CN100431650C - 真空浓缩装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种真空浓缩装置，具有依次连接的浓浆泵、进料管、夹套式真空浓缩罐，真空浓缩罐连接有真空泵；所述真空泵由罗茨泵和旋片泵组成，在罗茨泵与旋片泵之间串接有冷凝捕捉器，由上述冷凝捕捉器中的换热器、压缩机、设置在真空浓缩罐夹套内的换热器、膨胀阀组成冷却循环系统，上述真空浓缩罐夹套内的换热器对真空浓缩罐加热。本发明体积较小，能源利用充分，可凝气体的冷却速度快，回收充分；通过控制浓缩罐气化压力和温度，可有选择地汽化分离不同物料；通过控制冷凝捕捉器温度和压力，可有选择地冷凝分离不同的物料。

Description

真空浓缩装置

技术领域

本发明涉及一种真空浓缩装置。

背景技术

真空浓缩装置具有浓缩罐、真空泵和冷凝器，液体物料通过浓浆泵泵入浓缩罐，由于浓缩罐是密封的加热罐，在真空泵的抽吸下，液体物料在80℃温度下产生沸腾，把二次蒸气从物料中分离出来，蒸气引入冷凝器中，与冷凝器中自上而下流动的大流量的冷却水充分接触混合。上述的真空浓缩装置由于采用的是蒸气加热和水冷却，所以体积较大而且耗能，而且物料中含有的可挥发性气体不能回收。

发明内容

本发明的目的就是提供一种体积较小，能源利用充分且可回收可凝气体的真空浓缩装置。

本发明具有依次连接的浓浆泵、进料管、夹套式真空浓缩罐，真空浓缩罐连接有真空泵；其特征在于：所述真空泵由罗茨泵和旋片泵组成，在罗茨泵与旋片泵之间串接有冷凝捕捉器，由上述冷凝捕捉器中的换热器、压缩机、设置在真空浓缩罐夹套内的换热器、膨胀阀组成冷却循环系统，上述真空浓缩罐夹套内的换热器对真空浓缩罐加热。

上述真空浓缩装置的进料管上具有夹套；进料管的夹套内设有与冷却循环系统中真空浓缩罐夹套内的换热器串接的换热器，该换热器对进料管加热。

上述真空浓缩装置的真空浓缩罐的夹套内设有辅助电加热系统。

上述真空浓缩装置的冷却循环系统设有过冷器，冷却系统循环的循环管道通过该过冷器。

上述真空浓缩装置的冷凝捕捉器壳体底端连接有冷凝液收集器。

上述真空浓缩装置的冷凝捕捉器的换热器外具有壳体，换热器由一根长管弯曲成直管、弯管间隔设置的立体蛇形管，直管错位排列，使壳体内的气流通道为弯曲通道，气体流动方向垂直于冷凝捕捉器换热器直管，处于前部的冷凝捕捉器换热器直管之间的间距大于处于后部的冷凝捕捉器换热器直管之间的间距。

上述真空浓缩装置的处于前部的冷凝捕捉器换热器直管之间的间距至少大于处于后部的冷凝捕捉器换热器直管之间的间距3厘米。

上述真空浓缩装置的前部的冷凝捕捉器换热器直管(41)之间的间距至少是直管管径的1.5倍。

上述真空浓缩装置的真空浓缩罐的温度参数控制范围为：-10℃到+100℃，压力参数控制范围为：绝对压力0Pa到1500Pa。

上述真空浓缩装置的冷凝捕捉器的温度参数控制范围为：-30℃到+50℃，压力参数控制范围为：绝对压力20Pa到6000Pa。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明采用冷却循环系统后，无需大型的冷凝设备和锅炉设备，所以体积较小。本发明利用冷却循环系统制冷剂制冷时产生的热能加热，并在冷冻机组和冷凝器之间设有可以进行热交换的过冷器，所以能源利用充分。尤其是本发明中冷凝捕捉器的换热器直管错位排列，加大了可凝气体与冷凝管的触面积，可凝气体与冷面碰撞次数多，可凝气体的冷却速度快，回收充分。本发明除了具有上述优点外，还具有真空浓缩装置的一般优点，例如由于压力降低，所以溶液的沸点降低，能防止或减少热敏性物质的分解，又如能不断地排除溶剂蒸气，有利于蒸发顺利进行，可凝汽体的回收有利于环境保护。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中冷凝捕捉器的结构示意图。

图3为冷凝捕捉器直管排列示意图。

具体实施方式

见图1，本发明具有依次连接的浓浆泵1、进料管2、夹套式真空浓缩罐3，进料管2上具有夹套，真空浓缩罐3连接有真空泵5；所述真空泵5由罗茨泵51和旋片泵52组成，在罗茨泵51与旋片泵52之间串接有冷凝捕捉器4，冷凝捕捉器4壳体底端连接有冷凝液收集器43；由上述冷凝捕捉器4中的换热器40、制冷机61、油分63、换热器21、换热器31、风冷器64、储液罐65、过冷器66、膨胀阀62组成冷却循环系统，所述过冷器66为热交换装置，具有壳体和设置在壳体内的盘管，壳体和盘管分别具有进口和出口，冷却循环系统的冷冻液由制冷机61→油分63→换热器21→换热器31→风冷器64→储液罐65→过冷器66盘管→膨胀阀62→冷凝捕捉器4中的换热器40→过冷器66壳体→制冷机61完成循环；所述换热器21设置在进料管2的夹套中，对进料管2加热，换热器31设置在夹套式真空浓缩罐夹套32中，对夹套式真空浓缩罐3加热，真空浓缩罐3夹套32内还设有辅助加热系统7。

