CN101444673A - 一种低温高效节能蒸发工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低温高效节能蒸发工艺，按以下工艺步骤：热泵压缩→冷凝蒸发→水喷射冷凝→蒸发冷却；本发明是利用低热能经热泵压缩提高后作为减压真空蒸发的热源；热能提高5倍，同时利用热泵的制冷量，降低水喷射冷凝器的冷却水温度，提高减压蒸发的真空度，增加蒸发强度，提高蒸发效率，减少冷却水用量。同时减少供热系统的配套设备投资，节约投资1/4。从而低温高效节能蒸发工艺，能达到节能高效，低成本，少投资，无污染等先进技术。本发明的技术应用于盐业、糖业、海水淡化，化工及食品行业等。
Description
技术领域
本发明涉及一种低温高效节能蒸发工艺。
背景技术
物质的分离、浓缩、结晶及提纯等工艺，都离不开蒸发。但蒸发工艺种类很多，不外乎分为自然蒸发、加热常压蒸发、加热减压蒸发、真空蒸发、深度冷冻浓缩等。自然蒸发无耗能，效率低，占地多；加热常压蒸发耗能高，效率低；加热减压真空蒸发，耗能低，效率高，但投资大等特点。加热蒸发的热能，都要燃烧原油及煤类，产生废气排放，污染大气环境，同时也能达到节能减排的目的，不符合推广现代技术的取向。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种低温高效节能蒸发工艺。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：该低温高效节能蒸发工艺按如下工艺步骤：
(1)热泵压缩
采用R22冷剂为载体，热泵在电机驱动下，吸入温度≤30℃，压力≤0.3MPa的R22冷剂气体，经压缩将气体压力提高为12--1.8MPa，温度为≥108℃的气体；
(2)冷凝蒸发
在冷凝蒸发器内，利用上一步骤送来≥108℃高温气体，与被加热物质进行热交换，高温气体冷凝为35—55℃液体，流入储液罐储存，被加热的物料由30℃升到60--75℃，在真空度≤0.85MPa进行蒸发，蒸发的气体进入水喷射冷凝器，物料浓缩液自然循环继续蒸发直至达到所需浓度排出；
(3)水喷射冷凝
在水喷射冷凝器内，利用≤15℃冷却水，在射流的流速为5m/s进行喷射，产生负压，使蒸发器内真空度达到≤0.85Mpa，60--75℃的水蒸汽被抽入与冷却水并流冷凝为30℃的水流入储水池；
(4)蒸发冷却
步骤(2)所述储液罐内30℃冷剂液，经减压0.3—0.6MPa条件下进入蒸发冷却器内吸热蒸发制冷，由液体变为气体，在蒸发冷凝器内与步骤(3)所述储水池来的≤35℃冷却水进行热交换，气体温度升到≤30℃，通过热泵吸入压缩，再次循环使用；冷却水的温度降至≤15℃供水喷射冷凝工序循环使用。
本发明技术，利用低热能经热泵压缩作功，把低热能压缩为高热能，制热量高达5倍，制冷量高达4倍，并利用制冷量冷却水喷射冷凝器水，提高抽气真空度，增加蒸发强度，节约能源等。
附图说明
图1是本发明工艺流程图。
具体实施方式
本发明技术能够实施，主要选用先进设备，但工艺所用的设备都是国内外通用标准设备，只根据处理物料的性质、生产规模、工艺参数要求，按规格型号进行选型，就能实现工艺技术的先进性。
(1)热泵压缩
热泵——压缩机选型
热泵把低热能压缩为高热能，增加能量的主要设备，根据物料性质、生产规模、所需的制热量和制冷量及工作压力≤3MPa，一般选用滑旋压缩机为好。
采用R22冷剂为载体，滑旋压缩机在电机驱动下，吸入温度≤30℃，压力0.3—0.6MPa的R22冷剂气体，经压缩作功将气体压力提高为1.2--1.8MPa，温度为≥108℃的气体，进入下一步工序。
(2)冷凝蒸发
冷凝蒸发器选型
