CN102179056B

CN102179056B - 五极高效闪电蒸发浓缩干燥器

Info

Publication number: CN102179056B
Application number: CN2011100362117A
Authority: CN
Inventors: 李宗发; 陈忠钦; 王雪梅
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-02-11
Filing date: 2011-02-11
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2031-02-11
Also published as: CN102179056A

Abstract

本发明为一种无垢型五极高效闪电蒸发浓缩干燥器，属于蒸发、浓缩、干燥领域，其主要特征是采用五极高效蒸发浓缩干燥法，有雾化蒸发器(310)、热气体上吹喷头(320)、无垢高效加热蒸发浓缩板(330)、干燥热空气底部进口(340)、蒸汽出口抽风机(350)五极共同进行无垢和闪电蒸发、浓缩、干燥，可以实现海水淡化、化工、石油、制药、饮料、食品行业大规模液体的闪电蒸发、浓缩、干燥和挥发物的闪电提取，缩短液料加热时间，提高生产效率及保障液料质量。

Description

五极高效闪电蒸发浓缩干燥器

所属技术领域

本发明涉及蒸发、浓缩、干燥领域。

背景技术

蒸发、浓缩、干燥是生产中常见的一种设备，其性能影响着生产成本，同时也影响着碳排放和能源的消耗。UEF(The United Engineering Foundation)报告指出，每年因污垢的影响造成的热损失达到国内产生总值GDP的0.4％。采用无垢蒸发、浓缩、干燥是实现低排碳、节约能源的环保需要。目前公知领域的蒸发浓缩干燥器，采用蒸汽在夹层中加热，其特点是结构比较简单，适宜于小型生产之用，但垢渣严重，传热效果差，蒸发浓缩干燥时间长，蒸发、浓缩、干燥效率低。目前还采用的公知领域的蒸发技术是将液料从上而下喷淋在蛇形加热管上，沿管而下与加热管内的高温蒸汽换热后蒸发，虽然这种方法被称为闪蒸，但是实际上只是在相对液料很小的情况下而言，并且这种技术液料很快就流到了容器底部，需抽取反复喷淋，并非实际意义上的闪蒸。又由于采用蛇形管，管外壁很快就会结一层渣垢，不容易随时除去，严重影响传热效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有蒸发浓缩干燥器结垢严重，传热效果差，蒸发浓缩干燥时间长，蒸发、浓缩、干燥效率低的问题，提供一种蒸发浓缩干燥器，实现大规模液料的无垢闪电蒸发、浓缩、干燥、提取，降低能耗，缩短加热时间。

本发明创造解决所采用的技术方案是：为解决上述技术问题，在蒸发浓缩干燥室里采用五极蒸发法及无垢技术、对流加热技术、液料膜化双表层联合加热蒸发技术。

本发明所述的五极高效闪电蒸发浓缩干燥器，由蒸发浓缩干燥腔(380)、蒸发干燥器保温壁(381)、液料进口(312)、捕沫除粒器(383)、蒸发气体出口(360)、浓缩液出口(361)构成。其采用五极高效蒸发浓缩干燥法，有雾化蒸发器(310)、热气体上吹喷头(320)、无垢高效加热蒸发浓缩板(330)、干燥热空气底部进口(340)、蒸汽出口抽风机(350)五极。所述的五极高效闪电蒸发浓缩干燥器内有液料进口(312)、液料喷头(311)、雾化蒸发器(310)、雾化蒸发器连接板(313)、促沸器(314)、浓缩液流量调节阀(315)、汽泡档板(316)、浓度监测器(317)、热气体喷头(320)、干燥气体流量调节阀(322)、蒸发浓缩液体出口阀(323)、无垢高效加热蒸发浓缩板(330)、液体均布器(331)、刮料除垢器(332)、无垢高效加热蒸发干燥板(333)、防腐蚀及导流护板(334)、干燥浓缩液出口阀门(335)、干燥热空气底部进口(340)、抽风机(350)、蒸发汽体出口(360)、浓缩液出口(361)、干燥物出口(363)、液体浓度监控器(370)、蒸发气体监控器(371)、蒸发浓缩干燥腔(380)、捕沫除粒器(383)、蒸发干燥器保温壁(381)、雾化蒸发腔档板(382)。

