一种提高硫酸铜蒸发效率的三效真空蒸发系统技术方案

本发明专利技术公开一种提高硫酸铜蒸发效率的三效真空蒸发系统，包括：预热盘管、进液泵、一效汽液分离室、二效汽液分离室、三效汽液分离室、一效板式换热器、二效板式换热器、三效板式换热器、板式冷凝器、水环真空泵、真空分离槽、平衡阀、轴流泵、一效进料泵、二效进料泵、二效出料泵、控制阀。采用独特设计的气液分离室、合理选型的板式换热器及三效混流蒸发工艺流程，操作及清理均简单易行，蒸发效率高，硫酸铜原料生产每吨硫酸铜的蒸汽单耗降低了约45%。且各效二次蒸汽余热可回收利用，节能降耗，二次蒸汽冷凝水回收用于铜电解生产，同时通过控制一效温度、二效出液时间和出液比重实现连续自动的三效真空蒸发工艺。

A three effect vacuum evaporation system for improving the evaporation efficiency of copper sulfate

The invention discloses a three vacuum evaporation system, improve the evaporation efficiency of copper sulfate: preheating coil, inlet pump, a gas-liquid separation chamber, two. Effect of steam and liquid separation chamber and three effect vapor-liquid separation chamber, a heat exchanger, effect of two effect heat exchanger, heat exchanger, condenser three effect water ring vacuum pump, vacuum separation tank, balance valve, axial flow pump, an effective feed pump, feed pump, two. Two effect of discharging pump, control valve. The unique design of the gas-liquid separation chamber, the reasonable type plate heat exchanger and the three effect mixed flow evaporation process is simple and efficient, and the evaporation efficiency is high. The steam consumption per ton of copper sulphate is reduced by about 45%. And two times each effect, steam waste heat can be recycled, energy saving and consumption reduction. Two times steam condensate recovery is used for copper electrolysis production. Meanwhile, a continuous automatic three effect vacuum evaporation process is achieved by controlling one effect temperature, two effect liquid outlet time and liquid proportion.

