技术领域
[0001] 本
发明涉及高氯酸钾制备工艺领域，具体为一种用于高氯酸钾母液蒸发浓缩工艺的装置及其工艺方法。
背景技术
[0002] 高氯酸盐母液蒸发浓缩，回收其中的
氯化钠，用于氯酸钠电槽
电解制取氯酸钠，是国家对高氯酸盐行业环保达标的硬性要求。其母液蒸发采用低温高
真空蒸发器，所需热源一般从氯酸钠电槽反应器取热，但对自产自用氯酸钠生产高氯酸钾的企业来说，氯酸钠电槽反应热要同时满足氯酸钠蒸发和高氯酸钾母液蒸发供热，要差30％左右的热量，传统工艺为：采用
蒸汽锅炉生产蒸汽或者热
水锅炉生产高温热水作为高氯酸钾蒸发母液加热热源；也有的企业采用MVR技术回收压缩二次蒸汽作为蒸发加热热源。燃
煤蒸汽炉投资大，占地多，流程长，能耗高，需要特种设备；电热蒸气炉投资中，全自动、能耗高，需要特种设备；电热热水炉投资小、全自动、能耗高；MVR投资大、流程长、初开车时需要蒸汽，但能耗低。没有一种流程短、投资少、占地面积小、能耗低的蒸发工艺。
发明内容
[0003] 本发明为了解决
现有技术中存在的
缺陷，提供一种流程短、投资少、占地面积小、能耗低的特点，比传统工艺节能80％以上，节能环保的用于高氯酸钾母液蒸发浓缩工艺的装置及其工艺方法。
[0004] 本发明首先提供一种用于高氯酸钾母液蒸发浓缩工艺的装置，包括水源侧
循环水通路和使用侧循环水通路主路；所述水源侧循环水通路依次经过
氯化钾溶解槽、凉水塔、凉水池、加压水
泵、氯酸钠电解中间液换热器、
水源热泵蒸发器再回到氯化钾溶解槽完成水通路的循环；所述使用侧循环水通路主路依次经
过热水中间槽、热水中间槽泵、
水源热泵冷凝器、高氯酸钾母液蒸发器再回到热水中间槽完成水通路的循环；所述水源热泵冷凝器与热水中间槽之间设置有连通两装置的使用侧循环水通路支路；所述水源热泵蒸发器与水源热泵冷凝器中的水源进行热交换。
[0005] 本发明还提供如下优化方案：
[0006] 优选的，所述水源热泵蒸发器和氯化钾溶解槽之间的管路上设置
温度传感器。
[0007] 优选的，所述水源热泵冷凝器和高氯酸钾母液蒸发器之间的管路上设置温度传感器。
[0008] 优选的，所述水源侧循环水通路上设置有
温度计、流量计、压
力计。
[0009] 优选的，使用侧循环水通路主路上设置有温度计、流量计、压力计。
[0010] 本发明还提供一种用于高氯酸钾母液蒸发浓缩工艺的装置的工艺方法，使用上述的用于高氯酸钾母液蒸发浓缩工艺的装置，并包括如下步骤：
[0011] S1水源侧循环水通路中的循环水从凉水池中吸取出经加压水泵进入高氯酸钠电解中间液换热器换热升温后，进入水源热泵蒸发器降温后，再回到氯化钾溶解槽进一步降温后，进入凉水塔冷却后回到凉水池完成水源侧循环水通路的一次循环；
[0012] 开通使用侧循环水通路支路，循环水从热水中间槽经热水泵送入水源热泵冷凝器升温后，再将循环水送回热水中间槽循环升温到
指定温度；
[0013] S2关闭使用侧循环水通路支路，开通使用侧循环水通路主路，使循环水沿热水中间槽、热水中间槽泵、水源热泵冷凝器、高氯酸钾母液蒸发器再回到热水中间槽完成水通路的循环；
[0014] S3使用侧循环水通路主路中的冷凝水温度下降到特定温度后，关闭使用侧循环水通路主路，开通使用侧循环水通路支路；
[0015] S4按S1-S3步骤循环操作。
[0016] 优选的，S1步骤中所述的指定温度为70℃。
[0017] 优选的，S3步骤中所述的特定温度为60℃。
[0018] 本发明的有益效果是：
[0019] 1.充分利用了高氯酸钠电槽
冷却水低品位余热作为热源制取热水后，再用于氯化钾溶液的预热，最后才回到凉水塔进行冷却降温，在两级取热的同时，既降到了循环水温度，减少了凉水塔的负荷，又使低品位热源高氯酸钠电槽冷却水得到了充分利用。
[0020] 2.高氯酸钾母液蒸发器采用低温高真空蒸发器，用高温热水作为加热
能源，能源品位适中，成本低。
[0021] 3.本工艺采用新型热泵技术从低温热源中取热，将蒸发器加热回水温度提高，用于蒸发温度低于90℃的物料加热蒸发。本工艺具有流程短、投资少、占地面积小、能耗低的特点，比传统工艺节能80％以上，是一项节能环保的新工艺。
