一种酸液蒸发装置及蒸发方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种酸液蒸发装置，该酸液蒸发装置包括N级酸液蒸发单元、介质蒸发单元、蒸汽压缩机，N为大于或等于1的整数；外部的待蒸发酸液从第1级酸液蒸发单元依次输入各级酸液蒸发单元，无腐蚀性的传热介质作为进料输入所述介质蒸发单元，产生的介质蒸汽输入所述蒸汽压缩机；所述蒸汽压缩机压缩升温后所得的介质蒸汽作为热媒分别输入每级酸液蒸发单元，每级酸液蒸发单元蒸发产生的酸性蒸汽汇合作为热媒输入所述介质蒸发单元。本发明专利技术的酸液蒸发装置不但对蒸汽压缩机的抗腐蚀性能要求低，而且能有效对酸液进行蒸发浓缩，其具有设备成本低、体积小、能耗低等优点。

Acid liquid evaporation device and evaporation method

The invention relates to an acid liquid evaporation device, the acid liquid evaporation device includes N acid evaporation unit, medium evaporation unit, steam compressor, N is greater than or equal to 1 integer; external to vaporize acid from first acid evaporation unit are input at all levels of acid liquid evaporation unit, a heat transfer medium without corrosion as the feed input to the medium evaporation unit, the steam produced by the medium input steam compressor; the steam compressor after heating the medium steam as a heat medium are input per level of acid liquid evaporation unit, each level of acid liquid evaporation unit produced by evaporation of acid steam as the heat input. Medium evaporation unit. The acid liquid evaporation device of the invention not only on corrosion resistance of steam compressor requirement is low, and the effectiveness of evaporation and concentration of acid solution, which has the advantages of low equipment cost, small volume, low energy consumption.

【技术实现步骤摘要】
一种酸液蒸发装置及蒸发方法
本专利技术涉及蒸发浓缩
，特别是涉及一种酸液蒸发装置及蒸发方法。
技术介绍
用含酸液体对金属进行表面处理是一类应用比较广泛的工业技术，包括酸洗、电镀、蚀刻、阳极氧化等。对此类技术产生的含酸废液，通过浓缩结晶，将酸与金属盐的分离，不但能够做到达标排放，而且实现了了循环利用，变废为宝，是一种比较好的处理方法。多效蒸发是一种应用比较广泛的浓缩技术，按照物料循环方式可分为膜式、自然循环、强制循环等，按照物料的加入方式可分为顺流、逆流、错流等，它实现了蒸汽热能的重复利用，每利用一次为一效，每一效都至少包含一个物料加热室和一个气液分离室。增加效数系统则能耗降低，但设备的造价和复杂度相应增加，还会受到蒸发规模和工艺条件的限制，目前比较常用的是三效、四效、五效蒸汽器。机械式蒸汽再压缩作为热源的蒸发器，简称MVR蒸发器，是国际上二十世纪九十年代末开发出来的一种新型高效节能蒸发设备。近几年随着压缩机的国产化，MVR蒸发器在国内的应用案例越来越多，是传统多效蒸发器的升级换代产品，其结构简单，基本结构包括一个加热室、一个气液分离室、一台蒸汽压缩机。系统启动后，蒸汽压缩机中高速旋转的叶轮对分离室产生的二次蒸汽做功，使之升温到高于物料的沸点，然后作为热源重新送入加热室。