一种硫酸钴溶液蒸发系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种硫酸钴溶液蒸发系统，包括蒸发机组、真空机组、预热机组和连接管道；蒸发机组包括分离器、蒸汽压缩机、蒸发器、强制循环泵，分离器二次蒸汽出口与蒸发器直接管道连通且间接通过蒸汽压缩机连通，蒸发器为两组且平行并通过循环泵连通；真空机组包括两级冷凝器、两级气液分离器、真空泵和冷凝液罐；原料预热机组包括四台预热器，一级预热器介质进口与二级冷凝液介质出口及二级预热器的热介质出口相连，二级预热器介质进口通过冷凝液泵与冷凝液罐相连，三级预热器介质进口与蒸发器不凝气体出口相连。本实用新型专利技术与现有机械式蒸汽再压缩蒸发系统相比，具有热回收率高、连续性强、设备整体高度低等的优点。

An evaporation system for cobalt sulfate solution

The utility model discloses a cobalt sulfate solution evaporation system, which comprises an evaporation unit, a vacuum unit, a preheating unit and a connecting pipe; the evaporation unit comprises a separator, a steam compressor, an evaporator and a forced circulation pump, and the secondary steam outlet of the separator is connected with a direct pipe of the evaporator and indirectly through a steam compressor. The evaporator is two sets of parallel and connected through a circulating pump; the vacuum unit consists of a two-stage condenser, a two-stage gas-liquid separator, a vacuum pump and a condenser tank; the raw material preheater unit consists of four preheaters; the inlet of the medium of the first-stage preheater is connected with the outlet of the second-stage condensate medium and the outlet of the hot medium of the second-stage preheater; and the second-stage preheater is connected with the outlet of the second-stage The inlet of the heater medium is connected with the condensate tank through the condensate pump, and the inlet of the three-stage preheater medium is connected with the outlet of the non-condensable gas of the evaporator. Compared with the existing mechanical steam recompression evaporation system, the utility model has the advantages of high heat recovery rate, strong continuity and low overall height of the equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种硫酸钴溶液蒸发系统
本技术属于蒸发
，具体涉及硫酸钴溶液的机械式蒸汽再压缩蒸发系统。
技术介绍