本发明所述的雾化蒸发器极，由1-N效雾化蒸发器(310)、雾化蒸发器连接板(313)、促沸器(314)、浓缩液流量调节阀(315)、汽泡档板(316)、浓度监测器(317)构成，由进料口到出料口略为下斜，流体可以自由从上一效流到下一效，每效雾化蒸发器为底部储槽状，两边为雾化蒸发器连接板(313)，相邻各效雾化蒸发器连接板(313)相连，使得吹起雾化的未汽化液滴可以全部落回雾化蒸发器，液料进口(312)接入第一效雾化蒸发器(310)处有一液料喷头(311)，解除高温液料压力后在雾化蒸发器中沸腾蒸发，雾化蒸发器(310)末效与干燥器壁体之间有一雾化蒸发腔档板(382)，防止飞溅的液体直接落到无垢高效加热蒸发浓缩板(330)上。

本发明所述的热气体喷头(320)置于雾化蒸发器(310)中，从底部向上喷出热气体，将液料中的汽泡吹走和将高温沸腾的液料吹上空中雾化，未汽化的液料沿雾化蒸发器连接板(313)落回雾化蒸发器(310)反复被高温气体无垢加热、往上吹起散开雾化，加强雾化蒸发，干燥气体流量调节阀(322)可根据需要调节每效干燥气体的流量，使每效雾化蒸发器(310)中的温度、液料吹喷出程度恰到好处。

本发明所述的无垢高效加热蒸发浓缩板(330)有1-N效。上下各效加热板由液料进口到出口方向相互交错平置轻微小角度下斜，使料液缓慢下流，形成薄薄的一层液体，每效流体加热板开头上面都有液体均布器(331)，均布器为一窄槽，底部有均匀的细小孔，两边有水平调节器，将上面的液体收集后均布流到下一加热板。每效加热板设有刮料除垢器(332)，刮料除垢器(332)可压下往下刮料及除垢，将加热板上的残液或残渣往下刮，及随时除垢，也可拉起回收。加热板下面斜角空间由一防腐蚀及导流护板(334)遮盖，起到保护加热板下层不被暴露腐蚀，同时将热干燥气体导向加热板上表面。加热板上层为传热效果好的耐腐蚀材料制作，下层及其它非暴露壁层可用非耐腐蚀、非传热效果好的材料制作以降低成本。加热板夹层内设有折形挡板(337)，使加热蒸汽充分与加热板的各部位接触传热。加热板表层设有平行脊(339)，将液料平均分部在加热板的各区域。中间效的加热板可设一浓缩料液储槽，如果不再干燥即可由排出口输出，如果需要干燥，则放入下面效的加热板进一步浓缩、干燥。加热板的效数根据所建蒸发室的长度、所需蒸发的程度等确定。

本发明所述的五极高效闪电蒸发浓缩干燥器底部干燥热空气底部进口(340)，进口处设一气体均布器(341)，将干燥气体均布在加热板的各部位，热气体沿着加热板与防腐蚀及导流护板的空间而上，充分加热蒸发加热板上物料的表层。下面加热板和上面干燥热空气对薄物料联合蒸发。

