[发明专利]具有在线防、除垢性能的传热浓缩装置及操作方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种浓缩技术，特别涉及一种具有在线防、除垢性能的传热浓缩装置及操作方法。

背景技术：

传热是涉及到各个工业技术领域的一种通用技术，它是化工、轻工、制药、食品、能源、动力等各行业生产过程中的关键技术。在换热器、蒸发器、再沸器等传热设备中，传热壁面的结垢是长期存在的严重问题。垢层不仅大大地削弱了传热，增加了能耗，影响产量和质量，甚至使生产难以连续运行，并使设备寿命降低。尤其在卤水、芒硝、烧碱、铝酸钠、氯化钙等溶液的蒸发过程中，蒸发器结垢现象也十分严重，有的运行8小时就需停车清洗，不仅影响产品的产量，增加了生产成本，还由于清垢排污造成环境污染。另外，在当前节能环保逐渐受到重视的情况下，有各种生产废水的需要浓缩处理，尤其在各种生产助剂、制药及造纸的生产中，各种废水的处理中会产生非常严重的结垢现象，而且污垢类型非常复杂，种类很多，单靠传统的除垢方法，适用范围有限，并且费时费力且除垢过程中设备必须处于停车状态。

发明内容：

本发明为了解决传统除垢需停车，减少了有效生产时间，降低了产品产量，浪费了人力、物力和财力，提高了生产成本，而且在除垢过程中排污对环境造成污染的问题，提出了一种在线防、除垢传热浓缩装置及操作方法，在不改变传统的浓缩传热装置的前提下，加入一种生理惰性固体颗粒，通过固体颗粒与传热壁面进行碰撞，破坏传热管内的流动边界层，不仅强化传热节约能源，更能够起到在不影响生产运行及产品质量前提下防止传热壁面结垢。即使在原始装置结垢的情况下，采用本技术也能在设备正常运转的情况下进行在线除垢。

本发明为解决传统蒸发浓缩装置的防、除垢问题，采取以下技术方案：本装置包括加热室，循环泵，粒子存贮箱，晶浆接受罐，分离器一，分离器二，蒸发室以及它们之间连接管道所构成的传热浓缩装置。其特征在于：分离器一上部出口与分离器二侧口相连，分离器一下部出口与粒子贮存箱上口相连，分离器一侧口与蒸发器循环管相连，粒子贮存箱下部出口与蒸发器循环管相相连，分离器二下部出口与晶浆接收罐上口相连。

本发明还采用以下技术措施：在蒸发装置内加入一种生理惰性固体颗粒，通过循环泵使粒子循环，起防、除垢作用。惰性固体颗粒的材质可以是金属、陶瓷、玻璃、高分子化合物以及它们的组合物。设置分离器一使固体颗粒与浓缩液及析出的固体进行分离，设置分离器二使浓缩液与析出的固体进行分离。通过调节循环泵的转速改变料液和固体颗粒的循环速度，对加热管传热壁面进行除垢，控制其除垢操作过程。如不需要在线除垢时可以使固体颗粒储存在粒子贮存箱，需要除垢时打开粒子贮存箱管路进入蒸发器循环。为了保证生理惰性固体颗粒的使用效果，在其使用一段时间后，可通过分离室分离出来对其进行置换。

本发明可以提高各种浓缩产品的产量，减少排放，保护环境；节能、节约工时、减少工人劳动强度；增加生产能力，操作稳定；并能降低浓缩设备加热管壁面温度，这有利于保证产品质量的稳定，可以实现连续化和自动化在线防、除垢。另外可在不改变原有传热浓缩装置的主体设备的情况下，通过较少的投资即可对设备进行改造，使装置具有在线防除垢功能。

附图说明：

附图是本发明在线防除垢传热浓缩装置示意图。

附图说明如下：加热管1；加热室1，下管箱2，循环泵3，排污阀4，进料口5，粒子存贮箱6，浆液出口7，分离器一8，分离器二9，完成液出口10，蒸发室11，上管箱12。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明。

在充满带浓缩原液的蒸发浓缩器中加入一定量的惰性固体颗粒，在循环泵的作用下使固体颗粒随料液一起在蒸发器管内进行循环，通过固体颗粒与传热壁面进行碰撞，破坏传热管内的流动边界层不仅强化传热节约能源，更能够起到在不影响生产运行及产品质量前提下防止传热壁面结垢。即使在原始装置结垢的情况下，通过固体颗粒不断地与结垢层碰撞，也能在设备正常运转的情况下进行在线除垢。为防止固体颗粒流失，设置分离器一使固体颗粒与浓缩液及析出的固体进行分离，然后固体颗粒随料液继续在蒸发器内循环。设置分离器二使浓缩液与析出的固体进行分离。分离后的结晶浆液排入晶浆接收罐，浓缩液通过分离器二上部出口排出。通过调节循环泵的转速改变料液和固体颗粒的循环速度，对加热管传热壁面进行除垢，控制其防、除垢操作过程。如不需要在现除垢时可以使固体颗粒储存在粒子贮存箱，需要除垢时打开粒子贮存箱管路进入蒸发器循环。为了保证生理惰性固体颗粒的使用效果，在其使用一段时间后，可通过分离室分离出来对其进行置换。