一種葡萄糖酸鈉溶液蒸發(fā)結(jié)晶的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于葡萄糖酸鈉溶液蒸發(fā)的熱結(jié)晶技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種葡萄糖酸鈉溶液蒸發(fā)結(jié)晶工藝的蒸汽再壓縮利用系統(tǒng)及方法，具體為一種葡萄糖酸鈉溶液蒸發(fā)結(jié)晶的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]2009年，我國發(fā)酵行業(yè)產(chǎn)品總產(chǎn)量約1600萬t，按每年10%的速度增長，預(yù)計(jì)2015年，發(fā)酵行業(yè)產(chǎn)品年產(chǎn)量約2500萬t，汽耗約2億t，其中，濃縮工段約占總能耗的40%，則濃縮工段用汽約8000萬t。采用機(jī)械式蒸汽再壓縮技術(shù)，單位產(chǎn)品濃縮汽耗可節(jié)約90%以上，按在全行業(yè)推廣20%計(jì)，則每年可節(jié)約蒸汽約1440萬t，約折145萬tee。對于葡萄糖酸鈉溶液結(jié)晶工藝中，常規(guī)蒸發(fā)中需要大量冷卻水冷卻二次蒸汽的熱量(使之冷凝)，然后冷卻水的熱量再通過冷卻塔冷卻將熱量釋放到大氣中，不但消耗新鮮蒸汽，同時(shí)冷卻塔消耗大量循環(huán)水以及電能(栗)運(yùn)行，造成三重浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對上述存在的問題而提供一種葡萄糖酸鈉溶液蒸發(fā)結(jié)晶的裝置及方法，利用高能效蒸汽壓縮機(jī)壓縮加熱蒸發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)生的二次蒸汽，提高二次蒸汽的焓值，提高焓值后的二次蒸汽進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)作為熱源循環(huán)使用，替代絕大部分生蒸汽，生蒸汽僅用于補(bǔ)充熱損失和補(bǔ)充進(jìn)出料溫差所需熱焓，從而大幅度降低蒸發(fā)器的生蒸汽消耗，達(dá)到節(jié)能目的。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
葡萄糖酸鈉溶液蒸發(fā)結(jié)晶的裝置，包括預(yù)蒸發(fā)系統(tǒng)和結(jié)晶系統(tǒng)，其特征在于，所述的預(yù)蒸發(fā)系統(tǒng)包括依次連接的物料平衡罐、進(jìn)料栗、列管預(yù)熱器、自動(dòng)調(diào)節(jié)閥、I效蒸發(fā)器、自動(dòng)調(diào)節(jié)閥、II效蒸發(fā)器、出料栗；所述的結(jié)晶系統(tǒng)包括依次連接的自動(dòng)調(diào)節(jié)閥、循環(huán)蒸發(fā)器、自動(dòng)調(diào)節(jié)閥、出料栗、晶漿罐、晶漿罐出料栗。
[0005]該系統(tǒng)的特點(diǎn)還有:
所述的列管預(yù)熱器兼作冷凝器。
[0006]所述的預(yù)蒸發(fā)系統(tǒng)包括冷凝水儲(chǔ)罐I，該冷凝水儲(chǔ)罐I分別與I效蒸發(fā)器、II效蒸發(fā)器和冷凝器連接；還包括冷凝水儲(chǔ)罐II，該冷凝水儲(chǔ)罐II連接預(yù)蒸發(fā)系統(tǒng)蒸汽壓縮機(jī)；
所述的結(jié)晶系統(tǒng)包括冷凝水儲(chǔ)罐III，該冷凝水儲(chǔ)罐III分別與結(jié)晶加熱器和冷凝器連接；還包括冷凝水儲(chǔ)罐IV，該冷凝水儲(chǔ)罐IV與結(jié)晶蒸汽壓縮機(jī)連接。
