CN101966396B - 一种蒸发装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蒸发装置，包括缓冲罐、第一篮筐过滤器、加热室、蒸发室、汽液分离器、蒸汽压缩机、进料泵、出料循环双用泵、蒸汽泵和送料管，所述蒸发室的蒸汽出口连接汽液分离器，所述汽液分离器连接蒸汽压缩机的入口，所述蒸汽压缩机与蒸汽泵相连，所述蒸汽压缩机的出口连接加热室。蒸发室内的二次蒸汽通过蒸汽压缩机再次升温返回到加热室作为加热室的热源。采用本发明可利用蒸汽泵将蒸发产生的二次蒸汽压缩，让其升温升压，再次作为设备的热源，最大化地降低了热量损失；并且通过自动控制减少人为操作程序等方法提高蒸发装置的蒸发效率。

Description

一种蒸发装置

技术领域

本发明涉及一种提纯装置，尤其涉及的是一种蒸发装置。

背景技术

传统中药蒸发浓缩，主要采用单、双效自然循环蒸发器，现有的蒸发器主要有以下缺点：一是非常耗能，例如双效蒸发器蒸发1吨水消耗0.7吨的鲜蒸汽和7.5kwh的电能，单效蒸发器消耗1.25吨的鲜蒸汽和7.5kwh的电能；二是自动化程度低，设备上所有阀门都为手动球阀，要靠专人监视和操作，这样工作环境的温度超标；三是浓缩的倍数高时，在末效剩余的料液较少，不能完全浸没换热管，导致结焦；四是药液停留时间长。在传统蒸发器中，浓缩液一直停留在设备中循环，只有达到浓度后才排放，而在高浓度下，药液的粘度沸点升高都会对蒸发效率带来极大的下降。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蒸发装置，旨在解决现有的蒸发装置能耗高、自动化程度底和蒸发效率底等问题。

本发明的技术方案如下：一种蒸发装置，其包括缓冲罐、第一篮筐过滤器、加热室、蒸发室、汽液分离器、蒸汽压缩机、进料泵、出料循环双用泵、蒸汽泵和送料管，所述缓冲罐、第一篮筐过滤器、进料泵和加热室的进料口通过送料管依次连接；所述加热室通过喷口连接蒸发室，所述加热室底部的排料管连接蒸发室的出料口；所述蒸发室的出料口通过送料管连接出料循环双用泵，所述出料循环双用泵通过送料管连接加热室的进料口，在出料循环双用泵连接加热室的送料管上设置有第一开口，在所述第一开口上设置有第一电子或气动阀门，用于装置的出料口；所述蒸发室的蒸汽出口连接汽液分离器，所述汽液分离器连接蒸汽压缩机的入口，所述蒸汽压缩机与蒸汽泵相连，所述蒸汽压缩机的出口连接加热室。

所述的蒸发装置，其中，所述装置还包括一板式换热器，所述板式换热器包括一个底部入料口、一个顶部出料口、一个顶部入水口和一个底部排水口；所述板式换热器的底部入料口连接进料泵，顶部出料口连接加热室的进料口。

所述的蒸发装置，其中，所述装置还包括第二篮筐过滤器和排水泵，所述加热室的底部放水口连接第二篮筐过滤器，所述第二篮筐过滤器连接排水泵，所述排水泵将水送入板式换热器的顶部入水口。

所述的蒸发装置，其中，所述装置还包括第一自控系统，所述第一自控系统的传感器设置在缓冲罐中，用于根据缓冲罐的液位高低，来控制料液的来量和去量。

所述的蒸发装置，其中，所述装置还包括第二自控系统，所述第二自控系统的传感器设置在进料泵中，用于根据进料泵的出口流量，来控制进料泵的流量，实现设备的平稳运行。

所述的蒸发装置，其中，所述装置还包括第三自控系统，所述第三自控系统的传感器设置在第二篮筐过滤器内，用于根据过滤器内液位的高低，来控制料液的来量和去量。

所述的蒸发装置，其中，所述装置还包括第四自控系统，所述第四自控系统的传感器设置在蒸发室中，用于根据蒸发室的物料液位的高低，来控制第一电子或气动阀门的开关。

所述的蒸发装置，其中，在出料循环双用泵连接加热室的送料管上还设置有第二电子或气动阀门，用于控制是否向加热器送料。

所述的蒸发装置，其中，所述装置还包括一消音器，所述消音器罩住所述蒸汽压缩机和蒸汽泵，用于消除噪音。

所述的蒸发装置，其中，所述加热室底部设置有一丝网除沫器，用于滤去液体中的泡沫。

本发明的有益效果：本发明通过提供一种新型的蒸发装置，主要利用蒸汽泵将蒸发产生的二次蒸汽压缩，让其升温升压，再次作为设备的热源，最大化地降低了热量损失；并且通过自动控制减少人为操作程序等方法提高蒸发装置的蒸发效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的蒸发装置的正面视图；

