加熱器,所述四效輔助加熱器下端的出料口通過四效下行循環管與四效循環泵的入口相連,所述四效循環泵的出口通過四效上行循環管與四效加熱器下端的進料口相連,所述四效加熱器上端的出料口與所述四效結晶器循環口相連;所述三效晶漿輸出管的出口與所述四效下行循環管相連,所述四效結晶器排汽口與四效結晶器排汽管相連;所述三效結晶器排汽管的出口與所述四效加熱器殼程上部的四效加熱器殼程進汽口相連,所述三效冷凝液管的出口與所述四效加熱器下端的四效加熱器冷凝液入口相連,所述四效加熱器殼程下部的四效加熱器冷凝液出口與四效冷凝液管相連;所述三效結晶器排汽管的出口還與所述四效輔助加熱器殼程上部的四效輔助加熱器進汽口相連,所述三效輔助冷凝液管的出口與所述四效輔助加熱器下端的四效輔助加熱器冷凝液入口相連,所述四效輔助加熱器殼程下部的四效輔助加熱器冷凝液出口與所述四效冷凝液管相連;所述四效冷凝液管的出口接入溶劑罐的入口,所述溶劑罐的底部與溶劑泵的入口相連,所述溶劑泵的出口與溶劑輸出管相連。母液罐收集的母液由母液泵經母液回流管送入四效結晶器的四效結晶器進料口中,四效結晶器底部的晶漿從四效結晶器出料口排出,向下進入四效輔助加熱器加熱,加熱後的晶漿沿四效下行循環管進入四效循環泵,三效晶漿輸出管流出的三效晶漿也經四效下行循環管進入四效循環泵,在四效循環泵作用下,沿四效上行循環管上行並進入四效加熱器進行進一步加熱,再次升溫後的晶漿從四效結晶器循環口進入四效結晶器中,水分和剩餘的有機溶劑大量蒸發,無機鹽在四效結晶器中飽和並結晶長大,四效結晶器產生的51℃四效蒸汽從四效結晶器排汽口排出。三效蒸汽從三效結晶器排汽管的出口分別進入四效加熱器殼程上部的四效加熱器進汽口和四效輔助加熱器殼程上部的四效輔助加熱器進汽口,利用三效蒸汽的熱量對四效晶漿進行加熱。60℃三效蒸汽中的有機溶劑蒸汽和水蒸汽在四效加熱器中放熱後冷凝成 60℃的四效冷凝液從四效冷凝液出口排入四效冷凝液管,從四效冷凝液入口進入的三效冷凝液在四效加熱器中閃蒸放熱後也排入四效冷凝液管。60℃三效蒸汽中的有機溶劑蒸汽和水蒸汽在四效輔助加熱器中放熱後冷凝成60℃的四效輔助冷凝液從四效輔助冷凝液出口排入四效輔助冷凝液管,從四效輔助冷凝液入口進入的三效輔助冷凝液在四效輔助加熱器中閃蒸放熱後也排入四效冷凝液管。有機溶劑和冷凝水從四效冷凝液管進溶劑罐,由溶劑泵抽出,經溶劑輸出管進入後道工序,溶劑泵送出的有機溶劑和水的溫度為45℃,有機溶劑濃度比精餾提高1%~2%wt,同時有機溶劑中的含鹽率低於0.05%wt。

作為本發明的進一步改進,所述四效下行循環管的下端還與四效晶漿泵的入口相連,所述四效晶漿泵的出口與四效旋流器的進料口相連,所述四效旋流器的頂部出口通過四效晶漿回流管與所述四效結晶器回流口相連,所述四效旋流器的底部出口與所述稠厚罐的入口相連;所述母液罐的出口與母液泵的入口相連,所述母液泵的出口通過母液回流管與所述四效結晶器圓周壁中部的四效結晶器母液注入口相連。四效晶漿中無機鹽的濃度可達25~30%wt,溫度為55℃,四效下行循環管中的部分四效晶漿被四效晶漿泵抽出,進入四效旋流器的進料口,經四效旋流器提濃增稠分離後,輕相通過四效晶漿回流管進入四效結晶器回流口進行循環,重相進入稠厚罐進一步提濃養晶,然後進入離心機分離,無機鹽晶體從離心機的固相出口排出。本發明在回收有機溶劑的同時,能連續分離出無機鹽,連續性操作可以降低勞動力,提高生產效率,使無機鹽和有機溶劑全部被分別分離出來,實現零排放,實現了最大的環境效益和資源回收利用。本發明採用多效蒸發工藝,後一效利用前一效的二次蒸汽作為熱源,且蒸出的冷凝液用於原料的預熱,大大節約了能耗,減少了運行成本。