[0007]所述的預(yù)蒸發(fā)系統(tǒng)中I效蒸發(fā)器為I效兩段降膜蒸發(fā)器，分為I效加熱器和I效分離器。
[0008]所述的預(yù)蒸發(fā)系統(tǒng)中所述的II效蒸發(fā)器為II效兩段降膜蒸發(fā)器，分為II效加熱器和II效分離器。
[0009]所述的結(jié)晶系統(tǒng)中循環(huán)蒸發(fā)器為強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器，分為結(jié)晶加熱器和結(jié)晶分離器。
[0010]本發(fā)明還提供一種葡萄糖酸鈉溶液蒸發(fā)結(jié)晶的方法，包括預(yù)蒸發(fā)步驟和結(jié)晶步驟，具體步驟如下:
(1)預(yù)蒸發(fā)步驟:前工序送來的質(zhì)量濃度27%-27.5%、溫度70-75°C的葡萄糖酸鈉溶液先通過流量調(diào)節(jié)閥進(jìn)入物料平衡罐，物料平衡罐內(nèi)物料液位高度由裝在的罐底的液位變送器信號反饋給流量自動(dòng)調(diào)節(jié)閥來自動(dòng)調(diào)節(jié)；再由進(jìn)料栗PP-201經(jīng)電磁流量計(jì)首先進(jìn)入列管預(yù)熱器后，再經(jīng)自動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)入I效蒸發(fā)器，進(jìn)料流量由I效蒸發(fā)器液位反饋調(diào)節(jié)閥來自動(dòng)調(diào)節(jié)，在I效蒸發(fā)器內(nèi)經(jīng)循環(huán)栗加熱蒸發(fā)，達(dá)到一定濃度然后進(jìn)入II效蒸發(fā)器，完成兩次蒸發(fā)分離的物料通過出料栗經(jīng)出料電磁流量計(jì)送入下道結(jié)晶系統(tǒng)；I效加熱器、II效蒸發(fā)器及冷凝器產(chǎn)生的冷凝水在冷凝水儲(chǔ)罐I混合，一部分通過栗排出，另一部分冷凝水送入預(yù)蒸發(fā)系統(tǒng)蒸汽壓縮機(jī)進(jìn)氣口給二次蒸汽噴淋；預(yù)蒸發(fā)系統(tǒng)蒸汽壓縮機(jī)產(chǎn)生的冷凝水通過冷凝水儲(chǔ)罐II由栗排出；
(2)結(jié)晶步驟:前工序送來的質(zhì)量濃度54.5%-55%、溫度80°C的葡萄糖酸鈉溶液經(jīng)自動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)入循環(huán)蒸發(fā)器，該循環(huán)蒸發(fā)器分為結(jié)晶加熱器和結(jié)晶分離器，進(jìn)料流量由結(jié)晶分離器液位反饋調(diào)節(jié)閥來自動(dòng)調(diào)節(jié)；結(jié)晶加熱器及冷凝器產(chǎn)生的冷凝水在冷凝水儲(chǔ)罐III混合，一部分通過栗排出，另一部分冷凝水送入結(jié)晶蒸汽壓縮機(jī)進(jìn)氣口給二次蒸汽噴淋；結(jié)晶蒸汽壓縮機(jī)產(chǎn)生的冷凝水通過冷凝水儲(chǔ)罐IV由栗排出。
[0011]所述的結(jié)晶步驟中，結(jié)晶加熱器為強(qiáng)制循環(huán)形式，在結(jié)晶加熱器內(nèi)，物料在強(qiáng)制循環(huán)栗的作用下滿管高速運(yùn)行，在結(jié)晶加熱器內(nèi)完成加熱的物料送入結(jié)晶分離器，在真空狀態(tài)下進(jìn)行蒸發(fā)，分離出的二次蒸汽進(jìn)入結(jié)晶蒸汽壓縮機(jī)的入口，升溫20°C后送回結(jié)晶加熱器重復(fù)利用；結(jié)晶分離器內(nèi)含有晶體的溶液通過質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行濃度檢測，濃度合格的物料通過自動(dòng)調(diào)節(jié)閥送入晶漿罐，進(jìn)一步養(yǎng)晶，然后通過栗PP-305送到下道分離系統(tǒng)；濃縮后的葡萄糖酸鈉溶液的出料質(zhì)量濃度為70-72%，出料溫度70°C ;其中結(jié)晶加熱器的參數(shù)如下:溫度80°C，壓力-0.05MPa ;結(jié)晶分離器的參數(shù)如下:溫度60°C，壓力-0.08MPa。
