[发明专利]一种MVR连续蒸发结晶系统及连续蒸发结晶方法

说明书

技术领域

本发明涉及蒸发结晶技术领域，尤其涉及一种MVR连续蒸发结晶系统及连续蒸发结晶方法。

背景技术

蒸发蒸馏广泛应用于污/废水处理、化工、制药、食品、海水淡化、制盐等涉及蒸发工艺的诸多行业。蒸发蒸馏是个高能耗的过程，蒸发工艺是这些行业中的耗能大户。这些行业的主要生产消费在于能源消耗费用。

目前，国内现有的涉及蒸发工序的各行业普遍采用多效蒸发技术用于蒸发浓缩，工作过程需要保持提供大量生蒸汽，并需配置燃煤锅炉及冷却系统。系统整体结构复杂，体积庞大；能耗高，燃煤造成环境污染；并且随着煤价攀升，运行成本急剧上升。

机械蒸汽再压缩（Mechanical Vapor Recompression，MVR）热泵技术，是目前国内外蒸发领域最先进最节能的技术。其原理是利用蒸汽压缩机压缩蒸发产生的二次蒸汽，把电能转换成热能，提高二次蒸汽的焓，被提高热能的二次蒸汽回到蒸发室进行加热，以达到循环利用二次蒸汽的潜能，从而可以不需要外部生蒸汽，依靠蒸发器自循环来实现蒸发浓缩的目的。可以说，MVR蒸发器是一个自产自销的过程。在实际操作中，通过PLC、单片机、组态等形式来控制系统温度、压力马达转速，保持系统蒸发平衡。

CN101874938A提供了一种带机械蒸汽再压缩的强制循环连续结晶系统，包括结晶器，还包括压缩机、加热器，所述结晶器底部连接循环管，所述循环管的另一端连接循环泵的进料口，所述循环泵的出料口连接出料管，出料管的另一端连接出料泵的进料口，出料泵的出料口连接成品罐，结晶器顶部通过管道与压缩机进口连接，下封头与循环管相连，下封头一侧连接进料管，进料管上设有球阀和进料泵，进料管另一端与原料罐相连；上封头通过管道与结晶器相连，加热器外设置壳程，所述壳程通过管道与压缩机出口连通，所述加热器连接抽空管道，所述壳程连接冷凝水排出管。

CN201815126U提供了一种机械式蒸汽再压缩蒸发装置，压缩机的排汽端与蒸发器的壳层中部连通，压缩机的进汽端与汽液分离器汽体输出端连通，汽液分离器的液体输出端与蒸发器的下部连通，汽液分离器的输入端与蒸发器的蒸发室连通。

CN202315333U涉及一种环保行业中机械式蒸汽再压缩蒸发浓缩设备，包括蒸汽压缩机以及连接在该压缩机两端口的加热器和水污汽液分离器；所述加热器和水污汽液分离器又同时相互连接；所述蒸汽压缩机、加热器、水污汽液分离器均与PLC控制柜连接并均受之控制。所述加热器和水污汽液分离器另外还通过泵相互连接，所述泵与PLC控制柜连接并均受之控制。

CN103007553A公开了一种机械蒸汽再压缩连续蒸发结晶系统及方法。所述系统包括蒸发单元和结晶单元，所述蒸发单元和结晶单元均设有水蒸气压缩机。原料液进入蒸发单元中蒸发后进行汽液分离，分离出来的二次蒸汽进入水蒸气压缩机被压缩，进入蒸发单元作为热源加热料液；从蒸发器中蒸发浓缩后的料液进入结晶单元结晶；结晶产生的二次蒸汽进入水蒸气压缩机被压缩后进入结晶单元，作为热源加热结晶单元中的物料，使物料结晶；结晶物料排出。

现有的机械蒸汽再压缩连续蒸发结晶系统普遍只有单级蒸汽压缩机用于蒸发器的供热，而实际上在结晶器部分，物料依然需要大量的热量供应。这就导致现有的机械蒸汽再压缩连续蒸发结晶系统的结晶效果不好，如出现结晶粒度细小等问题。也有部分厂家会增加蒸汽管道以补充结晶部分供热，但是大大增加了MVR系统的复杂程度，并依赖蒸汽锅炉，使MVR系统没有了其原有的显著优势—摆脱对蒸汽锅炉的依赖。本发明保留了MVR蒸汽再压缩系统的原有优势—无需锅炉、无需生蒸汽，同时能给结晶器供热，以保证物料的结晶质量。

本发明在现有技术的基础上，进行合理设计，进一步提高了蒸发结晶技术的节能经济性、整体性、合理性、灵活性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种MVR连续蒸发结晶系统及连续蒸发结晶方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种MVR连续蒸发结晶系统，所述系统包括蒸发器、汽液分离器、主水蒸气压缩机、辅水蒸气压缩机以及结晶器；所述蒸发器的出口连接汽液分离器的入口，所述汽液分离器的顶部出口连接主水蒸气压缩机，主水蒸气压缩机再与蒸发器的顶部入口连通；所述主水蒸气压缩机与蒸发器顶部入口的连通管路上设有连入结晶器的分支管路，所述分支管路上设有辅水蒸气压缩机；所述汽液分离器的底部出口分别连接蒸发器和结晶器的入口；结晶器的顶部连入汽液分离器的入口。