[发明专利]降膜蒸发系统及其真空装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及蒸发器技术领域，具体涉及一种降膜蒸发系统及其真空装置。

【背景技术】

蒸发器是溶液浓缩的主要设备，在氧化铝生产过程中，母液蒸发工艺多采用六效逆流管式降膜蒸发器，蒸发器消耗的低压蒸汽占氧化铝总能耗的30％左右，因此降低蒸发器的蒸汽消耗是降低氧化铝生产总能耗、降低生产成本一个重要措施。

由传热速率方程式(Q＝KFΔt，其中，Q为传热速率，K为传热总系数，F为传热面积，Δt为有效温差)可知，蒸发器运行效率主要取决于系统的总温差。在蒸发过程中提高系统总温差有两个途径，一是提高首效蒸发器的加热蒸汽压力，二是提高末效蒸发器的真空度。但是提高首效蒸发器的加热蒸汽压力会带来后几效温度升高，生产能力的提高并不明显，反而会造成结垢加重、运行周期缩短、增加设备腐蚀等问题。因此，提高真空度是增加系统总温差的首选。

影响真空度的因素有很多，主要有两个：二次蒸汽的冷凝和不凝气的排除。如图1所示，现在一般大型蒸发装置的真空系统由冷凝器210、冷却液循环机构加真空泵250组成。冷却液循环机构包括水封槽230、冷却塔250、循环水池240及循环水泵260。末效蒸发器200产生的二次蒸汽在冷凝器210内与冷却水直接接触迅速被冷凝，使系统形成真空，不凝气由真空泵250排走。末效蒸发器200产生的二次蒸汽从冷凝器210底部进入，与从上部加入的冷却水直接接触，二次蒸汽不断被冷凝，使系统形成真空，冷凝液与冷却水作为循环下水一起进入水封槽230，通过冷却塔250降温后，最后进入循环水池240作为循环水使用。二次蒸汽被冷凝的关键在于冷却水，冷却水量越大，温度越低，二次蒸汽冷凝效果越好，系统真空度越高。所以要想得到较高的真空度，就必须想办法提高冷却水量或是降低冷却水温。但是，循环水温度是通过冷却塔250进行降温，在冷却塔250能力一定的情况，很难将循环水温度进一步降低，同时，循环水泵260的能力也决定了冷却水量的供给量是一定的。为降低冷却水温，人们通常采用增加冷却液循环机构办法，即增加多套冷却塔250进行散热降温。然而，冷却塔250的占地面积及能耗都较大。过多增加冷却塔250必然会导致系统占地面积及能耗的大幅度增长，使得生产成本提高。另外要提高冷却水的供给量，需增加循环水泵260或是对循环水泵260的供水能力进行改造，这都会造成投资的增加和成本的上升。

【发明内容】

针对上述存在的问题，有必要提供一种能够提高系统真空度的降膜蒸发系统及其真空装置。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种降膜蒸发系统的真空装置，所述降膜蒸发系统包括末效蒸发器，所述真空装置包括第一冷凝器、第一冷却液循环机构及真空泵，所述第一冷却液循环机构连通所述第一冷凝器的底部出口与所述第一冷凝器的冷却液入口，以向所述第一冷凝器内通入冷却液，所述真空泵与所述第一冷凝器的不凝气体出口连接，所述真空装置还包括第二冷凝器，所述第二冷凝器上间隔设有蒸汽入口、冷却液入口及不凝气体出口，所述第一冷凝器的蒸汽入口及所述第二冷凝器的蒸汽入口均用于与所述末效蒸发器的二次蒸汽出口连接，所述第二冷凝器的冷却液入口用于向所述第二冷凝器内通入冷却液，以对进入所述第二冷凝器的蒸汽进行冷凝；所述第二冷凝器的不凝气体出口与所述真空泵连接。

进一步地，所述第一冷却液循环机构包括第一水封槽、冷却塔、循环水池及水泵，所述第一水封槽与所述第一冷凝器的底部出口连通，所述水泵的进水口依次通过所述循环水池及所述冷却塔后与所述第一水封槽连接，所述水泵的出水口与所述第一冷凝器的冷却液入口连接。

进一步地，所述真空装置还包括换热器，所述换热器上间隔设有蒸汽入口、蒸汽出口、冷却液入口及冷却液出口，所述第一冷凝器的蒸汽入口及所述第二冷凝器的蒸汽入口均与所述换热器的蒸汽出口连接，所述换热器上的蒸汽入口用于与所述末效蒸发器的二次蒸汽出口连接，以通过所述换热器将所述第一冷凝器、所述第二冷凝器与所述末效蒸发器连接，所述换热器上的冷却液入口用以向所述换热器内通入冷却液，以对进入所述换热器内的蒸汽进行降温；所述换热器上的冷却液出口用以排出换热后的冷却液。

进一步地，所述换热器具有一冷凝水出口，所述冷凝水出口通过一管道与所述第一水封槽连通。

进一步地，通入所述换热器内的冷却液为电厂来除盐水。

进一步地，所述第二冷凝器的冷却液入口包括第一冷却液入口，经由所述第一冷却液入口通入所述第二冷凝器内的冷却液为管网来水冷却液，所述第二冷凝器的第一冷却液入口连接一输送管，所述输送管远离所述第二冷凝器的端部用于与一管网连通。