MVR蒸发器在运行中通过补充少量电能实现了蒸汽热能的无限次循环使用，理论能耗相当于30效的多效蒸发器。然而，蒸汽压缩机作为该MVR蒸发器系统的核心不但造价非常昂贵，而且非常脆弱，需要在系统设计中重点保护。例如，能产生20度温升的单极高速压缩机的叶轮转速为12000～14000rad/min，只有优质的钛材才能作为叶轮的材质，但即便使用钛作为材质，在高速旋转中它的抗腐蚀性能也不理想。因此，MVR蒸发器通常只能用于蒸发无腐蚀性的物料，无法直接对含有盐酸、氢氟酸等易挥发酸、且腐蚀性强的酸性废液进行蒸发浓缩。如果使用MVR蒸发器对酸液进行浓缩，则必须在二次蒸汽进入蒸汽压缩机之前进行预处理，例如加碱中和处理或者进行吸附处理，但这些方法不但会增加成本，而且不能保证酸性物质能被处理干净。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于，提供一种基于MVR技术设计的酸液蒸发装置，其不但对蒸汽压缩机的抗腐蚀性能要求低，而且能有效对酸液进行蒸发浓缩，具有设备成本低、体积小、能耗低等优点。本专利技术采用的技术方案如下：一种酸液蒸发装置，包括N级酸液蒸发单元、介质蒸发单元、蒸汽压缩机、稀酸储罐和浓酸储罐，所述N级酸液蒸发单元分别为第1级至第N级酸液蒸发单元，N为大于或等于1的整数；外部的待蒸发酸液作为进料输入第1级酸液蒸发单元，第1级酸液蒸发单元蒸发所得的浓缩酸液作为进料输入第2级酸液蒸发单元，……，第N-1级酸液蒸发单元蒸发所得的浓缩酸液作为进料输入第N级酸液蒸发单元，第N级酸液蒸发单元蒸发所得的浓缩酸液输送至所述浓酸储罐；无腐蚀性的传热介质作为进料输入所述介质蒸发单元，所述介质蒸发单元蒸发产生的介质蒸汽输入所述蒸汽压缩机；所述蒸汽压缩机压缩升温后所得的介质蒸汽作为热媒分别输入每级酸液蒸发单元；每级酸液蒸发单元蒸发产生的酸性蒸汽汇合作为热媒输入所述介质蒸发单元，所述介质蒸发单元中放热所得的酸性液体输送至所述稀酸储罐。本专利技术利用N级酸液蒸发单元产生的酸性的二次蒸汽加热蒸发介质蒸发单元中的无腐蚀性的传热介质，再将产生的介质蒸汽输送至蒸汽压缩机中加压升温，然后将蒸汽压缩机输出的介质蒸汽作为热媒输入各级酸液蒸发单元中利用。相对于现有技术，本专利技术通过将传热介质和酸液的运行空间完全隔开，防止传热介质被酸液污染，从而保证了进入蒸汽压缩机中的介质蒸汽是安全可靠、无腐蚀性的，因此解决了挥发性酸对蒸汽压缩机中叶轮等部件的腐蚀问题，克服了现有MVR技术不能应用于蒸发浓缩酸液的技术困难。另外，由于对核心设备蒸汽压缩机的耐腐蚀性能要求降低，设备成本可大大减少，并且由于实现对二次蒸汽潜热的循环利用，因此能有效减少设备的换热面积，并且有效降低能耗。进一步地，每级酸液蒸发单元包括一酸液蒸发器和一酸性气液分离器，所述酸液蒸发器为间壁传热式蒸发器，其设有进料口、出料口、热媒进口和热媒出口，所述酸性气液分离器设有进料口、浓缩酸液出口和酸性蒸汽出口，所述酸性蒸发器的出料口与所述酸性气液分离器的进料口连接；第1级酸液蒸发器的进料口与外部的酸液管道连接，第1级酸性气液分离器的浓缩酸液出口与第2级酸液蒸发器的进料口连接，……，第N-1级酸性气液分离器的浓缩酸液出口与第N级酸液蒸发器的进料口连接，第N级酸性气液分离器的浓缩酸液出口与所述浓酸储罐连接；所述蒸汽压缩机设有介质蒸汽进口和介质蒸汽出口；每级酸液蒸发器的热媒进口与所述蒸汽压缩机的介质蒸汽出口连接。通过限定酸液蒸发器为间壁传热式蒸发器，能确保酸液不会对作为热媒的传热介质造成污染。通过设置酸性气液分离器，能有效将蒸发所得的浓缩酸液和酸性蒸汽分离，避免气液相互夹带影响蒸发浓缩的效果。进一步地，还包括介质储罐，所述介质储罐中装有无腐蚀性的传热介质；所述介质蒸发单元包括一介质蒸发器和一介质气液分离器，所述介质蒸发器为间壁传热式蒸发器，其设有进料口、出料口、热媒进口和热媒出口，所述介质气液分离器设有进料口、介质蒸汽出口和介质液体出口；所述介质蒸发器的进料口与所述介质储罐连接，其出料口与所述介质气液分离器的进料口连接，所述介质气液分离器的介质蒸汽出口与所述蒸汽压缩机的介质蒸汽进口连接；所述介质蒸发器的热媒进口分别与每级酸性气液分离器的酸性蒸汽出口连接，其热媒出口与所述稀酸储罐连接；每级酸液蒸发器的热媒出口与所述介质储罐连接。通过限定介质蒸发器为间壁传热式蒸发器，能确保作为热媒的酸性蒸汽不会对传热介质造成污染。通过设置介质气液分离器，能有效将蒸发所得的介质蒸汽和未蒸发的介质液体分离，避免气液相互夹带影响蒸汽压缩机的运行。通过设置介质储罐，能将传热介质循环使用，降低成本。