[發(fā)明專利]一種鈦液二效濃縮裝置及濃縮工藝

在審

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• 申請(qǐng)日: 2014-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN104368166A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳漢明;陳漢軍;楊鈞;陳玉陪;喻鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南通京通石墨設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): B01D1/22
• 分類號(hào): B01D1/22;B01D1/26;B01D3/06
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務(wù)所 32250
• 代理人: 王斌

技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明涉及鈦液濃縮技術(shù)領(lǐng)域，具體是鈦液二效濃縮裝置及濃縮工藝。

背景技術(shù)

硫酸法鈦白粉的工業(yè)生產(chǎn)中，需要將150g/L（二氧化鈦質(zhì)量濃度）的稀鈦液濃縮至220g/L，通常采用單效升膜蒸發(fā)器蒸發(fā)，這種蒸發(fā)裝置蒸汽消耗較高。采用多效蒸發(fā)裝置是降低鈦液濃縮工序蒸汽的消耗有效途徑之一，多效濃縮常見的是二效真空閃蒸濃縮，流程中二效采用一效閃蒸出來的二次蒸汽作為熱源，二次蒸汽溫度為60~65℃，由于溫度較低，二效所需換熱器的換熱面積較大，同時(shí)由于鈦液中含有大量金屬鈣離子，在濃縮過程中容易形成硫酸鈣或石膏固體沉淀物，在換熱管表面上沉積而成形成水垢，影響換熱效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提出了一種節(jié)約新飽和蒸汽并避免堵塞換熱管提高換熱管換熱效率的鈦液二效濃縮的工藝裝置及濃縮工藝。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種鈦液二效濃縮裝置，其特征在于：包括預(yù)熱器、一級(jí)換熱器、二級(jí)換熱器、閃蒸罐、薄膜蒸發(fā)器以及大氣冷凝器，所述的預(yù)熱器包括預(yù)熱器溶液入口、預(yù)熱器溶液出口、預(yù)熱器蒸汽入口和預(yù)熱器蒸汽出口，所述的一級(jí)換熱器包括一級(jí)換熱器溶液入口、一級(jí)換熱器溶液出口、一級(jí)換熱器蒸汽入口和一級(jí)換熱器蒸汽出口，所述的二級(jí)換熱器包括二級(jí)換熱器溶液入口、二級(jí)換熱器溶液出口、二級(jí)換熱器蒸汽入口和二級(jí)換熱器蒸汽出口，所述的閃蒸罐包括閃蒸罐溶液入口、閃蒸罐溶液第一出口、閃蒸罐溶液第二出口和閃蒸罐蒸汽出口，所述的薄膜蒸發(fā)器包括薄膜蒸發(fā)器溶液入口、薄膜蒸發(fā)器溶液出口、薄膜蒸發(fā)器蒸汽入口和薄膜蒸發(fā)器蒸汽出口，所述的大氣冷凝器包括冷凝器第一蒸汽入口、冷凝器第二蒸汽入口和冷凝器蒸汽出口；所述預(yù)熱器溶液出口與所述一級(jí)換熱器溶液入口連接，所述的一級(jí)換熱器溶液出口通過一循環(huán)泵連接至所述二級(jí)換熱器溶液入口，所述二級(jí)換熱器的溶液出口鏈接至所述閃蒸罐溶液入口，所述閃蒸罐蒸汽出口與所述預(yù)熱器蒸汽入口連接，所述預(yù)熱器蒸汽出口連接至所述冷凝器第一蒸汽入口，在所述冷凝器第二蒸汽入口連接所述一級(jí)換熱器蒸汽出口和二級(jí)換熱器蒸汽出口，所述閃蒸罐溶液第一出口與所述一級(jí)換熱器溶液入口連接，所述閃蒸罐溶液第二出口連接至所述薄膜蒸發(fā)器溶液入口，所述薄膜蒸發(fā)器蒸汽出口分別與所述的一級(jí)換熱器蒸汽入口和二級(jí)換熱器蒸汽入口連接，在所述的薄膜蒸發(fā)器蒸汽入口通入新飽和蒸汽，在所述冷凝器蒸汽出口連接一真空泵。

所述的預(yù)熱器、一級(jí)換熱器和二級(jí)換熱器均采用列管式換熱器，所述循環(huán)泵為軸流式循環(huán)泵，所述薄膜蒸發(fā)器采用列管式薄膜蒸發(fā)器。