传统的硫酸钴蒸发结晶工艺中，蒸发工序多采用单效或多效蒸发进行，单效蒸发的二次蒸汽或多效蒸发的最后一级蒸汽直接被真空泵转移到系统外的冷却水中，同时还需要配套建设冷却水循环降温系统，需要消耗蒸汽以维持蒸发的温度，蒸汽消耗约为0.8~1.2吨/水。ZL201620869650.4公开了一种用于硫酸钴高效浓缩和连续结晶的装置系统：将MVR技术应用在硫酸钴溶液蒸发中。该技术存在的缺点是：（1）分离器与循环泵通过循环通道和蒸发器形成强制循环，在蒸发器换热面积相同的情况下，蒸发器长度较大，设备整体高度高；（2）不凝气体夹带水蒸汽，直接用外冷水冷却，热量未得到回收；（3）蒸气压缩机一旦出现故障，整个系统无法运行。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是克服上述蒸发系统的不足，提供一套具有热回收率高、连续性强、设备整体高度低等优点的机械式蒸汽再压缩蒸发系统，适用于硫酸钴溶液的蒸发浓缩。为达到上述目的，本技术采用的技术方案如下。一种硫酸钴溶液蒸发系统，包括蒸发机组、真空机组、预热机组和连接管道；蒸发机组包括分离器、蒸发器、强制循环泵、蒸汽压缩机，分离器二次蒸汽出口与蒸发器直接管道连通且间接通过蒸汽压缩机连通，蒸发器为两组且平行并通过强制循环泵连通；真空机组包括两级冷凝器、两级气液分离器、真空泵和冷凝液罐；预热机组包括四台预热器，一级预热器热介质进口与二级冷凝器冷介质出口相连，二级预热器热介质进口通过冷凝液泵与冷凝液罐相连，三级预热器/一级冷凝器热介质进口与蒸发器不凝气体出口相连。较佳地，分离器二次蒸汽出口与蒸发器通过两条管道连接，其中一条直接管道连通，另一条通过蒸汽压缩机后再连通。较佳地，蒸发器两组且平行，管体进出口分别与强制循环泵和分离器连接，形成液体循环通道，蒸发器与循环泵出口的连接管道上分别设有溶液进出口。较佳地，蒸发器壳体上设置有压缩蒸汽进口、新蒸汽进口、不凝气体出口、冷凝液出口，同名称的进口或出口相连。较佳地，三级预热器/一级冷凝器热介质出口与一级气液分离器进口连通，一级气液分离器气体出口接入二级冷凝器、液体出口连通冷凝液罐，二级冷凝器热介质出口与二级气液分离器相连，二级气液分离器气体出口接入真空泵、液体出口连通冷凝液罐。较佳地，一级预热器热介质进口与二级冷凝器冷介质出口相连，二级预热器热介质进口通过冷凝液泵与冷凝液罐相连，三级预热器/一级冷凝器热介质进口与蒸发器不凝气体出口相连，四级预热器热介质进口与连通新蒸汽管道，每级预热器溶液出口连接下一级预热器的溶液进口，四级预热器出口与蒸发器进料口相连。较佳地，系统共有至少6个换热器，蒸发器优选为管程式换热器，一级预热器、二级预热器、三级预热器/一级冷凝器、四级预热器、二级冷凝器优选为板式换热器。本技术与单效或多效蒸发相比，具有能耗低的优点。本技术与现有机械式蒸汽再压缩蒸发系统相比，具有以下优点：（1）分离器与循环泵通过两个并行的蒸发器形成强制循环，在蒸发器换热面积相同的情况下，蒸发器长度缩短为一般，设备整体高度降低，投资成本低、安全性高；（2）不凝气体夹带的水蒸汽，依次经预热原料、冷却水换热降温，换热后的冷却水再经原料换热降温，冷却水温升不超过10ºC~30ºC，热量基本全部得到回收；（3）分离器二次蒸汽出口与蒸发器通过两条管道连接，其中一条直接管道连通，另一条通过蒸汽压缩机后再连通，蒸气压缩机出现故障时，整个系统通过补入新蒸汽可正常蒸发。附图说明图1为本技术实施例示意图。附图中：1、分离器；2、蒸发器；3、强制循环泵；4、蒸汽压缩机；5、一级预热器；6、二级预热器；7、三级预热器/一级冷凝器；8、四级预热器；9、二级冷凝器；10、冷凝液罐；11、一级气液分离器；12、二级气液分离器；13、真空泵；14、冷凝液泵。具体实施方式为进一步说明本技术的技术手段、新颖性和目的效果，结合实际阐述实施例，但以下实施例为示例性的，仅用于解释此技术，而不能理解为对本技术的限制。如图所示，一种硫酸钴溶液蒸发系统包括蒸发机组、真空机组、预热机组和连接管道；蒸发机组包括分离器1、蒸发器2、强制循环泵3、蒸汽压缩机4，分离器1二次蒸汽出口与蒸发器2直接管道连通且间接通过蒸汽压缩机4连通，蒸发器2为两组且平行并通过循环泵3连通；真空机组包括三级预热器/一级冷凝器7、二级冷凝器9、一级气液分离器11、二级气液分离器12、真空泵13和冷凝液罐10；预热机组包括一级预热器5、二级预热器6、三级预热器/一级冷凝器7和四级预热器8，一级预热器5热介质进口与二级冷凝器9冷介质出口相连，二级预热器6热介质进口通过冷凝液泵14与冷凝液罐10相连，三级预热器/一级冷凝器7热介质进口与蒸发器2不凝气体出口相连。分离器1二次蒸汽出口与蒸发器2通过两条管道连接，其中一条直接管道连通，另一条通过蒸汽压缩机4后再连通。蒸发器2两组且平行，管体进出口分别与强制循环泵3和分离器1连接，形成液体循环通道，蒸发器2与循环泵3出口的连接管道上分别设有溶液进出口。