蒸发结晶装置在线清洗系统的制作方法

1.本技术涉及蒸发结晶技术领域，尤其涉及蒸发结晶装置在线清洗系统。


背景技术：

2.蒸发结晶装置目前广泛应用于化工、食品，轻工，制药，环保、能源、新材料等行业。蒸发结晶装置运行过程中经常性形成钙镁垢和盐垢，需要定期停机并对蒸发装置进行人工清洗，清洗频次高、清洗难度大、清洗不彻底等一系列清洗问题一直困扰着整个蒸发行业。蒸发结晶装置产生钙镁垢和盐垢的原因主要有：
3.第一，因来水物料情况的千差万别，物料水体中含有ca
2
、mg
2
等阳离子和so
42-、co
32-等阴离子，而这些离子所组成的碳酸钙、硫酸钙盐等会因浓度、温度变化达到过饱和而结晶析出，在板式换热器半片上、循环管道内、换热器加热管内、结晶器或分离器内壁附着生成垢固体，轻则影响换热效率，重则会导致板翅片和换热管堵塞，严重影响蒸发结晶装置的正常运行。其中硫酸钙溶解度不大，且溶解度呈特殊的先升高后降低现象，如10℃溶解度为0.1928g/(100g h2o)，100℃溶解度降至0.1619g/(100g h2o)，当温度≥40℃时，随温度升高其溶解度呈下降趋势，这种溶解度变化使得在循环蒸发过程中当加热器换热管内物料水升温时，硫酸钙浓度较易接近饱和，而在壁面处极易结晶析出生成钙垢。
4.第二，在生产时由于蒸发过程中的操作控制不当或仪表故障时，在结晶器或分离器内出现虚假液面、低液面现象，当加热蒸汽(生蒸汽或mvr二次蒸汽)仍按正常蒸发时的供汽量输送时，极易造成加热管出口处的静液位压力不足，经过换热管换热后的物料原本应在加热管出口以上液位才沸腾,因静液位压力不足反而在加热管内沸腾,这必然引起盐类的结晶析出,在加热内壁附着而形成盐垢及钙镁垢。
5.目前行业内常规设备清洗都需要采用专用清洗装置进行某个部件或者装置单独清洗，且清洗时需要设备进行停车降温，停车时间较长，清洗设备或者装置需要连接相应管路，准备清洗药剂，整个清洗前准备和清洗完毕后的恢复工作比较繁琐和费时，清洗过程所使用的清洗液清洗完之后不能单独外排，需要进行独立处置或者排放至相应污水处理装置。行业内也有一些在线清洗设备主要采用了清洗球或者清洗刷的结构，设备结构设计较繁琐，需要配备单独的球室或者刷室，增加了设计、制造、安装和调试难度，且在整个清洗过程中，清洗球和清洗刷极有可能出现破损而进入后续管道、阀门和设备内部，导致部分阀门、管道和设备的堵塞，影响装置带料运行安全。


技术实现要素：

6.本技术的一个目的在于在于提供一种蒸发结晶装置在线清洗系统，能够在不停机状态下对蒸发结晶装置进行在线清洗。
7.本技术的另一个目的在于提供一种蒸发结晶装置在线清洗系统，能够对蒸发结晶装置的多个工作单元分别进行在线清洗。
8.本技术的另一个目的在于提供一种蒸发结晶装置在线清洗系统，能够重复利用清
洗剂对不同的工作单元进行清洗，有利于节约用水。
9.本技术的另一个目的在于提供一种蒸发结晶装置在线清洗系统，清洗工序简单，清洗效率高。
10.为达到以上目的，本技术提供一种蒸发结晶装置在线清洗系统，包括：蒸发结晶单元、至少一清洗单元、换热单元、以及热水单元；所述换热单元用于对进入所述热水单元的液体进行预热；所述热水单元包括热水罐和热水泵，所述热水泵用于将所述热水罐内的液体输送至所述蒸发结晶单元和/或所述清洗单元；所述清洗单元包括清洗罐和循环泵，所述循环泵用于将所述清洗罐内的液体输送至所述蒸发结晶单元和/或所述换热单元，输送至所述蒸发结晶单元的液体适于在清洗后输送回所述清洗罐，输送至所述换热单元的液体适于进入所述热水罐并在所述热水泵的作用下输送回所述清洗罐。
11.进一步地，所述蒸发结晶装置在线清洗系统包括两套所述清洗单元，两所述清洗单元用于循环不同的清洗剂。
