[发明专利]一种硫酸钴溶液蒸发系统及其工艺

说明书

本发明公开了一种硫酸钴溶液蒸发系统及其工艺，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；预热机组包括四台预热器，一级预热器介质热进口与二级冷凝液冷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，三级预热器热介质进口与蒸发器不凝气体出口相连。利用上述系统蒸发硫酸钴溶液的工艺与现有蒸发工艺相比，具有热回收率高、连续性强、投资成本低的优点。

技术领域

本发明属于蒸发技术领域，具体涉及硫酸钴溶液的机械式蒸汽再压缩蒸发系统。

背景技术

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（0.8MPa）消耗约为0.8~1.2吨/水。

CN201610658077.7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）蒸汽压缩机一旦出现故障，整个系统无法运行。

发明内容

本发明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，本发明采用的技术方案如下。

本发明一方面提供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液器冷介质出口及二级预热器热介质出口相连，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，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液器冷介质出口及二级预热器热介质出口相连，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，其余的一级预热器、二级预热器、三级预热器、四级预热器、二级冷凝器优选为板式换热器。