[发明专利]含硫酸及其盐溶液的多效蒸发浓缩装置及工艺

权利要求书

1.一种含硫酸及其盐溶液的多效蒸发浓缩装置，包括顺次连接的一效蒸发器、二效蒸发器直到末二效蒸发器和末效蒸发器，所述含硫酸及其盐溶液包括粘胶丝生产中产生的酸浴、二浴和酸性水，所述酸浴为温度45℃-55℃的含硫酸及其盐溶液浓度较高的纺丝浴，所述二浴和所述酸性水为温度70℃-95℃的含硫酸及其盐溶液浓度较低和浓度更低的纺丝工艺水，其特征在于：

一部分所述含硫酸及其盐溶液根据预设的溶液温度和浓度值通过二～四条支路选择经预热器并联预热或预热器串联预热后平流进入前二效～前四效蒸发器，分别为第一支路通过相应的预热器平流进入所述一效蒸发器，第二支路通过相应的预热器平流进入所述二效蒸发器，直至第四支路通过相应的预热器平流进入四效蒸发器；

另一部分所述含硫酸及其盐溶液不经预热直接平流进入后续各效蒸发器；

各效蒸发器的排酸通过U形管并流排入与其相邻的下一效蒸发器，直至末效蒸发器的排酸进入浓缩酸槽。

2.根据权利要求1所述的含硫酸及其盐溶液的多效蒸发浓缩装置，其特征在于：当所述含硫酸及其盐溶液为酸浴时，所述多效蒸发浓缩装置为三效～八效，一部分所述酸浴通过预热器串联预热后平流进入二效蒸发器和一效蒸发器，所述预热器串联预热是指所述酸浴从n-1级预热器依次预热到2级预热器进入二效蒸发器，再预热到1级预热器进入一效蒸发器，其中n为蒸发器效数；另一部分所述酸浴直接平流进入后续各效蒸发器；各效蒸发器浓缩后的酸浴，从一效蒸发器开始，并流逐级经U形管依次逐级排入二效蒸发器、三效蒸发器、n-1效蒸发器、n效蒸发器排出。

3.根据权利要求1所述的含硫酸及其盐溶液的多效蒸发浓缩装置，其特征在于：当所述含硫酸及其盐溶液为二浴或酸性水时，所述多效蒸发浓缩装置为六效～十效，一部分所述二浴或酸性水通过预热器并联预热后平流进入前二效～前六效蒸发器，所述预热器并联预热是指所述二浴或酸性水分别通过1级预热器、2级预热器、…、n-4级预热器，用同级冷凝水的热量预热后分别进入一效蒸发器、二效蒸发器、…、n-4效蒸发器，其中n为蒸发器效数；另一部分所述二浴或酸性水直接平流进入n-3效蒸发器，n-2效蒸发器、n-1效蒸发器、n效蒸发器不进水；各效蒸发器蒸发后的浓缩水，从一效蒸发器开始，并流逐级经U形管逐级排入二效蒸发器、三效蒸发器、直至n-1效蒸发器、n效蒸发器排出。

4.根据权利要求1所述的含硫酸及其盐溶液的多效蒸发浓缩装置，其特征在于：当所述含硫酸及其盐溶液为酸浴、二浴和酸性水联合供热蒸发处理时，所述多效蒸发浓缩装置为五效～八效，一部分所述二浴和/或酸性水通过预热器并联预热后平流进入一效蒸发器、二效蒸发器，另一部分所述二浴和/或酸性水直接平流进入三效蒸发器～n-2效蒸发器；所述酸浴平流进入末效蒸发器或末二效蒸发器；各效蒸发器浓缩后的二浴或酸性水从一效蒸发器开始，并流逐级经U形管排入二效蒸发器、三效蒸发器…，与从n-1效蒸发器、n效蒸发器进入的酸浴混合蒸发浓缩，最后从n效蒸发器排出。

5.根据权利要求2-4任意权利要求所述的含硫酸及其盐溶液的多效蒸发浓缩装置，其特征在于：所述末效蒸发器或末二效蒸发器可替换为蒸发结晶器，所述多效蒸发浓缩装置包含末效蒸发结晶器在内的总蒸发效数为三效～六效。

6.根据权利要求5所述的含硫酸及其盐溶液的的多效蒸发浓缩装置，其特征在于：前述各效蒸发器是石墨管降膜蒸发器；当末效或末二效为蒸发结晶器时，所述蒸发结晶器为强制外循环式高液位防结垢蒸发结晶器或反循环防结垢蒸发结晶器，所述蒸发结晶器的加热管材料为254SMO、904L合金、哈氏合金、锆材。

7.一种应用权利要求6所述的含硫酸及其盐溶液的多效蒸发浓缩装置的多效蒸发浓缩工艺，其特征在于：含硫酸及其盐溶液通过平流进酸、重点预热和并流排酸的工序完成蒸发浓缩；通过控制各效蒸发器平流进酸量，将一部分经过串联预热或并联预热后的含硫酸及其盐溶液达到或接近沸点进料进入到至少前二效蒸发器中，其余所述含硫酸及其盐溶液直接平流进入后续各效蒸发器中，其中末效或末二效的蒸发器有选择的进入所述含硫酸及其盐溶液。

8.根据权利要求7所述的多效蒸发浓缩工艺，其特征在于：所述一效蒸发器、二效蒸发器的平流进酸的进酸量通过热平衡计算，使其通过相应的冷凝水预热将一效蒸发器的进酸、二效蒸发器的进酸以及三效蒸发器的进酸预热达到或接近本效的蒸发沸点进料。