12.进一步地，所述清洗单元具有输入清洗剂的快接口，所述快接口适于与清洗剂罐装车输送管或者其他清洗剂出料罐连接。
13.进一步地，至少一所述清洗单元还包括第一吸收器，所述第一吸收器设置在所述清洗罐上用于吸收酸雾或粉尘。
14.进一步地，所述蒸发结晶装置在线清洗系统还包括缓存单元，所述缓存单元包括缓存罐，所述缓存罐适于与所述清洗罐连通从而可通过所述循环泵将所述清洗罐内的液体输送至所述缓存罐，所述缓存罐还适于与所述蒸发结晶单元连通，从而清洗完所述蒸发结晶单元的清洗剂可回流至所述缓存罐。
15.进一步地，所述缓存单元还包括设置在所述缓存罐上的第二吸收器，所述第二吸收器用于吸收所述缓存罐内的酸雾或粉尘。
16.进一步地，所述换热单元包括换热器以及过滤器，所述过滤器用于对进入所述换热器预热的液体进行过滤，所述换热器与所述热水罐连接，从而经过所述换热器预热的液体适于进入所述热水罐。
17.进一步地，所述换热单元还包括冷凝罐和冷凝泵，所述冷凝罐用于收集冷凝水，所述冷凝泵用于将所述冷凝罐内的冷凝水输送至所述热水罐。
18.进一步地，所述热水罐的外壳设置有保温盘管，所述保温盘管具有蒸汽入口以及冷凝水出口，所述冷凝水出口与所述冷凝罐连通。
19.进一步地，所述换热器的出液口设置第一温度检测装置，从而根据所述第一温度检测装置的检测结果调节进入所述换热器的蒸汽的量，所述换热器的进水端和出水端还分别设置第一压力检测装置和第二压力检测装置，从而根据所述第一压力检测装置和所述第二压力检测装置的检测结果判断是否需要清洗所述换热器。
20.与现有技术相比，本技术的有益效果在于：
21.(1)现有技术的大多数清洗装置只能针对单独的部件或单元进行局部清洗，而本技术的蒸发结晶装置在线清洗系统可以针对成套的蒸发结晶装置进行在线清洗；
22.(2)现有技术中大多数清洗装置清洗一次后的水无法再次清洗，需要将原清洗液外排后重新更换清洗液才能清洗其它部件或单元，而本技术的蒸发结晶装置在线清洗系统则可以利用清洗过某一单元的清洗液再次清洗其他部件或单元，不需要将清洗液外排，也
无需更换清洗液，更节约清洗液；
23.(3)现有技术中大多数清洗装置需要设备或部件停机后才能进行清洗，造成生产的不连续，极大影响生产效率和整体工艺，而本技术的蒸发结晶装置在线清洗系统则可以不停机进行清洗；
24.(4)现有技术中大多数清洗装置清洗前需要较多的清洗准备工作，并需要配备一定机具，清洗后也需要进行恢复安装和查漏等工作，工序繁琐，历时较长，而本技术的蒸发结晶装置在线清洗系统清洗前后相关准备和恢复工作较少，节省人力，减少清洗准备和恢复时间；
25.(5)现有技术中大多数清洗装置需要针对不同部件和部位设置独特清洗设备和相应专属清洗装置，通用性不高，而本技术的蒸发结晶装置在线清洗系统流程设备简单，通用性高；
26.(6)现有技术中一部分清洗装置需要独特的清洗小部件如清洗球、清洗刷等，需要设计单独的球室或刷室，增加相应的设计、制造、安装、运行成本，而本技术的蒸发结晶装置在线清洗系统的设备主要为罐类、泵类、换热器等，安装、维修简单。
附图说明
27.图1为本技术的蒸发结晶装置在线清洗系统的一个实施例的示意图；
28.图2为本技术蒸发结晶单元的一个实施例的示意图；
29.图3为本技术第一清洗单元的一个实施例的示意图；
30.图4为本技术第二清洗单元的一个实施例的示意图；
31.图5为本技术换热单元的一个实施例的示意图；
32.图6为本技术热水单元的一个实施例的示意图；
33.图7为本技术缓存单元的一个实施例的示意图；
34.图中：
35.100、蒸发结晶单元；101、钠盐蒸发1效；102、钠盐蒸发2效；103、钾盐蒸发1效；104、钾盐蒸发2效；