本发明所述的无垢型五极高效蒸发浓缩干燥法，第一极，输入五极高效闪电蒸发浓缩干燥器中的雾化蒸发器(310)里的液料先加热至高温在高效蒸发室里液料喷头(311)解除压力后即可自行沸腾蒸发；第二极，热液料在导入雾化蒸发器(310)时由高温干燥的气体由下往上喷吹，使其迅速雾化，前一效未蒸发的液料进入下一效继续雾化；第三极，至第N效雾化蒸发器时液料浓度已达到工艺要求水平，然后放入下面的无垢高效加热蒸发浓缩板(330)自然下流，高效加热板从流体下面加热蒸发，液料逐层加热蒸发，至成为高浓度液料后，根据需要输出，或继续进入下面的无垢高效加热蒸发干燥板(333)，进一步浓缩干燥；第四极是，从下层高效加热板吹入干燥高温气体，高温干燥气体由下而上，从流体、干燥物表面加热干燥物料带走水汽或其它挥发气体，并进入最上层与雾化蒸发器(310)吹起的液汽混合物会合，高温气体为未汽化的液滴补充热量促使其更好地转化为水蒸汽或其它挥发气体，流动的气体还将高效蒸发室内的水蒸汽或其它挥发气体往上送入管道；第五极是，在高效蒸发室出口处设一抽风机(350)，抽风机将高效蒸发室内的蒸汽或其它挥发气体及时抽走，促进液滴转化为水蒸汽或其它挥发气体。当然还可根据生产的需要，将液料不需预热直接输入雾化蒸发器(310)，然后由热气体在前面几效雾化蒸发器(310)中直接对液料进行对流、无垢加热。

本发明所依据的科学原理：1、联合采用传导传热、对流传热两种最基本传热方式，2、液体汽化需消耗汽化热，3、溶液的蒸汽压随着溶液浓度的升高而降低，沸点随着溶液浓度的升高而升高，溶液沸点升高的程度与溶液的浓度和蒸发室的压力有关。

本创造发明的有益效果是，采用五极蒸发法，可以实现海水淡化、化工、石油、制药、饮料、食品行业液体的闪电蒸发、浓缩、干燥和挥发物的闪电提取，缩短液料加热时间，提高生产效率及保障液料质量。本发明创造的无垢式加热，一方面以第二极的高温热气体在雾化蒸发器的各效加热及吹起液料蒸发，另一方面第三极加热板随时除垢，以及第四极从下层高效加热板吹入的干燥高温气体，从表层加热蒸发、浓缩、干燥加热板上的膜状液料和物料，解决现有技术蒸发、浓缩、干燥效率低、热损失严重的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是五极高效闪电蒸发浓缩干燥器的结构示意图。

图2是五极高效闪电蒸发浓缩干燥器的部件示意图。

图中：110.液料，230.干燥热气体，312.液料进口，311.液料喷头，310.雾化蒸发器，313.雾化蒸发器连接板，314.促沸器，315.浓缩液流量调节阀，316.汽泡档板，317.浓度监测器，321.干燥热气体进口，320.热气体喷头，322.干燥气体流量调节阀，323.蒸发浓缩液体出口阀，330.无垢高效加热蒸发浓缩板，331.液体均布器，332.刮料除垢器，333.无垢高效加热蒸发干燥板，334.防腐蚀及导流护板，335.干燥浓缩液出口阀门，336.加热板蒸汽进口，337.加热板夹层档板，338.加热板蒸汽出口，339.加热板表层平行脊，340.干燥热空气底部进口，341.气体均布器，350.抽风机，360.蒸发汽体出口，361.浓缩液出口，362.浓液料储槽，363.干燥物出口，370.液体浓度监控器，371.蒸发气体监控器，380.蒸发浓缩干燥腔，381.干燥器保温壁，382.雾化蒸发腔档板，383.捕沫除粒器。

具体实施方式

如图1和图2所示，根据生产确定五极高效闪电蒸发浓缩干燥器的尺寸及内部各器件的部置，然后采用金属或非金属保温材料制作蒸发浓缩干燥室，蒸发浓缩干燥室可设置玻璃窗以便观察控制内部生产情况。

所形成的蒸发浓缩干燥腔(380)上部为雾化蒸发腔，将N效雾化蒸发器(310)由进料口到出料口略为下斜降位排列，每效雾化蒸发器(310)由连接管连接，连接管安装浓缩液流量调节阀(315)、汽泡档板(316)、浓度监测器(317)，每效雾化蒸发器(310)进口与出口之间设置促沸器(314)，每效雾化蒸发器(310)之间由雾化蒸发器连接板(313)无缝连接，形成相应斜度，使每效吹溅起的未汽化液体回落到雾化蒸发器(310)。蒸发浓缩干燥器由上部进料，液料进口(312)管道在与第一效雾化蒸发器(310)接入处设置一液料喷头(311)。在末效雾化蒸发器(310)上出口安装蒸发浓缩液体出口阀(323)。在末效雾化蒸发器(310)与蒸发干燥器保温壁(381)之间设置雾化蒸发腔档板(382)。

