一种防结垢蒸发浓缩系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种防结垢蒸发浓缩系统，包括：蒸汽出口1、蒸发罐2、汽液分离器3、回流筒4、料液循环管5、颗粒收集器6、液固分离器7、导流筒8、颗粒循环管9、列管换热器10、颗粒回流管11、强制循环泵12、第一颗粒调节阀14、第二颗粒调节阀16、物料进口17、混流管18和混合管19。本实用新型专利技术实现从根本上解决蒸发浓缩装置结垢难题，进而达到蒸发浓缩装置运行过程中不结垢、不污堵、保持蒸发浓缩设备高效节能运行。

【技术实现步骤摘要】
一种防结垢蒸发浓缩系统
本技术涉及化工设备领域，具体涉及一种防结垢蒸发浓缩系统。
技术介绍
在我国化工领域等，蒸发浓缩设备作为一种常见的设备，应用非常广泛，蒸发浓缩装置通过热能(蒸汽、电能等)加热含水物料溶液，使水以汽态形式蒸发掉，实现水和物料的分离，最终物料以蒸浓缩形式出现的物理过程。蒸发浓缩设备在含有无机盐、有机盐的水溶液领域应用普遍，其最终实现的目的是实现水和物料的分离，我国蒸发浓缩设备在实际运行中，最大的问题在于结垢，由于含水溶液中含有钙离子、镁离子、硅离子等，在蒸发浓缩设备运行中，极易在加热器表面、管路等部位形成硫酸钙、碳酸钙、不溶性硅化合物等，这些形成的污垢，进而降低蒸发浓缩设备换热效率、堵塞加热器、管路等，造成设备运行效率低下、堵塞、设备停机检修频率高等系列问题，对工业生产等损失极大。根据我国有关科研单位的不完全统计，蒸发浓缩设备加热器在运行中，加热器表面的污垢是逐步增加、增厚的过程，结垢形式主要是硫酸钙、碳酸钙、硅化合物以及部分参杂的有机污垢等，污垢物质在蒸发浓缩设备加热设备壁面沉积，大大降低换热效率，理论上蒸发浓缩加热器表面污垢每增加1毫米厚度，加热器换热系数大概下降8％左右，同时能耗将增加9％以上，我国因为蒸发浓缩装置结垢问题导致的能耗经济损失很大，根据粗略估算，经济损失约占工业GDP的0.03％左右。为了防止蒸发浓缩系统的结垢，现有技术主要以采用化学法去除水中钙、镁、硅，常见的药剂是氢氧化钠、碳酸钠、镁盐等，这些药剂消耗量大、价格昂贵，软化后的溶液产生大量固体废弃物，加大了工业生产运行成本和环保成本。综上所述，蒸发浓缩器的防结垢问题，是我国化工等领域面临的难题，迫切需要找到一种能够解决以上难题的装置以及技术解决方法。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种防结垢蒸发浓缩系统，实现从根本上解决蒸发浓缩装置结垢难题，进而达到蒸发浓缩装置运行过程中不结垢、不污堵、保持蒸发浓缩设备高效节能运行。本技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种防结垢蒸发浓缩系统，包括：蒸汽出口1、蒸发罐2、汽液分离器3、回流筒4、料液循环管5、颗粒收集器6、液固分离器7、导流筒8、颗粒循环管9、列管换热器10、颗粒回流管11、强制循环泵12、第一颗粒调节阀14、第二颗粒调节阀16、物料进口17、混流管18和混合管19；所述蒸汽出口1设置在蒸发罐2的顶部，所述蒸发罐2的上部靠近蒸汽出口处连接汽液分离器3，所述蒸发罐2的底部与颗粒收集器6的顶部连接，所述颗粒收集器6的底部通过颗粒回流管11与混流管18连通，所述料液循环管5的一端与蒸发罐2的下部侧壁连接并伸入所述蒸发罐2的内部，所述回流筒4连接在所述料液循环管5伸入蒸发罐2的内部的管口处，并且所述回流筒4的开口向上，所述料液循环管5的另一端与所述强制循环泵12的入口连接，所述强制循环泵12的出口通过管路与混流管18连通，所述物料进口17