CN102227508A - 连续真空炼锅 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于糖加工工业中的连续真空炼锅，更具体但非排它地，涉及一种立式的双加热器连续真空炼锅。该真空炼锅包括具有第一封闭腔室和第二封闭腔室的容器。第一换热器被定位在第一腔室中，第一腔室中限定的第一蒸汽空间位于第一换热器的上方。第二换热器被定位在第二腔室中，第二腔室中限定的第二蒸汽空间位于第二换热器的上方。第一换热器和第二换热器均具有传热介质入口，这里的真空炼锅的特征在于，第二换热器的传热介质入口与第一蒸汽空间流体连通，从而使第一蒸气空间中容纳的蒸汽作为传热介质被传送通过第二换热器。

Description

连续真空炼锅

背景技术

本发明涉及一种用于糖加工工业中的连续真空炼锅(pan)，更具体但非排它地，涉及一种立式的双加热器(calandria)连续真空炼锅。

在本说明书中，术语“加热器”应被解释为表示在糖加工工业中构造的、连续炼锅中普遍使用的壳式和管式的重煮器(reboiler)。如现有技术中已知的，该加热器通常可以是非固定或固定的结构。

在制糖工序的一个特定阶段，蒸发器所生产的糖浆(或糖蜜)在专门设计的容器(公知为炼锅)中被进一步浓缩。随着浓度提高，融化的糖产生结晶，而炼锅的作用就是在数个步骤里(从溶解的蔗糖中)生成糖晶体，从而使原糖中提取的蔗糖量达到最大。应当明白，在制糖工序中这是决定性的步骤，因此炼锅的设计，特别是连续真空炼锅的设计在近期受到高度关注。

真空炼锅是主要在真空状态下工作的容器，在其中对糖浆或糖蜜进行蒸煮，从而提高糖的浓度，因此使得在晶体与产生晶体的母液的两相混合物(所谓的糖膏(massecuite))中生成糖晶体。加热器通常被用作重煮器，以对糖浆进行加热和蒸发，同时促使容器内的糖膏循环。水蒸汽经由水蒸汽入口被供应到加热器，并在加热器的多个管体之间运送，因而使热量从加热器有效地传递到管体内所容纳的糖膏。申请人自己的在先专利US6,991,708中公开了一种专用的连续真空炼锅的设计，其内容以引用方式并入本文。

在制糖厂的设计和操作中，能量效率是至关重要的，对于消耗大量矿物燃料的那些工厂(例如独立的炼糖厂)而言尤其如此。与成组的炼锅相比，安装连续炼锅有助于节能，因为这些单元消耗水蒸汽的速率稳定，使得其能够比采用常规成组炼锅技术的情况更为有效地操作。另外，通过使用压力低于成组炼锅中所用压力的蒸气供应源，可容易地操作连续炼锅。这使得能够将炼锅的蒸煮操作更有效整合到工厂的能量方案中。

为进一步增强连续炼锅的能量效率，有时会在同一炼锅加热器内使用两个独立的蒸气供应源。例如，一部分连续炼锅隔室可使用较高压力的蒸气来操作，而需要较低传热速率的其它炼锅隔室可使用第二较低压力蒸气供应源来操作。该设计理念主要通过使用基本上独立的容器来实施，其中各个加热器由自身的水蒸汽供应源供应。

此外，多项授权专利(author)已经表明，通过以双效蒸发模式来执行各种炼锅的蒸煮操作，可在制糖厂实现优良的能量效率。在这样的配置方案中，来自第一组真空炼锅的炼锅蒸气被用于蒸煮在较低的绝对压力下工作的第二组炼锅。虽然使用连续炼锅将极大地简化操作，但是在该方案中既可以采用成组的炼锅，也可以采用连续炼锅。所提出的这些配置方案的缺点在于，它们主要包括布置成串联结构的独立炼锅，从成本、效率和空间的角度考虑，这并不是最佳的。

