[發明專利]一種機械蒸汽再壓縮連續蒸發結晶系統及方法

有效

• 申請號: 201210516516.2
• 申請日: 2012-12-05
• 公開（公告）號: CN103007553A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 張振濤;戴群特;楊魯偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: B01D1/00
• 分類號: B01D1/00;B01D1/30;B01D9/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

技術領域

本發明涉及蒸發結晶技術領域，尤其涉及一種機械蒸汽再壓縮連續蒸發結晶系統及方法。

背景技術

蒸發蒸餾廣泛應用于污/廢水處理、化工、制藥、食品、海水淡化、制鹽等涉及蒸發工藝的諸多行業。蒸發蒸餾是個高能耗的過程，蒸發工藝是這些行業中的耗能大戶。這些行業的主要生產消費在于能源消耗費用。

目前，國內現有的涉及蒸發工序的各行業普遍采用多效蒸發技術用于蒸發濃縮，工作過程需要保持提供大量生蒸汽，并需配置燃煤鍋爐及冷卻系統。系統整體結構復雜，體積龐大；能耗高，燃煤造成環境污染；并且隨著煤價攀升，運行成本急劇上升。

機械蒸汽再壓縮（Mechanical?Vapor?Recompression，MVR）熱泵技術，是目前國內外蒸發領域最先進最節能的技術。其原理是利用蒸汽壓縮機壓縮蒸發產生的二次蒸汽，把電能轉換成熱能，提高二次蒸汽的焓，被提高熱能的二次蒸汽回到蒸發室進行加熱，以達到循環利用二次蒸汽的潛能，從而可以不需要外部生蒸汽，依靠蒸發器自循環來實現蒸發濃縮的目的。可以說，MVR蒸發器是一個自產自銷的過程。在實際操作中，通過PLC、單片機、組態等形式來控制系統溫度、壓力馬達轉速，保持系統蒸發平衡。

CN?101874938A提供了一種帶機械蒸汽再壓縮的強制循環連續結晶系統，包括結晶器，還包括壓縮機、加熱器，所述結晶器底部連接循環管，所述循環管的另一端連接循環泵的進料口，所述循環泵的出料口連接出料管，出料管的另一端連接出料泵的進料口，出料泵的出料口連接成品罐，結晶器頂部通過管道與壓縮機進口連接，下封頭與循環管相連，下封頭一側連接進料管，進料管上設有球閥和進料泵，進料管另一端與原料罐相連；上封頭通過管道與結晶器相連，加熱器外設置殼程，所述殼程通過管道與壓縮機出口連通，所述加熱器連接抽空管道，所述殼程連接冷凝水排出管。

CN?201815126U提供了一種機械式蒸汽再壓縮蒸發裝置，壓縮機的排汽端與蒸發器的殼層中部連通，壓縮機的進汽端與分離器汽體輸出端連通，分離器的液體輸出端與蒸發器的下部連通，分離器的輸入端與蒸發器的蒸發室連通。

CN?202315333U涉及一種環保行業中機械式蒸汽再壓縮蒸發濃縮設備，包括蒸汽壓縮機以及連接在該壓縮機兩端口的加熱器和水污分離器；所述加熱器和水污分離器又同時相互連接；所述蒸汽壓縮機、加熱器、水污分離器均與PLC控制柜連接并均受之控制。所述加熱器和水污分離器另外還通過泵相互連接，所述泵與PLC控制柜連接并均受之控制。

現有的機械蒸汽再壓縮連續蒸發結晶系統普遍只有單級蒸汽壓縮機用于蒸發器的供熱，而實際上在結晶器部分，物料依然需要大量的熱量供應。這就導致現有的機械蒸汽再壓縮連續蒸發結晶系統的結晶效果不好，如出現結晶粒度細小等問題。也有部分廠家會增加蒸汽管道以補充結晶部分供熱，但是大大增加了MVR系統的復雜程度，并依賴蒸汽鍋爐，使MVR系統沒有了其原有的顯著優勢—擺脫對蒸汽鍋爐的依賴。本發明保留了MVR蒸汽再壓縮系統的原有優勢—無需鍋爐、無需生蒸汽，同時能給結晶器供熱，以保證物料的結晶質量。

發明內容

本發明的目的在于提供一種機械蒸汽再壓縮連續蒸發結晶系統及方法。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

本發明的目的之一在于提供一種機械蒸汽再壓縮連續蒸發結晶系統，所述系統包括蒸發單元和結晶單元，所述蒸發單元和結晶單元均設有水蒸汽壓縮機。

蒸發單元的水蒸氣壓縮機用于對蒸發器產生的二次蒸汽升溫加壓；結晶單元的水蒸氣壓縮機用于對結晶過程產生的二次蒸汽升溫加壓。二次蒸汽經水蒸氣壓縮機的升溫加壓后，提高二次蒸汽的熱焓，被提高熱焓的二次蒸汽返回到蒸發器或結晶器對料液進行加熱，以循環利用二次蒸汽的潛能，從而不需要外部生蒸汽，依靠系統自循環來實現蒸發結晶的目的。

在本發明中，本領域技術人員可以從現有技術中獲知水蒸氣壓縮機與蒸發單元、結晶單元的連接方式等具體設計，能夠實現其上述功能即可，本發明并無特殊限制。

以下為本發明的優選設計。

本發明所述系統包括蒸發器、分離器、一級水蒸氣壓縮機、二級水蒸氣壓縮機以及結晶器；所述蒸發器連接分離器，分離器連接一級水蒸氣壓縮機，一級水蒸氣壓縮機再與蒸發器連接；所述結晶器入口連接蒸發器出口，其頂部連接二級水蒸氣壓縮機，二級水蒸氣壓縮機再與結晶器連接。在本發明中，蒸發器、分離器及一級水蒸氣壓縮機屬于蒸發單元，結晶器與二級水蒸氣壓縮機屬于結晶單元。