设置在强制循环泵12的出口处的管路上，所述混流管18的出口与所述混合管19连通，所述混合管19的上端管口与列管换热器10的下端管口连接，所述混合管19的侧壁与颗粒循环管9的下端管口连接，所述列管换热器10内的加热管的上端管口连接导流筒8，所述导流筒8在所述液固分离器7的内底部，所述颗粒循环管9的上端管口与液固分离器7的底部连接，所述液固分离器7的顶部通过管路连接在颗粒收集器6的上部侧壁，所述颗粒循环管9中设置第一颗粒调节阀14，所述颗粒回流管11中设置第二颗粒调节阀16。本技术的有益效果是：1解决现有蒸发浓缩装置不能防结垢的行业难题。通过在蒸发浓缩装置内添加能耐酸碱腐蚀的特定惰性固体颗粒，形成惰性固体颗粒与物料溶液在蒸发浓缩器加热器内的混合流动，形成固相、汽相、液相的三相流化状态，含惰性固体颗粒的物料溶液在蒸发浓缩装置内形成沸腾、冲击、扰动、摩擦接触壁面的综合效应，破坏加热管壁面结垢的临界状态，防止结垢物的附着，保持加热管壁的清洁，达到防止结垢和强化传热的目的。2首次提出将惰性颗粒在列管换热器上端连接的液固分离器进行液固分离、回流惰性颗粒、同时蒸发罐底部设置颗粒收集器，通过自重力旋流分离原理，进行惰性颗粒的二次回收、收集。3首次提出实现颗粒收集器与蒸发罐的结合，结构紧凑，换热效率高。4在蒸发罐内设置开口向上的液体循环回流筒与料液循环管进口连接，经换热器加热后的料液通过颗粒收集器后，上翻至气液界面附近，然后经回流筒折流入循环管进行循环，这有利于加热后的高温料液在气液界面处汽化，确保蒸发罐内溶液温场均匀、从而提高浓缩器的蒸发效率。附图说明图1为本技术实施例提供的一种防结垢蒸发浓缩系统的结构及工艺原理示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。图1为本技术实施例提供的一种防结垢蒸发浓缩系统的结构及工艺原理示意图，如图1所示，该系统包括：蒸汽出口1、蒸发罐2、汽液分离器3、回流筒4、料液循环管5、颗粒收集器6、液固分离器7、导流筒8、颗粒循环管9、列管换热器10、颗粒回流管11、强制循环泵12、第一颗粒调节阀14、第二颗粒调节阀16、物料进口17、混流管18和混合管19；所述蒸汽出口1设置在蒸发罐2的顶部，所述蒸发罐2的上部靠近蒸汽出口处连接汽液分离器3，所述蒸发罐2的底部与颗粒收集器6的顶部连接，所述颗粒收集器6的底部通过颗粒回流管11与混流管18连通，所述料液循环管5的一端与蒸发罐2的下部侧壁连接并伸入所述蒸发罐2的内部，所述回流筒4连接在所述料液循环管5伸入蒸发罐2的内部的管口处，并且所述回流筒4的开口向上，所述料液循环管5的另一端与所述强制循环泵12的入口连接，所述强制循环泵12的出口通过管路与混流管18连通，所述物料进口17设置在强制循环泵12的出口处的管路上，所述混合管18的出口与所述混合管19连通，所述混合管19的上端管口与列管换热器10的下端管口连接，所述混合管19的侧壁与颗粒循环管9的下端管口连接，所述列管换热器10内的加热管的上端管口连接导流筒8，所述导流筒8在所述液固分离器7的内底部，所述颗粒循环管9的上端管口与液固分离器7的底部连接，所述液固分离器7的顶部通过管路连接在颗粒收集器6的上部侧壁，所述颗粒循环管9中设置第一颗粒调节阀14，所述颗粒回流管11中设置第二颗粒调节阀16。下面对各个部件进行具体介绍说明：1.蒸汽出口1：蒸汽与蒸发罐2连接的蒸汽外排管路。2、蒸发罐2：蒸发罐材质可选择碳钢、304型号不锈钢、316L不锈钢或钛材，罐体为圆筒形结构，底部成圆锥体结构与颗粒收集器6上端连接，被加热后的物料溶液在蒸发罐内实现物料和水蒸发分离，蒸发罐上端与蒸汽出口1之间是汽液分离器3，蒸汽经过汽液分离器3实现汽液分离，分离后的蒸汽通过蒸汽出口1出。