作為本發明的進一步改進,所述四效結晶器排汽管的出口與表面冷凝器殼程上端的進氣口相連,所述表面冷凝器殼程下端的冷凝液排口通過表面冷凝器回流管與所述溶劑罐的入口相連;所述表面冷凝器殼程下端的排氣口與水環式真空泵的抽吸口相連,所述水環式真空泵的排氣口與真空泵排氣管相連,所述水環式真空泵的機封水出口與真空泵循環水罐相連,所述真空泵循環水罐的底部與循環水泵的入口相連,所述循環水泵的出口與所述水環式真空泵的機封水入口相連。51℃四效蒸汽從四效結晶器排汽管的出口進入表面冷凝器的殼程,表面冷凝器的管程通入冷卻水將四效蒸汽中的有機溶劑蒸汽和水蒸汽冷凝成40℃的四效冷凝液,四效冷凝液然後通過表面冷凝器回流管進入溶劑罐,表面冷凝器殼程的不凝氣被水環式真空泵抽出,水環式真空泵的機封水進入真空泵循環水罐,由循環水泵送回水環式真空泵,實現機封水的閉式循環,既減少水的消耗,又可以防止有機溶劑溶於水環真空泵的機封水而造成損失。

作為本發明的進一步改進,所述原液儲罐、溶劑罐的頂部及所述二效降膜蒸發器、三效加熱器、三效輔助加熱器、四效加熱器和四效輔助加熱器的殼程上下部分別設有不凝氣排氣口,各所述不凝氣排氣口分別與不凝氣排氣總管相連,所述不凝氣排氣總管的出口與所述表面冷凝器上端的進氣口相連;所述冷凝水罐的頂部連接有冷凝水罐排汽管,所述冷凝水罐排汽管的出口及所述一效降膜蒸發器殼程上下部的排氣口分別與所述二效蒸發器進汽口相連或與所述不凝氣排氣總管相連。溶液中溶解有不凝性氣體,在蒸發時不凝性氣體與蒸發產生的蒸汽一起進入各蒸發器或加熱器的殼程,由於不凝性氣體不能被冷凝,如果積聚在殼程會影響蒸汽的傳熱與傳質,使各蒸發器或加熱器的傳熱惡化。本發明將各處的不凝性氣體通過不凝氣排氣總管抽出,經表面冷凝器冷卻後,由水環式真空泵抽出,提高各蒸發器或加熱器的換熱效率。系統剛啟動時,可以將一效降膜蒸發器殼程上下部的排氣口與不凝氣排氣總管相連,冷凝水罐排汽管與不凝氣排氣總管相連,以便儘快不凝氣被抽取。當系統運動至穩定狀態後,由於一效降膜蒸發器的不凝氣溫度可達135℃,冷凝水罐的不凝氣溫度可達98℃,蘊含著大量熱能,此時切斷一效降膜蒸發器排氣口與不凝氣排氣總管之間的閥門,打開一效降膜蒸發器排氣口與二效蒸發器進汽口之間的閥門;切斷冷凝水罐排汽管與不凝氣排氣總管之間的閥門,打開切斷冷凝水罐排汽管與二效蒸發器進汽口之間的閥門,使高溫的一效不凝氣和冷凝水罐的不凝氣進入二效降膜蒸發器放熱後,再從二效蒸發器排氣口經不凝氣排氣總管抽出,這樣既可以回收高溫不凝氣中的熱量,又可以減輕表面冷凝器的負荷。二效降膜蒸發器殼程抽出的不凝氣溫度為72℃,溶劑罐抽出的不凝氣溫度為45℃,三效加熱器和三效輔助加熱器殼程抽出的不凝氣溫度為66℃,四效加熱器和四效輔助加熱器殼程抽出的不凝氣溫度為60℃,表面冷凝器排氣口排出的不凝氣溫度為51℃。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明,附圖僅提供參考與說明用,非用以限制本發明。