[0022] 4.本发明的一种用于高氯酸钾母液蒸发浓缩工艺的装置用高温水源热泵制取热水与锅炉产汽相比，大大减少了CO2的排放。
[0023] 5.该机组的能效比达到了5.44，即使用高温水源热泵机组消耗1KWH电产生的热量相当于5.44KWH电产生的热量，因此该机组的能耗仅为电热蒸发锅炉或者电热水锅炉的18.4％，节能效果非常显著。
附图说明
[0024] 图1为本发明一种优选
实施例的用于高氯酸钾母液蒸发浓缩工艺的装置图；
[0025] 具体的附图标记为：
[0026] 1氯化钾溶解槽；2凉水塔；3凉水池；4加压水泵；5氯酸钠电解中间液换热器；6水源热泵蒸发器；7水源热泵冷凝器；8热水中间槽泵；9热水中间槽；10高氯酸钾母液蒸发器。
具体实施方式
[0027] 为了使本领域的技术人员更好地理解发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
[0028] 本发明首先提供一种用于高氯酸钾母液蒸发浓缩工艺的装置，包括水源侧循环水通路和使用侧循环水通路主路；所述水源侧循环水通路依次经过氯化钾溶解槽1、凉水塔2、凉水池3、加压水泵4、氯酸钠电解中间液换热器5、水源热泵蒸发器6 再回到氯化钾溶解槽1完成水通路的循环；所述使用侧循环水通路主路依次经过热水中间槽9、热水中间槽泵8、水源热泵冷凝器7、高氯酸钾母液蒸发器10再回到热水中间槽9完成水通路的循环；所述水源热泵冷凝器7与热水中间槽9之间设置有连通两装置的使用侧循环水通路支路；所述水源热泵蒸发器6与水源热泵冷凝器 7中的水源进行热交换。
[0029] 水源侧循环水通路是从凉水塔2的加压水泵4来的20℃左右的循环水进入高氯酸钠电解中间液换热器5间接换热后，水温升高到40-45℃，进入水源热泵机组的水源热泵蒸发器6，被制冷介质吸热后水温降到34-39℃，再到氯化钾溶解槽1预热氯化钾溶液，进一步降温后进入凉水塔2，冷却降温到20℃左右，回到凉水池3，再用加压水泵4送往高氯酸钠电解中间液换热器5循环使用。
[0030] 使用侧循环水通路主路是将热水中间槽9的软水，用热水中间槽泵8送入水源热泵冷凝器7，吸收制冷介质的热量后温度升高10℃，，再回到热水中间槽9，然后不断循环制热，待热水温度达到70℃后，送入高氯酸钾母液蒸发器10的加热室与高氯酸钾母液间接换热，从高氯酸钾母液蒸发器10的加热室出来的60℃的热水回到热水中间槽9中，经热水中间槽泵8再次送入水源热泵冷凝器7，吸收制冷介质的热量后，再送到高氯酸钾母液蒸发器10，一直循环；直到水温下降后，关闭使用侧循环水通路主路，打开使用侧循环水通路支路，使水路经热水中间槽9、热水中间槽泵8、水源热泵冷凝器7、热水中间槽9的循环；当温度达到70℃后，关闭水源热泵冷凝器7与热水中间槽9之间的水路，打开水源热泵冷凝器7与高氯酸钾母液蒸发器10之间的水路，又开启使用侧循环水通路主路经热水中间槽9、热水中间槽泵8、水源热泵冷凝器7、高氯酸钾母液蒸发器10、热水中间槽9的循环。
[0031] 为了能更好的监控温度，所述水源热泵蒸发器6和氯化钾溶解槽1之间的管路上设置温度传感器。优选的，所述水源热泵冷凝器7和高氯酸钾母液蒸发器10之间的管路上设置温度传感器。
[0032] 优选的，所述水源侧循环水通路上设置有温度计、流量计、压力计。使用侧循环水通路主路和使用侧循环水通路支路均设置有温度计、流量计、压力计。
[0033] 本发明的水源热泵机组可以设置多个自动控制和保护，主要包括：
[0034] (1)水源侧温度、流量、压力现场和远传显示。
[0035] (2)水源侧流量不足和断流保护；
[0036] (3)使用侧温度、流量、压力现场和远传显示。
[0037] (4)使用侧流量不足和断流保护；
[0039] (6)使用侧换热器泄漏报警；
[0040] (7)使用侧温度达到设计温度时70℃自动停机，温度降到使用最低温度时60℃自动开机。该温度上下限可自行设定。