该设备的主要作用是：把高温高压气体的热能与低温物料进行热交换，把气体冷凝为35—55℃液体，低温物料加热升温进行蒸发，是换热器设备，但种类很多，根据工艺数压力1.2--1.8MPa，温度≥108℃，最好选用板壳式换热蒸发器，因为它比管壳式换热器传热系数高一倍，传热系数1700～2700W/(m2.℃)。
在板壳式换热蒸发器内，上一步骤所产生的≥108℃高温气体，与被加热物质进行热交换，高温气体冷凝为液体后流入储液罐储存，被加热的物料由30℃升到60--75℃，在真空度≤0.85MPa，进行蒸发，蒸发的气体进入下一工序，物料浓缩液循环继续蒸发直至达到所需浓度排出。
(3)水喷射冷凝
水喷射冷凝器选型
该设备主要作用是：实现蒸发系统内抽真空和冷凝水蒸汽，此类设备规格型号很多，主要根据生产能力去选，但要满足以下工艺要求，蒸汽流速40～45m/s，不凝气体流速15m/s，冷却水流速1m/s，射流速一般在15m/s，安装高程10.5m。
在水喷射冷凝器内利用≤15℃的冷却水，在射流的流速为5m/s进行喷射，产生负压，使蒸发器内真空度达到≤0.85Mpa，上一步骤来的60--75℃的水蒸汽被抽入与冷却水并流，冷凝为30℃的水流入储水池供循环使用。
(4)蒸发冷却
蒸发冷却器选型
设备主要作用是：把液体冷剂减压蒸发气化，并起制冷功能，其气体压力≥0.3MPa，温度3～5℃，与水喷射冷凝器的冷却水进行热交换，把35℃冷却水降温到≤15℃，从而提高射流抽真空能力，增加蒸发器的蒸发强度，提高蒸发效率，减少冷却水用量节约成本，实现低温真空蒸发工艺的关键作用。为节约投资费用，一般选用沉浸式蛇管式换热器。
步骤(2)所述储液罐内30℃冷剂液体，经减压0.3—0.6MPa条件下进入蒸发冷却器内吸热蒸发制冷，由液体变为温度在3--5℃的气体进入沉浸式蛇管式换热器内与步骤(3)所述储水池来的≤35℃冷却水进行热交换，气体温度升到≤30℃，通过滑旋压缩机吸入压缩，再次循环使用；冷却水的温度降至15℃，一部份供水喷射冷凝工序循环使用，另一部份送回储液罐作冷却循环使用。
(5)辅助设备管路及水泵选型
根据工艺参数要求，进行选用就行了，但材质要符合生产原料的物化性质要求，如有腐蚀性的应用不锈钢，相反用碳钢也可。
本发明低温高效节能蒸发工艺适用于盐业、糖业、海水淡化、化工及食品行业。
Claims (1)
1、一种低温高效节能蒸发工艺，其特征是按如下工艺步骤：
(1)热泵压缩
采用R22冷剂为载体，热泵在电机驱动下，吸入温度≤30℃，压力0.3—0.6MPa的R22冷剂气体，经压缩将气体压力提高为1.2--1.8MPa，温度为≥108℃的气体；
(2)冷凝蒸发
在冷凝蒸发器内，利用上一步骤送来≥108℃高温气体，与被加热物质进行热交换，高温气体冷凝为35—55℃液体，流入储液罐储存，被加热的物料由30℃升到60--75℃，在真空度≤0.85MPa进行蒸发，蒸发的气体进入水喷射冷凝器，物料浓缩液循环继续蒸发直至达到所需浓度排出；
(3)水喷射冷凝
在水喷射冷凝器内，利用≤15℃冷却水，在射流的流速为15m/s进行喷射，产生负压，使蒸发器内真空度达到≤0.85Mpa，上一步骤来的60--75℃的水蒸汽被抽入与冷却水并流冷凝为30℃的水流入储水池；
(4)蒸发冷却
步骤(2)所述储液罐内30℃冷剂液，经减压0.3—0.6MPa条件下，进入蒸发冷却器内，吸热蒸发制冷，由液体变为气体，在蒸发冷凝器内与步骤
(3)所述储水池来的≤35℃冷却水进行热交换，气体温度升到≤30℃，通过热泵吸入压缩，再次循环使用；冷却水的温度降至≤15℃供水喷射冷凝工序循环使用。
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