技术领域
[0001] 本发明属于化工装置节能领域,具体涉及闪蒸汽与MVR系统多能级耦合的节能系统及节能方法。
相关背景技术
[0002] MVR系统是利用自身蒸发系统产生的二次蒸汽,经蒸汽压缩机压缩做功,提升二次蒸汽的焓值,重新对系统进行加热,进而减少对外界能源需求的一项节能技术。
[0003] 随着电池领域在工业的快速发展,硫酸镍、硫酸锰、硫酸钴等硫酸产品作为电池的关键组成部分,其电池产品具有高能量密度、长寿命和稳定充放电的特性,应用到应急电源、电动车辆、备用电源以及储能系统中。同时,通过回收和再利用,有助于减少资源浪费和环境污染。
[0004] 以某化工园区湿法冶金装置为例,以湿式方法提炼金属矿物中的镍、钴和锰等主要金属元素。现以MHP湿基、硫酸、亚硫酸钠和水作为反应原料,通过酸浸的方式置换MHP湿基中的金属,反应得到的交接液进入萃取工序,根据萃取剂对不同金属离子的提取能力提炼不同的硫酸盐溶液,最后进入成品车间通过蒸发结晶和干燥的方式得到电池级硫酸盐产品。
[0005] 湿法冶金工艺在生产中涉及到反应、萃取、成品和水处理四个工序,反应工序中高酸浸出因反应放热从70‑80℃迅速升温至120‑130℃并产生大量酸雾,行业内目前该部分热量采用循环水进行撤热。
[0006] 闪蒸干燥结晶工序干燥过程中会产生10t/h水蒸气,行业内目前也同样采用循环水进行撤热,造成大量余热被浪费,同时装置内低温热阱采用高温蒸汽加热,热量未充分匹配和利用,导致装置运行能耗高。
[0007] CN 215939039 U公布了一种脱氨与蒸发浓缩耦合节能装置,其是利用氨气在低压低温下易汽化的特点,实现物料脱氨,利用脱氨装置第四效产生的二次蒸汽作为热源,从而节省装置内蒸汽的用量,降低脱氨的能耗。该工艺虽然在一定程度上实现了节能,但热量利用率不高,且二次蒸汽温度根据脱氨的参数进行调控,热源不稳定,对设备要求较高,改造难度大。
[0008] CN 117168213 A公开了一种氧压浸出乏汽预热回收系统,通过使用乏汽处理组件对吸收塔塔顶的乏汽进行梯级换热利用,最终蒸发组件排出的水汽与冷凝水组件排出的水汇合并回收利用,提高能源利用率。该发明依赖于乏汽的温度及用户,且新增组件需单独定制,塔群系统改造大。
[0009] 由上可知,针对闪蒸汽与MVR系统的热量浪费,目前并没有能量回用彻底的回用办法。
具体实施方式
[0051] 以下结合具体实施方式/实施例及附图对本发明的技术方案及其效果做进一步说明。以下实施方式/实施例仅用于说明本发明的内容,发明并不仅限于下述实施方式或实施例。应用本发明的构思对本发明进行的简单改变都在本发明要求保护的范围内。
[0052] 本发明提供一种干燥结晶蒸汽与MVR系统多能级耦合的节能系统,如图1所示,所述节能系统包括MVR系统和蒸汽引射泵201;
[0053] 所述蒸汽引射泵201设置于所述MVR系统中闪蒸结晶罐116的罐顶出口管线上,且其出口端连接至所述MVR系统中MVR第三级预热器103、MVR第二级预热器102、强制循环蒸发器112和蒸汽干燥器118中任一项或多项的热介质入口,用于在闪蒸结晶罐116的闪蒸气温度≥60℃时,对其进行提压(比如提压至150‑200kPa)后送至MVR第三级预热器103、MVR第二级预热器102、强制循环蒸发器112和蒸汽干燥器118中任一项或多项作为热介质进行二次利用;
[0054] 所述节能系统还包括换热管线215,所述换热管线215与所述蒸汽引射泵201并联设置,用于在所述MVR系统中闪蒸结晶罐116的闪蒸气温度<60℃时,将其送至其MVR第二级预热器102内作为热介质进行二次利用。