36.200(a/b)、清洗单元；201(a/b)、清洗罐；202(a/b)、循环泵；203、第一吸收器；
37.300、换热单元；301、换热器；302、过滤器；303、冷凝罐；304、冷凝泵；
38.400、热水单元；401、热水罐；402、热水泵；403、保温盘管；
39.500、缓存单元；501、缓存罐；502、缓存泵；503、第二吸收器。
具体实施方式
40.下面，结合具体实施方式，对本技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
41.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
42.本技术的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、
方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
43.如图1-7所示，本技术提供一种蒸发结晶装置在线清洗系统，包括蒸发结晶单元100、至少一清洗单元200、换热单元300以及热水单元400。
44.换热单元300用于对进入热水单元400的液体进行预热；热水单元400包括热水罐401和热水泵402，热水泵402用于将热水罐401内的液体输送至蒸发结晶单元100和/或清洗单元200；清洗单元200包括清洗罐201和循环泵202，循环泵202用于将清洗罐201内的液体输送至蒸发结晶单元100和/或换热单元300，输送至蒸发结晶单元100的液体清洗后适于输送回清洗罐201，输送至换热单元300的液体适于进入热水罐401并在热水泵402的作用下输送回清洗罐201。
45.本技术的清洗单元200可以单独清洗蒸发结晶单元100，此时，通过循环泵202将清洗罐201内的清洗剂输送至蒸发结晶单元100，清洗剂清洗蒸发结晶单元100后回流至清洗罐201内，利用循环泵202可以使清洗剂不断在蒸发结晶单元100与清洗罐201之间循环。整个清洗过程清洗剂可以多次循环清洗，有利于节约清洗剂用量。
46.本技术的清洗单元200还可以单独清洗换热单元300和热水单元400，此时，通过循环泵202将清洗罐201内的清洗剂输送至换热单元300，清洗剂清洗换热单元300后进入热水罐401，然后利用热水泵402将热水罐401内的清洗剂输送回清洗罐201，利用循环泵202和热水泵402可以使清洗剂不断在换热单元300、热水罐401与清洗罐201之间循环，在减少清洗剂用量的同时，提高了清洗效果。
47.本技术的清洗单元200还可以同时清洗蒸发结晶单元100、换热单元300以及热水单元400，此时，利用循环泵202将清洗剂同时输送至蒸发结晶单元100和换热单元300，清洗完蒸发结晶单元100的清洗剂回流至清洗罐201，输送至换热单元300的清洗剂进入热水罐401后，经过热水泵402再次输回清洗罐201。
48.本技术的清洗单元200还可以按照合适的顺序清洗蒸发结晶单元100、换热单元300以及热水单元400。例如，可以先将清洗罐201内的清洗剂输送至换热单元300，然后清洗剂进入热水罐401，然后利用热水泵401将清洗剂输送至蒸发结晶单元100，清洗剂清洗完蒸发结晶单元100后回流至清洗罐201。
49.本技术的还可以利用热水单元400对蒸发结晶单元100进行水洗，也即向换热单元300输入水，水经过热水单元400加热后由热水泵输送至蒸发结晶单元100，水洗后的清洗液可以输送至清洗罐201后再排出，也可以输送至其他罐体(例如缓存罐)后再排出。
