[發明專利]稀硫酸MVR耦合冷凍濃縮系統

有效

• 申請號: 201810046898.4
• 申請日: 2018-01-18
• 公開（公告）號: CN108178133B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 司澤田;韓東;岳晨;何緯峰;蒲文灝;陳俊杰
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: C01B17/88
• 分類號: C01B17/88
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

一種稀硫酸MVR耦合冷凍濃縮系統，屬于節能環保領域。該系統包括原料罐、冷凍罐、水洗罐、融冰罐、產品罐、凝水罐、預熱器、節流閥、吸附器、電動機、蒸汽壓縮機等設備。其特征在于：稀硫酸溶液由循環水泵加壓進入預熱器預熱之后，與低溫液態低沸點工質在冷凍罐中進行熱量交換，低沸點工質吸收熱量變為氣態進入壓縮機壓縮，稀硫酸溶液釋放熱量，水分以冰塊形式析出，經過水洗罐沖洗之后進入融冰罐，被壓縮機壓縮之后的高溫高壓氣態工質加熱融化成水，收集至凝水罐，從而將稀硫酸溶液中的水分分離出來，實現稀硫酸溶液的低溫濃縮。該發明具有能耗低、腐蝕性低等特點，適用于化工、食品、藥品、五金、電鍍、鋼鐵等行業稀硫酸的高效回收利用。

技術領域

本發明涉及一種稀硫酸MVR耦合冷凍濃縮系統，屬于節能環保領域。

背景技術

隨著科技的進步和工業的高速發展，合理利用能源、保護生態環境成為眾多行業的迫切需求。硫酸是我國應用最廣的一種化工產品，在很多工業生產過程中硫酸利用率低、廢酸排放量大，不僅造成資源的浪費，還加劇環境的污染，因此，硫酸的回收利用方式亟需改變。

目前，主要通過萃取、滲析、加熱濃縮等方法對硫酸進行回收再利用，萃取法是利用萃取劑從硫酸廢液中分離硫酸，可得到濃度為60%的硫酸，但是該工藝過程復雜，能量消耗較大；滲析法是針對廢液中的酸與鹽的分離問題，并不能得到較高濃度的硫酸；加熱濃縮可分為直接加熱和間接加熱兩種濃縮，直接加熱包括鼓式濃縮、浸沒燃燒法、噴霧蒸發濃縮法和文丘里濃縮法等，間接加熱法包括鍋式濃縮法、真空濃縮法等。

石墨多效蒸發器是應用較廣的濃縮設備，傳熱性能好、濃縮效率高，但是其成本較高；MVR技術是國家倡導的節能環保技術，它是將料液中蒸發的二次蒸氣通過壓縮機壓縮變成高溫高壓的蒸汽，再次作為熱源加熱料液，充分利用了二次蒸汽的潛能，可以實現稀硫酸的濃縮，它們均屬于加熱蒸發工藝，生產能力強，可得到較高濃度的硫酸，但是由于需要高溫和真空條件，能量消耗大，并且硫酸在高溫的環境下腐蝕性強，容易損壞設備。

因此，需要研發一種新的工藝能夠在低溫的條件下實現稀硫酸濃縮。

發明內容

本發明的目的是提供一種稀硫酸MVR耦合冷凍濃縮系統。

稀硫酸MVR耦合冷凍濃縮系統，其特征在于：包括原料罐、第一循環泵、預熱器、產品罐、凝水罐、第二循環泵、第三循環泵、第一控制閥、密度計、節流閥、冷凍罐、第二控制閥、第三控制閥、第一吸附器、第二吸附器、電動機、蒸汽壓縮機、水洗罐、融冰罐、過濾網，冷凍罐內部底端設置有第一噴嘴，水洗罐內部頂端設置第二噴嘴，融冰罐內設置有換熱盤管，底部設置有過濾網；

冷凍罐具有進口、底部出口、頂部出口、溢流口；

水洗罐具有進口、底部出口、溢流口；

融冰罐具有進口、底部出口、換熱盤管進口、換熱盤管出口；

其中原料罐的出口經過第一循環泵與預熱器冷側進口相連，預熱器冷側出口與冷凍罐相連，預熱器熱側進口與融冰罐底部出口相連，預熱器熱側出口與凝水罐進口相連，凝水罐出口經過第二循環泵與水洗罐中的第二噴嘴相連，冷凍罐和水洗罐的底部出口同時經過第三循環泵與冷凍罐進口相連；

其中冷凍罐頂部出口分成兩條支路，各自連接一個控制閥和吸附器后共同連接壓縮機的進口，壓縮機由電動機驅動，壓縮機出口與融冰罐中的換熱盤管進口相連，換熱盤管出口經過節流閥與冷凍罐中的第一噴嘴相連，冷凍罐溢流口與水洗罐進口相連，水洗罐溢流口與融冰罐進口相連，產品罐進口與冷凍罐底部出口相連，管路上安裝用以檢測管中液體是否達到指標的密度計。