[0055] 本发明的干燥结晶蒸汽与MVR系统多能级耦合的节能系统,可以有效解决园区蒸汽不足的情况,为了能够充分利用闪蒸结晶罐罐顶输出的闪蒸气,需对不同温度的闪蒸气进行系统控制:当温度较低(<60℃)时,将该闪蒸气送至MVR第二级预热器内作为热介质进行二次利用;当温度较高(≥60℃)时,开启蒸汽引射泵对该闪蒸气进行二次处理(提压处理),然后分别送至MVR第三级预热器103、MVR第二级预热器102、强制循环蒸发器112和蒸汽干燥器118中任一项或多项作为热介质进行二次利用,从而实现对能量的耦合利用,回收装置内低温余热,降低装置蒸汽能耗。。
[0056] 在一种实施方式中,如图1所示,所述节能系统还包括第五凝液罐202,且其罐顶设置有不凝气出口、底部设置有凝液出口,且其进口端连接至所述MVR系统中MVR第三级预热器103、MVR第二级预热器102、强制循环蒸发器112和蒸汽干燥器118中任一项或多项的热介质出口,其不凝气出口连接至MVR第二级预热器102的热介质进口,其凝液出口连接至MVR第一级预热器101的热介质进口,用于在闪蒸结晶罐116的闪蒸气温度≥60℃时,接受来自MVR第三级预热器103、MVR第二级预热器102、强制循环蒸发器112和蒸汽干燥器118中任一项或多项的热介质凝液,并对其进行减压气液分离,并自其不凝气出口输出第五级不凝气至MVR第二级预热器102内作为热介质进行二次利用、自其凝液出口输出第五级凝液至MVR第一级预热器101内作为热介质进行二次利用。
[0057] 本发明的干燥结晶蒸汽与MVR系统多能级耦合的节能系统,可以对第五凝液罐202输出的第五级不凝气和第五级凝液进行梯级利用,将第五级不凝气送至MVR第二级预热器102内作为热介质进行二次利用,将第五级凝液送至MVR第一级预热器101内作为热介质进行二次利用,从而实现对能量的耦合利用,回收装置内低温余热,降低装置蒸汽能耗。
[0058] 在一种实施方式中,如图1所示,自第五凝液罐202的凝液出口至MVR第一级预热器101的热介质进口的管线上还设置有第三循环泵203,第三循环泵203的出口端设置有第二阀门205;和/或,
[0059] 强制循环蒸发器112的热介质入口设置有阀门,包括位于其蒸汽热源管线上的第三阀门206和位于其二次利用热源管线上的第四阀门207;和/或,
[0060] MVR第二级预热器102的热介质进口管线上设置有第五阀门208;和/或,[0061] 自MVR第二级预热器102的热介质出口至第五凝液罐202的进口管线上设置有第六阀门209,第六阀门209位于MVR第二级预热器102的热介质出口与MVR第三级预热器103的热介质出口之间的位置;和/或,
[0062] 自第五凝液罐202至第五阀门208出口端的管线上设置有第七阀门210。
[0063] 在一种实施方式中,如图1所示,所述节能系统还包括第一控制器211,所述第一控制器211分别与第二阀门205、第三阀门206、第四阀门207、第五阀门208、第六阀门209和第七阀门210中的任一项或多项电信号连接,从而控制这些阀门的开关和开度,进而控制能量的二次利用路径,控制这些阀门所在管线内的物料流动,实现对其内能量的耦合利用,进而实现节能。
[0064] 在一种实施方式中,如图1所示,换热管线215上设置有第八阀门212;和/或,[0065] 第五凝液罐202的凝液出口端设置有第一阀门204;和/或,
[0066] 蒸汽干燥器118的热介质入口设置有阀门,包括位于其蒸汽热源管线上的第十一阀门216和位于其二次利用热源管线上的第九阀门213;和/或,
