一种蒸发系统及基于该系统的蒸发方法及应用与流程

本发明涉及蒸发，尤其涉及一种蒸发系统及基于该系统的蒸发方法及应用。

背景技术：

1、dtb型结晶器属于典型的晶浆内循环结晶器，通过在结晶器内设置导流机构形成循环通道，使晶浆具有良好的混合条件，只需很低的压头即可实现良好的内循环，器内各流动截面上均可维持较高的流动速度，晶浆密度可达30%-40wt%。dtb结晶器在蒸发结晶中能迅速消除沸腾界面处的过饱和程度，使溶液过饱和度处于较低水平，能生产颗粒较大的晶粒且不易结疤，已成为连续结晶器的主要形式之一。dtb结晶器常用于蒸发法及反应法的结晶操作，广泛应用于氯化钾、硫酸铵、氯化铵等产品的结晶生产。

2、机械蒸汽再压缩（mvr）技术是目前蒸发结晶领域最先进的节能技术之一，其原理是利用蒸汽压缩机压缩蒸发产生的二次蒸汽，将电能转换为热能，提高二次蒸汽的焓值，被提高热能的二次蒸汽回到蒸发器或结晶器作为加热热源，实现二次蒸汽潜热的循环利用。mvr技术可使生蒸汽的经济性相当于多效蒸发的30效，正常运行时可实现蒸汽“零”消耗。

3、在现有的dtb结晶与mvr结合的技术方案中，已有将dtb结晶器闪蒸室产生的二次蒸汽经mvr蒸汽压缩机压缩升温后用于加热蒸发器内物料的报道。然而，现有技术普遍存在以下不足：

4、其一，现有技术普遍仅采用单级蒸汽压缩机，单级压缩机的压比和温升能力有限，通常温升仅为10-15℃，难以满足高沸点物料或需要较大传热温差的结晶工艺需求。

5、其二，现有技术未涉及dtb结晶器清液循环与蒸汽加热的耦合设计，无法实现结晶器内温度场的精准调控。

6、其三，对于多级串联结晶工艺，现有技术缺乏不同结晶器之间二次蒸汽耦合回用的系统方案，各结晶器独立运行，能量利用效率较低。

7、其四，现有技术虽有采用两级压缩机串联的mvr蒸发分离装置的报道，但其应用场景为废水处理中的低沸盐与高沸盐分级结晶，未涉及dtb结晶器的清液循环加热与多模式蒸汽回用。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在缺点中的至少一个，本发明提供了如下技术方案：

2、一种蒸发系统，包括：至少一台dtb结晶器，以及与dtb结晶器相连接的加热单元和蒸汽压缩单元。

3、所述dtb结晶器包括：中空的循环腔，所述循环腔与进料管路连通，其内靠近底部位置处设有导流机构；所述循环腔在导流机构外部设有清液腔；所述循环腔底部设有晶浆出口，顶部设有蒸汽出口。

4、所述加热单元包括换热器，所述换热器的冷媒入口端通过第一管路与dtb结晶器的清液腔上部连通，冷媒出口端通过第二管路与dtb结晶器的导流机构底部连通；所述换热器的热媒入口端通过第三管路与dtb结晶器的蒸汽出口连通，热媒出口端通过第四管路与收集机构连通。

5、所述蒸汽压缩单元设置在第三管路上并将dtb结晶器蒸汽出口加压升温后输送至换热器的热媒入口端；所述蒸汽压缩单元包括通过级间蒸汽管路依次串联组成的至少两级mvr风机组。

6、所述第一管路上设有用于将清液腔内清液抽出并输送至换热器的冷媒入口端的循环泵。

7、所述第三管路上在蒸汽压缩单元与dtb结晶器之间的管路部分设有生蒸汽补充管路。

8、进一步的，所述dtb结晶器的循环腔内在蒸汽出口处设有除沫装置。

9、此外，本发明还提供了一种基于上述蒸发系统的蒸发方法，包括如下步骤：

10、步骤1 在dtb结晶器内进行中和反应或蒸发结晶处理；同时，将dtb结晶器的清液腔清液抽出，送入换热器的冷侧。

11、步骤2 将步骤1中在dtb结晶器内产生的二次蒸汽送入蒸汽压缩单元，通过mvr风机组进行逐级压缩提温提压。

12、步骤3 经多级mvr风机压缩后的蒸汽送入换热器的热侧，与冷侧的清液进行换热。

13、步骤4 换热器内换热后的清液温度升高至预设温度后送回dtb结晶器内继续参与反应或结晶过程；换热后的蒸汽冷凝为凝结水后排出。

14、进一步的，步骤2所述逐级压缩提温提压的方法为：独立控制各级mvr风机的压缩比为1.2-2.0，独立控制各级mvr风机压缩后的温升为10-15℃。

15、进一步的，当系统内仅包含一个dtb结晶器时，该dtb结晶器的二次蒸汽经多级mvr风机压缩后回用至原dtb结晶器的换热器。

16、进一步的，当系统包含两个或两个以上dtb结晶器时，第一dtb结晶器的二次蒸汽经多级mvr风机压缩后回用至第二dtb结晶器的换热器，第二dtb结晶器的二次蒸汽经多级mvr风机压缩后回用至第三dtb结晶器的换热器，以此类推。

