[发明专利]用于在水力旋流器上游分离大的堵塞颗粒的沉降室

说明书

相关申请交叉引用

本申请要求于2012年1月19日提交的美国临时专利申请号61/588,266的优先权，并且所述美国临时专利申请号61/588,266以引用方式并入本文。

本发明背景技术

垂直管降膜式蒸发器(“VTFF蒸发器”)用于多种应用，以蒸发具有高浓度结垢组分的卤水。例如，其可以用于与化石燃料提取相关的应用。其也可以用于水纯化，以进一步用于工业应用。

VTFF蒸发器通常维持种晶床以最小化传热表面结垢。这些种晶床通常包括硫酸钙晶体，其可以充当种晶，尽管也可以有其它种晶或成核位点。这样的蒸发器通常称为卤水浓缩器。操作具有晶种床的卤水浓缩器，所述晶种床形成基底，用于使结垢组分优先于传热表面而在所述基底上沉淀。将结垢组分沉淀在基底上而非传热表面上延长了清洗之间的时间、简化了清洗流程并且改进了蒸发工艺的能量效率。

遗憾的是，常规卤水浓缩器蒸发并非不复杂。在操作过程中，卤水浓缩器将要持续放空(blowdown)部分浓缩卤水以维持稳态操作。该卤水放空物流将要从工艺中随同卤水除去部分种晶。为了在稳态操作过程中维持希望的种晶浓度，操作者通常需要补偿该种晶损失。这通常以一种或多种方式实现。例如，操作者可以添加化学品以使额外的种晶原位沉淀和生长。操作者也可以在工艺外部制备种晶并且作为固体或粘稠浆料添加。最后，操作者可以使用水力旋流器(或其它固体/液体分离装置)以回收部分悬浮种晶并且将其循环至工艺。

在卤水浓缩工艺中，已经发现大的固体颗粒可能堆积并且导致水力旋流器(或其它分离装置)中的堵塞。这是以下的来源：拆解和疏通所要求的增加的维护、蒸发工艺中效率的损失和蒸发系统过早结垢增加的可能性。

发明概要

本发明实施方案减少或消除了固体分离装置的使用中固有的堵塞的重要原因。这特别有助于卤水浓缩器或要求正确操作固体分离装置的其它技术。该技术简单，不要求移动部件，并且除去可以除去已知堵塞固体分离装置的较大颗粒。

大颗粒可以通过以下操作从进料至水力旋流器的进料物流中除去：减少向上流动物流的速度以允许较大颗粒沉降回至系统并且循环，而并不使用可能堵塞或比蒸发器更频繁地要求清洗的设备。由重力分离允许重质固体沉降回至主要卤水物流并且不要求用于将大颗粒从进料至水力旋流器的进料物流中分离的泵。

本发明的一些实施方案包括降膜式蒸发器内部的挡板。其它实施方案包括内部或外部罐。另外其它的实施方案还包括外部管路上的罐；例如，在一个实施方案中至水力旋流器的管路包括沉降罐。

附图说明

图1显示了固体沉降区域，其为蒸发器内部的大管件。

图2显示了固体沉降区域，其为蒸发器内部的挡板。

图3显示了固体沉降区域，其为罐，所述罐为连接至蒸发器的再循环管路的部分。

图4显示了固体沉降区域，其为蒸发器外部的大罐。

图5为显示了具有固体沉降区域的相关流的流程图，所述固体沉降区域为蒸发器内部的大管件。

图6显示了与蒸发器相关联的固体沉降区域的流程图。

具体实施方式

可用于VTFF蒸发器(具体地，卤水浓缩器)的水力旋流器和其它固体分离装置通常包括低间隙(clearance)的区域。这些区域易堵塞。本发明实施方案阻止较大颗粒流动至水力旋流器(或其它固体分离装置)，由此减少或消除堵塞的可能。减少堵塞或可能的堵塞，进而，改进了卤水浓缩器的效率，减少维护要求并且提高工艺可用性。

本发明实施方案包括在水力旋流器上游的固体沉降区域。该沉降区域可以具有大管件或罐的形式，例如，图1、3和4中所示。在另一个实施方案中，沉降区域为集成挡板，其形成静止区域，其中较大颗粒可以沉降。该实施方案的实例显示于图2中。

固体沉降区域既可以位于蒸发器内部，如图1和2中所示。其也可以位于蒸发器外部，如图4中所示，或作为部分再循环管路，如图3中所示。该灵活性允许沉降室安装在任何可以从蒸发器中除去水力旋流器卤水进料的卤水浆料区域中。

本发明的一个实施方案显示于图5中。图5描述了相关联于图1的流，其中沉降室位于VTFF蒸发器之内。图5显示了充满固体的卤水作为物流1进入“沉降室”。在该静止区带中重质固体，物流2，沉降至该室的底部。物流3离开不含大颗粒并且仅包含不会堵塞水力旋流器的较小颗粒的沉降室的顶部。