本發(fā)明涉及蒸發(fā)濃縮技術領域，尤其涉及一體式降膜蒸發(fā)器，用于對自生產環(huán)氧丙烷的廢水中經過預處理所得到的含有氯化鈣的廢水進行濃縮蒸發(fā)與汽液分離。
背景技術：
環(huán)氧丙烷是重要的有機化工原料，主要用于生產環(huán)氧樹脂、玻璃鋼、電絕緣材料、表面活性劑、醫(yī)藥、農藥、涂料、離子交換樹脂、增塑劑、氯醇橡膠。目前環(huán)氧丙烷主流的工業(yè)生產方法為氯醇化法，其工藝路線如下所示：
H2O+Cl2→HOCl+HCl
采用氯醇化法制備環(huán)氧丙烷的過程中必須使用氫氧化鈣(Ca(OH)2)作為皂化劑進行皂化反應。在皂化反應中不可避免的副反應是環(huán)氧丙烷在堿性環(huán)境中水解最終生成甘油，因此皂化反應會產生大量的含甘油、羥基基團和少量有機含氯化合物的高鹽度廢水。該廢水中鹽含量：2.5～24wt％，COD含量：900～5000mg/L。由此可見，在生產環(huán)氧丙烷過程中所產生的廢水具有溫度高、含鹽量高、PH值高、有機含氯化合物含量高的特點。
在生產環(huán)氧丙烷過程中所產生的廢水在經過預處理后，廢水中的氯化鈣濃度約5～12wt％。如果直接對這種含有氯化鈣的廢水進行濃縮蒸發(fā)，會導致生產成本非常高，因此需要對這種廢水進行濃縮蒸發(fā)處理，以降低廢水中的含水量。當廢水中的濃度達到一定濃度后，再將廢水使用噴霧干燥設備進行最終的干燥處理，以提取出氯化鈣固體。
傳統(tǒng)的氯化鈣廢水的濃縮蒸發(fā)設備或者技術通常采用降膜蒸發(fā)器對含有氯化鈣的廢水進行濃縮蒸發(fā)。但是現(xiàn)有技術中的降膜蒸發(fā)器功能單一，只能對含有氯化鈣的廢水進行濃縮蒸發(fā)，無法實現(xiàn)汽液分離，從而導致濃縮蒸發(fā)的效率不高，蒸汽的消耗較大。
有鑒于此，有必要對現(xiàn)有技術中的降膜蒸發(fā)設備予以改進，以解決上述問題。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于公開一體式降膜蒸發(fā)分離器，用以實現(xiàn)對含有氯化鈣的廢水實現(xiàn)濃縮蒸發(fā)與汽液分離，以減少蒸汽逃逸現(xiàn)象，減少鮮蒸汽的補給量，并降低設備的占地面積。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種一體式降膜蒸發(fā)分離器，包括：相互連通的一級降膜蒸發(fā)器與二級降膜蒸發(fā)器；其中，二級降膜蒸發(fā)器的底部設置汽液分離器，并通過管道與一級降膜蒸發(fā)器的底部連通；以及，設置于所述汽液分離器底部并與汽液分離器連通的儲液罐；
所述一級降膜蒸發(fā)器與二級降膜蒸發(fā)器均包括中空殼體、設置于中空殼體內部且垂直排布的若干換熱管、水平設置于中空殼體內部且交錯分布的若干塔板，所述換熱管貫穿塔板，所述中空殼體的頂部設置循環(huán)液進口，所述中空殼體的側部設置蒸汽進口、第一蒸汽出口、不凝氣出口及冷凝液出口；所述汽液分離器內置絲網及與中空殼體連通的降液管，所述降液管貫穿絲網；所述儲液罐的側部設置原液進口、若干循環(huán)液出口，以及設置于儲液罐底部的出料口；所述汽液分離器的側部設有第二蒸汽出口。
在一些實施方式中，所述一級降膜蒸發(fā)器與二級降膜蒸發(fā)器中內置的換熱管在投影面上呈正三角形分布。
在一些實施方式中，所述汽液分離器的側壁設有兩個液位計接口，并分別設置在絲網的上下兩側。