蒸发器2壳体上设置有压缩蒸汽进口、新蒸汽进口、不凝气体出口、冷凝液出口，同名称的进口或出口相连。三级预热器/一级冷凝器7热介质出口与一级气液分离器11进口连通，一级气液分离器11气体出口接入二级冷凝器9、液体出口连通冷凝液罐10，二级冷凝器9热介质出口与二级气液分离器12相连，二级气液分离器12气体出口接入真空泵13、液体出口连通冷凝液罐10。一级预热器5热介质进口与二级冷凝器9冷介质出口及二级预热器6的热介质出口相连，二级预热器6热介质进口通过冷凝液泵14与冷凝液罐10相连，三级预热器/一级冷凝器7热介质进口与蒸发器2不凝气体出口相连，四级预热器8热介质进口与连通新蒸汽管道，每级预热器溶液出口连接下一级预热器的溶液进口，四级预热器8出口与蒸发器2进料口相连。系统共有至少6个换热器，蒸发器2优选为管程式换热器，一级预热器5、二级预热器6、三级预热器/一级冷凝器7、四级预热器8、二级冷凝器9优选为板式换热器。本实施例的蒸发过程为：硫酸钴溶液依次经过一级预热器、二级预热器、三级预热器、四级预热器后进入蒸发器，并在蒸发机组循环蒸发；二次蒸汽经压缩机压缩后进入蒸发器热交换，蒸发器中冷凝液收集到冷凝液罐后作为二级预热器热源；蒸发器中不凝气体通过三级预热器和二级冷凝器冷凝回收热量，不凝气体冷凝的水蒸汽并入冷凝液罐；冷却水在二级冷凝器中热交换获得的热量通过一级预热器转移到初始硫酸钴溶液。蒸气压缩机工作不正常时，二次蒸汽不经压缩机直接进入加热器，同时向加热器中通入新蒸汽实现系统的正常运转。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，任何依据本技术的技术实质对以上实施例做任何简单的修改、等同变化与修饰，均属于本技术技术方案的范围内。值的说明的是，经实验验证，Ni、Cu、Zn、Mn、Fe、Mg等的硫酸盐、磷酸盐等等均可采用本蒸发系统进行蒸发浓缩，同样属于本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硫酸钴溶液蒸发系统，其特征在于：包括蒸发机组、真空机组、预热机组和连接管道；蒸发机组包括分离器（1）、蒸发器（2）、强制循环泵（3）、蒸汽压缩机（4），分离器（1）二次蒸汽出口与蒸发器（2）直接管道连通且间接通过蒸汽压缩机（4）连通，蒸发器（2）为两组且平行并通过强制循环泵（3）连通；真空机组包括一级冷凝器、二级冷凝器（9）、一级气液分离器（11）、二级气液分离器（12）、真空泵（13）和冷凝液罐（10），一级冷凝器热介质出口与一级气液分离器（11）进口连通，一级气液分离器（11）气体出口接入二级冷凝器（9）、液体出口连通冷凝液罐（10），二级冷凝器（9）热介质出口与二级气液分离器（12）相连，二级气液分离器（12）气体出口接入真空泵（13）、液体出口连通冷凝液罐（10）；预热机组包括一级预热器（5）、二级预热器（6）、三级预热器和四级预热器（8），一级预热器（5）热介质进口与二级冷凝器（9）冷介质出口及二级预热器（6）的热介质出口相连，二级预热器（6）热介质进口通过冷凝液泵（14）与冷凝液罐（10）相连，三级预热器热介质进口与蒸发器（2）不凝气体出口相连。

【技术特征摘要】
1.一种硫酸钴溶液蒸发系统，其特征在于：包括蒸发机组、真空机组、预热机组和连接管道；蒸发机组包括分离器（1）、蒸发器（2）、强制循环泵（3）、蒸汽压缩机（4），分离器（1）二次蒸汽出口与蒸发器（2）直接管道连通且间接通过蒸汽压缩机（4）连通，蒸发器（2）为两组且平行并通过强制循环泵（3）连通；真空机组包括一级冷凝器、二级冷凝器（9）、一级气液分离器（11）、二级气液分离器（12）、真空泵（13）和冷凝液罐（10），一级冷凝器热介质出口与一级气液分离器（11）进口连通，一级气液分离器（11）气体出口接入二级冷凝器（9）、液体出口连通冷凝液罐（10），二级冷凝器（9）热介质出口与二级气液分离器（12）相连，二级气液分离器（12）气体出口接入真空泵（13）、液体出口连通冷凝液罐（10）；预热机组包括一级预热器（5）、二级预热器（6）、三级预热器和四级预热器（8），一级预热器（5）热介质进口与二级冷凝器（9）冷介质出口...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁伟华，付海阔，林春明，万承平，
申请(专利权)人：清远佳致新材料研究院有限公司，广东佳纳能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44