專利名稱：低溫蒸發過硫酸鈉的方法
技術領域：
本發明涉及一種過硫酸鈉的生產方法，特別是一種蒸發過硫酸鈉的方法。
背景技術：
過硫酸鈉在溫度較高的時候會分解變性，生成其它的物質，得不到需要的物質，現有技術采用低溫蒸發結晶過硫酸鈉的方法，采用蒸汽鍋爐，蒸發器的熱效率低、比能耗高。
發明內容
本發明的目的是提供一種低溫蒸發過硫酸鈉的方法，要解決的技術問題是降低蒸發過硫酸鈉的成本。本發明采用以下技術方案一種低溫蒸發過硫酸鈉的方法，包括以下步驟一、進料，溫度為25°C的飽和過硫酸鈉溶液原液A儲存在原液罐中，由進料泵打入板式換熱器內， 在板式換熱器內的原液A與強制循環蒸發器中的二次蒸汽冷凝液進行熱交換，原液A經過一次預熱后，進入列管式換熱器，在列管式換熱器內，原液A與來自強制循環蒸發器的蒸汽不凝氣C以及混在蒸汽不凝氣中的二次蒸汽進行熱交換，原液A經過二次預熱后溫度升至 38°C，被送入強制循環蒸發器，在預熱后的原液A進入到強制循環蒸發器的同時，開啟真空泵對強制循環蒸發器抽真空；二、預熱后的原液A進入強制循環蒸發器進行強制循環加熱蒸發，達到蒸發溫度38°C，過飽和母液從強制循環蒸發器的出料口開始進入結晶分離器，關閉強制循環蒸發器的進料口，開啟蒸汽壓縮機、強制循環泵和結晶循環出料泵；三、過飽和母液進入結晶分離器，在結晶分離器中進行閃蒸與汽液分離，過硫酸鈉晶粒在結晶分離器內被淘析、結晶、緩慢成長，長大后的晶粒沉淀在結晶分離器底部；四、結晶循環出料泵將含結晶母液B抽出，達到合格標準后出料，由泵排出到緩沖反應釜，從結晶分離器出來的二次蒸汽，進入蒸汽壓縮機，二次蒸汽被壓縮后，溫度升高到50°C左右，被送入強制循環蒸發器內的蒸發室加熱原液A，加熱原液A的過程中，蒸汽被冷凝成蒸汽冷凝液由蒸餾水泵經板式換熱器與原液A熱交換后排出，其溫度為30°C，預熱后的原液A進入強制循環蒸發器后，與壓縮后升高到50°C的二次蒸汽進行換熱，強制循環蒸發器達到熱平衡；五、含結晶母液B經過離心，離心分離出過硫酸鈉晶粒和母液，再用母液回流泵輸送到，重新進入板式換熱器， 加熱、強制循環加熱蒸發、結晶，如此不停循環，將原液A全部處理完畢，最終產品為蒸餾水 D與過硫酸鈉結晶。本發明的步驟一連接在真空泵抽氣口的比例調節閥調節裝置的真空度為0. 09mpa 以下。本發明的步驟二中的蒸發壓力控制在60mbar內，60分鐘內。本發明的蒸汽壓縮機的蒸發量為1. 5t/h。本發明的強制循環泵的流量為380m3/h，揚程為20m。本發明的結晶循環出料泵的流量為20m3/h，揚程為20m。本發明的含結晶母液B的合格標準為經檢測固液比達到1/5且顆粒達到0. 6mm以上。本發明的含結晶母液B未達到合格標準，則重新進入結晶分離器進行閃蒸與汽液分離。本發明的熱平衡采用蒸汽壓縮機來維持強制循環蒸發器的熱平衡。本發明與現有技術相比，使用機械式蒸汽再壓縮蒸發器蒸發過硫酸鈉，降低過硫酸鈉蒸發溫度，節能環保，蒸發1噸水的能耗大約是傳統蒸發器的1/6到1/5，完全擺脫了對蒸汽鍋爐的依賴，只要有電就能使用，而且自動化程度高，全自動工作流程，不需要人工監控。
圖1是本發明采用設備的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。如圖1所示，本發明的低溫蒸發過硫酸鈉的方法，包括以下步驟一、進料，溫度為25°C的飽和過硫酸鈉溶液原液A儲存在原液罐中，由進料泵打入板式換熱器1內，在板式換熱器1內的原液A與強制循環蒸發器9中的二次蒸汽冷凝液進行熱交換。原液A經過一次預熱后，進入列管式換熱器8，在列管式換熱器8內，原液A與來自強制循環蒸發器9的蒸汽不凝氣C以及混在蒸汽不凝氣中的二次蒸汽進行熱交換。原液 A經過二次預熱后溫度升至38°C，被送入強制循環蒸發器9，在預熱后的原液A進入到強制循環蒸發器9的同時，開啟真空泵5對強制循環蒸發器9抽真空，連接在真空泵5抽氣口的比例調節閥調節裝置的真空度為0. 09mpa以下。