图2是图1的A方向侧视图；

图3是图1的俯视图；

图4是本发明实施例提供的加热室的示意图；

图5是图4的俯视半剖面图；

图6是本发明实施例提供的蒸发室的示意图；

图7是本发明实施例提供的汽液分离器的示意图；

图8是本发明实施例提供的蒸发装置的工作流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

参见图1、2和3，一种蒸发装置，其包括缓冲罐1、第一篮筐过滤器2、加热室5、蒸发室6、汽液分离器7、蒸汽压缩机26、进料泵21、出料循环双用泵23、蒸汽泵27和送料管10。所述缓冲罐1的顶部设置有原液进入口11和清洗液进口12。

参见图4和5，所述加热室5包括出料口41、喷口42、视镜43、冷凝水排出口44、蒸汽进口45、球阀接口46、针阀接口47、进料口48和固定托台49。在所述加热室5设置有多个列管50。所述加热室5底部设置有一丝网除沫器(图中未示出)，用于滤去液体中的泡沫。所述固定托台49用于安装固定所述加热室5。

参见图6，所述蒸发室6包括排料口61、加热室过料口62、放空口63、视镜64、物料喷口65、消毒蒸汽入口66、备用压缩空气进口67、人孔68、二次蒸汽出口69、底部温度表610、真空表611、顶部温度表612、挡板613和托台614。所述托台614用于支撑所述蒸发室6。

参见图7，所述汽液分离器7包括返回液出口71、二次蒸汽进口72、蒸汽出口73。所述返回液出口71连接蒸发室6，用于将汽液分离产生的液体送回到蒸发室6中。所述二次蒸汽进口72连接蒸发室6的二次蒸汽出口69，所述蒸汽出口73连接加热室5的蒸汽进口45。

所述缓冲罐1、第一篮筐过滤器2、进料泵21和加热室5的进料口48通过送料管依次连接；所述加热室5通过喷口42连接蒸发室的物料喷口65，所述加热室底部的出料口41连接蒸发室的加热室过料口62；所述蒸发室的排料口61通过送料管连接出料循环双用泵23，在所述蒸发室6的排料口61上还设置有一第四球阀，用于控制是否出料。

所述出料循环双用泵23通过送料管连接加热室的进料口48，在出料循环双用泵23连接加热室5的送料管上设置有第一开口，在所述第一开口上设置有第一电子或气动阀门24，用于作为装置的出料口，为了保证可靠性，在第一电子或启动阀门的基础上再串设一个第二针阀，所述第二针阀正常情况下为打开状态。

在所述出料循环双用泵23连接加热室的送料管上还设置有第二电子或气动阀门25，用于控制是否向加热室循环送料。在所述出料循环双用泵23的出口处还设置有一采样口30，用于采样，查看完成液的浓缩度是否达标。

所述蒸发室6的二次蒸汽出口69连接汽液分离器7的二次蒸汽进口72，所述汽液分离器7的蒸汽出口73连接蒸汽压缩机26的入口，所述蒸汽压缩机26与蒸汽泵27相连，所述蒸汽压缩机26的出口连接加热室的蒸汽进口45，通过蒸汽泵27将压缩升温后的二次蒸汽送入加热室5再次利用。所述蒸发室6的上部还设置有一消毒蒸汽入口66和一备用压缩空气进口67。

所述蒸发装置还包括一板式换热器3，所述板式换热器3包括一个底部入料口、一个顶部出料口、一个顶部入水口和一个底部排水口32；所述板式换热器的底部入料口连接进料泵21，顶部出料口连接加热室的进料口48。在进料泵21连接加热室5的送料管上设置有第一球阀13，来选择是否直接向加热室5送料，在所述板式换热器3的底部入料口处设置有第二球阀16，用来选择是否将料液通过换热器3后再送入加热室5。

所述蒸发装置还包括第二篮筐过滤器4和排水泵22，所述加热室底部的冷凝水排出口44连接第二篮筐过滤器4，所述第二篮筐过滤器4连接排水泵22，所述排水泵22将水送入板式换热器3的顶部入水口，冷凝水从板式换热器的底部排水口32排出后还可以回收利用。