50.值得一提的是，不需要清洗时，关闭清洗单元200的循环泵202，蒸发结晶单元100、换热单元300、热水单元400可以正常进行蒸发结晶工作。
51.本技术的蒸发结晶装置在线清洗系统能够在蒸发结晶单元100不停机的情况下进行清洗，可以节省系统开停机时间。
52.本技术的蒸发结晶装置在线清洗系统可以采用软件对清洗系统中的各类泵以及阀门的开启和关闭进行自动控制，从而可实现全程自动清洗，并可以对清洗过程进行在线监控以及在线故障自诊断功能，操作简单，无需配备专业清洗人员。
53.在一个优选实施例中，所述蒸发结晶装置在线清洗系统包括两套清洗单元200，两套清洗单元200用于循环不同的清洗剂，例如，一套清洗单元200用于循环酸性清洗剂，另一套清洗单元200用于循环碱性清洗剂。
54.本技术可以根据不同物料的运行系统选择合适的清洗液。清洗液可以是但不限于：1％～3％盐酸、2％～5％氢氧化纳、3％～5％碳酸钠、乙二胺四乙酸(4％～6％edta)。
55.具体地，如图3所示，第一清洗单元200a包括第一清洗罐201a和第一循环泵202a，第一清洗剂通过g14入口进入第一清洗罐201a或者直接由第一循环泵202a输送向蒸发结晶单元100的g7通道，第一清洗剂清洗蒸发结晶单元100后通过g9通道回流至第一清洗罐201a，第一清洗罐201a内的第一清洗剂在第一循环泵202a的作用下继续输送向蒸发结晶单元100的g7通道。第一清洗罐201a内的第一清洗剂还可以由第一循环泵202a经g4通道输送至换热单元300，对换热单元300和热水单元400进行清洗，清洗后的第一清洗剂可由热水泵402输送回第一清洗罐201a。
56.如图4所示，第二清洗单元200b包括第二清洗罐201b和第二循环泵202b，第二清洗剂通过g15入口进入第二清洗罐201b或者直接由第二循环泵202b输送向蒸发结晶单元100的g8通道，第二清洗剂清洗蒸发结晶单元100后通过g10通道回流至第二清洗罐201b，第二清洗罐201b内的第二清洗剂在第二循环泵202b的作用下继续输送向蒸发结晶单元100的g8通道。第二清洗罐201b内的第二清洗剂还可以由第二循环泵202b经g4通道输送至换热单元300，对换热单元300和热水单元400进行清洗，清洗后的第二清洗液可由热水泵402输送回第二清洗罐201b。
57.在一些实施例中，第一清洗单元200a用于存储、循环酸性清洗液，第一清洗单元200a还包括设置在第一清洗罐201a上的第一吸收器203，第一吸收器203适于在第一循环泵202a运行时，吸收第一清洗罐201a中的部分酸雾或粉尘，如图3所示。
58.在一些实施例中，g14和/或g15入口为快接口，快接口可分别接驳移动式清洗剂罐装车输送管或者接驳城市矿产资源化利用处置系统内的加药装置区的加药清洗出料罐，从而提高通用性。
59.在一些实施例中，所述蒸发结晶装置在线清洗系统包括缓存单元500，如图7所示，缓存单元500包括缓存罐501和缓存泵502；缓存罐501适于与清洗罐201连通，从而通过循环泵202将清洗罐201内的液体输送至缓存罐501；缓存罐501还适于与蒸发结晶单元100连通，从而清洗剂清洗完蒸发结晶单元100后直接回流至缓存罐501；缓存泵502适于将缓存罐501内的液体输送至城市矿产资源化利用处理系统的水洗装置进行循环利用水资源；还可以根据缓存罐501内的水质情况，调整缓存罐501内液体的ph值后，利用缓存泵502将液体输送至蒸发结晶单元进行处理，提高水资源的利用，减少外排。
60.在一个具体实施例中，如图1、7所示，缓存罐501通过g11通道与第一清洗罐201a连通，第一清洗罐201a内的液体适于通过第一循环泵202a经由g11通道进入缓存罐501。缓存罐501通过g12通道与第二清洗罐201b连通，第二清洗罐201b内的液体适于通过第二循环泵202b经由g12通过进入缓存罐501。缓存罐501还与g9通道以及g10通道可选择地连通，从而蒸发结晶单元100内的液体可由g9通道或g10通道输送至缓存罐501。