【技术实现步骤摘要】
一种提高硫酸铜蒸发效率的三效真空蒸发系统
本专利技术涉及硫酸铜蒸发
，尤其涉及一种提高硫酸铜蒸发效率的三效真空蒸发系统。
技术介绍
目前，由于生产过程的需要，在电解液净化过程中，以蒸发结晶脱除去硫酸铜从而为脱砷、脱镍提供母液是主要工艺流程。由于蒸发系统需要消耗大量蒸汽，而随着精细化程度的提升及产品标准的提高，采用传统的常压蒸发-冷却结晶法生产硫酸铜，存在蒸汽单耗高、蒸发效率低、二次蒸汽冷凝水无法回收造成热量损失和占地面积大厂房等缺点。因此，传统的常压和一效、二效真空蒸发已经难于满足企业节能降耗需求，进而可知如何减少蒸汽消耗成为硫酸铜生产的关键。多效蒸发系统是指几个蒸发器连接起来操作，前一蒸发器内蒸发时所产生的二次蒸汽用作后一蒸发器的加热蒸汽，每一蒸发器称作一效，自蒸发器所产生的用于次一蒸发器加热的蒸气统称二次蒸气。目前，一效、二效蒸发主要是在设备选型过程中，配套选择的循环泵，大多采用高扬程低流量泵，主要考虑在板式换热器出口进行蒸发，但由于温度较高，流量低，造成板式换热器堵塞和产生腐蚀。而在某些冶炼企业、制盐厂、药业等，已全套引进了多效蒸发系统的相关技术，但其中换热器以列管式虹吸自循环居多，其存在物料结垢后难于清理、蒸发效率低、蒸汽消耗大、清理周期短、操作复杂、维护强度大(须将整个换热管拆卸下来清理)等缺点，限制了其广泛使用。据统计，目前有关硫酸铜蒸发技术的报道中，一般只能做到二效蒸发，例如，二效全自动板式真空蒸发装置[201410197359.2]，同时从行业发展进程来看，行业内对二效、三效或多效的推广并不普遍因此，现有技术还有待于改进和发展。专利技术内容鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种提高硫酸铜蒸发效率的三效真空蒸发系统，旨在解决现有的硫酸铜蒸发技术存在蒸汽单耗高、蒸发效率低，无法回收二次蒸汽冷凝水的问题。本专利技术的技术方案如下：一种提高硫酸铜蒸发效率的三效真空蒸发系统，其中，包括：用于预热电解液原液的预热盘管；用于输入电解液原液的进液泵；用于一效气液分离的一效汽液分离室；用于二效气液分离的二效汽液分离室；用于三效气液分离的三效汽液分离室；用于一效蒸发换热的一效板式换热器；用于二效蒸发换热的二效板式换热器；用于三效蒸发换热的三效板式换热器；用于冷却蒸汽的板式冷凝器；用于抽除蒸汽的水环真空泵；用于使气液分离的真空分离槽；用于平衡一效蒸发和二效蒸发液位的平衡阀；用于促进循环的轴流泵；用于输入蒸发混合液的一效进料泵；用于输入一效蒸发后混合液的二效进料泵；用于输出二效蒸发后混合液的二效出料泵；及用于控制浓缩液流向的控制阀；所述预热盘管、所述进液泵、所述一效气液分离室、所述二效汽液分离室、所述三效汽液分离室、所述一效板式换热器、所述二效板式换热器、所述三效板式换热器、所述板式冷凝器、所述水环真空泵、所述真空分离槽、所述平衡阀、所述轴流泵、所述一效进料泵、所述二效进料泵、所述二效出料泵及所述控制阀通过管道连接；所述一效加热板式换热器通过第一气液混合物连接管与一效汽液分离室相连；所述一效汽液分离室通过一效二次蒸汽管与二效加热板式换热器连接；所述二效加热板式换热器通过第二气液混合物连接管与二效汽液分离室相连；所述二效汽液分离室通过二效二次蒸汽管与三效加热板式换热器连接；所述三效加热板式换热器通过第三气液混合物连接管与三效汽液分离室相连；所述三效汽液分离室通过三效二次蒸汽管与板式冷凝器连接；所述平衡阀设置于一效气液分离室与二效气液分离室之间的管道上。所述的提高硫酸铜蒸发效率的三效真空蒸发系统，其中，所述控制阀包括：设置在一效气液分离室和二效进料泵之间用于控制浓缩液流向的第一控制阀；设置在二效轴流泵与二效出料泵之间用于控制浓缩液流向的第二控制阀；设置在三效气液分离室和一效进料泵之间用于控制浓缩液流向的第三控制阀；所述轴流泵包括：设置在一效气液分离室和一效板式换热器之间用于调节浓缩液流量的一效轴流泵；设置在二效气液分离室和二效板式换热器用于调节浓缩液流量的二效轴流泵；设置在三效气液分离室和三效板式换热器用于调节浓缩液流量的三效轴流泵。所述的提高硫酸铜蒸发效率的三效真空蒸发系统，其中，还包括：设置在预热盘管与一效板式换热器之间的生蒸汽冷凝水管；设置在一效板式换热器上部的生蒸汽进口管；设置在预热盘管上部的原料进口管；设置在一效气液分离室与二效气液分离室之间的一效浓缩出液管；设置在一效气液分离室与一效浓缩出液管之间的一效二次浓缩液排出管；设置在一效轴流泵与一效板式换热器之间的一效蒸发循环管；设置在一效气液分离室与二效板式换热器之间的二效二次蒸汽进口管；设置在二效板式换热器下部的冷凝水排出管；设置在二效出料泵一端的二效浓缩排液管；设置在三效轴流泵与三效板式换热器之间的三效蒸发料液循环管；设置在三效板式换热器与一效气液分离室之间的一效进料管。所述的提高硫酸铜蒸发效率的三效真空蒸发系统，其中，所述板式冷凝器上部设置有冷却水进水管，下部设置有冷凝水排出管。所述的提高硫酸铜蒸发效率的三效真空蒸发系统，其中，所述二效气液分离室上部设置有第一捕沫装置，所述第一捕沫装置上部与二效二次蒸汽管相连。所述的提高硫酸铜蒸发效率的三效真空蒸发系统，其中，所述三效气液分离室上部设置有第二捕沫装置，所述第二捕沫装置上部与三效二次蒸汽管相连。所述的高蒸发效率的硫酸铜三效真空蒸发系统，其中，所述一效气液分离室上部设置有用于监测一效气液分离室内部气压的压力表。所述的提高硫酸铜蒸发效率的三效真空蒸发系统，其中，所述一效气液分离室下部设置有用于测量内部液位水平的液位计。所述的提高硫酸铜蒸发效率的三效真空蒸发系统，其中，所述二效气液分离室与所述二效板式换热器之间的管道设置有用于测量液体比重的比重计。所述的提高硫酸铜蒸发效率的三效真空蒸发系统，其中，一效气液分离室内温度控制为90℃～140℃，压力控制为-0.02～0.06MPa，液体比重控制为1.20～1.40；二效气液分离室内温度控制为75℃～100℃，压力控制为-0.02～-0.06MPa，液体比重控制为1.30～1.50；三效气液分离室内温度控制为60℃～85℃，压力控制为-0.04～-0.08MPa，液体比重控制为1.1～1.30。有益效果：本专利技术通过采用独特设计的气液分离室、合理选型的板式换热器、特殊的切向进料（即平行进料）、以及独特的三效混流蒸发工艺流程，操作及清理均简单易行，蒸发效率高，硫酸铜原料生产每吨硫酸铜的蒸汽单耗降低了约45%。且各效二次蒸汽余热可回收利用，节能降耗，二次蒸汽冷凝水回收用于铜电解生产，同时通过控制一效温度、二效出液时间和出液比重实现连续自动的三效真空蒸发工艺。附图说明图1为本专利技术所述硫酸铜三效蒸发系统的工艺流程图。具体实施方式本专利技术提供一种提高硫酸铜蒸发效率的三效真空蒸发系统，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供的提高硫酸铜蒸发效率的三效真空蒸发系统，如图1所示，包括：用于预热电解液原液的预热盘管9；用于输入电解液原液的进液泵S-1；用于一效气液分离的一效汽液分离室1；用于二效气液分离的二效汽液分离室2；用于三效气液分离的三效汽液分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高硫酸铜蒸发效率的三效真空蒸发系统，其特征在于，包括：用于预热电解液原液的预热盘管；用于输入电解液原液的进液泵；用于一效气液分离的一效汽液分离室；用于二效气液分离的二效汽液分离室；用于三效气液分离的三效汽液分离室；用于一效蒸发换热的一效板式换热器；用于二效蒸发换热的二效板式换热器；用于三效蒸发换热的三效板式换热器；用于冷却蒸汽的板式冷凝器；用于抽除蒸汽的水环真空泵；用于使气液分离的真空分离槽；用于平衡一效蒸发和二效蒸发液位的平衡阀；用于促进循环的轴流泵；用于输入蒸发混合液的一效进料泵；用于输入一效蒸发后混合液的二效进料泵；用于输出二效蒸发后混合液的二效出料泵；及用于控制浓缩液流向的控制阀；所述预热盘管、所述进液泵、所述一效气液分离室、所述二效汽液分离室、所述三效汽液分离室、所述一效板式换热器、所述二效板式换热器、所述三效板式换热器、所述板式冷凝器、所述水环真空泵、所述真空分离槽、所述平衡阀、所述轴流泵、所述一效进料泵、所述二效进料泵、所述二效出料泵及所述控制阀通过管道连接；所述一效加热板式换热器通过第一气液混合物连接管与一效汽液分离室相连；所述一效汽液分离室通过一效二次蒸汽管与二效加热板式换热器连接；所述二效加热板式换热器通过第二气液混合物连接管与二效汽液分离室相连；所述二效汽液分离室通过二效二次蒸汽管与三效加热板式换热器连接；所述三效加热板式换热器通过第三气液混合物连接管与三效汽液分离室相连；所述三效汽液分离室通过三效二次蒸汽管与板式冷凝器连接；所述平衡阀设置于一效气液分离室与二效气液分离室之间的管道上。...