在一些實施方式中，所述蒸汽進口與第一蒸汽出口設置于同一水平面上，并垂直貫穿中空殼體。
在一些實施方式中，所述降液管的底部高于管道。
在一些實施方式中，所述汽液分離器的底部還設有檢修孔。
在一些實施方式中，所述中空殼體的側部設置兩個不凝氣出口，兩個不凝氣出口分別設置在第一蒸汽出口的上下兩側。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：在本發(fā)明中，將兩個相互連通的一級降膜蒸發(fā)器與二級降膜蒸發(fā)器相互連通并在二級降膜蒸發(fā)器的底部設置汽液分離器，實現(xiàn)了對含有氯化鈣的廢水實現(xiàn)濃縮蒸發(fā)與汽液分離的效果，減少了蒸汽逃逸及鮮蒸汽的補給量，并降低設備的占地面積，從而降低了從含有低濃度的氯化鈣廢水中提取氯化鈣的生產成本。
附圖說明
圖1是本發(fā)明一體式降膜蒸發(fā)分離器的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖所示的各實施方式對本發(fā)明進行詳細說明，但應當說明的是，這些實施方式并非對本發(fā)明的限制，本領域普通技術人員根據這些實施方式所作的功能、方法、或者結構上的等效變換或替代，均屬于本發(fā)明的保護范圍之內。
請參圖1所示出的本發(fā)明一體式降膜蒸發(fā)分離器的一種實施方式。在本實施方式中，一體式降膜蒸發(fā)分離器，包括：相互連通的一級降膜蒸發(fā)器40a與二級降膜蒸發(fā)器40b，二級降膜蒸發(fā)器40b的底部設置汽液分離器50，并通過管道14與一級降膜蒸發(fā)器40a的底部連通；同時，還包括設置于所述汽液分離器50底部并與汽液分離器50連通的儲液罐60。
該一級降膜蒸發(fā)器40a與二級降膜蒸發(fā)器40b均包括中空殼體44、設置于中空殼體44內部且垂直排布的若干換熱管42a與若干換熱管42b、水平設置于中空殼體44內部且交錯分布的若干塔板41a與若干塔板41b。換熱管42a貫穿塔板41a，換熱管42b貫穿塔板41b。通過在中空殼體44內部設置塔板41a及塔板41b可提高一級降膜蒸發(fā)器40a與二級降膜蒸發(fā)器40b的熱交換效率并能夠提高氯化鈣廢水中的雜質與液體的分離效果。
在本實施方式中，在一級降膜蒸發(fā)器40a的中空殼體44的頂部設置循環(huán)液進口3，所述中空殼體44的側部設置蒸汽進口1、第一蒸汽出口5、不凝氣出口及冷凝液出口7。該中空殼體44的側部設置兩個不凝氣出口(即不凝氣出口4與不凝氣出口6)，不凝氣出口4與不凝氣出口6分別設置在第一蒸汽出口5的上下兩側。同理，在二級降膜蒸發(fā)器40b的中空殼體44的頂部設置循環(huán)液進口8，所述中空殼體44的側部設置蒸汽進口9、第一蒸汽出口10、不凝氣出口及冷凝液出口13。該中空殼體44的側部設置兩個不凝氣出口(即不凝氣出口11與不凝氣出口12)，不凝氣出口11與不凝氣出口12分別設置在第一蒸汽出口10的上下兩側。
汽液分離器50設置于二級降膜蒸發(fā)器40b的底部，這種結構可降低整個設備的占地面積，并降低制造成本且結構更加合理。該汽液分離器50內置絲網501與中空殼體44連通的降液管502。降液管502的底部高于管道14。降液管502貫穿絲網501。降液管502在汽液分離器50中可起到更好的汽液分離效果，而絲網501主要用以起到進一步提高汽液分離的效果，防止由下向上流動的蒸汽夾帶液體進入到二級降膜蒸發(fā)器40b的內部，延長二級降膜蒸發(fā)器40b的使用壽命。
