[发明专利]一种用于多效蒸发系统的局部强制循环脱盐方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于多效蒸发系统的局部强制循环脱盐工艺方法，特别涉及一种包括使用循环泵、局部强制循环管路、旋液分离器的液固非均相分离工艺方法,属于化工分离工程领域。本发明工艺方法可用于多效蒸发系统的非均相物系连续分离过程。

背景技术

蒸发是化工生产和环保处理中常用的单元过程，被用于料液浓缩和轻组分回收。在应用过程中，为充分利用热能，蒸发过程常被设计成多效蒸发形式。但是，由于具体应用物系中常含有盐类等组分，随着蒸发的进行，料液中会有固形物析出。这些固形物沉积在汽液分离罐和换热器底部，进入两者间的连通管路，影响液流循环。这使得换热器在持续蒸发同时却得不到充足的料液补充，换热器内料液会被持续浓缩，从而析出更多的固形物，而这将降低换热器的效率并进一步恶化循环管路堵塞的现象。因此，必须将蒸发过程中析出的固形物及时从系统中移出，以保证多效蒸发系统的正常稳定运行。

多效蒸发系统具有明显的节能效果，上一效的蒸出蒸汽被用作下一效的加热蒸汽，以利用其中的汽化潜热。为实现这一目的，各效蒸发系统间的料液需处于不同的压力状态，以维持在不同的沸点温度，其中最后1效或几效通常为负压。因此从多效蒸发系统中移出析出的固形物，需要解决固形物转移的及时连续性问题，同时保证蒸发系统内外的压差稳定不受破坏。

有文献（CN200780052770.9）报道采用纳滤等结垢组分去除设备来对料液进行前处理，以避免固形物在蒸发过程中析出，这增加了设备投资和处理环节，且无法实现从多效蒸发系统中在线选择性脱盐。专利文献（CN200910068695.6）报道了一种从含氯化铵、氯化钠废水中回收氯化铵和氯化钠的工艺方法，专利文献（CN200710203227.6）报道了一种提高氧化铝生产蒸发工序排盐量的方法，这两个方法均介绍了将含盐浓水排出蒸发系统后的固液分离方法（如采用离心机、稠化器或沉降槽等分离设备分离），通过对多效蒸发浓液的后处理来实现固形物的分离。在这些方法中，对如何从蒸发系统中选择性连续移出固形物、保持蒸发器内料液较低的固盐含量、避免沉积物堵塞管路等问题没有涉及。

此外，在所报道的方法中，经多效蒸发后，达到一定浓度的含固盐料液整体被排放出系统，经结晶析盐和固液分离等操作后，清液再与初始原料液一起返回多效蒸发系统，这使得混合后的料液中盐浓度增高，进而使得料液相应沸点升高，从而降低了换热器的平均温差，影响了换热器的换热效率，并且也使得析盐时间提前。

构建一个能够从蒸发系统中在线及时移出固形物的方法，不仅可以提高原有生产的效率，还能进一步拓展多效蒸发过程在化工、环保等领域的工业化应用范围，甚至解决有关的工业化瓶颈问题。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种用于多效蒸发系统的局部强制循环脱盐工艺方法。本发明工艺方法可用于浓缩结晶、浓缩脱盐等有固体析出的多效蒸发系统的非均相物系分离过程。

本发明一种用于多效蒸发系统的局部强制循环脱盐工艺方法，按照下述步骤进行：

1) 各效蒸发器在操作压力（0～0.6Mpa，绝压）下，维持料液沸点温度（0～160℃）持续蒸发，所溶解的盐类达到饱和状态并析出；

2） 在沉降作用和蒸发系统自身换热器－气液分离的料液循环作用下，析出的盐类等固形物进入局部强制循环管路，并在该管路内被流速>0.5m/s的高速流动的料液夹带；

3) 在循环泵作用下，部分含盐料液被从局部强制循环管路抽出，提升压头（0.01～0.5Mpa，绝压）后被送入旋液分离器；

4） 在离心力作用下，密度不同的固、液两相(密度差>10g/L)在旋液分离器内分开，含湿组分的固相经旋液分离器的重相排盐管路被移出蒸发系统，排入盐浆收集池；

5) 在工艺管路系统和控制仪表阀门作用下，从旋液分离器出来的液相重新返回局部强制循环管路的入口，完成一次料液的局部外循环。

其中所述的含盐料液为固－液两相流、气－液－固多相流、或包含有部分不互溶液体的液－液－固的多相流。在多效蒸发系统中，视多效蒸发系统中各效料液情况，对其中有固形物析出的一效或多效进行局部强制循环脱盐。

需注意的是，在泵、泵出口管路系统和控制仪表阀门作用下，被循环泵增压后的料液，经旋液分离器分离后，其重相压头高于盐浆收集池的压力。从旋液分离器出来的液相，可部分排向下一效蒸发系统，或作为浓液外排。