所述蒸发装置还包括一消音器8，所述消音器8罩住所述蒸汽压缩机26和蒸汽泵27，用于消除噪音。

上述设备之间的连接均通过法兰连接，其中，所述汽液分离器7与蒸汽压缩机26，所述蒸汽压缩机26与加热室5均通过美制法兰连接。所有的泵和阀门均为卫生级泵阀。

所述蒸发装置还包括第一自控系统LIC1001，所述第一自控系统LIC1001的传感器设置在缓冲罐1中，用于根据缓冲罐1的液位高低，来控制缓冲罐中料液的来量和去量。

所述蒸发装置还包括第二自控系统FIC1001，所述第二自控系统FIC1001的传感器设置在进料泵21中，用于根据进料泵21的出口的流量，通过控制进料泵出口处的第三电子或气动阀门15来控制进料泵的流量，实现设备的平稳运行。为了保证可靠性，在第三电子或气动阀门15后还串设第一针阀14。

所述蒸发装置还包括第三自控系统LIC1002，所述第三自控系统LIC1002的传感器设置在第二篮筐过滤器4内，用于根据过滤器内液位的高低，通过控制第二篮筐过滤器4出口处的第四电子或气动阀门17和入口处的第三球阀18来控制料液的来量和去量。

所述蒸发装置还包括第四自控系统LIC1003，所述第四自控系统LIC1003的传感器设置在蒸发室6中，用于根据蒸发室6的物料液位的高低，来控制第一电子或气动阀门24的开关。

参见图8，图示为蒸发装置的工作流程，与传统的方法不同的是：本方法主要利用蒸汽泵将蒸发产生的二次蒸汽压缩，让其升温升压，再次作为设备的热源，最大化地降低了热量损失，并且省去了传统蒸发器的冷凝系统和循环水冷却系统。

其工作流程为：

S100：将欲处理的原液进入缓冲罐，此时缓冲罐中的第一自控系统LIC1001是根据缓冲罐的液位高低，来控制料液的来量和去量；

S200：原液从缓冲罐输出进入第一篮框过滤器，所述第一篮框过滤器的作用是过滤掉杂质；

S300：过滤后的原液通过进料泵被送入加热室或板式换热器；

所述原液可以直接被送入加热室，也可以先送入板式换热器，所述原液通过板式换热器回收冷凝水的热量，以提高物料的进料温度，从而可以节省设备能耗，降低换热面积。在原液进入加热室或板式换热器的送料管上各设置有第一球阀和第二球阀；在所述进料泵中还设置有第二自控系统FIC1001的传感器，此自控系统是根据进料泵的出口流量，通过控制进料泵出口处的第三电子或气动阀门来控制进料泵的流量，实现设备的平稳运行。为了保证可靠性，在第三电子或气动阀门后还串设手动的第一针阀，所述第一针阀正常状态为打开。

S400：物料被送入加热室顶部的进料口48，经分布器布膜后，成膜状并均匀地在换热管内壁受热蒸发，蒸发产生的水蒸气和蒸发后的物料都向下流动。到达加热室底部时，二次蒸汽和部分完成液通过喷口42，切线进入蒸发室。其余部分完成液通过加热室底部的排料管道排出，并与蒸发室内的完成液汇合。经过采样检测后，如果完成液未达到所需的浓度，就关闭第一电子或气动阀门，通过出料循环双用泵，把未完成液再次送入到加热室继续蒸发一次；如果完成液达到所需的浓度，此时，关闭第二电子或气动阀门，打开第一电子或气动阀门，通过出料循环双用泵排出完成液并送入到成品储存容器。

在所述蒸发室中还设置有第四自控系LIC1003，此第四自控系统LIC1003是根据蒸发室的物料液位高低，来控制出料阀门的开或关即第一电子或气动阀门的开关。

所述二次蒸汽通过蒸发室的二次蒸汽出口69进入到蒸汽压缩机内，所述蒸汽压缩机通过蒸汽泵将压缩升温后的二次蒸汽送入加热室的蒸汽进口，再次利用。

加热室产生的冷凝水通过加热室的冷凝水排出口44送入到第二篮筐过滤器，所述第二篮筐过滤器用于过滤掉杂质；然后通过排水泵将冷凝水送入板式换热器中。所述原液和冷凝水在板式换热器中交换能量，所述原液回收冷凝水的热量，提高物料的进料温度，从而可以节省设备能耗。在第二篮筐过滤器中还设置有第三自控系统LIC1002，此第三自控系统LIC1002是根据第二篮筐过滤器的液位高低，通过控制第二篮筐过滤器出口处的第四电子或气动阀门和入口处的第三球阀来控制冷凝水排水泵的流量。