[0067] 所述节能系统还包括第二管线217,且所述第二管线217的进口端分别连接至MVR第三级预热器103、强制循环蒸发器112、MVR第二级预热器102中任一项或多项的热介质出口,出口端连接至第五凝液罐202的进口端,用于将MVR第三级预热器103、强制循环蒸发器112、MVR第二级预热器102中任一项或多项的热介质出口物料经第二管线217汇聚后送至第五凝液罐202内,第二管线217上设置有第十阀门214。
[0068] 在一种实施方式中,如图1所示,所述节能系统还包括第二控制器218,第二控制器218分别与第八阀门212、第九阀门213、第十阀门214、蒸汽引射泵201、第一阀门204和第十一阀门216中的任一项或多项电信号连接,从而控制这些阀门的开关和开度,进而控制能量的二次利用路径,控制这些阀门所在管线内的物料流动,实现对其内能量的耦合利用,进而实现节能。
[0069] 在一种实施方式中,如图1所示,所述MVR系统包括通过管线依次连接的MVR第一级预热器101、MVR第二级预热器102、MVR第三级预热器103,用于依次对进料的硫酸盐溶液进行换热预热后输出预热硫酸盐溶液;
[0070] 所述MVR系统还包括MVR结晶分离器104,且通过其进料口连接至MVR第三级预热器103的物料出口,用于对来自MVR第三级预热器103的预热硫酸盐溶液进行闪蒸结晶,输出闪蒸气和含有硫酸盐结晶的浓缩液;
[0071] 所述MVR系统还包括依次连接的压缩机115和强制循环蒸发器112;压缩机115的进口端连接至MVR结晶分离器104的闪蒸气出口,用于将来自MVR结晶分离器104的闪蒸气进行压缩后返送至强制循环蒸发器112作为其部分蒸汽来源(即作为其热介质进行二次利用),并输出热介质凝液;
[0072] 所述MVR系统还包括闪蒸结晶罐116,且其进料口连接至MVR结晶分离器104的浓缩液出料口,用于对来自MVR结晶分离器104的、含有硫酸盐结晶的合格浓缩液进行降温闪蒸结晶,并自罐顶输出闪蒸气,自罐底输出硫酸盐结晶;
[0073] 所述MVR系统还包括通过管线依次连接的第一离心泵117、蒸汽干燥器118,且第一离心泵117的进口连接至闪蒸结晶罐116的罐底出口,用于依次对闪蒸结晶罐116罐底输出的硫酸盐结晶进行离心脱水和蒸汽干燥,输出硫酸盐产品。
[0074] 在一种实施方式中,如图1所示,所述MVR系统包括通过管线依次连接的MVR第一级预热器101、MVR第二级预热器102、MVR第三级预热器103,用于依次对进料的硫酸盐溶液进行换热预热后输出预热硫酸盐溶液;
[0075] 所述MVR系统还包括MVR结晶分离器104,且其底部设置有储料仓105、底部一侧设置有出料口106、下方侧壁上分别设置有进料口、强制循环入口107和自循环入口114、顶部设置有闪蒸气出口,且储料仓105的底部设置有第一料仓出口108和第二料仓出口109,且通过其进料口连接至MVR第三级预热器103的物料出口,用于对来自MVR第三级预热器103的预热硫酸盐溶液进行闪蒸结晶,并自其顶部闪蒸气出口输出闪蒸气、含有硫酸盐结晶的浓缩液部分自其出料口106出料,部分储存至其储料仓105内,并部分自其第二料仓出口109出料并经其自循环入口114返送至MVR结晶分离器104、部分自其第一料仓出口108出料;
[0076] 自第二料仓出口109至自循环入口114的管线上设置有第一循环泵113,用于将自其第二料仓出口109出料的物料泵送至MVR结晶分离器104;