17、进一步的，控制第一dtb结晶器内系统压力低于第二dtb结晶器内系统压力，第一dtb结晶器内系统温度高于第二dtb结晶器内系统温度；控制第二dtb结晶器内系统压力低于第三dtb结晶器内系统压力，第二dtb结晶器内系统温度高于第三dtb结晶器内系统温度，以此类推。

18、进一步的，当系统包括中和反应用dtb结晶器和蒸发结晶用dtb结晶器时，中和反应用dtb结晶器的二次蒸汽经多级mvr蒸汽压缩后回用至蒸发结晶用dtb结晶器的换热器。

19、进一步的，蒸发结晶用dtb结晶器的部分二次蒸汽经多级mvr蒸汽压缩后，回用至蒸发结晶用dtb结晶器的换热器。

20、进一步的，当系统启动时通过生蒸汽补充管路向系统内通入生蒸汽，待dtb结晶器稳定产生足量二次蒸汽后，逐渐关闭生蒸汽补充阀，转入正常循环运行。

21、本发明第三方面，提供了一种蛋氨酸羟基类似物生产方法，该生产方法基于上述的蒸发方法进行蛋氨酸羟基类似物生产过程中蛋氨酸羟基类似物的反应过程和副产物硫酸铵的结晶过程。

22、进一步的，所述蒸发系统至少包括反应用dtb结晶器和蒸发结晶用dtb结晶器，其中反应用dtb结晶器用于蛋氨酸羟基类似物的反应过程，蒸发结晶用dtb结晶器用于副产物硫酸铵的结晶过程。

23、本发明第四方面，提供了一种己内酰胺的生产方法，该生产方法基于上述的蒸发方法进行己内酰胺生产过程中对副产物硫酸铵的结晶过程。

24、本发明的有益效果为：

25、1、本发明有效实现了dtb结晶器与mvr蒸汽循环装置的有机结合，通过两者的耦合设计实现结晶器内温度场的精准调控。

26、2、本发明克服了现有dtb结晶器用mvr蒸汽循环单级系统存在的压缩温升有限、能量回用路径单一等缺陷。

27、3、本发明可以对dtb结晶器排出的蒸汽进行梯级提温提压并结合清液循环加热实现高效的热能回收再利用。

1.一种蒸发系统，其特征在于，包括：至少一台dtb结晶器，以及与dtb结晶器相连接的加热单元和蒸汽压缩单元；

2.根据权利要求1所述蒸发系统，其特征在于，所述dtb结晶器的循环腔内在蒸汽出口处设有除沫装置。

3.一种蒸发方法，其特征在于，基于如权利要求1-2任一所述的蒸发系统，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述蒸发方法，其特征在于，步骤2所述逐级压缩提温提压的方法为：独立控制各级mvr风机的压缩比为1.2-2.0，独立控制各级mvr风机压缩后的温升为10-15℃。

5.根据权利要求3所述蒸发方法，其特征在于，当系统内仅包含一个dtb结晶器时，该dtb结晶器的二次蒸汽经多级mvr风机压缩后回用至原dtb结晶器的换热器。

6.根据权利要求3所述蒸发方法，其特征在于，当系统包含两个或两个以上dtb结晶器时，第一dtb结晶器的二次蒸汽经多级mvr风机压缩后回用至第二dtb结晶器的换热器，第二dtb结晶器的二次蒸汽经多级mvr风机压缩后回用至第三dtb结晶器的换热器，以此类推。

7.根据权利要求6所述蒸发方法，其特征在于，控制第一dtb结晶器内系统压力低于第二dtb结晶器内系统压力，第一dtb结晶器内系统温度高于第二dtb结晶器内系统温度；控制第二dtb结晶器内系统压力低于第三dtb结晶器内系统压力，第二dtb结晶器内系统温度高于第三dtb结晶器内系统温度，以此类推。

8.根据权利要求3所述蒸发方法，其特征在于，当系统包括中和反应用dtb结晶器和蒸发结晶用dtb结晶器时，中和反应用dtb结晶器的二次蒸汽经多级mvr蒸汽压缩后回用至蒸发结晶用dtb结晶器的换热器。

9.根据权利要求8所述蒸发方法，其特征在于，蒸发结晶用dtb结晶器的部分二次蒸汽经多级mvr蒸汽压缩后，回用至蒸发结晶用dtb结晶器的换热器。

10.根据权利要求3所述蒸发方法，其特征在于，当系统启动时通过生蒸汽补充管路向系统内通入生蒸汽，待dtb结晶器稳定产生足量二次蒸汽后，逐渐关闭生蒸汽补充阀，转入正常循环运行。

11.一种蛋氨酸羟基类似物生产方法，其特征在于，采用权利要求3-10任一所述的蒸发方法进行蛋氨酸羟基类似物生产过程中蛋氨酸羟基类似物的反应过程和副产物硫酸铵的结晶过程。

12.根据权利要求11所述蛋氨酸羟基类似物生产方法，其特征在于，所述蒸发系统至少包括反应用dtb结晶器和蒸发结晶用dtb结晶器，其中反应用dtb结晶器用于蛋氨酸羟基类似物的反应过程，蒸发结晶用dtb结晶器用于副产物硫酸铵的结晶过程。

13.一种己内酰胺的生产方法，其特征在于，采用权利要求3-10任一所述的蒸发方法进行己内酰胺生产过程中对副产物硫酸铵的结晶过程。