圖1為本發明含鹽有機溶液蒸發回收系統的實施例一。

圖2為本發明含鹽有機溶液蒸發回收系統的實施例二。

圖3為本發明含鹽有機溶液蒸發回收系統的實施例三。

圖中:1.一效降膜蒸發器;1a.一效蒸發器料液入口;1b.一效料液下行管;1c.一效循環泵;1d.一效蒸發器循環液入口;1e.一效蒸發器進汽口;1f.一效蒸發器排氣口;1g.一效循環管;1h.一效料液輸出管;

2.一效分離器;2a.一效分離器排汽口;2b.一效分離器料液出口;2c.一效分離器排汽管;

3.二效降膜蒸發器;3a.二效蒸發器料液入口;3b.二效料液下行管;3c.二效循環泵;3d.二效蒸發器循環液入口;3e.二效蒸發器進汽口;3f.二效蒸發器排氣口;3g.二效循環管;3h.二效料液輸出管;

4.二效分離器;4a.二效分離器排汽口;4b.二效分離器料液出口;4c.二效分離器排汽管;

5.三效結晶器;5a.三效結晶器進料口;5b.三效結晶器排汽口;5c.三效結晶器循環口;5d.三效結晶器回流口;5e.三效結晶器出料口;5f.三效下行循環管;5g.三效循環泵;5h.三效上行循環管;5j.三效結晶器排汽管;

6.三效加熱器;6a.三效加熱器進汽口;6b.三效冷凝液出口;6c.三效冷凝液入口;

7.三效輔助加熱器;7a.三效輔助加熱器進汽口;7b.三效輔助冷凝液出口;7c.三效輔助冷凝液入口;

8.四效結晶器;8a.四效結晶器母液注入口;8b.四效結晶器排汽口;8c.四效結晶器循環口;8d.四效結晶器回流口;8e.四效結晶器出料口;8f.四效下行循環管;8g.四效循環泵;8h.四效上行循環管;8j.四效結晶器排汽管;

9.四效加熱器;9a.四效加熱器進汽口;9b.四效加熱器冷凝液出口;9c.四效加熱器冷凝液入口;

10.四效輔助加熱器;10a.四效輔助加熱器進汽口;10b.四效輔助加熱器冷凝液出口;10c.四效輔助加熱器冷凝液入口;

11.稠厚罐;11a.稠厚罐溢流口;

12.離心機;12a.離心機液相出口;12b.離心機固相出口;

T1.原液儲罐;T2.冷凝水罐;T3.母液罐;T4.溶劑罐;T5.真空泵循環水罐;

B1.進料泵;B2.冷凝水泵;B3.三效晶漿泵;B4.四效晶漿泵;B5.溶劑泵;B6.母液泵;B7.水環式真空泵;B8.循環水泵;

G1.原液管;G2.生蒸汽管;G3.冷凝水供水管;G4.冷凝水回收管;G5.高溫冷凝水回流管;G6.一效冷凝水管;G7.二效冷凝液管;G8.三效晶漿輸出管;G9.三效冷凝液管;G10.三效輔助冷凝液管;G11.三效晶漿回流管;G12.四效冷凝液管;G13.四效晶漿回流管;G14.母液回流管;G15.溶劑輸出管;G16.不凝氣排氣總管;G17.真空泵排氣管;

H1.一級預熱器;H2.二級預熱器;H3.表面冷凝器;