[0012]所述的預(yù)蒸發(fā)步驟中，所述的I效蒸發(fā)器為I效兩段降膜蒸發(fā)器，為兩段式加熱蒸發(fā)分離器，分為I效加熱器和I效分離器:在I效加熱器內(nèi)，物料經(jīng)由I效加熱器上部的分配盤分布到兩段的列管內(nèi)壁形成液膜并均勻向下流動(dòng)，液膜與蒸汽換熱進(jìn)行加熱蒸發(fā)，蒸發(fā)完成后物料到達(dá)加熱器底部，經(jīng)物料栗循環(huán)加熱蒸發(fā)；從物料中蒸發(fā)出來的二次蒸汽及物料的微沫先在加熱器底部的空腔內(nèi)初步分離，然后進(jìn)入I效分離器進(jìn)行旋風(fēng)分離，分離出的物料回到加熱器底部，分離出的二次蒸汽進(jìn)入II效蒸發(fā)器，做為II效蒸發(fā)器的熱源；其中I效加熱器的參數(shù)如下:溫度86°C，壓力-0.04IMPa ； I效分離器的參數(shù)如下:溫度 78°C，壓力-0.05MPa。
[0013]所述的預(yù)蒸發(fā)步驟中，所述的II效蒸發(fā)器為II效兩段降膜蒸發(fā)器，為兩段式加熱蒸發(fā)分離器，分為II效加熱器和II效分離器:在II效加熱器內(nèi)，物料經(jīng)由加熱器上部的分配盤分布到兩段的列管內(nèi)壁形成液膜并均勻向下流動(dòng)，液膜與蒸汽換熱進(jìn)行加熱蒸發(fā)，蒸發(fā)完成后物料到達(dá)加熱器底部，經(jīng)物料栗循環(huán)蒸發(fā)加熱；從物料中蒸發(fā)出來的二次蒸汽及物料的微沫先在加熱器底部的空腔內(nèi)初步分離，然后進(jìn)入II效分離器進(jìn)行旋風(fēng)分離，分離出的物料回到加熱器底部，分離出的二次蒸汽進(jìn)入預(yù)蒸發(fā)系統(tǒng)蒸汽壓縮風(fēng)機(jī)，壓縮升溫升壓后送回I效加熱器重復(fù)利用，濃縮后的葡萄糖酸鈉溶液的質(zhì)量濃度為54.5%-55%，出料溫度70-73°C ;其中II效加熱器的參數(shù)如下:溫度78°C，壓力-0.05MPa ； II效分離器的參數(shù)如下:溫度68。。，壓力-0.07MPao
[0014]所述的預(yù)蒸發(fā)系統(tǒng)蒸汽壓縮機(jī)升溫幅度為溫升18°C。
[0015]本發(fā)明的有益效果為:
利用高能效蒸汽壓縮機(jī)壓縮蒸發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)生的二次蒸汽，提高二次蒸汽的焓，提高熱焓的二次蒸汽進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)作為熱源循環(huán)使用，替代絕大部分生蒸汽，生蒸汽僅用于補(bǔ)充熱損失和補(bǔ)充進(jìn)出料溫差所需熱焓，從而大幅度降低蒸發(fā)器的生蒸汽消耗，達(dá)到節(jié)能目的。
[0016]總之，本發(fā)明的葡萄糖酸鈉溶液蒸發(fā)結(jié)晶的裝置及方法，通過采用機(jī)械式蒸汽再壓縮技術(shù)，可有效降低噸產(chǎn)品汽耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明葡萄糖酸鈉溶液蒸發(fā)結(jié)晶的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖2為圖1中A部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為圖1中B部結(jié)構(gòu)示意圖；