在液料进口(312)下面平行安放干燥热气体(230)管道，每效雾化蒸发器(310)接一根干燥热气体支管，每根干燥气体支管安装干燥气体流量调节阀(322)，每效雾化蒸发器(310)内的干燥热气体支管上装配一组热气体喷头(320)。

所形成的蒸发浓缩干燥腔(380)中下部根据工艺需要安装N效无垢高效加热蒸发浓缩板(330)、无垢高效加热蒸发干燥板(333)。如果需要干燥，则多安装几层加热板作为无垢高效加热蒸发干燥板(333)，即蒸发干燥板(333)实际为蒸发浓缩板(330)的延伸。如果不需要干燥，则少安装几层加热板，全部为无垢高效加热蒸发浓缩板(330)。上下各效加热板由液料进口到出口方向相互交错平置轻微小角度下斜，上下各层一端分别反方向与蒸发干燥器保温壁(381)相连并固定，另一端则留足够空隙以使物料进入下一效。每效流体加热板开头的上面安装液体均布器(331)。均布器为一窄槽，底部有均匀的细小孔，两边有水平调节器，将上面的液体收集后均布流到下一加热板。每效加热板安装刮料除垢器(332)。加热板下面斜角空间安装防腐蚀及导流护板(334)。各加热板夹层内设折形加热板夹层档板(337)，使加热蒸汽充分与加热板的各部位接触传热；加热板表层设平行脊(339)，将液料平均分部在加热板的各区域。可根据需要，在中间效的加热蒸发浓缩板(330)和加热蒸发干燥板(333)之间设置浓液料储槽(362)，浓液料储槽(362)向蒸发浓缩干燥腔一侧设置干燥浓缩液出口阀门(335)、向外一侧设置浓缩液出口(361)，浓液料储槽(362)内设置液体浓度监控器(370)；如果全部都需要干燥或全部都不需要干燥，则勿须在蒸发浓缩干燥腔内设置浓液料储槽(362)。每效加热板加热板蒸汽进口(336)由支管与高压热蒸汽主管相接，加热板蒸汽出口(338)由支管与热蒸汽回路主管相接。

所形成的蒸发浓缩干燥腔(380)底部即最末一效加热板处设置物料出口，并设置干燥热空气底部进口(340)，进口出设置气体均布器(341)。

所形成的蒸发浓缩干燥腔(380)顶部接近蒸发汽体出口(360)附近安装捕沫除粒器(383)，捕沫除粒器与出口之间安装蒸发气体监控器(371)，蒸发汽体出口(360)安装抽风机(350)。

Claims

1.一种五极高效闪电蒸发浓缩干燥器，由蒸发浓缩干燥腔（380）、蒸发干燥器保温壁（381）、液料进口（312）、捕沫除粒器（383）、蒸发气体出口（360）、浓缩液出口（361）构成，其特征是：采用五极高效蒸发浓缩干燥法，有雾化蒸发器（310）、热气体喷头（320）、无垢高效加热蒸发浓缩板（330）、干燥热空气底部进口（340）、蒸汽出口抽风机（350）五极，内有液料进口（312）、液料喷头（311）、雾化蒸发器（310）、雾化蒸发器连接板（313）、促沸器（314）、浓缩液流量调节阀（315）、汽泡档板（316）、浓度监测器（317）、热气体喷头（320）、干燥气体流量调节阀（322）、蒸发浓缩液体出口阀（323）、无垢高效加热蒸发浓缩板（330）、液体均布器（331）、刮料除垢器（332）、无垢高效加热蒸发干燥板（333）、防腐蚀及导流护板（334）、干燥浓缩液出口阀门（335）、干燥热空气底部进口（340）、抽风机（350）、蒸发气体出口（360）、浓缩液出口（361）、干燥物出口（363）、液体浓度监控器（370）、蒸发气体监控器（371）、蒸发浓缩干燥腔（380）、捕沫除粒器（383）、蒸发干燥器保温壁（381）、雾化蒸发腔档板（382）；

