[发明专利]低沸点溶液冷热联动低温蒸发浓缩结晶系统及方法

说明书

技术领域

低沸点溶液冷热联动低温蒸发浓缩结晶系统及方法，属于蒸发浓缩结晶领域。

背景技术

蒸发浓缩结晶广泛应用于化工、制药、海水淡化等涉及蒸发的诸多行业。蒸发浓缩结晶过程需要消耗大量能量，主要由外界生蒸汽提供，运行成本高昂。多效蒸发和机械蒸汽再压缩是常用的减少能耗的技术。对于多效蒸发技术，效数越多，能耗越低，但设备复杂程度和设备投资成本也随之提高，此外，多效蒸发还需额外配备冷却水系统，增加了冷冻水工程费用；而对于机械蒸汽再压缩技术，虽然其无需冷冻水工程，但由于二次蒸汽比容较大，造成压缩机结构庞大、价格昂贵，同时压缩机直接与物料接触，维护频繁，寿命短暂。对于某些干性物料，如制药行业的中草药，在对其溶液蒸发浓缩前需要浸泡一定时间，目前多采用在结晶釜中直接浸泡的方式，结晶釜有效利用率较低。由此可见，现有蒸发浓缩技术存在能耗高、设备结构复杂、运行维护频繁以及结晶釜有效利用率低等问题，开发新型的蒸发浓缩结晶技术解决以上问题具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提出一种低能耗、低成本、运行维护简单、结晶釜利用率高的低沸点溶液冷热联动低温蒸发浓缩结晶系统及方法。

第一种低沸点溶液冷热联动低温蒸发浓缩结晶系统，其特征在于包括蒸发结晶单元；蒸发结晶单元包括结晶釜、分离器、冷凝器、压缩机、加热器、减压阀、循环泵；其中结晶釜包括上部溶液入口、上部汽液混合物出口、下部浓溶液出口、夹套上部热源入口和夹套下部热源出口；分离器包括汽液混合物入口、上部蒸汽出口、下部溶液出口；冷凝器包括热侧入口、热侧出口、冷侧入口和冷侧出口；加热器包括热侧入口、热侧出口、冷侧入口和冷侧出口。原料溶液与结晶釜上部溶液入口相连，结晶釜下部浓溶液出口与成品罐相连；结晶釜上部汽液混合物出口与分离器汽液混合物入口相连，分离器下部溶液出口与储液罐相连，分离器上部蒸汽出口与冷凝器热侧入口相连，冷凝器热侧出口与有机溶剂灌相连；结晶釜夹套下部热源出口通过循环泵与加热器冷侧入口相连，加热器冷侧出口与结晶釜夹套上部热源入口相连；加热器热侧出口经过减压阀与冷凝器冷侧入口相连，冷凝器冷侧出口经过压缩机与加热器热侧入口相连。

所述第一种低沸点溶液冷热联动低温蒸发浓缩结晶系统的方法，其特征在于包括以下过程：原料溶液从结晶釜上部溶液入口进入结晶釜，吸收夹套中热源的热量发生蒸发，蒸发后的浓缩液从结晶釜下部浓溶液出口流入成品罐，蒸发产生的汽液混合物进入分离器，分离产生的分离液从分离器下部溶液出口流入储液罐，分离后的蒸汽进入冷凝器热侧，向其冷侧释放热量后冷凝成水流入有机溶剂罐；夹套中被原料溶液冷却的循环工质从结晶釜夹套下部热源出口流出，在循环泵的作用下进入加热器冷侧，吸收其热侧释放的热量升温后，从结晶釜夹套上部热源入口再次进入夹套，加热原料溶液；低沸点工质在冷凝器器冷侧吸收其热侧的热量后变成低压蒸汽，低压蒸汽经压缩机压缩后，变成高温高压蒸汽，然后进入加热器热侧，向其冷侧的循环工质释放热量温度降低后，再通过减压阀节流降压，变成低温液态工质，再次进入冷凝器冷侧，如此循环工作。

第二种低沸点溶液冷热联动低温蒸发浓缩结晶系统，其特征在于包括蒸发结晶单元；蒸发结晶单元包括结晶釜、分离器、冷凝器、压缩机、减压阀；其中结晶釜包括上部溶液入口、上部汽液混合物出口、下部浓溶液出口、夹套上部热源入口和夹套下部热源出口；分离器包括汽液混合物入口、上部蒸汽出口、下部溶液出口；冷凝器包括热侧入口、热侧出口、冷侧入口和冷侧出口；原料溶液与结晶釜上部溶液入口相连，结晶釜下部浓溶液出口与成品罐相连；结晶釜上部汽液混合物出口与分离器汽液混合物入口相连，分离器下部溶液出口与储液罐相连，分离器上部蒸汽出口与冷凝器热侧入口相连，冷凝器热侧出口与有机溶剂灌相连；结晶釜夹套下部热源出口经过减压阀与冷凝器冷侧入口相连，冷凝器冷侧出口经过压缩机与与结晶釜夹套上部热源入口相连。