一种真空闪蒸浓缩冷却结晶一体化工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种真空闪蒸浓缩冷却结晶一体化工艺，具体工艺过程如下：物料进入真空闪蒸浓缩结晶罐，在高温段采用闪蒸进行蒸发浓缩；然后用循环泵从罐底部抽吸蒸发浓缩后下落至罐底的物料，然后将物料泵入罐顶端强制循环，强化蒸发，使物料在浓缩至一定浓度后停止浓缩；采用冷冻介质进入罐内换热圆盘内进行冷却，达到物料所需结晶温度；将冷却结晶后的物料再进入下一工序进行过滤分离，得到合格的液体和结晶产物。本发明专利技术将浓缩单元操作工序和结晶单元操作工艺工序结合在一起，在一台设备中完成二个单元操作工艺，实现了工序简化、大幅节能、减少人工的目的。

An Integrated Process of Vacuum Flash Concentration, Cooling and Crystallization

【技术实现步骤摘要】
一种真空闪蒸浓缩冷却结晶一体化工艺
本专利技术属于制药、化工领域，涉及一种真空闪蒸浓缩冷却结晶一体化工艺。
技术介绍
在工业生产中，浓缩和结晶是两种不同的单元操作。浓缩单元操作有两种形式：一种是用蒸汽(或其它热介质)蒸发水份，达到浓缩的目的；另一种是用MVR(机械蒸汽再压缩工艺)，通过抽吸真空蒸发水份，达到浓缩的目的。结晶单元操作也有两种形式：一种是用真空闪蒸式，通过水份的蒸发带走的热量来冷却降温，使物料降到结晶所需要的温度，从而达到结晶的目的；另一种是用低温冷冻介质，通过换热降温，使物料达到结晶温度，达到结晶的目的。浓缩单元操作中的MVR相较传统的蒸汽(或其它热源)换热蒸发浓缩工艺能耗大为节省，MVR有逐渐取代传统蒸汽换热蒸发浓缩工艺的趋势。结晶单元操作中，真空闪蒸结晶工艺在物料高温(40℃-100℃)状态下降温效率高；但在低温状态下(40℃)，由于蒸发真空度要求很高，降温效果差、效率低、能耗高(一般采用蒸汽喷射泵达到高真空)。冷冻结晶工艺是采用冷介质换热工艺来降温。对于既要结晶，又要一定浓度的生产工艺，现今结晶单元操作和蒸发浓缩单元操作工艺是二个独立的操作工序。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种真空闪蒸浓缩冷却结晶一体化工艺，将浓缩单元操作工序和结晶单元操作工艺工序结合在一起，在一台设备中完成二个单元操作工艺，实现了工序简化、大幅节能、减少人工的目的。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种真空闪蒸浓缩冷却结晶一体化工艺，具体工艺过程如下：第一步，物料进入真空闪蒸浓缩结晶罐，在高温段采用闪蒸进行蒸发浓缩，同时物料蒸发浓缩过程中产生的蒸汽通过管道闪蒸压缩机进行压缩后通入结晶罐中循环利用；第二步，浓缩后的物料下落至罐底，然后用循环泵从罐底部抽吸蒸发浓缩后下落至罐底的物料，然后将物料泵入罐顶端强制循环，强化蒸发，使物料在浓缩至一定浓度后停止浓缩；第三步，然后采用冷冻介质进入罐内换热圆盘内进行冷却，达到物料所需结晶温度，同时通过冷却介质对物料蒸发时闪蒸压缩机压缩后残留的蒸汽进行冷却，使得罐内的温度快速充分降低；第四步，待物料完全冷却后，将冷却结晶后的物料再进入下一工序进行过滤分离，同时将罐内的冷却水通过疏水器排出，得到合格的液体和结晶产物。进一步地，第一步中蒸发浓缩的具体过程为：将增压热蒸汽水通过进水总管进入若干进水管中，然后通过若干进水管进入夹套式换热板的内部，同时用泵将物料泵入真空闪蒸浓缩结晶罐中，夹套式换热板内部的蒸汽通过夹套式换热板对筒体内的物料进行加热，加热后的热水通过出水管排入出水总管中，通过出水总管进入汽水排放管线管排出，同时将物料从进料口加入外筒体内部，对物料进行加热，其中物料中水分得以蒸发，蒸发后的水蒸气通过蒸汽出口排出，此时物料浓度逐步提高，物料逐渐浓缩。进一步地，第一步中蒸发浓缩还包括如下过程：蒸发浓缩过程中形成的蒸汽通过蒸汽出口进入低温蒸汽管线中，然后通过真空抽吸增压系统进行增压提温，并将提温的蒸汽通过高温蒸汽管线通入进水总管，然后通入进水总管中的高温蒸汽通过进水管进入夹套式换热板的内部，夹套式换热板内部的蒸汽通过夹套式换热板对筒体内的物料进行加热，对物料进行蒸发浓缩，实现热量的循环回收。