[0077] 所述MVR系统还包括出料管线、物料湿度仪表110、轴流泵111、强制循环蒸发器112、闪蒸结晶罐116;所述出料管线的第一端分别连接至第一料仓出口108和出料口106,所述出料管线的第二端分别连接至强制循环蒸发器112的底部进口和闪蒸结晶罐116的进料口,物料湿度仪表110并联设置于所述出料管线上,轴流泵111设置于强制循环蒸发器112的底部进口管线上,用于利用物料湿度仪表110检测来自第一料仓出口108和出料口106的物料,并在检测结果不合格时将其经轴流泵111送至强制循环蒸发器112进行处理后自强制循环入口107循环至MVR结晶分离器104内继续处理,而在检测结果合格时将其输出至闪蒸结晶罐116进行降温闪蒸结晶,并自罐顶输出闪蒸气,自罐底输出硫酸盐结晶;
[0078] 所述MVR系统还包括压缩机115,设置于MVR结晶分离器104的闪蒸气出口管线上,用于将来自MVR结晶分离器104的闪蒸气压缩后返送至强制循环蒸发器112作为其部分蒸汽来源;
[0079] 所述MVR系统还包括通过管线依次连接的第一离心泵117、蒸汽干燥器118,且第一离心泵117的进口连接至闪蒸结晶罐116的罐底出口,用于依次对闪蒸结晶罐116罐底输出的硫酸盐结晶进行离心脱水和蒸汽干燥,输出硫酸盐产品;
[0080] 所述MVR系统还包括通过管线相连接的第一级凝液储罐122、第三级凝液储罐123、不凝气冷凝器124、第二级凝液储罐125、第二离心泵126;其中,
[0081] 第一级凝液储罐122的进料口连接至MVR第二级预热器102和MVR第三级预热器103的热介质出口,用于对来自MVR第二级预热器102和MVR第三级预热器103的热介质凝液进行减压气液离,并自顶部输出第一级不凝气、自底部输出第一级凝液;
[0082] 第一级凝液储罐122、不凝气冷凝器124和第二级凝液储罐125依次连接,用于自第一级凝液储罐122输出第一级不凝气并送至不凝气冷凝器124进行冷却后送至第二级凝液储罐125进一步减压气液分离,并自顶部输出第二级不凝气、自底部输出第二级凝液;
[0083] 第三级凝液储罐123的进料口分别连接至第一级凝液储罐122和第二级凝液储罐125的底部出口,出料口连接至MVR第一级预热器101的热介质进口,用于接收来自第一级凝液储罐122的第一级凝液和来自第二级凝液储罐125的第二级凝液并送至MVR第一级预热器
101作为其热介质对进料的硫酸盐溶液进行第一级预热。
[0084] 本领域技术人员理解,本发明的干燥结晶蒸汽与MVR系统多能级耦合的节能系统中,相关管线上均设置有阀门,阀门分别由相关的控制器控制开关及开度,从而控制相关管线上的物料流动,进而控制能量的二次利用路径,从而在不同情况下选用不同的能量二次利用路径,使闪蒸结晶罐116罐顶输出的闪蒸气中的能量得到充分的回收利用。
[0085] 本发明还提供一种干燥结晶蒸汽与MVR系统多能级耦合的节能方法,采用前述节能系统进行。
[0086] 在一种实施方式中,如图1所示,所述节能方法包括:
[0087] (1)硫酸盐溶液经所述MVR系统处理后,自其闪蒸结晶罐116的罐顶输出闪蒸气,自罐底输出硫酸盐结晶;
[0088] (2)步骤(1)中闪蒸结晶罐116罐顶输出的闪蒸气温度≥60℃时,将其送至所述蒸汽引射泵201进行提压(比如提压至150‑200kPa)后送至MVR第三级预热器103、MVR第二级预热器102、强制循环蒸发器112和蒸汽干燥器118中任一项或多项作为热介质进行二次利用;
[0089] 步骤(1)中闪蒸结晶罐116罐顶输出的闪蒸气温度<60℃时,将其送至MVR第二级预热器102内作为热介质进行二次利用。
[0090] 本发明的干燥结晶蒸汽与MVR系统多能级耦合的节能方法,可以有效解决园区蒸汽不足的情况,为了能够充分利用闪蒸结晶罐罐顶输出的闪蒸气,可对不同温度的闪蒸气进行系统控制:当温度较低(<60℃)时,将该闪蒸气送至MVR第二级预热器内作为热介质进行二次利用;当温度较高(≥60℃)时,开启蒸汽引射泵对该闪蒸气进行二次处理(提压处理),然后分别送至MVR第三级预热器103、MVR第二级预热器102、强制循环蒸发器112和蒸汽干燥器118中任一项或多项作为热介质进行二次利用