五极高效闪电蒸发浓缩干燥器所形成的蒸发浓缩干燥腔（380）上部为雾化蒸发腔，将1-N效雾化蒸发器（310）由进料口到出料口略为下斜降位排列；每效雾化蒸发器（310）由连接管连接，连接管安装浓缩液流量调节阀（315）、汽泡档板（316）、浓度监测器（317）；每效雾化蒸发器（310）进口与出口之间设置促沸器（314）；每效雾化蒸发器（310）之间由雾化蒸发器连接板（313）无缝连接，形成相应斜度，使每效吹溅起的未汽化液体回落到雾化蒸发器（310）；蒸发浓缩干燥器由上部进料，液料进口（312）管道在与第一效雾化蒸发器（310）接入处设置一液料喷头（311）；在末效雾化蒸发器（310）上出口安装蒸发浓缩液体出口阀（323）；在末效雾化蒸发器（310）与蒸发干燥器保温壁（381）之间设置雾化蒸发腔档板（382）；

在液料进口（312）下面平行安放干燥热气体（230）管道，每效雾化蒸发器（310）接一根干燥热气体支管，每根干燥气体支管安装干燥气体流量调节阀（322），每效雾化蒸发器（310）内的干燥热气体支管上装配一组热气体喷头（320）；

蒸发浓缩干燥腔（380）中下部安装1-N效无垢高效加热蒸发浓缩板（330）、1-N效无垢高效加热蒸发干燥板（333），上下各效加热板由液料进口到出口方向相互交错平置轻微小角度下斜，上下各层一端分别反方向与蒸发干燥器保温壁（381）相连并固定，另一端则留足够空隙以使物料进入下一效；每效流体加热板开头的上面安装液体均布器（331）；每效加热板安装刮料除垢器（332）；加热板下面斜角空间安装防腐蚀及导流护板（334）；各加热板夹层内设折形加热板夹层档板（337），使加热蒸汽充分与加热板的各部位接触传热；加热板表层设平行脊（339），将液料平均分部在加热板的各区域；

蒸发浓缩干燥腔（380）底部即最末一效加热板处设置干燥物出口（363），并设置干燥热空气底部进口（340），进口处设置气体均布器（341）；

蒸发浓缩干燥腔（380）顶部接近蒸发气体出口（360）附近安装捕沫除粒器（383），捕沫除粒器与出口之间安装蒸发气体监控器（371），蒸发气体出口（360）安装抽风机（350）。

2.一种无垢型五极高效蒸发浓缩干燥法，其特征是：第一极，输入五极高效闪电蒸发浓缩干燥器的液料先加热至高温在高效蒸发室雾化蒸发器（310）里液料喷头（311）喷出后即可自行蒸发；第二极，热液料在导入雾化蒸发器（310）时由高温干燥的气体由下往上喷吹，使其迅速雾化，前一效未蒸发的液料进入下一效继续雾化；第三极，至第N效雾化蒸发器时液料浓度已达到工艺要求水平，然后放入下面的无垢高效加热蒸发浓缩板（330）自然下流，高效加热板从流体下面加热蒸发，液料逐层加热蒸发，至成为高浓度液料后，根据需要输出，或继续进入下面的无垢高效加热蒸发干燥板（333），进一步浓缩干燥；第四极，从下层高效加热板吹入干燥高温气体，高温干燥气体由下而上，从流体、干燥物上表面与加热板上下两表层联合加热物料，带走水汽或其它挥发气体，并进入最上层与雾化蒸发器（310）吹起的液汽混合物会合，高温气体为未汽化的液滴补充热量促使其更好地转为水蒸汽或其它挥发气体，流动的气体还将高效蒸发室内的水蒸汽或其它挥发气体往上送入管道；第五极，在高效蒸发室出口处设一抽风机（350），抽风机将高效蒸发室内的蒸汽或其它挥发气体及时抽走，促进液滴转化为水蒸汽或其它挥发气体。