[發明專利]低沸點溶液冷熱聯動低溫蒸發濃縮結晶系統及方法

在審

• 申請號: 201710463395.2
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN107376397A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 韓東;劉志剛
• 申請（專利權）人: 南京紫晶藤節能科技有限公司
• 主分類號: B01D9/02
• 分類號: B01D9/02
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所32237
• 代理人: 賀翔

技術領域

低沸點溶液冷熱聯動低溫蒸發濃縮結晶系統及方法，屬于蒸發濃縮結晶領域。

背景技術

蒸發濃縮結晶廣泛應用于化工、制藥、海水淡化等涉及蒸發的諸多行業。蒸發濃縮結晶過程需要消耗大量能量，主要由外界生蒸汽提供，運行成本高昂。多效蒸發和機械蒸汽再壓縮是常用的減少能耗的技術。對于多效蒸發技術，效數越多，能耗越低，但設備復雜程度和設備投資成本也隨之提高，此外，多效蒸發還需額外配備冷卻水系統，增加了冷凍水工程費用；而對于機械蒸汽再壓縮技術，雖然其無需冷凍水工程，但由于二次蒸汽比容較大，造成壓縮機結構龐大、價格昂貴，同時壓縮機直接與物料接觸，維護頻繁，壽命短暫。對于某些干性物料，如制藥行業的中草藥，在對其溶液蒸發濃縮前需要浸泡一定時間，目前多采用在結晶釜中直接浸泡的方式，結晶釜有效利用率較低。由此可見，現有蒸發濃縮技術存在能耗高、設備結構復雜、運行維護頻繁以及結晶釜有效利用率低等問題，開發新型的蒸發濃縮結晶技術解決以上問題具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于提出一種低能耗、低成本、運行維護簡單、結晶釜利用率高的低沸點溶液冷熱聯動低溫蒸發濃縮結晶系統及方法。

第一種低沸點溶液冷熱聯動低溫蒸發濃縮結晶系統，其特征在于包括蒸發結晶單元；蒸發結晶單元包括結晶釜、分離器、冷凝器、壓縮機、加熱器、減壓閥、循環泵；其中結晶釜包括上部溶液入口、上部汽液混合物出口、下部濃溶液出口、夾套上部熱源入口和夾套下部熱源出口；分離器包括汽液混合物入口、上部蒸汽出口、下部溶液出口；冷凝器包括熱側入口、熱側出口、冷側入口和冷側出口；加熱器包括熱側入口、熱側出口、冷側入口和冷側出口。原料溶液與結晶釜上部溶液入口相連，結晶釜下部濃溶液出口與成品罐相連；結晶釜上部汽液混合物出口與分離器汽液混合物入口相連，分離器下部溶液出口與儲液罐相連，分離器上部蒸汽出口與冷凝器熱側入口相連，冷凝器熱側出口與有機溶劑灌相連；結晶釜夾套下部熱源出口通過循環泵與加熱器冷側入口相連，加熱器冷側出口與結晶釜夾套上部熱源入口相連；加熱器熱側出口經過減壓閥與冷凝器冷側入口相連，冷凝器冷側出口經過壓縮機與加熱器熱側入口相連。

所述第一種低沸點溶液冷熱聯動低溫蒸發濃縮結晶系統的方法，其特征在于包括以下過程：原料溶液從結晶釜上部溶液入口進入結晶釜，吸收夾套中熱源的熱量發生蒸發，蒸發后的濃縮液從結晶釜下部濃溶液出口流入成品罐，蒸發產生的汽液混合物進入分離器，分離產生的分離液從分離器下部溶液出口流入儲液罐，分離后的蒸汽進入冷凝器熱側，向其冷側釋放熱量后冷凝成水流入有機溶劑罐；夾套中被原料溶液冷卻的循環工質從結晶釜夾套下部熱源出口流出，在循環泵的作用下進入加熱器冷側，吸收其熱側釋放的熱量升溫后，從結晶釜夾套上部熱源入口再次進入夾套，加熱原料溶液；低沸點工質在冷凝器器冷側吸收其熱側的熱量后變成低壓蒸汽，低壓蒸汽經壓縮機壓縮后，變成高溫高壓蒸汽，然后進入加熱器熱側，向其冷側的循環工質釋放熱量溫度降低后，再通過減壓閥節流降壓，變成低溫液態工質，再次進入冷凝器冷側，如此循環工作。

第二種低沸點溶液冷熱聯動低溫蒸發濃縮結晶系統，其特征在于包括蒸發結晶單元；蒸發結晶單元包括結晶釜、分離器、冷凝器、壓縮機、減壓閥；其中結晶釜包括上部溶液入口、上部汽液混合物出口、下部濃溶液出口、夾套上部熱源入口和夾套下部熱源出口；分離器包括汽液混合物入口、上部蒸汽出口、下部溶液出口；冷凝器包括熱側入口、熱側出口、冷側入口和冷側出口；原料溶液與結晶釜上部溶液入口相連，結晶釜下部濃溶液出口與成品罐相連；結晶釜上部汽液混合物出口與分離器汽液混合物入口相連，分離器下部溶液出口與儲液罐相連，分離器上部蒸汽出口與冷凝器熱側入口相連，冷凝器熱側出口與有機溶劑灌相連；結晶釜夾套下部熱源出口經過減壓閥與冷凝器冷側入口相連，冷凝器冷側出口經過壓縮機與與結晶釜夾套上部熱源入口相連。