61.此外，热水罐401内的液体也可通过热水泵402输送至缓存罐501。具体地，热水罐401内的液体可通过热水泵402输送至g6通道，通过调整相应的阀门，g6通道的液体可以输送至蒸发结晶单元100，也可以输送至缓存罐501。
62.在一些实施例中，缓存单元500还包括设置在缓存罐501上的第二吸收器503，第二吸收器503用于吸收缓存罐501中的部分酸雾或者粉尘。
63.在一些实施例中，热水罐401、清洗罐201、缓存罐501的底部可设置自动排水阀，可以将罐内的液体排至城市矿产资源化利用处置系统的水洗装置进行循环利用水资源。
64.在一个具体实施例中热水罐401内的液体可以直接通过g16通道排出，第一清洗罐201a内的液体可以直接通过g18通道排出，第二清洗罐201b内的液体可以直接通过g19通道排出，缓存罐501内的液体可以直接通过g20通道排出。
65.在一些实施例中，换热单元300包括换热器301和过滤器302，过滤器302用于对进入换热器301的液体进行过滤，以去除液体中固体的杂质颗粒。换热器301的出水口与热水罐401连通，从而经过换热器301预热的液体进入热水罐401进行加热。
66.值得一提，换热器301可以是但不限于板式换热器、管壳式换热器、热风换热器、余热回收装置、热泵等。过滤器302可以是但不限于立式过滤器、管式过滤器、陶瓷膜过滤器、膜过滤装置、制纯水装置等。
67.在一些实施例中，换热单元300还包括冷凝罐303和冷凝泵304，用于进行换热的蒸汽经过换热器301后发生冷凝，冷凝罐303用于收集冷凝水，冷凝泵304用于将冷凝水输送至热水罐401。如此，有利于提高蒸汽利用率，节约用水量。当然，也可以直接用管道代替冷凝罐303和冷凝泵304，冷凝水经管道直接输入热水罐401内。
68.在一个具体实施例中，如图5所示，一方面，液体(可以是水、去离子水或者清洗剂)通过g4通道进入过滤器302，然后进入换热器301，在换热器301换热后经g5通道进入到热水罐401；另一方面，生蒸汽通过g2通道进入换热器301，经过换热后，进入g3通道，冷凝水收集在冷凝罐303内，冷凝泵304可以将冷凝罐303内的液体输送至热水罐401。
69.进一步地，过滤器302内的液体可以直接通过g22通道排出，冷凝罐303内的液体可以直接通过g21通道排出。
70.进一步地，g5的水温可以通过第一温度检测装置(tt-02)检测，可根据第一温度检测装置的数据调整g2通道的阀门，以调节经过换热器301的蒸汽量，从而对g5通道的水温进行控制。g2的进蒸汽量可以通过ft-02进行统计。
71.进一步地，在换热器301的进水端和出水端分别设置第一压力检测装置(pt-02)和第二压力检测装置(pt-03)，换热单元300还具有清洗报警装置，清洗报警装置与第一压力检测装置和第二压力检测装置电连接，通过比较第一压力检测装置和第二压力检测装置的压力数据，可以判断换热器301内是否堵塞严重需要清洗，需要清洗时，清洗报警装置自动报警。
72.在一些实施例中，热水单元400还包括设置在热水罐401外的保温盘管403，保温盘管403用于保证热水罐401内的液体稳定维持在需要的工艺温度。保温盘管403具有蒸汽入口以及冷凝水出口，冷凝水出口与冷凝罐303连通，如此，有利于提高蒸汽利用率，节约用水量。
73.在一个具体实施例中，如图6所示，生蒸汽适于通过g1通道通入保温盘管403，保温盘管403内的冷凝水适于通过g17通道输送至冷凝罐303。