[0091] 在一种实施方式中,所述节能方法还包括步骤(3),将MVR第三级预热器103、MVR第二级预热器102、强制循环蒸发器112和蒸汽干燥器118中任一项或多项的热介质凝液送至第五凝液罐202内进行减压气液分离,并自其不凝气出口输出第五级不凝气至MVR第二级预热器102内作为热介质进行二次利用、自其凝液出口输出第五级凝液至MVR第一级预热器101内作为热介质进行二次利用。
[0092] 本发明的节能方法,通过对第五凝液罐202输出的第五级不凝气和第五级凝液进行梯级利用,将第五级不凝气送至MVR第二级预热器102内作为热介质进行二次利用,将第五级凝液送至MVR第一级预热器101内作为热介质进行二次利用,从而实现对能量的耦合利用,回收装置内低温余热,降低装置蒸汽能耗。
[0093] 在一种实施方式中,所述节能方法还包括利用第一控制器211分别控制第二阀门205、第三阀门206、第四阀门207、第五阀门208、第六阀门209和第七阀门210中的任一项或多项,从而控制这些阀门的开关和开度,进而控制能量的二次利用路径,控制这些阀门所在管线内的物料流动,实现对其内能量的耦合利用,进而实现节能。
[0094] 在一种实施方式中,利用第二控制器218分别控制第八阀门212、第九阀门213、第十阀门214、蒸汽引射泵201、第一阀门204和第十一阀门216中的任一项或多项,从而控制这些阀门的开关和开度,进而控制能量的二次利用路径,控制这些阀门所在管线内的物料流动,实现对其内能量的耦合利用,进而实现节能。
[0095] 本发明的干燥结晶蒸汽与MVR系统多能级耦合的节能系统及节能方法,可以有效解决园区蒸汽不足的情况。
[0096] 以下通过实施例和对比例进一步说明本发明。
[0097] 实施例1(S1)
[0098] 如图1所示,一种干燥结晶蒸汽与MVR系统多能级耦合的节能系统A1,包括MVR系统和蒸汽引射泵201;其中,
[0099] 所述MVR系统包括通过管线依次连接的MVR第一级预热器101、MVR第二级预热器102、MVR第三级预热器103,用于依次对进料的盐溶液进行换热预热后输出预热盐溶液;
[0100] 所述MVR系统还包括MVR结晶分离器104,且其底部设置有储料仓105、底部一侧设置有出料口106、下方侧壁上分别设置有进料口、强制循环入口107和自循环入口114、顶部设置有闪蒸气出口,且储料仓105的底部设置有第一料仓出口108和第二料仓出口109,且通过其进料口连接至MVR第三级预热器103的物料出口,用于对来自MVR第三级预热器103的预热盐溶液进行闪蒸结晶,并自其顶部闪蒸气出口输出闪蒸气、含有硫酸盐结晶的浓缩液部分自其出料口106出料,部分储存至其储料仓105内,并部分自其第二料仓出口109出料并经其自循环入口114返送至MVR结晶分离器104、部分自其第一料仓出口108出料;
[0101] 自第二料仓出口109至自循环入口114的管线上设置有第一循环泵113,用于将自其第二料仓出口109出料的物料泵送至MVR结晶分离器104;
[0102] 所述MVR系统还包括出料管线、物料湿度仪表110、轴流泵111、强制循环蒸发器112、闪蒸结晶罐116;所述出料管线的第一端分别连接至第一料仓出口108和出料口106,所述出料管线的第二端分别连接至强制循环蒸发器112的底部进口和闪蒸结晶罐116的进料口,物料湿度仪表110并联设置于所述出料管线上,轴流泵111设置于强制循环蒸发器112的底部进口管线上,用于利用物料湿度仪表110检测来自第一料仓出口108和出料口106的物料,并在检测结果不合格时将其经轴流泵111送至强制循环蒸发器112进行处理后自强制循环入口107循环至MVR结晶分离器104内继续处理,而在检测结果合格时将其输出至闪蒸结晶罐116进行降温闪蒸结晶,并自罐顶输出闪蒸气,自罐底输出硫酸盐结晶;