S1.三效旋流器;S2.四效旋流器。

具體實施方式

如圖1所示,本發明的含鹽有機溶液蒸發回收系統包括原液儲罐T1和一效降膜蒸發器1,原液儲罐T1的出口與進料泵B1的入口相連,一效降膜蒸發器1的下部連接有一效料液下行管1b,一效料液下行管1b的中部設有一效蒸發器料液入口1a,進料泵B1的出口與一效降膜蒸發器1下部的一效料液下行管1b相連,一效降膜蒸發器殼程上部的一效蒸發器進汽口1e與生蒸汽管G2相連,一效降膜蒸發器殼程下部的一效蒸發器冷凝水出口通過一效冷凝水管G6與冷凝水罐T2的入口相連;一效降膜蒸發器1下部的物料分離口通過連通管與一效分離器2相連,一效分離器2頂部的一效分離器排汽口2a與一效分離器排汽管2c相連,一效分離器2底部的一效分離器料液出口2b與一效料液下行管1b相連,一效料液下行管1b的下端與一效循環泵1c的入口相連,一效循環泵1c的出口通過一效循環管1g與一效降膜蒸發器1頂部的一效蒸發器循環液入口1d相連,一效循環泵1c的出口還連接有一效料液輸出管1h。

含鹽有機溶液原液經原液管G1進入原液儲罐T1,無機鹽含量為1~1.5%wt,溫度為25℃,經預熱後升溫至60℃,由進料泵B1送入一效降膜蒸發器1的一效蒸發器料液入口1a,與一效降膜蒸發器1底部的一效濃縮液及一效分離器2底部的一效濃縮液共同沿一效料液下行管1b向下流動,並且被一效循環泵1c抽出,經一效循環管1g送往一效降膜蒸發器1頂部的一效蒸發器循環液入口1d;生蒸汽管G2提供的135℃生蒸汽從一效蒸發器進汽口1e進入一效降膜蒸發器1的殼程對沿降膜管壁流下的一效循環濃縮液進行加熱,100℃的一效蒸汽冷凝水從一效蒸發器冷凝水出口及一效冷凝水管G6排入冷凝水罐T2回收;加熱後的一效濃縮液從連通管進入一效分離器2中進行分離,72℃的一效蒸汽從一效分離器排汽口2a進入一效分離器排汽管2c,一效蒸汽的主要成分為有機溶劑蒸汽;濃縮後的一效濃縮液進入一效循環泵1c循環,一效循環泵1c出口的部分一效濃縮液從一效料液輸出管1h排出。經過一效降膜蒸發器1的蒸發濃縮,有機溶劑大量蒸發,無機鹽溶液的濃度得到了提高,為後續進一步濃縮分離提供了條件。

本發明的含鹽有機溶液蒸發回收系統還包括二效降膜蒸發器3,二效降膜蒸發器3的下部連接有二效料液下行管3b,二效料液下行管3b的中部設有二效蒸發器料液入口3a,二效蒸發器料液入口3a與一效料液輸出管1h的出口相連,一效分離器排汽管2c的出口與二效降膜蒸發器3殼程上部的二效蒸發器進汽口3e相連,二效降膜蒸發器殼程下部的二效蒸發器冷凝液出口與二效冷凝液管G7相連;二效降膜蒸發器3下部的物料分離口通過連通管與二效分離器4相連,二效分離器4頂部的二效分離器排汽口4a與二效分離器排汽管4c相連,二效分離器4底部的二效分離器料液出口4b與二效料液下行管3b相連,二效料液下行管3b的下端與二效循環泵3c的入口相連,二效循環泵3c的出口通過二效循環管3g與二效降膜蒸發器3頂部的二效蒸發器循環液入口3d相連,二效循環泵3c的出口還連接有二效料液輸出管3h。

無機鹽含量為2~3%wt,溫度為73℃的一效濃縮液從一效料液輸出管1h排出後,與二效降膜蒸發器3底部的二效濃縮液及二效分離器4底部的二效濃縮液共同沿二效料液下行管3b向下流動,並且被二效循環泵3c抽出,經二效循環管3g送往二效降膜蒸發器3頂部的二效蒸發器循環液入口3d;一效分離器2產生的一效蒸汽中主要為有機溶劑蒸汽,還含有部分水蒸汽,一效蒸汽從一效分離器排汽管2c排出後,從二效蒸發器進汽口3e進入二效降膜蒸發器殼程,對沿降膜管壁流下的二效循環濃縮液進行加熱,72℃二效冷凝液從二效蒸發器冷凝液出口及二效冷凝液管G7排出;加熱後的二效濃縮液從連通管進入二效分離器4中進行分離,有機溶劑和水分繼續蒸發成為二效蒸汽,66℃二效蒸汽從二效分離器排汽口4a進入二效分離器排汽管4c;濃縮後的二效濃縮液進入二效循環泵3c循環,部分無機鹽含量為4~6%wt,溫度為68℃的二效濃縮液從二效料液輸出管3h排出。二效降膜蒸發器3利用一效分離器2產生的一效蒸汽對一效濃縮液進行進一步濃縮,既回收了一效產生的餘熱,又進一步蒸發了有機溶劑並且提高了無機鹽溶液的濃度。

