汽水四级分离五效蒸馏水机
技术领域
本发明涉及分离技术领域,尤其是涉及蒸馏技术领域。
背景技术
蒸馏水用途广泛,但在制蒸馏水过程中,都要消耗大量的冷却水,随着高温冷却水的排放,也带走了大量的热量;如本申请人曾发明的“汽、水四级分离蒸馏水机”,专利公开号:CN1792827,技术方案是:有一列管降膜蒸发器,在该蒸发器中,上段是列管降膜蒸发室,下段为汽水分离室;列管降膜蒸发室中均布有列管,其上设布水器,还外接一外螺旋高速除沫分离器,它与汽水分离室上部的蒸汽接管相接;在外螺旋高速除沫分离器罐壁内设一层隔离筒壁,隔离筒壁内的螺旋板设于预热器壁外,其下是一大空腔,外螺旋高速除沫分离器上部罐壁设有纯净蒸汽出口,大空腔下部通过隔离筒壁与排水口相接;该发明完全杜绝了二次蒸汽与原料水发生交叉污染的可能性,使汽、水分离效果更好,可达十万分之五左右,生产出来的纯蒸汽和蒸馏水空前干燥和纯净,但生产中需有大量冷却水冷凝二次蒸汽;目前国际国内的五效及以下多效蒸馏水机,使用冷却水均是必不可少的。详见附表1---4:国外产品样本所给出的数据。
附表1
国外五效蒸馏水机0.3MPa时性能参数比值表
意大利STLMAS
附表2
芬兰FINN-AQUA
附表3
瑞典GETINGE-KEMITERM
附表4
美国MUELLER
注:QA:单位时间内生产一定量的蒸馏水所消耗的蒸汽量;
QB:单位时间内生产一定量的蒸馏水所消耗的冷却水量;
QC:单位时间内生产一定量的蒸馏水所消耗的原料水(纯化水)量
Q:单位时间内所获得的蒸馏水量。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术之不足,提供一种汽水四级分离五效蒸馏水机,不仅使汽、水分离效果好,而且使冷却水的消耗为零,且可节能降耗。
为实现上述目的,本发明的技术方案是这样的:一种汽水四级分离五效蒸馏水机,通过在原汽、水四级分离蒸馏水机结构的基础上增加热平衡预热部件,具体包括:
第一效蒸发器的供热生蒸汽(一次蒸汽)凝水出口处新增余热料水汽化器,以充分利用第一效使用之后废弃的生蒸汽及其凝水的余热;蒸发器上端的激光螺旋孔布水器对应每根蒸发管内壁,配置了多个螺旋布水孔,确保形成连续、均匀的液膜;
采用带外螺旋板的U型管式料水预热器,使料水通过外螺旋板吸收更多的二次蒸汽热量而获得更好的预热效果,同时使料水与二次蒸汽完全封闭隔离,杜绝料水对二次蒸汽可能产生的交叉污染;
在分离水出口处设置蒸馏水冷却器,既可以利用刚进入机器的原料水能吸收末效冷凝器中出来的蒸馏水的热能,又可使制得的蒸馏水降到进入注射用水贮罐所要求的92℃~99℃之标准规定温度;
在增加热平衡预热部件后,对工艺流程也作了相应的改变。
由于采用了上述技术方案,本发明的一种汽水四级分离五效蒸馏水机,通过增加余热料水汽化器、外螺旋板的U形管料水预热器和蒸馏水冷却器,使五效蒸馏水机冷却水为零消耗,达到生蒸汽降耗节能的目的;各项指标均达到或优于国家行业标准要求,其性能参数比值及节水节能效果参数见附表5---11:
附表5
四级分离五效蒸馏水机
0.3Mpa压力时性能参数比值及节水节能效果参数表
LD6000-5型
项目 |
国家行业 标准比值 |
国家行业 标准允许 耗量(L/h) |
产品检 验结果 比值 |
产品实测 耗量(L/h) |
比行业标准 节约消耗量 (kg/h) |
每班(8小 时)生产节 约消耗量 (kg) |
生蒸汽耗量 (QA) |
QA/Q≤ 0.27 |
QA≤1620 |
QA/Q≤ 0.20 |
QA≤1200 |
420 |
3360 |
冷却水耗量 (QB) |
QB/Q≤ 0.58 |
QB≤3480 |
QB/Q=0 |
QB=0 |
3480 |
37840 |
原料水耗量 (QC) |
QC/Q≤ 1.15 |
QC≤6900 |
QC/Q≤ 1.15 |
QC≤6900 |
- |
- |
省冷却水泵 (1台) |
|
|
|
|
3kw |
24kw |
附表6
LD5000-5型
项目 |
国家行业 标准比值 |
国家行业 标准允许 耗量(L/h) |
产品检 验结果 比值 |
产品实测 耗量(L/h) |
比行业标准 节约消耗量 (kg/h) |
每班(8小 时)生产节 约消耗量 (kg) |
生蒸汽耗量 (QA) |
QA/Q≤ 0.27 |
QA≤1350 |
QA/Q≤ 0.20 |
QA≤1000 |
350 |
2800 |
冷却水耗量 (QB) |
QB/Q≤ 0.58 |
QB≤2900 |
QB/Q=0 |