[0103] 所述MVR系统还包括压缩机115,设置于MVR结晶分离器104的闪蒸气出口管线上,用于将来自MVR结晶分离器104的闪蒸气压缩后返送至强制循环蒸发器112作为其部分蒸汽来源;
[0104] 所述MVR系统还包括通过管线依次连接的第一离心泵117、蒸汽干燥器118,且第一离心泵117的进口连接至闪蒸结晶罐116的罐底出口,用于依次对闪蒸结晶罐116罐底输出的硫酸盐结晶进行离心脱水和蒸汽干燥,输出硫酸盐产品;
[0105] 所述MVR系统还包括通过管线相连接的第一级凝液储罐122、第三级凝液储罐123、不凝气冷凝器124、第二级凝液储罐125、第二离心泵126;其中,
[0106] 第一级凝液储罐122的进料口连接至MVR第二级预热器102和MVR第三级预热器103的热介质出口,用于对来自MVR第二级预热器102和MVR第三级预热器103的热介质凝液进行减压气液分离,并自顶部输出第一级不凝气、自底部输出第一级凝液;
[0107] 第一级凝液储罐122、不凝气冷凝器124和第二级凝液储罐125依次连接,用于自第一级凝液储罐122输出第一级不凝气并送至不凝气冷凝器124进行冷却后送至第二级凝液储罐125进一步减压气液分离,并自顶部输出第二级不凝气、自底部输出第二级凝液;
[0108] 第三级凝液储罐123的进料口分别连接至第一级凝液储罐122和第二级凝液储罐125的底部出口,出料口连接至MVR第一级预热器101的热介质进口,用于接收来自第一级凝液储罐122的第一级凝液和来自第二级凝液储罐125的第二级凝液并送至MVR第一级预热器
101作为其热介质对进料的硫酸盐溶液进行第一级预热;
[0109] 而所述蒸汽引射泵201设置于所述MVR系统中闪蒸结晶罐116的罐顶出口管线上,且其出口端连接至所述MVR系统中MVR第三级预热器103、MVR第二级预热器102、强制循环蒸发器112和蒸汽干燥器118中任一项或多项的热介质入口,用于在闪蒸结晶罐116的闪蒸气温度≥60℃时,对其进行提压(比如提压至150‑200kPa)后送至MVR第三级预热器103、MVR第二级预热器102、强制循环蒸发器112和蒸汽干燥器118中任一项或多项作为热介质进行二次利用;
[0110] 所述节能系统还包括换热管线215,所述换热管线215与所述蒸汽引射泵201并联设置,用于在所述MVR系统中闪蒸结晶罐116的闪蒸气温度<60℃时,将其送至其MVR第二级预热器102内作为热介质进行二次利用。
[0111] 一种干燥结晶蒸汽与MVR系统多能级耦合的节能方法,采用如图1所示节能系统A1对硫酸盐溶液进行处理;其中,所述节能方法包括:
[0112] (1)硫酸盐溶液经所述MVR系统处理时,自其闪蒸结晶罐116的罐顶输出闪蒸气,自罐底输出硫酸盐结晶;
[0113] (2)步骤(1)中闪蒸结晶罐116罐顶输出的闪蒸气温度为65℃,利用第一控制器211和第二控制器218分别控制相关物料管线上的相关阀门,将其送至所述蒸汽引射泵201进行提压至200kPa后分别送至MVR第三级预热器103、MVR第二级预热器102、强制循环蒸发器112和蒸汽干燥器118中作为热介质进行二次利用;