如圖2所示,本發明的含鹽有機溶液蒸發回收系統還包括一級預熱器H1,冷凝水罐T2的底部出口與冷凝水泵B2的入口相連,冷凝水泵B2的出口通過冷凝水供水管G3與一級預熱器H1的一級預熱器進水口相連,一級預熱器H1的一級預熱器出水口與冷凝水回收管G4相連,一級預熱器H1的一級預熱器料液入口與進料泵B1的出口相連,一級預熱器H1的一級預熱器料液出口與一效蒸發器料液入口1a相連。

98℃的一效蒸汽冷凝水從冷凝水罐T2中被冷凝水泵B2抽出,進入一級預熱器H1的管程對殼程的含鹽有機溶液原液進行預熱,使原液的溫度提高至45℃,放熱後的一效蒸汽冷凝水溫度為40℃,通過冷凝水回收管G4進入冷凝水回收系統,既回收了冷凝水的熱量,又降低了一效降膜蒸發器1的負荷,減少生蒸汽消耗。

如圖3所示,本發明的含鹽有機溶液蒸發回收系統還包括二級預熱器H2,一級預熱器料液出口與二級預熱器H2的二級預熱器料液入口相連,二級預熱器H2的二級預熱器料液出口與一效蒸發器料液入口1a相連;二級預熱器H2的二級預熱器進汽口與生蒸汽管G2相連,二級預熱器H2的二級預熱器冷凝水排口通過高溫冷凝水回流管G5與冷凝水罐T2的進水口相連。

135℃生蒸汽進入二級預熱器H2的管程對經過一級預熱的原液進行進一步加熱,使原液的溫度繼續提高至60℃,放熱後的100℃高溫冷凝水通過高溫冷凝水回流管G5進入冷凝水罐T2,再由冷凝水泵B2送往一級預熱器H1進行進一步放熱,原液經過兩級預熱後溫度大幅度提高,大大降低了一效降膜蒸發器1的負荷,進一步減少了生蒸汽消耗。

本發明的含鹽有機溶液蒸發回收系統還包括三效結晶器5,三效結晶器5的頂部設有三效結晶器排汽口5b,三效結晶器5的圓周壁中部設有三效結晶器進料口5a、三效結晶器循環口5c和三效結晶器回流口5d,三效結晶器5的底部設有三效結晶器出料口5e,三效結晶器進料口5a與二效料液輸出管3h的出口相連;三效結晶器出料口5e的下方連接有三效輔助加熱器7,三效輔助加熱器7下端的出料口通過三效下行循環管5f與三效循環泵5g的入口相連,三效循環泵5g的出口通過三效上行循環管5h與三效加熱器6下端的進料口相連,三效加熱器6上端的出料口與三效結晶器循環口5c相連,三效循環泵5g的出口還連接有三效晶漿輸出管G8;三效結晶器排汽口5b與三效結晶器排汽管5j相連。

二效分離器排汽管4c的出口與三效加熱器6殼程上部的三效加熱器進汽口6a相連,二效冷凝液管G7的出口與三效加熱器6殼程下部的三效冷凝液入口6c相連,三效加熱器6殼程下部的三效冷凝液出口6b與三效冷凝液管G9相連;二效分離器排汽管4c的出口還與三效輔助加熱器7殼程上部的三效輔助加熱器進汽口7a相連,二效冷凝液管G7的出口還與三效輔助加熱器7殼程下部的三效輔助冷凝液入口7c相連,三效輔助加熱器7殼程下部的三效輔助冷凝液出口7b與三效輔助冷凝液管G10相連。

