[实用新型]一种酸液蒸发装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及蒸发浓缩技术领域，特别是涉及一种酸液蒸发装置。

背景技术

用含酸液体对金属进行表面处理是一类应用比较广泛的工业技术，包括酸洗、电镀、蚀刻、阳极氧化等。对此类技术产生的含酸废液，通过浓缩结晶，将酸与金属盐的分离，不但能够做到达标排放，而且实现了了循环利用，变废为宝，是一种比较好的处理方法。

多效蒸发是一种应用比较广泛的浓缩技术，按照物料循环方式可分为膜式、自然循环、强制循环等，按照物料的加入方式可分为顺流、逆流、错流等，它实现了蒸汽热能的重复利用，每利用一次为一效，每一效都至少包含一个物料加热室和一个气液分离室。增加效数系统则能耗降低，但设备的造价和复杂度相应增加，还会受到蒸发规模和工艺条件的限制，目前比较常用的是三效、四效、五效蒸汽器。

机械式蒸汽再压缩作为热源的蒸发器，简称MVR蒸发器，是国际上二十世纪九十年代末开发出来的一种新型高效节能蒸发设备。近几年随着压缩机的国产化，MVR蒸发器在国内的应用案例越来越多，是传统多效蒸发器的升级换代产品，其结构简单，基本结构包括一个加热室、一个气液分离室、一台蒸汽压缩机。系统启动后，蒸汽压缩机中高速旋转的叶轮对分离室产生的二次蒸汽做功，使之升温到高于物料的沸点，然后作为热源重新送入加热室。MVR蒸发器在运行中通过补充少量电能实现了蒸汽热能的无限次循环使用，理论能耗相当于30效的多效蒸发器。

然而，蒸汽压缩机作为该MVR蒸发器系统的核心不但造价非常昂贵，而且非常脆弱，需要在系统设计中重点保护。例如，能产生20度温升的单极高速压缩机的叶轮转速为12000～14000rad/min，只有优质的钛材才能作为叶轮的材质，但即便使用钛作为材质，在高速旋转中它的抗腐蚀性能也不理想。因此，MVR蒸发器通常只能用于蒸发无腐蚀性的物料，无法直接对含有盐酸、氢氟酸等易挥发酸、且腐蚀性强的酸性废液进行蒸发浓缩。如果使用MVR蒸发器对酸液进行浓缩，则必须在二次蒸汽进入蒸汽压缩机之前进行预处理，例如加碱中和处理或者进行吸附处理，但这些方法不但会增加成本，而且不能保证酸性物质能被处理干净。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于，提供一种基于MVR技术设计的酸液蒸发装置，其不但对蒸汽压缩机的抗腐蚀性能要求低，而且能有效对酸液进行蒸发浓缩，具有设备成本低、体积小、能耗低等优点。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种酸液蒸发装置，包括N级酸液蒸发单元、介质蒸发单元、蒸汽压缩机、稀酸储罐和浓酸储罐，所述N级酸液蒸发单元分别为第1级至第N级酸液蒸发单元，N为大于或等于1的整数；

外部的待蒸发酸液作为进料输入第1级酸液蒸发单元，第1级酸液蒸发单元蒸发所得的浓缩酸液作为进料输入第2级酸液蒸发单元，……，第N-1级酸液蒸发单元蒸发所得的浓缩酸液作为进料输入第N级酸液蒸发单元，第N级酸液蒸发单元蒸发所得的浓缩酸液输送至所述浓酸储罐；无腐蚀性的传热介质作为进料输入所述介质蒸发单元，所述介质蒸发单元蒸发产生的介质蒸汽输入所述蒸汽压缩机；

所述蒸汽压缩机压缩升温后所得的介质蒸汽作为热媒分别输入每级酸液蒸发单元；每级酸液蒸发单元蒸发产生的酸性蒸汽汇合作为热媒输入所述介质蒸发单元，所述介质蒸发单元中放热所得的酸性液体输送至所述稀酸储罐。

本实用新型利用N级酸液蒸发单元产生的酸性的二次蒸汽加热蒸发介质蒸发单元中的无腐蚀性的传热介质，再将产生的介质蒸汽输送至蒸汽压缩机中加压升温，然后将蒸汽压缩机输出的介质蒸汽作为热媒输入各级酸液蒸发单元中利用。

相对于现有技术，本实用新型通过将传热介质和酸液的运行空间完全隔开，防止传热介质被酸液污染，从而保证了进入蒸汽压缩机中的介质蒸汽是安全可靠、无腐蚀性的，因此解决了挥发性酸对蒸汽压缩机中叶轮等部件的腐蚀问题，克服了现有MVR技术不能应用于蒸发浓缩酸液的技术困难。另外，由于对核心设备蒸汽压缩机的耐腐蚀性能要求降低，设备成本可大大减少，并且由于实现对二次蒸汽潜热的循环利用，因此能有效减少设备的换热面积，并且有效降低能耗。

进一步地，每级酸液蒸发单元包括一酸液蒸发器和一酸性气液分离器，所述酸液蒸发器为间壁传热式蒸发器，其设有进料口、出料口、热媒进口和热媒出口，所述酸性气液分离器设有进料口、浓缩酸液出口和酸性蒸汽出口，所述酸性蒸发器的出料口与所述酸性气液分离器的进料口连接；