QB=0 |
2900 |
23200 |
原料水耗量 (QC) |
QC/Q≤ 1.15 |
QC≤5750 |
QC/Q≤ 1.15 |
QC≤5750 |
- |
- |
省冷却水泵 (1台) |
|
|
|
|
3kw |
24kw |
附表7
LD4000-5型
项目 |
国家行业 标准比值 |
国家行业 标准允许 耗量(L/h) |
产品检 验结果 比值 |
产品实测 耗量(L/h) |
比行业标准 节约消耗量 (kg/h) |
每班(8小 时)生产节 约消耗量 (kg) |
生蒸汽耗量 (QA) |
QA/Q≤ 0.27 |
QA≤1080 |
QA/Q≤ 0.20 |
QA≤800 |
280 |
2240 |
冷却水耗量 (QB) |
QB/Q≤ 0.58 |
QB≤2320 |
QB/Q=0 |
QB=0 |
2320 |
18560 |
原料水耗量 (QC) |
QC/Q≤ 1.15 |
QC≤4600 |
QC/Q≤ 1.15 |
QC≤4600 |
- |
- |
省冷却水泵 (1台) |
|
|
|
|
3kw |
24kw |
附表8
LD3000-5型
项目 |
国家行业 标准比值 |
国家行业 标准允许 耗量(L/h) |
产品检 验结果 比值 |
产品实测 耗量(L/h) |
比行业标准 节约消耗量 (kg/h) |
每班(8小 时)生产节 约消耗量 (kg) |
生蒸汽耗量 (QA) |
QA/Q≤ 0.27 |
QA≤810 |
QA/Q≤ 0.20 |
QA≤600 |
210 |
1680 |
冷却水耗量 (QB) |
QB/Q≤ 0.58 |
QB≤1740 |
QB/Q=0 |
QB=0 |
1740 |
13920 |
原料水耗量 (QC) |
QC/Q≤ 1.15 |
QC≤3450 |
QC/Q≤ 1.15 |
QC≤3450 |
- |
- |
附表9
LD2000-5型
项目 |
国家行业 标准比值 |
国家行业 标准允许 耗量(L/h) |
产品检验 结果比值 |
产品实测 耗量(L/h) |
比行业 标准 节约能 消耗 (kg/h) |
每班 (8小时) 生产节约 消耗量 (kg) |
生蒸汽耗量(QA) |
QA/Q≤ 0.27 |
QA≤1350 |
QA/Q≤ 0.20 |
QA≤ 1000 |
350 |
2800 |
冷却水耗量 (QB) |
QB/Q≤ 0.58 |
QB≤2900 |
QB=0 |
QB=0 |
2900 |
23200 |
原料水耗量 (QC) |
QC/Q≤ 1.15 |
QC≤5750 |
QC/Q≤ 1.15 |
QC≤ 5750 |
- |
- |
省冷却水泵(1台) |
|
|
|
|
3kw |
24kw |
附表10
LD1500-5型
项目 |
国家行业 标准比值 |
国家行业 标准允许 耗量(L/h) |
产品检验 结果比值 |
产品实测 耗量(L/h) |
比行业 标准 节约能 消耗 (kg/h) |
每班 (8小时) 生产节约 消耗量 (kg) |
生蒸汽耗量(QA) |
QA/Q≤ 0.27 |
QA≤1080 |
QA/Q≤ 0.20 |
QA≤800 |
280 |
2240 |
冷却水耗量 (QB) |
QB/Q≤ 0.58 |
QB≤2320 |
QB/Q=0 |
QB=0 |
2320 |
18560 |
原料水耗量 (QC) |
QC/Q≤ 1.15 |
QC≤4600 |
QC/Q≤ 1.15 |
QC≤ 4600 |
- |
- |
省冷却水泵(1台) |
|
|
|
|
3kw |
24kw |
附表11
LD1000-5型
项目 |
国家行业 标准比值 |
国家行业 标准允许 耗量(L/h) |
产品检验 结果比值 |
产品实测 耗量(L/h) |
比行业 标准 节约能 消耗 (kg/h) |
每班 (8小时) 生产节约 消耗量 (kg) |
生蒸汽耗量(QA) |
QA/Q≤ 0.27 |
QA≤810 |
QA/Q≤ 0.20 |
QA≤600 |
210 |
1680 |
冷却水耗量 (QB) |
QB/Q≤ 0.58 |
QB≤1740 |
QB/Q=0 |
QB=0 |
1740 |
13920 |
原料水耗量 (QC) |
QC/Q≤ 1.15 |
QC≤3450 |
QC/Q≤ 1.15 |
QC≤ 3450 |
- |
- |
省冷却水泵(1台) |
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|