本發明將經過兩級蒸發濃縮的二效濃縮液從二效料液輸出管3h經三效結晶器進料口5a送入三效結晶器5中,三效結晶器5底部的晶漿從三效結晶器出料口5e排出,向下進入三效輔助加熱器7加熱,加熱後的晶漿沿三效下行循環管5f進入三效循環泵5g,再在三效循環泵5g作用下,沿三效上行循環管5h上行並進入三效加熱器6進行進一步加熱,再次升溫後的晶漿從三效結晶器循環口5c進入三效結晶器5中,水分和剩餘的有機溶劑大量蒸發,無機鹽在三效結晶器5中接近飽和並結晶長大,三效結晶器5產生的60℃三效蒸汽從三效結晶器排汽口5b排出。66℃的二效蒸汽從二效分離器排汽管4c的出口分別進入三效加熱器6殼程上部的三效加熱器進汽口6a和三效輔助加熱器7殼程上部的三效輔助加熱器進汽口7a,利用二效蒸汽的熱量對三效晶漿進行加熱。

66℃二效蒸汽中的有機溶劑蒸汽和水蒸汽在三效加熱器6中放熱後冷凝成 66℃的三效冷凝液從三效冷凝液出口6b排入三效冷凝液管G9,從三效冷凝液入口6c進入的二效冷凝液在三效加熱器6中閃蒸放熱後也排入三效冷凝液管G9;

66℃二效蒸汽中的有機溶劑蒸汽和水蒸汽在三效輔助加熱器7中放熱後冷凝成66℃的三效輔助冷凝液從三效輔助冷凝液出口7b排入三效輔助冷凝液管G10,從三效輔助冷凝液入口7c進入的二效冷凝液在三效輔助加熱器7中閃蒸放熱後也排入三效輔助冷凝液管G10。

三效下行循環管5f的下端還與三效晶漿泵B3的入口相連,三效晶漿泵B3的出口與三效旋流器S1的進料口相連,三效旋流器S1的頂部出口通過三效晶漿回流管G11與三效結晶器回流口5d相連,三效旋流器S1的底部出口與稠厚罐11的入口相連,稠厚罐11的底部出口與離心機12的上部進料口相連,離心機12的離心機固相出口12b與鹽收集系統相連;離心機12的離心機液相出口12a及稠厚罐11上部的稠厚罐溢流口11a分別與母液罐T3的入口相連。

三效晶漿中無機鹽的濃度可達7~10%wt,溫度為66℃,三效下行循環管5f中的部分三效晶漿被三效晶漿泵B3抽出,進入三效旋流器S1的進料口,經三效旋流器S1提濃增稠分離後,輕相通過三效晶漿回流管G11進入三效結晶器回流口5d進行循環,重相進入稠厚罐11進一步提濃養晶,提濃養晶後的無機鹽濃度可達30~50%wt,溫度為55℃,然後進入離心機12分離,無機鹽晶體的含水率低於6%wt從離心機12的離心機固相出口12b排出,離心機的母液從離心機12的離心機液相出口12a排出並進入母液罐T3收集,稠厚罐11上部溢流的母液從稠厚罐溢流口11a也進入母液罐T3收集,母液罐T3中的無機鹽濃度低於30%wt,溫度為45℃。

本發明的含鹽有機溶液蒸發回收系統還包括四效結晶器8,四效結晶器8的頂部設有四效結晶器排汽口8b,四效結晶器8的圓周壁中部設有四效結晶器循環口8c和四效結晶器回流口8d,四效結晶器8的底部設有四效結晶器出料口8e;四效結晶器出料口8e的下方連接有四效輔助加熱器10,四效輔助加熱器10下端的出料口通過四效下行循環管8f與四效循環泵8g的入口相連,四效循環泵8g的出口通過四效上行循環管8h與四效加熱器9下端的進料口相連,四效加熱器9上端的出料口與四效結晶器循環口8c相連;三效晶漿輸出管G8的出口與四效下行循環管8f相連,四效結晶器排汽口8b與四效結晶器排汽管8j相連。