二、預熱后的原液A進入強制循環蒸發器9進行強制循環加熱蒸發蒸發壓力控制在60mbar內，60分鐘內，達到蒸發溫度38°C，過飽和母液從強制循環蒸發器9的出料口開始進入結晶分離器11，關閉強制循環蒸發器9的進料口，開啟蒸汽壓縮機10、強制循環泵6 和結晶循環出料泵7，蒸汽壓縮機10蒸發量1. 5t/h，強制循環泵6流量380m3/h，揚程20m， 結晶循環出料泵7流量20m3/h，揚程20m。三、過飽和母液進入結晶分離器11，在結晶分離器11中進行閃蒸與汽液分離，通過強制循環蒸發器9，將物料從38°C加熱至40°C，由于與結晶分離器11內存在3米液位差，此時沸點高于物料溫度，沒有蒸發，物料進入壓力較低的結晶分離器11后，沸點降低到 38°C，因此物料在分離器內迅速沸騰汽化并進行兩相分離。本裝置中氣液分離的原理是利用氣液兩相密度不同，此時氣相密度為0. 046kg/m3而液相密度為1000kg/m3，，進行重力沉降，上升流速控制在2m/s以內，分離效果比較理想。過硫酸鈉晶粒在結晶分離器11內被淘析、結晶、緩慢成長，長大后的晶粒沉淀在結晶分離器11底部。四、結晶循環出料泵7將含結晶母液B抽出，含結晶母液B的合格標準為經檢測固液比達到1/5且顆粒達到0. 6mm以上，達到合格標準后出料，由泵排出到緩沖反應釜。如果未達到設計要求，則重新進入結晶分離器11進行閃蒸與汽液分離。從結晶分離器11出來的二次蒸汽，進入蒸汽壓縮機10，二次蒸汽被壓縮后，溫度升高到50°C左右，被送入強制循環蒸發器9內的蒸發室加熱原液A，加熱原液A的過程中，這部分蒸汽被冷凝成蒸汽冷凝液由蒸餾水泵2經板式換熱器1與原液A熱交換后排出，其溫度為30°C。預熱后的原液A進入強制循環蒸發器9后，與壓縮后升高到50°C的二次蒸汽進行換熱，強制循環蒸發器9達到熱平衡，此時只需要蒸汽壓縮機10來維持強制循環蒸發器9的熱平衡。五、含結晶母液B經過三足離心機，(功率7. 5kw,容量200kg/次)，離心分離出過硫酸鈉晶粒和母液，再用母液回流泵輸送到，重新進入板式換熱器1，加熱、強制循環加熱蒸發、結晶，如此不停循環，將原液A全部處理完畢，最終產品為蒸餾水D與過硫酸鈉結晶。本發明的低溫蒸發過硫酸鈉的方法，通過可編程控制器PLC控制處理過程，所有的輸出和輸入信號，各個設備裝置的操作都由其配套的計算機完成。如圖1所示，本發明的低溫蒸發過硫酸鈉方法，采用以下裝置實現，所述裝置設置有換熱器組件，換熱器組件由板式換熱器1和列管式換熱器8串聯組成，換熱器組件連接強制循環蒸發器9的入口，強制循環蒸發器9的出口連接結晶分離器11，結晶分離器11的上部蒸汽出口連接蒸汽壓縮機10的蒸汽輸入端，蒸汽壓縮機10的壓縮蒸汽輸出端連接強制循環蒸發器9的蒸汽入口，結晶分離器11的下部出口經強制循環泵6連接強制循環蒸發器 9的入口，結晶分離器11的底部出口連接有結晶循環出料泵7。其中，板式換熱器1的管程入口連接過硫酸鈉原液A入口，板式換熱器1的管程出口連接列管式換熱器8的管程入口， 列管式換熱器8的管程出口通過強制循環泵6連接強制循環蒸發器9的入口。同時，強制循環蒸發器9的蒸餾水出口連接有蒸餾水罐3，蒸餾水罐3通過蒸餾水泵2連接板式換熱器1的殼程蒸餾水入口。強制循環蒸發器9的蒸汽出口連接列管式換熱器8的殼程蒸汽入口，列管式換熱器8的殼程蒸汽出口通過真空泵5連接水罐4，列管式換熱器8的蒸餾水出口連接蒸餾水罐3。實施例，板式換熱器1采用深圳市瑞升華科技有限公司生產的SUNE001型板式換熱器；列管式換熱器8采用深圳市瑞升華科技有限公司生產的SUNE002型列管式換熱器； 強制循環蒸發器9采用深圳市瑞升華科技有限公司生產的SUNE003型強制循環蒸發器；臥式換熱器采用現有技術的臥式換熱器；結晶分離器11采用深圳市瑞升華科技有限公司公司生產的SUNE004型結晶分離器；蒸汽壓縮機10采用深圳市瑞升華科技有限公司生產的 SUNE005型機械式蒸汽再壓縮蒸汽壓縮機，PLC采用德國西門子S7-300。本實施例與現有技術的單效蒸汽蒸發器的運行成本比較運行成本的計算根據以下數據進料量本實施例2. 5t/h，傳統蒸發器60t/h，蒸發量本實施例1. 5t/h，傳統蒸發器36t/h，出料量本實施例lt/h，傳統蒸發器Mt/h，進料濃度40%，出料為過硫酸鈉結晶運行能耗比較見表1:表11. 5噸/小時過硫酸鈉MVR蒸發量運行能耗比較