进一步地，所述第1级酸性气液分离器的浓缩酸液出口与第1级酸液蒸发器的进料口连接，第2级酸性气液分离器的浓缩酸液出口与第2级酸液蒸发器的进料口连接，……，第N级酸性气液分离器的浓缩酸液出口与第N级酸液蒸发器的进料口连接；所述介质气液分离器的介质液体出口与所述介质蒸发器的进料口连接。将部分浓缩酸液循环返回到酸液蒸发器，将未蒸发的传热介质液体循环返回到介质蒸发器，能提高蒸发效率。进一步地，所述无腐蚀性的传热介质为软化水。软化水作为工业常用物料，来源易得、成本低、纯度高、无腐蚀性。进一步地，还包括稀酸预热器和浓酸预热器，所述稀酸预热器设有热媒进口、热媒出口、冷媒进口和冷媒出口，所述浓酸预热器设有热媒进口、热媒出口、冷媒进口和冷媒出口；所述稀酸预热器的热媒进口与所述介质蒸发器的热媒出口连接，其热媒出口与所述稀酸储罐连接，其冷媒进口与所述外部的酸液管道连接，其冷媒出口与所述浓酸预热器的冷媒进口连接；所述浓酸预热器的冷媒出口与所述第1级酸液蒸发器的进料口连接，其热媒进口与所述第N级酸性气液分离器的浓缩酸液出口连接，其热媒出口与所述浓酸储罐连接。通过设置稀酸预热器和浓酸预热器，能进一步充分利用余热，降低能耗和成本。进一步地，每级酸液蒸发器为降膜式蒸发器，其中的酸液进料走管程，热媒走壳程；所述介质蒸发器为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种酸液蒸发装置，其特征在于：包括N级酸液蒸发单元、介质蒸发单元、蒸汽压缩机、稀酸储罐和浓酸储罐，所述N级酸液蒸发单元分别为第1级至第N级酸液蒸发单元，N为大于或等于1的整数；外部的待蒸发酸液作为进料输入第1级酸液蒸发单元，第1级酸液蒸发单元蒸发所得的浓缩酸液作为进料输入第2级酸液蒸发单元，……，第N‑1级酸液蒸发单元蒸发所得的浓缩酸液作为进料输入第N级酸液蒸发单元，第N级酸液蒸发单元蒸发所得的浓缩酸液输送至所述浓酸储罐；无腐蚀性的传热介质作为进料输入所述介质蒸发单元，所述介质蒸发单元蒸发产生的介质蒸汽输入所述蒸汽压缩机；所述蒸汽压缩机压缩升温后所得的介质蒸汽作为热媒分别输入每级酸液蒸发单元；每级酸液蒸发单元蒸发产生的酸性蒸汽汇合作为热媒输入所述介质蒸发单元，所述介质蒸发单元中放热所得的酸性液体输送至所述稀酸储罐。

【技术特征摘要】
1.一种酸液蒸发装置，其特征在于：包括N级酸液蒸发单元、介质蒸发单元、蒸汽压缩机、稀酸储罐和浓酸储罐，所述N级酸液蒸发单元分别为第1级至第N级酸液蒸发单元，N为大于或等于1的整数；外部的待蒸发酸液作为进料输入第1级酸液蒸发单元，第1级酸液蒸发单元蒸发所得的浓缩酸液作为进料输入第2级酸液蒸发单元，……，第N-1级酸液蒸发单元蒸发所得的浓缩酸液作为进料输入第N级酸液蒸发单元，第N级酸液蒸发单元蒸发所得的浓缩酸液输送至所述浓酸储罐；无腐蚀性的传热介质作为进料输入所述介质蒸发单元，所述介质蒸发单元蒸发产生的介质蒸汽输入所述蒸汽压缩机；所述蒸汽压缩机压缩升温后所得的介质蒸汽作为热媒分别输入每级酸液蒸发单元；每级酸液蒸发单元蒸发产生的酸性蒸汽汇合作为热媒输入所述介质蒸发单元，所述介质蒸发单元中放热所得的酸性液体输送至所述稀酸储罐。2.根据权利要求1所述的酸液蒸发装置，其特征在于：每级酸液蒸发单元包括一酸液蒸发器和一酸性气液分离器，所述酸液蒸发器为间壁传热式蒸发器，其设有进料口、出料口、热媒进口和热媒出口，所述酸性气液分离器设有进料口、浓缩酸液出口和酸性蒸汽出口，所述酸性蒸发器的出料口与所述酸性气液分离器的进料口连接；第1级酸液蒸发器的进料口与外部的酸液管道连接，第1级酸性气液分离器的浓缩酸液出口与第2级酸液蒸发器的进料口连接，……，第N-1级酸性气液分离器的浓缩酸液出口与第N级酸液蒸发器的进料口连接，第N级酸性气液分离器的浓缩酸液出口与所述浓酸储罐连接；所述蒸汽压缩机设有介质蒸汽进口和介质蒸汽出口；每级酸液蒸发器的热媒进口与所述蒸汽压缩机的介质蒸汽出口连接。3.根据权利要求2所述的酸液蒸发装置，其特征在于：还包括介质储罐，所述介质储罐中装有无腐蚀性的传热介质；所述介质蒸发单元包括一介质蒸发器和一介质气液分离器，所述介质蒸发器为间壁传热式蒸发器，其设有进料口、出料口、热媒进口和热媒出口，所述介质气液分离器设有进料口、介质蒸汽出口和介质液...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗建军，田朝森，
申请(专利权)人：韶关华元环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44