综上所述，蒸发装置具有三大优点：

第一，全自动化控制。此模块分为三大部分：自动化蒸发流程、自动化排空清洗流程、自动化消毒流程。通过PLC在触摸屏或者工控机来进行操作，通过各种传感器及自控阀门开启各个流程，降低人工操作误差。使该套设备能够具有连续自动进料，自动调节，连续出料的全自动化运行。通过自动化控制，降低了人力成本，提高了产品质量。

第二，节能降耗效果良好。传统的双效自然循环蒸发器蒸发每吨水需要0.8吨蒸汽，还需要大量的冷却水和真空系统才能保障蒸发过程的顺利实现。0.8吨蒸汽在90℃的情况下其含有的热量相当于436160千卡的热量，而采用本实施例提供的蒸发浓缩系统，蒸发每吨水只需要40度电，其含有的热量相当于34400千卡，即使不算上能耗很高的冷却水和真空系统，其能耗也就是传统蒸发器的7.9％。

第三，蒸发效率的提高。传统蒸发设备没有考虑随着药液浓度增加，其粘度和沸点升高对蒸发效果的影响，这样降低了蒸发效率。本发明针对中草药提取蒸发浓缩的太空蒸发浓缩设备，充分考虑到中草药提取液的特点，做出如下改动：一是由自循环变为降膜蒸发，使粘度对蒸发的影响降低；二是加热室采用一体多级设计方案，使沸点升高对蒸发的影响降到最低。

此蒸发系统可以按照GMP(Good Manufacturing Practice，药品生产质量管理规范)标准设计成专业的中药蒸发浓缩设备。

本发明蒸发装置，不仅可应用于降膜蒸发，而且可应用于升膜蒸发和强制循环蒸发器等其他类型的蒸发器。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种蒸发装置，其特征在于，包括缓冲罐、第一篮筐过滤器、加热室、蒸发室、汽液分离器、蒸汽压缩机、进料泵、出料循环双用泵、蒸汽泵和送料管，所述缓冲罐、第一篮筐过滤器、进料泵和加热室的进料口通过送料管依次连接；所述加热室通过喷口连接蒸发室，所述加热室底部的排料管连接蒸发室的出料口；所述蒸发室的出料口通过送料管连接出料循环双用泵，所述出料循环双用泵通过送料管连接加热室的进料口，在出料循环双用泵连接加热室的送料管上设置有第一开口，在所述第一开口上设置有第一电子或气动阀门，用于装置的出料口；所述蒸发室的蒸汽出口连接汽液分离器，所述汽液分离器连接蒸汽压缩机的入口，所述蒸汽压缩机与蒸汽泵相连，所述蒸汽压缩机的出口通过蒸汽泵连接加热室。

2.根据权利要求1所述的蒸发装置，其特征在于，所述装置还包括一板式换热器，所述板式换热器包括一个底部入料口、一个顶部出料口、一个顶部入水口和一个底部排水口；所述板式换热器的底部入料口连接进料泵，顶部出料口连接加热室的进料口。

3.根据权利要求2所述的蒸发装置，其特征在于，所述装置还包括第二篮筐过滤器和排水泵，所述加热室的底部放水口连接第二篮筐过滤器，所述第二篮筐过滤器连接排水泵，所述排水泵将水送入板式换热器的顶部入水口。

4.根据权利要求1所述的蒸发装置，其特征在于，所述装置还包括第一自控系统，所述第一自控系统的传感器设置在缓冲罐中，用于根据缓冲罐的液位高低，来控制料液的来量和去量。

5.根据权利要求1所述的蒸发装置，其特征在于，所述装置还包括第 二自控系统，所述第二自控系统的传感器设置在进料泵中，用于根据进料泵的出口流量，来控制进料泵的流量，实现设备的平稳运行。

6.根据权利要求3所述的蒸发装置，其特征在于，所述装置还包括第三自控系统，所述第三自控系统的传感器设置在第二篮筐过滤器内，用于根据过滤器内液位的高低，来控制料液的来量和去量。

7.根据权利要求1所述的蒸发装置，其特征在于，所述装置还包括第四自控系统，所述第四自控系统的传感器设置在蒸发室中，用于根据蒸发室的物料液位的高低，来控制第一电子或气动阀门的开关。

8.根据权利要求1所述的蒸发装置，其特征在于，在出料循环双用泵连接加热室的送料管上还设置有第二电子或气动阀门，用于控制是否向加热室送料。

9.根据权利要求1所述的蒸发装置，其特征在于，所述装置还包括一消音器，所述消音器罩住所述蒸汽压缩机和蒸汽泵，用于消除噪音。

10.根据权利要求1所述的蒸发装置，其特征在于，所述加热室底部设置有一丝网除沫器，用于滤去液体中的泡沫。 

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