三效結晶器排汽管5j的出口與四效加熱器9殼程上部的四效加熱器殼程進汽口相連,三效冷凝液管G9的出口與四效加熱器9下端的四效加熱器冷凝液入口9c相連,四效加熱器9殼程下部的四效加熱器冷凝液出口9b與四效冷凝液管G12相連;三效結晶器排汽管5j的出口還與四效輔助加熱器10殼程上部的四效輔助加熱器進汽口10a相連,三效輔助冷凝液管G10的出口與四效輔助加熱器10下端的四效輔助加熱器冷凝液入口10c相連,四效輔助加熱器殼程下部的四效輔助加熱器冷凝液出口10b與四效冷凝液管G12相連;四效冷凝液管G12的出口接入溶劑罐T4的入口,溶劑罐T4的底部與溶劑泵B5的入口相連,溶劑泵B5的出口與溶劑輸出管G15相連。

母液罐T3收集的母液由母液泵B6經母液回流管G14送入四效結晶器8的四效結晶器進料口中,四效結晶器8底部的晶漿從四效結晶器出料口8e排出,向下進入四效輔助加熱器10加熱,加熱後的晶漿沿四效下行循環管8f進入四效循環泵8g,三效晶漿輸出管G8流出的三效晶漿也經四效下行循環管8f進入四效循環泵8g,在四效循環泵8g作用下,沿四效上行循環管8h上行並進入四效加熱器9進行進一步加熱,再次升溫後的晶漿從四效結晶器循環口8c進入四效結晶器8中,水分和剩餘的有機溶劑大量蒸發,無機鹽在四效結晶器8中飽和並結晶長大,四效結晶器8產生的51℃四效蒸汽從四效結晶器排汽口8b排出。三效蒸汽從三效結晶器排汽管5j的出口分別進入四效加熱器9殼程上部的四效加熱器進汽口9a和四效輔助加熱器10殼程上部的四效輔助加熱器進汽口10a,利用三效蒸汽的熱量對四效晶漿進行加熱。

60℃三效蒸汽中的有機溶劑蒸汽和水蒸汽在四效加熱器9中放熱後冷凝成 60℃的四效冷凝液從四效冷凝液出口排入四效冷凝液管G12,從四效冷凝液入口進入的三效冷凝液在四效加熱器9中閃蒸放熱後也排入四效冷凝液管G12。

60℃三效蒸汽中的有機溶劑蒸汽和水蒸汽在四效輔助加熱器10中放熱後冷凝成60℃的四效輔助冷凝液從四效輔助冷凝液出口排入四效輔助冷凝液管,從四效輔助冷凝液入口進入的三效輔助冷凝液在四效輔助加熱器10中閃蒸放熱後也排入四效冷凝液管G12。

有機溶劑和冷凝水從四效冷凝液管G12進溶劑罐T4,由溶劑泵B5抽出,經溶劑輸出管G15進入後道工序,溶劑泵B5送出的有機溶劑和水的溫度為45℃,有機溶劑濃度比精餾提高1%~2%wt,同時有機溶劑中的含鹽率低於0.05%wt。

四效下行循環管8f的下端還與四效晶漿泵B4的入口相連,四效晶漿泵B4的出口與四效旋流器S2的進料口相連,四效旋流器S2的頂部出口通過四效晶漿回流管G13與四效結晶器回流口8d相連,四效旋流器S2的底部出口與稠厚罐11的入口相連;母液罐T3的出口與母液泵B6的入口相連,母液泵B6的出口通過母液回流管G14與四效結晶器8圓周壁中部的四效結晶器母液注入口8a相連。

四效晶漿中無機鹽的濃度可達25~30%wt,溫度為55℃,四效下行循環管8f中的部分四效晶漿被四效晶漿泵B4抽出,進入四效旋流器S2的進料口,經四效旋流器S2提濃增稠分離後,輕相通過四效晶漿回流管G13進入四效結晶器回流口8d進行循環,重相進入稠厚罐11進一步提濃養晶,然後進入離心機12分離,無機鹽晶體從離心機12的固相出口排出。本發明在回收有機溶劑的同時,能連續分離出無機鹽,使無機鹽和有機溶劑全部被分別分離出來,實現零排放。後一效利用前一效的二次蒸汽作為熱源,且蒸出的冷凝液用於原料的預熱,大大節約了能耗,減少了運行成本。

