[发明专利]稀硫酸MVR耦合冷冻浓缩系统

说明书

一种稀硫酸MVR耦合冷冻浓缩系统，属于节能环保领域。该系统包括原料罐、冷冻罐、水洗罐、融冰罐、产品罐、凝水罐、预热器、节流阀、吸附器、电动机、蒸汽压缩机等设备。其特征在于：稀硫酸溶液由循环水泵加压进入预热器预热之后，与低温液态低沸点工质在冷冻罐中进行热量交换，低沸点工质吸收热量变为气态进入压缩机压缩，稀硫酸溶液释放热量，水分以冰块形式析出，经过水洗罐冲洗之后进入融冰罐，被压缩机压缩之后的高温高压气态工质加热融化成水，收集至凝水罐，从而将稀硫酸溶液中的水分分离出来，实现稀硫酸溶液的低温浓缩。该发明具有能耗低、腐蚀性低等特点，适用于化工、食品、药品、五金、电镀、钢铁等行业稀硫酸的高效回收利用。

技术领域

本发明涉及一种稀硫酸MVR耦合冷冻浓缩系统，属于节能环保领域。

背景技术

随着科技的进步和工业的高速发展，合理利用能源、保护生态环境成为众多行业的迫切需求。硫酸是我国应用最广的一种化工产品，在很多工业生产过程中硫酸利用率低、废酸排放量大，不仅造成资源的浪费，还加剧环境的污染，因此，硫酸的回收利用方式亟需改变。

目前，主要通过萃取、渗析、加热浓缩等方法对硫酸进行回收再利用，萃取法是利用萃取剂从硫酸废液中分离硫酸，可得到浓度为60%的硫酸，但是该工艺过程复杂，能量消耗较大；渗析法是针对废液中的酸与盐的分离问题，并不能得到较高浓度的硫酸；加热浓缩可分为直接加热和间接加热两种浓缩，直接加热包括鼓式浓缩、浸没燃烧法、喷雾蒸发浓缩法和文丘里浓缩法等，间接加热法包括锅式浓缩法、真空浓缩法等。

石墨多效蒸发器是应用较广的浓缩设备，传热性能好、浓缩效率高，但是其成本较高；MVR技术是国家倡导的节能环保技术，它是将料液中蒸发的二次蒸气通过压缩机压缩变成高温高压的蒸汽，再次作为热源加热料液，充分利用了二次蒸汽的潜能，可以实现稀硫酸的浓缩，它们均属于加热蒸发工艺，生产能力强，可得到较高浓度的硫酸，但是由于需要高温和真空条件，能量消耗大，并且硫酸在高温的环境下腐蚀性强，容易损坏设备。

因此，需要研发一种新的工艺能够在低温的条件下实现稀硫酸浓缩。

发明内容

本发明的目的是提供一种稀硫酸MVR耦合冷冻浓缩系统。

稀硫酸MVR耦合冷冻浓缩系统，其特征在于：包括原料罐、第一循环泵、预热器、产品罐、凝水罐、第二循环泵、第三循环泵、第一控制阀、密度计、节流阀、冷冻罐、第二控制阀、第三控制阀、第一吸附器、第二吸附器、电动机、蒸汽压缩机、水洗罐、融冰罐、过滤网，冷冻罐内部底端设置有第一喷嘴，水洗罐内部顶端设置第二喷嘴，融冰罐内设置有换热盘管，底部设置有过滤网；

冷冻罐具有进口、底部出口、顶部出口、溢流口；

水洗罐具有进口、底部出口、溢流口；

融冰罐具有进口、底部出口、换热盘管进口、换热盘管出口；

其中原料罐的出口经过第一循环泵与预热器冷侧进口相连，预热器冷侧出口与冷冻罐相连，预热器热侧进口与融冰罐底部出口相连，预热器热侧出口与凝水罐进口相连，凝水罐出口经过第二循环泵与水洗罐中的第二喷嘴相连，冷冻罐和水洗罐的底部出口同时经过第三循环泵与冷冻罐进口相连；

其中冷冻罐顶部出口分成两条支路，各自连接一个控制阀和吸附器后共同连接压缩机的进口，压缩机由电动机驱动，压缩机出口与融冰罐中的换热盘管进口相连，换热盘管出口经过节流阀与冷冻罐中的第一喷嘴相连，冷冻罐溢流口与水洗罐进口相连，水洗罐溢流口与融冰罐进口相连，产品罐进口与冷冻罐底部出口相连，管路上安装用以检测管中液体是否达到指标的密度计。