[0041] (8)
压缩机吸气、排气压力、温度显示；
[0042] (9)压缩机油温显示。
[0043] (10)故障智能检测显示。可自动检测实时故障和查看历史故障。
[0044] 机组所有检测、控制、报警、操作均在仪表控制盘上，全自动控制，操作非常方便，实现了无人值守。
[0045] 本发明还提供一种用于高氯酸钾母液蒸发浓缩工艺的装置的工艺方法，使用上述的用于高氯酸钾母液蒸发浓缩工艺的装置，并包括如下步骤：
[0046] S1水源侧循环水通路中的循环水从凉水池3中吸取出经加压水泵4进入高氯酸钠电解中间液换热器5换热升温后，进入水源热泵蒸发器6降温后，再回到氯化钾溶解槽1进一步降温后，进入凉水塔2冷却后回到凉水池3完成水源侧循环水通路的一次循环；
[0047] 开通使用侧循环水通路支路，循环水从热水中间槽9经热水泵送入水源热泵冷凝器7升温后，再将循环水送回热水中间槽9循环升温到指定温度；
[0048] S2关闭使用侧循环水通路支路，开通使用侧循环水通路主路，使循环水沿热水中间槽9、热水中间槽泵8、水源热泵冷凝器7、高氯酸钾母液蒸发器10再回到热水中间槽9完成水通路的循环；
[0049] S3使用侧循环水通路主路中的冷凝水温度下降到特定温度后，关闭使用侧循环水通路主路，开通使用侧循环水通路支路；
[0050] S4按S1-S3步骤循环操作。
[0051] 优选的，S1步骤中所述的指定温度为70℃。
[0052] 优选的，S3步骤中所述的特定温度为60℃。
[0053] 实施例一
[0054] 本发明的用于高氯酸钾母液蒸发浓缩工艺的装置的工艺方法，使用上述的用于高氯酸钾母液蒸发浓缩工艺的装置，并包括如下步骤：
[0055] S1水源侧循环水通路中的循环水从凉水池3中吸取出经加压水泵4进入高氯酸钠电解中间液换热器5换热升温后，进入水源热泵蒸发器6降温后，再回到氯化钾溶解槽1进一步降温后，进入凉水塔2冷却后回到凉水池3完成水源侧循环水通路的一次循环；升降温度保持在39-45℃。
[0056] 开通使用侧循环水通路支路，循环水从热水中间槽9经热水泵送入水源热泵冷凝器7升温后，再将循环水送回热水中间槽9循环升温到60度左右；
[0057] S2关闭使用侧循环水通路支路，开通使用侧循环水通路主路，使循环水沿热水中间槽9、热水中间槽泵8、水源热泵冷凝器7、高氯酸钾母液蒸发器10再回到热水中间槽9完成水通路的循环；
[0058] S3使用侧循环水通路主路中的冷凝水温度下降到45度左右后，关闭使用侧循环水通路主路，开通使用侧循环水通路支路；
[0059] S4按S1-S3步骤循环操作。
[0060] 其中水源热泵冷凝器7的冷水流量为99.7m3/h、阻力≤80Kpa、管径为DN150；其中水源热泵蒸发器6的冷水流量为122.7m3/h、阻力≤80Kpa、管径为DN150。
[0061] 得到如下高温水源热泵运行记录表1
[0062] 表1高温水源热泵运行记录表
[0063]
[0064]
[0065]
[0066]
[0067] 根据表1的数据进行平均数值计算后，得到如下机组制热工况性能运行表2[0068] 表2机组制热工况性能运行表
[0069]
[0070] 表2中：
[0071] 输入功率＝
电流×
电压×1.732×功率因素÷1000
[0072] 制热量＝水流量×进出口温差×水的
比热×1.163
[0073] 能效比＝制热量kw/机组实际功率KW
[0074] 根据表2中的数据计算得到，机组平均每小时耗电203.35KWH,制热产生的热量相当于1105.4KWH电热锅产生的热量，即每小时节电902.05KWH,按全年运行300天计算，节电649.5万度，价值227万元，经济效益十分显著。
[0075] 以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以
权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