在所述預(yù)熱器溶液入口上端設(shè)置有一高位儲(chǔ)液槽，在所述薄膜蒸發(fā)器溶液出口下端設(shè)置有一濃儲(chǔ)液槽。

一種鈦液二效濃縮工藝，稀鈦液從高位貯液槽進(jìn)入預(yù)熱器預(yù)熱，預(yù)熱器的熱源為閃蒸罐閃蒸出來的二次蒸汽；

經(jīng)預(yù)熱的稀鈦液然后進(jìn)入由一級(jí)換熱器、二級(jí)換熱器、循環(huán)泵以及閃蒸罐組成的強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)蒸發(fā)濃縮，一級(jí)換熱器和二級(jí)換熱器的熱源為薄膜蒸發(fā)器閃蒸出來的二次蒸汽，鈦液在強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)依靠循環(huán)泵強(qiáng)制推動(dòng)，由真空泵和大氣冷凝器控制閃蒸罐的真空度，同時(shí)通過循環(huán)泵控制鈦液在強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)的流速，以免物料產(chǎn)生結(jié)晶或加劇結(jié)垢，堵塞換熱管；

經(jīng)強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)初步濃縮后的鈦液進(jìn)入薄膜蒸發(fā)器進(jìn)一步濃縮，薄膜蒸發(fā)器的熱源為新飽和蒸汽；由真空泵和大氣冷凝器控制薄膜蒸發(fā)器的真空度，未冷凝的二次蒸汽通過大氣冷凝器進(jìn)行噴淋冷凝。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.??????采用強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)，通過強(qiáng)制循環(huán)泵控制鈦液在一級(jí)換熱器和二級(jí)換熱器內(nèi)的流速，避免了因流速較低造成換熱器內(nèi)換熱管大面積結(jié)垢和堵塞的問題，并且大幅度提高了換熱器的總傳熱系數(shù)，減小了換熱器的換熱面積。

2.??????大氣冷凝器和真空泵組成真空系統(tǒng)，閃蒸罐閃蒸出來的二次蒸汽經(jīng)過預(yù)熱器加熱稀鈦液，薄膜蒸發(fā)器閃蒸出來的二次蒸汽作為強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)的熱源加熱循環(huán)的鈦液。真空系統(tǒng)進(jìn)一步冷凝未冷凝的二次蒸汽，來控制薄膜蒸發(fā)器和閃蒸罐內(nèi)的真空度。

3.??????充分利用了二次蒸汽的潛熱，減輕了真空系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，可以節(jié)約新飽和蒸汽35%左右，且流程較短，容易控制，設(shè)備少，成本低。

附圖說明

????圖1是本發(fā)明裝置的連接示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明：

如圖1所示，本發(fā)明鈦液二效濃縮裝置，包括高位貯液槽1、預(yù)熱器2、一級(jí)換熱器3、二級(jí)換熱器4、閃蒸罐5、循環(huán)泵6、薄膜蒸發(fā)器7、濃儲(chǔ)液槽8、大氣冷凝器9、真空泵10和液封池11。本發(fā)明濃縮裝置的濃縮工藝為：稀鈦液從高位貯液槽1進(jìn)入預(yù)熱器2預(yù)熱，預(yù)熱器的熱源為閃蒸罐5閃蒸出來的二次蒸汽。然后進(jìn)入強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)，強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)由一級(jí)換熱器3、二級(jí)換熱器4、循環(huán)泵6、循環(huán)管道、閃蒸罐5等組成，一級(jí)換熱器3和二級(jí)換熱器4的熱源為薄膜蒸發(fā)器7閃蒸出來的二次蒸汽，鈦液在強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)主要依靠循環(huán)泵6強(qiáng)制推動(dòng)。初步濃縮后的物料部分進(jìn)入薄膜蒸發(fā)器7進(jìn)一步濃縮，薄膜蒸發(fā)器7的熱源為新飽和蒸汽。流程中，需要控制薄膜蒸發(fā)器7、閃蒸罐5的真空度及鈦液的溫度，同時(shí)控制鈦液在循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)的流速，以免物料產(chǎn)生結(jié)晶或加劇結(jié)垢，堵塞換熱管。系統(tǒng)的真空由真空泵10和大氣冷凝器9形成，未冷凝的二次蒸汽通過大氣冷凝器進(jìn)行噴淋冷凝，通過節(jié)流來分別控制薄膜蒸發(fā)器7和閃蒸罐5的真空度。