[0114] (3)利用第一控制器211和第二控制器218分别控制相关物料管线上的相关阀门,分别将MVR第三级预热器103、MVR第二级预热器102、强制循环蒸发器112和蒸汽干燥器118中的热介质凝液送至第五凝液罐202内进行减压气液分离,并自其不凝气出口输出第五级不凝气至MVR第二级预热器102内作为热介质进行二次利用、自其凝液出口输出第五级凝液至MVR第一级预热器101内作为热介质进行二次利用。
[0115] 结果:
[0116] 实施例1中,闪蒸结晶罐116罐顶输出的闪蒸气分别送至MVR第三级预热器103、MVR第二级预热器102、强制循环蒸发器112和蒸汽干燥器118中作为热介质进行了能量的二次利用,减少了MVR第三级预热器103、MVR第二级预热器102、强制循环蒸发器112和蒸汽干燥器118中蒸汽的用量;
[0117] 实施例1中,分别将MVR第三级预热器103、MVR第二级预热器102、强制循环蒸发器112和蒸汽干燥器118输出的热介质凝液送至第五凝液罐202内进行减压气液分离,并自其不凝气出口输出第五级不凝气至MVR第二级预热器102内作为热介质进行了能量的二次利用、自其凝液出口输出第五级凝液至MVR第一级预热器101内作为热介质进行了能量的二次利用,减少了MVR第二级预热器102、MVR第一级预热器101中蒸汽的用量;
[0118] 实施例1中,需自外部(比如园区)引入的蒸汽总用量仅为10t/h。
[0119] 实施例2(S2)
[0120] 一种干燥结晶蒸汽与MVR系统多能级耦合的节能方法,采用如图1所示节能系统A1对硫酸盐溶液进行处理;其中,所述节能方法包括:
[0121] (1)硫酸盐溶液经所述MVR系统处理时,自其闪蒸结晶罐116的罐顶输出闪蒸气,自罐底输出硫酸盐结晶;
[0122] (2)步骤(1)中闪蒸结晶罐116罐顶输出的闪蒸气温度为50℃,将其送至MVR第二级预热器102内作为热介质进行二次利用。
[0123] 结果:
[0124] 实施例2中,需自外部(比如园区)引入的蒸汽总用量仅为15t/h。
[0125] 对比例1(D1)
[0126] 如图2所示,传统的MVR系统A1’包括通过管线依次连接的MVR第一级预热器101、MVR第二级预热器102、MVR第三级预热器103,用于依次对进料的硫酸盐溶液进行换热预热后输出预热硫酸盐溶液;
[0127] 所述MVR系统还包括MVR结晶分离器104,且其底部设置有储料仓105、底部一侧设置有出料口106、下方侧壁上分别设置有强制循环入口107和自循环入口114、顶部设置有闪蒸气出口,且所述储料仓105的底部设置有第一料仓出口108和第二料仓出口109,用于对来自MVR第三级预热器103的预热硫酸盐溶液进行闪蒸结晶,并自其自闪蒸气出口输出闪蒸气、含有硫酸盐结晶的浓缩液部分自其出料口106出料,部分储存至其储料仓105内,并部分自其第二料仓出口109出料并经其自循环入口114返送至MVR结晶分离器104、部分自其第一料仓出口108出料;
[0128] 自第二料仓出口109至自循环入口114的管线上设置有第一循环泵113,用于将自其第二料仓出口109出料的物料泵送至MVR结晶分离器104;
[0129] 所述MVR系统还包括出料管线、物料湿度仪表110、轴流泵111、强制循环蒸发器112、闪蒸结晶罐116;所述出料管线的第一端分别连接至第一料仓出口108和出料口106,所述出料管线的第二端分别连接至强制循环蒸发器112的底部进口和闪蒸结晶罐116的进料口,物料湿度仪表110并联设置于所述出料管线上,轴流泵111设置于强制循环蒸发器112的底部进口管线上,用于利用物料湿度仪表110检测来自第一料仓出口108和出料口106的物料,并在检测结果不合格时将其经轴流泵111送至强制循环蒸发器112进行处理后自强制循环入口107循环至MVR结晶分离器104内继续处理,而在检测结果合格时将其输出至闪蒸结晶罐116进行降温闪蒸结晶,并自罐顶输出闪蒸气,自罐底输出硫酸盐结晶;