【技术特征摘要】
1.一种提高硫酸铜蒸发效率的三效真空蒸发系统，其特征在于，包括：用于预热电解液原液的预热盘管；用于输入电解液原液的进液泵；用于一效气液分离的一效汽液分离室；用于二效气液分离的二效汽液分离室；用于三效气液分离的三效汽液分离室；用于一效蒸发换热的一效板式换热器；用于二效蒸发换热的二效板式换热器；用于三效蒸发换热的三效板式换热器；用于冷却蒸汽的板式冷凝器；用于抽除蒸汽的水环真空泵；用于使气液分离的真空分离槽；用于平衡一效蒸发和二效蒸发液位的平衡阀；用于促进循环的轴流泵；用于输入蒸发混合液的一效进料泵；用于输入一效蒸发后混合液的二效进料泵；用于输出二效蒸发后混合液的二效出料泵；及用于控制浓缩液流向的控制阀；所述预热盘管、所述进液泵、所述一效气液分离室、所述二效汽液分离室、所述三效汽液分离室、所述一效板式换热器、所述二效板式换热器、所述三效板式换热器、所述板式冷凝器、所述水环真空泵、所述真空分离槽、所述平衡阀、所述轴流泵、所述一效进料泵、所述二效进料泵、所述二效出料泵及所述控制阀通过管道连接；所述一效加热板式换热器通过第一气液混合物连接管与一效汽液分离室相连；所述一效汽液分离室通过一效二次蒸汽管与二效加热板式换热器连接；所述二效加热板式换热器通过第二气液混合物连接管与二效汽液分离室相连；所述二效汽液分离室通过二效二次蒸汽管与三效加热板式换热器连接；所述三效加热板式换热器通过第三气液混合物连接管与三效汽液分离室相连；所述三效汽液分离室通过三效二次蒸汽管与板式冷凝器连接；所述平衡阀设置于一效气液分离室与二效气液分离室之间的管道上。2.根据权利要求1所述的提高硫酸铜蒸发效率的三效真空蒸发系统，其特征在于，所述控制阀包括：设置在一效气液分离室和二效进料泵之间用于控制浓缩液流向的第一控制阀；设置在二效轴流泵与二效出料泵之间用于控制浓缩液流向的第二控制阀；设置在三效气液分离室和一效进料泵之间用于控制浓缩液流向的第三控制阀；所述轴流泵包括：设置在一效气液分离室和一效板式换热器之间用于促进循环的一效轴流泵；设置在二效气液分离室和二效板式换热器用于促进循环的二效轴流泵；设置在三效气液分离室和三效板式换热器用促进循环的三效轴流泵。3.根据权利要求1所述的提高硫酸铜蒸发效率的三效真...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟忠，罗劲松，杨美彦，王有维，滕顺高，王盛，史谊峰，李啸东，汤家道，邓明珠，刘静敏，
申请(专利权)人：云南铜业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53