儲液罐60的側部設置原液進口16、循環(huán)液出口17、循環(huán)液出口18，以及設置于儲液罐底部的出料口19。含有低濃度的氯化鈣廢水(濃度為15％wt)通過不銹鋼管道通過該原液進口16輸入至儲液罐60中，然后關閉原液進口16。低濃度的氯化鈣廢水通過循環(huán)液出口17及循環(huán)液出口18在一級降膜蒸發(fā)器40a及二級降膜蒸發(fā)器40b中執(zhí)行循環(huán)往復的濃縮干燥，以將多余的水分進行蒸發(fā)。其中，循環(huán)液出口17通過不銹鋼管道及循環(huán)泵與循環(huán)液進口3連通，循環(huán)液出口18通過不銹鋼管道及循環(huán)泵與循環(huán)液進口8連通。
該汽液分離器50的側部設有第二蒸汽出口15，該第二蒸汽出口15可通過不銹鋼管道連通入壓縮系統(tǒng)(未示出)，并由壓縮系統(tǒng)對蒸汽進行壓縮，并使蒸汽溫度達到101攝氏度以上，然后將壓縮后的蒸汽通過不銹鋼管道再次與蒸汽進口1及蒸汽進口9連接，以將壓縮升溫后的蒸汽分別通入一級降膜蒸發(fā)器40a與二級降膜蒸發(fā)器40b中，以對流經換熱管42a及換熱管42b中含有氯化鈣的廢水進行高效加熱。
在本實施方式中，含有氯化鈣的廢水依次通過一級降膜蒸發(fā)器40a與二級降膜蒸發(fā)器40b中，并在換熱管41a及換熱管41b中，氯化鈣的廢水自上而下受熱蒸發(fā)。蒸發(fā)后所形成的濃縮液被循環(huán)泵(未示出)輸送至干燥設備(例如噴霧干燥設備或者閃蒸干燥設備)中，將濃縮后的廢水進行最終的固液分離，從而得到氯化鈣。實驗證明，含有從原液進口16通入的濃度為15％wt的氯化鈣的廢水經過兩級降膜蒸發(fā)器濃縮處理后得到氯化鈣廢水中的氯化鈣的濃度可達到35％wt，從而大大降低了后道的固液分離工序所需要的蒸汽消耗與能源消耗，可顯著地降低對自含有低濃度的氯化鈣的廢水中分離氯化鈣固體的生產成本。
在實際運行中，降液管502的末端始終被汽液分離器50中的含有氯化鈣的濃縮廢水所淹沒。當汽液分離器50中的含有氯化鈣的濃縮廢水達到一定的高度時，可將含有氯化鈣的濃縮廢水導入儲液罐60中。儲液罐60底部所設置的出料口19可通過不銹鋼管道與上述的干燥設備連通。在本實施方式中，為了觀察汽液分離器50中含有氯化鈣的濃縮廢水的高度，該汽液分離器50的側壁設有液位計接口21及液位計接口23。液位計接口21及液位計接口23分別設置在絲網501的上下兩側。液位計接口21及液位計接口23中可分別插入液位計。液位計可通過導線與PLC連接，以實現(xiàn)全自動化生產與控制。
在本實施方式中，該一級降膜蒸發(fā)器40a與二級降膜蒸發(fā)器40b中內置的換熱管在投影面上均呈正三角形分布。同時，在一級降膜蒸發(fā)器40a中，蒸汽進口1與第一蒸汽出口5設置于同一水平面上，并垂直貫穿中空殼體44；在二級降膜蒸發(fā)器40b中，蒸汽進口9與第一蒸汽出口10設置于同一水平面上，并垂直貫穿中空殼體44。同時，在本實施方式中，該汽液分離器50的底部還設有檢修孔503。通過該檢修孔503可方便的對汽液分離器50中的各種故障進行檢修。
上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實施方式的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實施方式或變更均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。