[0130] 所述MVR系统还包括压缩机115,用于将来自MVR结晶分离器104的闪蒸气压缩后返送至强制循环蒸发器112作为其部分蒸汽来源;
[0131] 所述MVR系统还包括通过管线依次连接的第一离心泵117、蒸汽干燥器118,且第一离心泵117的进口连接至闪蒸结晶罐116的罐底出口,用于依次对闪蒸结晶罐116罐底输出的硫酸盐结晶进行离心脱水和蒸汽干燥,输出硫酸盐产品;
[0132] 所述MVR系统还包括通过管线依次连接的闪蒸冷凝器119、第四级凝液储罐120、第二循环泵121,且闪蒸冷凝器119的进口连接至闪蒸结晶罐116的罐顶出口,用于对来自闪蒸结晶罐116罐顶的闪蒸气进行冷凝后,利用第四级凝液储罐120收集凝液并输出,利用第二循环泵121泵送输出不凝气;
[0133] 所述MVR系统还包括通过管线相连接的第一级凝液储罐122、第三级凝液储罐123、不凝气冷凝器124、第二级凝液储罐125、第二离心泵126;其中,
[0134] 第一级凝液储罐122的进料口连接至MVR第二级预热器102和MVR第三级预热器103的热介质出口,用于对来自MVR第二级预热器102和MVR第三级预热器103的热介质凝液进行减压气液分离,并自顶部输出第一级不凝气、自底部输出第一级凝液;
[0135] 第一级凝液储罐122、不凝气冷凝器124和第二级凝液储罐125依次连接,用于自第一级凝液储罐122输出第一级不凝气并送至不凝气冷凝器124进行冷却后送至第二级凝液储罐125进一步减压气液分离,并自顶部输出第二级不凝气、自底部输出第二级凝液;
[0136] 第三级凝液储罐123的进料口分别连接至第一级凝液储罐122和第二级凝液储罐125的底部出口,出料口连接至MVR第一级预热器101的热介质进口,用于接收来自第一级凝液储罐122的第一级凝液和来自第二级凝液储罐125的第二级凝液并送至MVR第一级预热器
101作为其热介质对进料的硫酸盐溶液进行第一级预热。
[0137] 利用前述传统的MVR系统A1’对硫酸盐溶液进行处理,方法如下:
[0138] (1)硫酸盐溶液经MVR系统A1’处理时,自其闪蒸结晶罐116的罐顶输出闪蒸气,自罐底输出硫酸盐结晶;
[0139] (2)利用闪蒸冷凝器119对步骤(1)中闪蒸结晶罐116罐顶的闪蒸气进行冷凝,利用第四级凝液储罐120对冷凝所得凝液进行收集,利用第二循环泵121对冷凝所得不凝气泵送输出;
[0140] 利用第一离心泵117、蒸汽干燥器118对步骤(1)中闪蒸结晶罐116罐底输出的硫酸盐结晶进行离心脱水和蒸汽干燥,输出硫酸盐产品。
[0141] 对比例1中,需自外部(比如园区)引入的蒸汽总用量为18.7t/h。
[0142] 根据实施例1‑2与对比例1的比较可知,本发明的节能系统及节能方法,可根据闪蒸结晶罐116罐顶闪蒸气的温度分别采用不同的能量二次利用路径,从而将闪蒸结晶罐116罐顶闪蒸气中的能量进行充分回用,实现闪蒸气与MVR系统多能级耦合,减少需要蒸汽预热或加热的装置的蒸汽用量,即降低蒸汽需求量,减少园区蒸汽的生产压力,降低对硫酸盐的处理成本。
[0143] 尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例做了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限值。本领域技术人员可以理解,在本说明书的教导之下,可对本发明做一些修改和调整。这些修改和调整也应当在本发明权利要求所限定的范围之内。