74.本技术的热水罐401可采用内置盘管或者夹套型的罐体制作。
75.在一些实施例中，如图2所示，蒸发结晶单元100包括钠盐蒸发1效101、钠盐蒸发2效102、钾盐蒸发1效103、钾盐蒸发2效104。蒸发结晶单元100各效的工作原理为现有技术，本技术不再赘述。
76.值得一提的是，本技术中各设备的开启均可通过程序实现自动控制，清洗时，只需要设定清洗时间，即可通过程序完成整个清洗工作。
77.本技术中，清洗罐201、缓存罐501的可以采用不同的材料制造，例如，采用碳钢或不锈钢(如304或316l)作为外壳，内衬采用非金属材料(如pe、ptfe、玻璃钢、树脂、peek、hdpe、pps)
78.值得一提的是，通常清洗过程为先碱洗、再酸洗，最后热水清洗1～2次，热水温度80～95
°
。在实际进行清洗时，第二清洗罐201b内设置碱性清洗剂，控制第二清洗单元200b的第二循环泵202b先开始工作，对目标进行碱洗，可以根据实际需要循环清洗多次，碱洗完成后可将清洗剂回流至清洗罐201b或者缓存罐501；第一清洗罐201a内设置酸性清洗剂，控制第一清洗单元200a的第一循环泵202a开始工作，对目标进行酸洗，可以根据实际需要循环清洗多次，酸洗完成后可将清洗剂回流至清洗罐201a或者缓存罐501；清洗完成后，向换热单元300通入水或去离子水，同时控制热水单元400开始工作，水经过热水单元400加热后输入蒸发结晶单元100进行热水清洗，清洗液可以输送至缓存罐501。整个清洗过程可通过程序进行控制，无需人员值守，操作简单。
79.现有技术中，有在线清洗设备主要采用了清洗球或者清洗刷的结构，设备结构设计较繁琐，需要配备单独的球室或者刷室，增加了设计、制造、安装和调试难度，且在整个清洗过程中，清洗球和清洗刷极有可能出现破损而进入后续管道、阀门和设备内部，导致部分阀门、管道和设备的堵塞，影响清洗后的系统再次开机后的稳定运行。而本技术的蒸发结晶装置在线清洗系统的设备主要为罐类、泵类、换热器等设备，其安装和维修均相对简单，并且有利于降低维护费用和运行费用，此外，本技术无相应的球或者刷等小部件，配制的相应溶液也大都为稀溶液，不会对蒸发结晶装置管道、过滤器、阀门、换热器等设备的堵塞，也不会对泵叶轮造成损伤，提高了蒸发装置开机后的稳定性。
80.本技术的蒸发结晶装置在线清洗系统可以实现全程自动清洗，能够较为彻底地清洗污垢和盐垢，清洗效果可达到95％以上，清洗后能够有效提高蒸发结晶装置的运行安全性和稳定性。
81.本技术的蒸发结晶装置在线清洗系统可以配置不同温度的热水给不同部位或部件进行局部清洗，清洗过程可控，清洗覆盖面较宽。
82.本技术的蒸发结晶装置在线清洗系统可根据实际运行状态和现场设备布置情况，从g4口接入不同类型的清洗液进行在线清洗，操作较灵活。
83.本技术的蒸发结晶装置在线清洗系统可依据实际情况进行系统化设计，较小清洗量的可进行撬装结构设计，设计相对紧凑，后续工艺设备可灵活进行布置和连接。
84.本技术的蒸发结晶装置在线清洗系统可根据蒸发结晶单元的实际容量配置相应用水量，整个水资源可以回收利用，提高了水资源的利用率。
85.以上描述了本技术的基本原理、主要特征和本技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本技术的原理，在不脱离本技术精神和范围的前提下本技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本技术的范围内。本技术要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。