见图2、图3，所述冷凝捕捉器4的换热器40外具有壳体，换热器40由一根长管弯曲成直管41、弯管42间隔设置的立体蛇形管，换热器直管41错位排列，使壳体内的气流通道为弯曲通道，气体流动方向垂直于冷凝器换热器直管41，处于前部的冷凝器换热器直管41之间的间距大于处于后部的冷凝器换热器直管41之间的间距；本实施例中处于前部的冷凝捕捉器换热器直管41之间的间距至少大于处于后部的冷凝捕捉器换热器直管41之间的间距3厘米，且处于前部的冷凝捕捉器换热器直管41之间的间距至少是直管管径的1.5倍。

本发明在使用时，打开进料口阀8，将原料液体由浓浆泵1泵入常压下的真空浓缩罐3。关闭进料口阀8，启动冷却循环系统和旋片泵52，进行预抽真空。当真空浓缩罐3内真空压力达到罗茨泵51启动压力时，开罗茨泵51，真空浓缩罐3温度参数控制范围为：-10℃到+100℃，压力参数控制范围为：绝对压力0Pa到1500Pa；冷凝捕捉器4的温度参数控制范围为：-30℃到+50℃，压力参数控制范围为：绝对压力20Pa到6000Pa，恰当控制真空浓缩罐3和冷凝捕捉器4的压力，确保原料液体在0℃-50℃范围内沸腾气化。随着原料液体的气化，其温度会迅速降低，从而使气化速度下降，为保持气化强度，必须为浓缩液提供热量，可以依靠冷却循环系统产生的热量来为真空浓缩罐3提供热量以维持浓缩液温度，当冷却循环系统产生的热量热量不足时启动辅助加热系统7，浓浆泵1此时用于浓缩液的循环换热及增加气化换热面积。气化蒸发的气体由罗茨泵51抽入冷凝捕捉器4，恰当控制冷凝捕捉器4温度，使气体与冷凝捕捉器4冷面热交换后变为液体，并通过冷凝捕捉器4下方连接的冷凝液收集器43排放或回收，当达到浓缩要求后停机。

Claims (10)

1、一种真空浓缩装置，具有依次连接的浓浆泵(1)、进料管(2)、夹套式真空浓缩罐(3)，真空浓缩罐(3)连接有真空泵(5)；其特征在于：所述真空泵(5)由罗茨泵(51)和旋片泵(52)组成，在罗茨泵(51)与旋片泵(52)之间串接有冷凝捕捉器(4)，由上述冷凝捕捉器(4)中的换热器(40)、制冷机(61)、设置在真空浓缩罐(3)夹套(32)内的换热器(31)、膨胀阀组成冷却循环系统，上述真空浓缩罐夹套(32)内的换热器(31)对真空浓缩罐(3)加热。

2、根据权利要求1所述的真空浓缩装置，其特征在于：上述进料管(2)上具有夹套；进料管(2)的夹套内设有与冷却循环系统中真空浓缩罐(3)夹套(32)内的换热器(31)串接的换热器(21)，该换热器(21)对进料管(2)加热。

3、根据权利要求2所述的真空浓缩装置，其特征在于：真空浓缩罐(3)的夹套内设有辅助电加热系统(7)。

4、根据权利要求3所述的真空浓缩装置，其特征在于：冷却循环系统设有过冷器(66)，冷却系统循环的循环管道通过该过冷器(66)。

5、根据权利要求4所述的真空浓缩装置，其特征在于：冷凝捕捉器(4)壳体底端连接有冷凝液收集器(43)。

6、根据权利要求1所述的真空浓缩装置，其特征在于：所述冷凝捕捉器(4)的换热器(40)外具有壳体，换热器(40)由一根长管弯曲成直管(41)、弯管(42)间隔设置的立体蛇形管，换热器(40)直管(41)错位排列，使壳体内的气流通道为弯曲通道，气体流动方向垂直于冷凝捕捉器换热器直管(41)，处于前部的冷凝捕捉器换热器直管(41)之间的间距大于处于后部的冷凝捕捉器换热器直管(41)之间的间距。

7、根据权利要求6所述的真空浓缩装置，其特征在于：所述处于前部的冷凝捕捉器换热器直管(41)之间的间距至少大于处于后部的冷凝捕捉器换热器直管(41)之间的间距3厘米。

8、根据权利要求7所述的真空浓缩装置，其特征在于：处于前部的冷凝捕捉器换热器直管(41)之间的间距至少是直管管径的1.5倍。

9、根据权利要求1-8之一所述的真空浓缩装置，其特征在于：所述真空浓缩罐(3)的温度参数控制范围为：-10℃到+100℃，压力参数控制范围为：绝对压力0Pa到1500Pa。

10、根据权利要求1-8之一所述的真空浓缩装置，其特征在于：所述冷凝捕捉器(4)的温度参数控制范围为：-30℃到+50℃，压力参数控制范围为：绝对压力20Pa到6000Pa。

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