其中，1-物料平衡罐，2-進(jìn)料栗，3-列管預(yù)熱器，4-自動(dòng)調(diào)節(jié)閥，5-1效加熱器，6-1效分離器，7-1I效加熱器，8-1I效分離器，9-出料栗，10-結(jié)晶加熱器，11-結(jié)晶分離器，12-出料栗，13-晶漿罐，14-結(jié)晶蒸汽壓縮機(jī)，15-預(yù)蒸發(fā)系統(tǒng)蒸汽壓縮機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面通過具體實(shí)施例結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。
葡萄糖酸鈉溶液蒸發(fā)結(jié)晶的裝置，包括預(yù)蒸發(fā)系統(tǒng)和結(jié)晶系統(tǒng)，所述的預(yù)蒸發(fā)系統(tǒng)包括依次連接的物料平衡罐1、進(jìn)料栗2、列管預(yù)熱器3、自動(dòng)調(diào)節(jié)閥4、I效蒸發(fā)器、自動(dòng)調(diào)節(jié)閥4、II效蒸發(fā)器、出料栗9 ;所述的結(jié)晶系統(tǒng)包括依次連接的自動(dòng)調(diào)節(jié)閥4、循環(huán)蒸發(fā)器、自動(dòng)調(diào)節(jié)閥4、出料栗9、晶漿罐13、晶漿罐出料栗。
[0019]所述的列管預(yù)熱器3兼作冷凝器。
[0020]所述的預(yù)蒸發(fā)系統(tǒng)包括冷凝水儲(chǔ)罐I，該冷凝水儲(chǔ)罐I分別與I效蒸發(fā)器、II效蒸發(fā)器和冷凝器連接；還包括冷凝水儲(chǔ)罐II，該冷凝水儲(chǔ)罐II連接預(yù)蒸發(fā)系統(tǒng)蒸汽壓縮機(jī)；
所述的結(jié)晶系統(tǒng)包括冷凝水儲(chǔ)罐III，該冷凝水儲(chǔ)罐III分別與結(jié)晶加熱器和冷凝器連接；還包括冷凝水儲(chǔ)罐IV，該冷凝水儲(chǔ)罐IV與結(jié)晶蒸汽壓縮機(jī)連接。
[0021]所述的預(yù)蒸發(fā)系統(tǒng)中I效蒸發(fā)器為I效兩段降膜蒸發(fā)器，分為I效加熱器5和I效分離器6。
[0022]所述的預(yù)蒸發(fā)系統(tǒng)中所述的II效蒸發(fā)器為II效兩段降膜蒸發(fā)器，分為II效加熱器7和II效分離器8。
[0023]所述的結(jié)晶系統(tǒng)中循環(huán)蒸發(fā)器為強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器，分為結(jié)晶加熱器10和結(jié)晶分離器11。
[0024]本發(fā)明還提供一種葡萄糖酸鈉溶液蒸發(fā)結(jié)晶的方法，包括預(yù)蒸發(fā)步驟和結(jié)晶步驟，具體步驟如下: (1)預(yù)蒸發(fā)步驟:前工序送來的質(zhì)量濃度27%-27.5%、溫度70-75°C的葡萄糖酸鈉溶液先通過流量調(diào)節(jié)閥進(jìn)入物料平衡罐I，物料平衡罐內(nèi)物料液位高度由裝在的罐底的液位變送器信號反饋給流量自動(dòng)調(diào)節(jié)閥4來自動(dòng)調(diào)節(jié)；再由進(jìn)料栗(PP-201) 2經(jīng)電磁流量計(jì)首先進(jìn)入列管預(yù)熱器3后，再經(jīng)自動(dòng)調(diào)節(jié)閥4進(jìn)入I效蒸發(fā)器，進(jìn)料流量由I效蒸發(fā)器液位反饋調(diào)節(jié)閥來自動(dòng)調(diào)節(jié)，在I效加熱器內(nèi)經(jīng)循環(huán)栗循環(huán)加熱蒸發(fā)，達(dá)到一定濃度然后