进一步地，第三步中物料结晶的具体过程为：将冷水通过进水总管进入若干进水管中，然后通过若干进水管进入夹套式换热板的内部，夹套式换热板通过内部的冷水通过夹套式换热板对浓缩后的物料进行冷却结晶，冷却后的物料形成晶体凝结在夹套式换热板的表面和底面；通过减速电机驱动装置控制转动轴转动，转动轴带动上刮刀和下刮刀转动刮取夹套式换热板表面和底面的晶体，同时上刮刀和下刮刀转动过程中将晶体推至槽口处，晶体从槽口处滑落至外筒体底部的出料口处，然后从出料口处排出。进一步地，第三步中物料结晶还包括如下过程：冷却结晶过程中在夹套式换热板中循环后的水经出水总管排出后，排出的循环水经过冷却水回流管线通入冷媒系统中，经过冷媒系统的冷却后形成冷却水通入进水总管中，冷却水通过进水总管进入夹套式换热板的内部对物料继续进行冷却结晶，实现冷却后水的循环利用。进一步地，压缩空气吹扫系统不断的向外筒体中鼓入空气进行吹扫，清除管线和夹套式换热板内残留的冷水。进一步地，真空闪蒸浓缩结晶罐包括外筒体，外筒体的顶部中心处安装有减速电机驱动装置，减速电机驱动装置的动力输出端连接固定有转动轴，同时外筒体的顶部开有进料口、检测接口和蒸汽出口，物料通过进料口进料；外筒体的底部中心处开有出料口；外筒体的内部从上到下依次安装有若干夹套式换热板，夹套式换热板的侧壁外表面通过换热板支撑安装固定在外筒体的侧壁内表面，夹套式换热板侧壁设置有进水管和出水管，同时若干进水管的一端与进水总管相连通，若干出水管的一端与出水总管相连通；夹套式换热板的表面中部开有穿透孔，穿透孔与夹套式换热板内部不连通，转动轴依次穿过若干夹套式换热板表面的穿透孔，转动轴上安装有若干对刮刀组，同时夹套式换热板的表面一侧开有连通穿透孔并延伸至边侧的槽口，若干夹套式换热板的槽口相对应；刮刀组包括安装在转动轴上的上刮刀和下刮刀，上刮刀与夹套式换热板的上表面压紧，下刮刀与夹套式换热板的底面压紧。进一步地，外筒体从上到下包括依次连接固定的上封头、中筒体和下封头，上封头采用椭圆形封头、蝶形封头或平面封头，下封头采用圆锥形封头、方锥形封头、椭圆形封头或蝶形封头，上封头与中筒体之间采用法兰连接；上封头直径根据实际配置大于或小于中筒体尺寸，此时上封头和中筒体之间采用锥形过渡连接；进料口、检测接口和蒸汽出口均位于上封头顶部，同时出料口位于下封头的底部。进一步地，夹套式换热板水平分布，并且若干夹套式换热板等距分布在外筒体的内部，夹套式换热板为平板碟环式或锥形碟环式，每块夹套式换热板四周都是封闭的。进一步地，夹套式换热板内部焊接有若干加强筋板，加强筋板上开有若干通水孔。本专利技术的有益效果：1、本专利技术将浓缩单元操作工序和结晶单元操作工艺工序结合在一起，在一台设备中完成二个单元操作工艺，实现了工序简化、大幅节能、减少人工的目的。2、本专利技术利用刚进入物料的高温热能进行闪蒸(MVR)浓缩，浓缩后的物料由于浓度增加，物料的最终结晶温度提高，从而大大降低了冰机提供冷冻介质的能耗。3、本专利技术通过设置真空抽吸增压系统能够对蒸发浓缩过程中产生的水蒸气进行加压提温，并将提温后的水蒸气通入夹套式换热板中，实现对夹套式换热板的加热，进而实现对水蒸气的回收再利用，节省成本和能源。4、本专利技术通过设置冷媒系统，可以对冷却后排出的循环水进行冷却，并将冷却后的水通入夹套式换热板中，实现对夹套式换热板的冷却，进而实现对冷却水的循环利用，节省成本和能源。5、本专利技术通过设置吹扫冲洗系统，能够对各个管线和夹套式换热板内遗留有固体颗粒和有害物质进行吹扫或冲洗，进而能够防止管线内部固体物质和有害物质的沉积，造成管路堵塞。附图说明为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。