蒸发罐2适应不同温度的蒸发，可以在负压、常压或正压蒸发状态下运行，蒸发罐2按照压力容器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防结垢蒸发浓缩系统，其特征在于，包括：蒸汽出口(1)、蒸发罐(2)、汽液分离器(3)、回流筒(4)、料液循环管(5)、颗粒收集器(6)、液固分离器(7)、导流筒(8)、颗粒循环管(9)、列管换热器(10)、颗粒回流管(11)、强制循环泵(12)、第一颗粒调节阀(14)、第二颗粒调节阀(16)、物料进口(17)、混流管(18)和混合管(19)；/n所述蒸汽出口(1)设置在蒸发罐(2)的顶部，所述蒸发罐(2)的上部靠近蒸汽出口处连接汽液分离器(3)，所述蒸发罐(2)的底部与颗粒收集器(6)的顶部连接，所述颗粒收集器(6)的底部通过颗粒回流管(11)与混流管(18)连通，所述料液循环管(5)的一端与蒸发罐(2)的下部侧壁连接并伸入所述蒸发罐(2)的内部，所述回流筒(4)连接在所述料液循环管(5)伸入蒸发罐(2)的内部的管口处，并且所述回流筒(4)的开口向上，所述料液循环管(5)的另一端与所述强制循环泵(12)的入口连接，所述强制循环泵(12)的出口通过管路与混流管(18)连通，所述物料进口(17)设置在强制循环泵(12)的出口处的管路上，所述混流管(18)的出口与所述混合管(19)连通，所述混合管(19)的上端管口与列管换热器(10)的下端管口连接，所述混合管(19)的侧壁与颗粒循环管(9)的下端管口连接，所述列管换热器(10)内的加热管的上端管口连接导流筒(8)，所述导流筒(8)在所述液固分离器(7)的内底部，所述颗粒循环管(9)的上端管口与液固分离器(7)的底部连接，所述液固分离器(7)的顶部通过管路连接在颗粒收集器(6)的上部侧壁，所述颗粒循环管(9)中设置第一颗粒调节阀(14)，所述颗粒回流管(11)中设置第二颗粒调节阀(16)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种防结垢蒸发浓缩系统，其特征在于，包括：蒸汽出口(1)、蒸发罐(2)、汽液分离器(3)、回流筒(4)、料液循环管(5)、颗粒收集器(6)、液固分离器(7)、导流筒(8)、颗粒循环管(9)、列管换热器(10)、颗粒回流管(11)、强制循环泵(12)、第一颗粒调节阀(14)、第二颗粒调节阀(16)、物料进口(17)、混流管(18)和混合管(19)；
所述蒸汽出口(1)设置在蒸发罐(2)的顶部，所述蒸发罐(2)的上部靠近蒸汽出口处连接汽液分离器(3)，所述蒸发罐(2)的底部与颗粒收集器(6)的顶部连接，所述颗粒收集器(6)的底部通过颗粒回流管(11)与混流管(18)连通，所述料液循环管(5)的一端与蒸发罐(2)的下部侧壁连接并伸入所述蒸发罐(2)的内部，所述回流筒(4)连接在所述料液循环管(5)伸入蒸发罐(2)的内部的管口处，并且所述回流筒(4)的开口向上，所述料液循环管(5)的另一端与所述强制循环泵(12)的入口连接，所述强制循环泵(12)的出口通过管路与混流管(18)连通，所述物料进口(17)设置在强制循环泵(12)的出口处的管路上，所述混流管(18)的出口与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘昱彤，韩志刚，马啸阳，钟子怡，刘滨华，
申请(专利权)人：天津天大清能环境工程有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12