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3kw |
24kw |
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明加以详述。
图1是本发明的工艺流程原理图。
图2是本发明的设备1余热料水汽化器放大示意图。
图3是发明的设备3外螺旋板U形管料水预热器放大示意图。
图4是发明的设备5蒸馏水冷却器放大示意图。
图5是发明的设备1列管降膜蒸发器上端设置的激光螺旋孔布水板的放大示意图。
图6是图5的I局部放大图。
图中:1、余热料水汽化器,101、原料水输入管,102、料水进口,103、料水出口,104、凝水进口,105、凝水出口,2、列管降膜蒸发器,201、锅炉生蒸汽入口,202、二次蒸汽出口,203、激光螺旋孔布水板,204、激光击穿的螺旋孔,3、外螺旋板U形管料水预热器,301、分离水出口,302、二次蒸汽进口,303、二次蒸汽出口,304、原料水进口,305、原料水出口,4、冷凝器,401、不凝气体排放口,5、蒸馏水冷却器,501、蒸馏水进口,502、蒸馏水出口,503、料水进口,504、料水出口,6、蒸馏水出水管。
具体实施方式
由附图1所示,本发明的一种汽水四级分离五效蒸馏水机,包括余热料水汽化器1,列管降膜蒸发器2,外螺旋板U形管料水预热器3,冷凝器4和蒸馏水冷却器5;所说的列管降膜蒸发器2共有五台(即五效);每台列管降膜蒸发器2均联接一台外螺旋板U形管料水预热器3,五台外螺旋板U形管料水预热器通过原料水进口304和原料水出口305相互串接;在第一效列管降膜蒸发器上设有锅炉生蒸汽入口201,及二次蒸汽出口202,其余各效的锅炉生蒸汽入口201作为二次蒸汽入口,与上一效的外螺旋板U形管料水预热器3的二次蒸汽出口303相接;列管降膜蒸发器的二次蒸汽出口202与下一效的外螺旋板U形管料水预热器3的二次蒸汽进口302相接,第五效上的外螺旋板U形管料水预热器的二次蒸汽出口303接冷凝器4;所说的余热料水汽化器1置于第一效列管降膜蒸发器的凝水出口处,余热料水汽化器的凝水进口104与第一效列管降膜蒸发器2的凝水出口相接,余热料水汽化器1上的凝水出口105外排凝水;料水进口102接外螺旋板U形管料水预热器3的原料水出口305,料水出口103接至列管降膜蒸发器;第五效上的外螺旋板U形管料水预热器的原料水进口304接冷凝器4,列管降膜蒸发器的分离水出口与外螺旋板U形管料水预热器的分离水出口301一起接入下一效的列管降膜蒸发器;第五效上的分离水出口301接冷凝器4;冷凝器上接有与蒸馏水冷却器5的料水出口504相接的料管,及设有不凝气体排放口401;冷凝器还与蒸馏水冷却器5的蒸馏水进口501相接;蒸馏水冷却器的料水进口503与原料水输入管101相接;蒸馏水冷却器5的蒸馏水出口502接蒸馏水出水管6;
在所说的列管降膜蒸发器2上端设有激光螺旋孔布水板203,参见图5-6,在激光螺旋孔布水板203上设有激光击穿的螺旋孔204,该螺旋孔对应每根蒸发管内壁;
所说的余热料水汽化器1是一种列管式热交换器,参见图2,器壁上开有凝水进口104和凝水出口105,器底设有料水进口102和料水出口103;
所说的外螺旋板U形管料水预热器3,参见图3,有一个壳体,内部为U形管束,U形管束外周包覆螺旋板,U形管束与螺旋板置于壳体内,壳体壁上开有二次蒸汽进口302和二次蒸汽出口303,U形管束两端接出壳体顶部,分别为原料水进口304和原料水出口305,壳体底部设置分离水出口301;
所说的蒸馏水冷却器5是一种列管式热交换器,参见图4,上下两端为蒸馏水进口501和蒸馏水出口502,器壁上开有料水进口503和料水出口504;
其工艺流程是:常温的纯净原料水由原料水输入管101泵入,经蒸馏水冷却器5初步预热,然后进入冷凝器4,吸收1-5效汇集过来的蒸馏水及二次蒸汽的热量进一步预热,再依次进入五台串联的外螺旋板U形管料水预热器3继续预热,最后进入余热料水汽化器1,利用第一效列管降膜蒸发器2排放的锅炉生蒸汽凝水、余汽,可预热到135℃以上的蒸发临界温度;预热后的原料水进入第一效列管降膜蒸发器2,列管降膜蒸发器上端的激光螺旋孔布水器对应每根蒸发管内壁,配置了多个螺旋布水孔,确保形成连续、均匀的液膜;生成的蒸馏水经多效分离已十分纯净,并经多台外螺旋板U形管料水预热器的热交换,热量得到充分的利用,蒸馏水经过冷凝器、冷却器后,在蒸馏水出水处的温度降到进入注射用水贮罐所要求的92℃~99℃之标准规定温度。