图1为实施例1中真空闪蒸浓缩冷却结晶一体化工艺结构图；图2是本专利技术内循环换热真空蒸发浓缩罐结构示意图；图3是图2的局部放大图；图4为平板碟环式换热板剖面及加强筋板结构示意图；图5为锥形碟环式换热板剖面及加强筋板结构示意图；图6为夹套式换热板结构示意图；图7为图2的局部放大图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种真空闪蒸浓缩冷却结晶一体化工艺，其特征在于，具体工艺过程如下：第一步，物料进入真空闪蒸浓缩结晶罐，在高温段采用闪蒸进行蒸发浓缩，同时物料蒸发浓缩过程中产生的蒸汽通过管道闪蒸压缩机进行压缩后通入结晶罐中循环利用；第二步，浓缩后的物料下落至罐底，然后用循环泵从罐底部抽吸蒸发浓缩后下落至罐底的物料，然后将物料泵入罐顶端强制循环，强化蒸发，使物料在浓缩至一定浓度后停止浓缩；第三步，然后采用冷冻介质进入罐内换热圆盘内进行冷却，达到物料所需结晶温度，同时通过冷却介质对物料蒸发时闪蒸压缩机压缩后残留的蒸汽进行冷却，使得罐内的温度快速充分降低；第四步，待物料完全冷却后，将冷却结晶后的物料再进入下一工序进行过滤分离，同时将罐内的冷却水通过疏水器排出，得到合格的液体和结晶产物。

【技术特征摘要】
1.一种真空闪蒸浓缩冷却结晶一体化工艺，其特征在于，具体工艺过程如下：第一步，物料进入真空闪蒸浓缩结晶罐，在高温段采用闪蒸进行蒸发浓缩，同时物料蒸发浓缩过程中产生的蒸汽通过管道闪蒸压缩机进行压缩后通入结晶罐中循环利用；第二步，浓缩后的物料下落至罐底，然后用循环泵从罐底部抽吸蒸发浓缩后下落至罐底的物料，然后将物料泵入罐顶端强制循环，强化蒸发，使物料在浓缩至一定浓度后停止浓缩；第三步，然后采用冷冻介质进入罐内换热圆盘内进行冷却，达到物料所需结晶温度，同时通过冷却介质对物料蒸发时闪蒸压缩机压缩后残留的蒸汽进行冷却，使得罐内的温度快速充分降低；第四步，待物料完全冷却后，将冷却结晶后的物料再进入下一工序进行过滤分离，同时将罐内的冷却水通过疏水器排出，得到合格的液体和结晶产物。2.根据权利要求1所述的一种真空闪蒸浓缩冷却结晶一体化工艺，其特征在于，第一步中蒸发浓缩的具体过程为：将增压热蒸汽水通过进水总管进入若干进水管(31)中，然后通过若干进水管(31)进入夹套式换热板(3)的内部，同时用泵将物料泵入真空闪蒸浓缩结晶罐中，夹套式换热板(3)内部的蒸汽通过夹套式换热板(3)对筒体(1)内的物料进行加热，加热后的热水通过出水管(32)排入出水总管(5)中，通过出水总管(5)进入汽水排放管线管(92)排出，同时将物料从进料口(11)加入外筒体(1)内部，对物料进行加热，其中物料中水分得以蒸发，蒸发后的水蒸气通过蒸汽出口(13)排出，此时物料浓度逐步提高，物料逐渐浓缩。3.根据权利要求1所述的一种真空闪蒸浓缩冷却结晶一体化工艺，其特征在于，第一步中蒸发浓缩还包括如下过程：蒸发浓缩过程中形成的蒸汽通过蒸汽出口(13)进入低温蒸汽管线(71)中，然后通过真空抽吸增压系统(7)进行增压提温，并将提温的蒸汽通过高温蒸汽管线(72)通入进水总管(4)，然后通入进水总管(4)中的高温蒸汽通过进水管(31)进入夹套式换热板(3)的内部，夹套式换热板(3)内部的蒸汽通过夹套式换热板(3)对筒体(1)内的物料进行加热，对物料进行蒸发浓缩，实现热量的循环回收。4.根据权利要求1所述的一种真空闪蒸浓缩冷却结晶一体化工艺，其特征在于，第三步中物料结晶的具体过程为：将冷水通过进水总管(4)进入若干进水管(31)中，然后通过若干进水管(31)进入夹套式换热板(3)的内部，夹套式换热板(3)通过内部的冷水通过夹套式换热板(3)对浓缩后的物料进行冷却结晶，冷却后的物料形成晶体凝结在夹套式换热板(3)的表面和底面；通过减速电机驱动装置控制转动轴(21)转动，转动轴(21)带动上刮刀(61)和下刮刀(62)转动刮取夹套式换热板(3)表面和底面的晶体，同时上刮刀(61)和下刮刀(62)转动过程中将晶体推至槽口(34)处，晶体从槽口(34)处滑落至外筒体(1)底部的出料口(15)处，然后从出料口(15)处排出。5.根据权利要求1所述的一种真空闪蒸浓缩冷却结晶一体化工艺，其特征在于，第三步中物料结晶还包括如下过程：冷却结晶过程中在夹套式换热板(3)中循环后的水经...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱双春，汤吉，许可，
申请(专利权)人：江苏瑾瑜节能环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32