權利要求
1.一種低溫蒸發過硫酸鈉的方法，包括以下步驟一、進料，溫度為25°c的飽和過硫酸鈉溶液原液A儲存在原液罐中，由進料泵打入板式換熱器(1)內，在板式換熱器(1)內的原液A與強制循環蒸發器(9)中的二次蒸汽冷凝液進行熱交換，原液A經過一次預熱后，進入列管式換熱器(8)，在列管式換熱器(8)內，原液A與來自強制循環蒸發器(9)的蒸汽不凝氣C以及混在蒸汽不凝氣中的二次蒸汽進行熱交換，原液A經過二次預熱后溫度升至38°C， 被送入強制循環蒸發器(9)，在預熱后的原液A進入到強制循環蒸發器(9)的同時，開啟真空泵(5)對強制循環蒸發器(9)抽真空；二、預熱后的原液A進入強制循環蒸發器(9)進行強制循環加熱蒸發，達到蒸發溫度38°C，過飽和母液從強制循環蒸發器(9)的出料口開始進入結晶分離器(11)，關閉強制循環蒸發器(9)的進料口，開啟蒸汽壓縮機(10)、強制循環泵(6)和結晶循環出料泵(7)；三、過飽和母液進入結晶分離器(11)，在結晶分離器(11) 中進行閃蒸與汽液分離，過硫酸鈉晶粒在結晶分離器(11)內被淘析、結晶、緩慢成長，長大后的晶粒沉淀在結晶分離器(11)底部；四、結晶循環出料泵⑵將含結晶母液B抽出，達到合格標準后出料，由泵排出到緩沖反應釜，從結晶分離器(11)出來的二次蒸汽，進入蒸汽壓縮機(10)，二次蒸汽被壓縮后，溫度升高到50°C左右，被送入強制循環蒸發器(9)內的蒸發室加熱原液A，加熱原液A的過程中，蒸汽被冷凝成蒸汽冷凝液由蒸餾水泵( 經板式換熱器(1)與原液A熱交換后排出，其溫度為30°C，預熱后的原液A進入強制循環蒸發器(9) 后，與壓縮后升高到50°C的二次蒸汽進行換熱，強制循環蒸發器(9)達到熱平衡；五、含結晶母液B經過離心，離心分離出過硫酸鈉晶粒和母液，再用母液回流泵輸送到，重新進入板式換熱器(1)，加熱、強制循環加熱蒸發、結晶，如此不停循環，將原液A全部處理完畢，最終產品為蒸餾水D與過硫酸鈉結晶。
2.根據權利要求1所述的低溫蒸發過硫酸鈉的方法，其特征在于所述步驟一連接在真空泵(5)抽氣口的比例調節閥調節裝置的真空度為0. 09mpa以下。
3.根據權利要求2所述的低溫蒸發過硫酸鈉的方法，其特征在于所述步驟二中的蒸發壓力控制在60mbar內，60分鐘內。
4.根據權利要求3所述的低溫蒸發過硫酸鈉的方法，其特征在于所述蒸汽壓縮機 (10)的蒸發量為1. 5t/h。
5.根據權利要求4所述的低溫蒸發過硫酸鈉的方法，其特征在于所述強制循環泵(6) 的流量為380m3/h，揚程為20m。
6.根據權利要求5所述的低溫蒸發過硫酸鈉的方法，其特征在于所述結晶循環出料泵(7)的流量為20m3/h，揚程為20m。
7.根據權利要求6所述的低溫蒸發過硫酸鈉的方法，其特征在于所述含結晶母液B 的合格標準為經檢測固液比達到1/5且顆粒達到0. 6mm以上。
8.根據權利要求7所述的低溫蒸發過硫酸鈉的方法，其特征在于所述含結晶母液B 未達到合格標準，則重新進入結晶分離器(11)進行閃蒸與汽液分離。
9.根據權利要求8所述的低溫蒸發過硫酸鈉的方法，其特征在于所述熱平衡采用蒸汽壓縮機(10)來維持強制循環蒸發器(9)的熱平衡。
全文摘要
本發明公開了一種低溫蒸發過硫酸鈉的方法，要解決的技術問題是降低蒸發過硫酸鈉的成本。本發明的方法，包括以下步驟進料預熱，強制循環加熱蒸發，結晶分離器，抽出，離心分離出過硫酸鈉晶粒和母液。本發明與現有技術相比，使用機械式蒸汽再壓縮蒸發器蒸發過硫酸鈉，降低過硫酸鈉蒸發溫度，節能環保，蒸發1噸水的能耗大約是傳統蒸發器的1/6到1/5，完全擺脫了對蒸汽鍋爐的依賴，只要有電就能使用，而且自動化程度高，全自動工作流程，不需要人工監控。
文檔編號C01B15/08GK102320575SQ20111024803
公開日2012年1月18日 申請日期2011年8月26日 優先權日2011年8月26日
發明者張小江 申請人:張小江