四效結晶器排汽管8j的出口與表面冷凝器H3殼程上端的進氣口相連,表面冷凝器H3殼程下端的冷凝液排口通過表面冷凝器回流管與溶劑罐T4的入口相連;表面冷凝器H3殼程下端的排氣口與水環式真空泵B7的抽吸口相連,水環式真空泵B7的排氣口與真空泵排氣管G17相連,水環式真空泵B7的機封水出口與真空泵循環水罐T5相連,真空泵循環水罐T5的底部與循環水泵B8的入口相連,循環水泵B8的出口與水環式真空泵B7的機封水入口相連。

51℃四效蒸汽從四效結晶器排汽管8j的出口進入表面冷凝器H3的殼程,表面冷凝器H3的管程通入冷卻水將四效蒸汽中的有機溶劑蒸汽和水蒸汽冷凝成40℃的四效冷凝液,四效冷凝液然後通過表面冷凝器回流管進入溶劑罐T4,表面冷凝器H3殼程的不凝氣被水環式真空泵B7抽出,水環式真空泵B7的機封水進入真空泵循環水罐T5,由循環水泵B8送回水環式真空泵B7,實現機封水的閉式循環,既減少水的消耗,又可以防止有機溶劑溶於水環真空泵的機封水而造成損失。

原液儲罐T1、溶劑罐T4的頂部及二效降膜蒸發器3、三效加熱器6、三效輔助加熱器7、四效加熱器9和四效輔助加熱器10的殼程上下部分別設有不凝氣排氣口,各不凝氣排氣口分別與不凝氣排氣總管G16相連,不凝氣排氣總管G16的出口與表面冷凝器H3上端的進氣口相連;冷凝水罐T2的頂部連接有冷凝水罐排汽管,冷凝水罐排汽管的出口及一效降膜蒸發器殼程上下部的排氣口分別與二效蒸發器進汽口3e相連或與不凝氣排氣總管G16相連。

本發明將各處的不凝性氣體通過不凝氣排氣總管G16抽出,經表面冷凝器H3冷卻後,由水環式真空泵B7抽出,提高各蒸發器或加熱器的換熱效率。系統剛啟動時,可以將一效降膜蒸發器殼程上下部的排氣口與不凝氣排氣總管G16相連,冷凝水罐排汽管與不凝氣排氣總管G16相連,以便儘快不凝氣被抽取。

當系統運動至穩定狀態後,由於一效降膜蒸發器1的不凝氣溫度可達135℃,冷凝水罐T2的不凝氣溫度可達98℃,蘊含著大量熱能,此時切斷一效降膜蒸發器1的一效蒸發器排氣口1f與不凝氣排氣總管G16之間的閥門,打開一效蒸發器排氣口1f與二效蒸發器進汽口3e之間的閥門;切斷冷凝水罐排汽管與不凝氣排氣總管G16之間的閥門,打開切斷冷凝水罐排汽管與二效蒸發器進汽口3e之間的閥門,使高溫的一效不凝氣和冷凝水罐T2的不凝氣進入二效降膜蒸發器3放熱後,再從二效蒸發器排氣口3f經不凝氣排氣總管G16抽出,這樣既可以回收高溫不凝氣中的熱量,又可以減輕表面冷凝器H3的負荷。

二效降膜蒸發器3殼程抽出的不凝氣溫度為72℃,溶劑罐T4抽出的不凝氣溫度為45℃,三效加熱器6和三效輔助加熱器7殼程抽出的不凝氣溫度為66℃,四效加熱器9和四效輔助加熱器10殼程抽出的不凝氣溫度為60℃,表面冷凝器排氣口排出的不凝氣溫度為51℃。

本發明的含鹽有機溶液可以為氯化鈉的甲醇水溶液,所述無機鹽為氯化鈉,所述有機溶劑為甲醇。

以上所述僅為本發明之較佳可行實施例而已,非因此局限本發明的專利保護範圍。除上述實施例外,本發明還可以有其他實施方式,凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案,均落在本發明要求的保護範圍內。本發明未經描述的技術特徵可以通過或採用現有技術實現,在此不再贅述。

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