因此本发明的目的是提供一种至少部分克服以上缺点的连续真空炼锅。

本发明的再一个目的是提供一种有效替换现有真空炼锅的连续真空炼锅。

本发明的又一个目的是提供一种采用立式双加热器炼锅的连续真空炼锅，该连续真空炼锅同样采取双效炼锅蒸煮方式，这将产生相当大的节能。

发明内容

根据本发明，提供了一种连续真空炼锅，包括：

容器，所述容器具有第一封闭腔室和第二封闭腔室；

被定位在第一腔室中的第一换热器，第一腔室中限定的第一蒸气空间位于第一换热器的上方；以及

被定位在第二腔室中的第二换热器，第二腔室中限定的第二蒸气空间位于第二换热器的上方；

第一换热器和第二换热器均具有传热介质入口；

其特征在于，第二换热器的传热介质入口与第一蒸气空间流体连通，从而使第一蒸气空间中容纳的蒸气作为传热介质被传送通过第二换热器。

第一换热器的入口被设置成与外部高温传热介质流体连通。

优选地，第二封闭腔室操作性地位于第一封闭腔室的上方。

传热介质可以是水蒸汽，或者可以是炼锅的蒸煮操作中所使用的任何其它常规蒸气源。

优选地，换热器可以采取加热器的形式，更优选地加热器是非固定的加热器(floating calandrias)。

优选地，连续真空炼锅是US 6,991,708中公开的真空炼锅，但是具有此前描述的水蒸汽供应结构。

另外，两个腔室被设置成彼此隔离，并且在不同的压力下工作。

附图说明

作为非限制性的示例，并参照附图描述了本发明的优选实施例，该附图示出了根据本发明一个实施例的真空炼锅的侧面剖视图。

具体实施方式

参照附图，其中相同的附图标记表示相同的特征，根据本发明的连续真空炼锅的非限制性示例以附图标记10来总体表示。

真空炼锅10包括单体容器12，该容器12被分成第一腔室14和第二腔室16，第一腔室14是操作性的下部腔室，第二腔室16是直接布置在第一腔室14上方的操作性的上部腔室。

第一腔室14包括用于接纳所选糖膏14.3的下部区14.1。第一换热器或加热器20被定位在下部区14.1，以便有助于传热到糖膏14.3。第一加热器20具有通常与外部传热介质流体连通的入口20.1，外部传热介质可以是外部水蒸汽供应源，或者可以是现有技术中已知的任何其它常规蒸气源。从糖膏14.3蒸发出的蒸气汇集在第一腔室14的蒸气空间14.2中。

如果蒸气空间14.2产生的蒸气不足(少于换热器或加热器22中需要的量)，那么可由来自外部源(未图示)的水蒸汽来补充蒸气。相似地，如果蒸气空间14.2中产生的蒸气过剩，那么可(经由通向出口24(未图示)的连接部)将蒸气向外转移到冷凝器。

第二腔室16还包括用于接纳所选糖膏16.3的下部区16.1。第二腔室16中的糖膏可以与第一腔室14中的糖膏相同，但是也可以与之成分不同。例如，第一腔室可容纳第一提炼糖膏，而第二腔室可容纳第二提炼糖膏。第二换热器或加热器22被定位在第二腔室16的下部区16.1，以便有助于传热到第二腔室16中的糖膏16.3。

第二加热器22还具有传热介质入口22.1，而重要之处在于，该入口22.1与第一腔室的蒸气空间14.2流体连通，如箭头A所示。因此，不同于现有技术中已知的第二加热器22与外部传热介质供应源流体连通的情况，第一腔室14中的蒸气被用作第二加热器22中的传热介质。汇集在第二腔室16的蒸气空间16.2中的蒸气随后能够被用于其它加工步骤中，或者如常规实践中那样在单独的冷凝器中被冷凝。

第一腔室14和第二腔室16被彼此隔离，因此能够有利地在不同的压力下工作。可以预见，第一腔室14的蒸气空间14.2的工作压力将高于为此目的而常规采用的压力，而第二腔室16的蒸气空间16.2所保持的压力与现有技术中通常已知的压力相同。

上述连续真空炼锅具有许多新颖且有利的特征。

首先，炼锅的蒸煮操作在同一容器内的双效蒸发模式下执行，而不是在不同的炼锅中执行。这样降低了成本和复杂度，并促进和简化了对加工的控制。

其次，连续炼锅的两个腔室的蒸气空间在不同压力下工作。由于使两个不同压力彼此隔离的成本高，所以常规连续炼锅的多个部分在两种不同的真空压力下工作实行起来常常成本昂贵。由于双加热器立式连续炼锅的设计特殊，使得这种操作模式得到极大地简化。

由于炼锅的两个腔室采取大致相等的尺寸可确保第一腔室中产生的蒸气将与第二腔室所需的水蒸汽几乎等量，所以还可以预见，本发明将在US6,991,708(其内容以引用方式并入本文)中所公开的、申请人的双加热器立式连续炼锅中得到非常有效地实施。水蒸汽供应/需求中的任何不等量可通过水蒸汽的局部绕行或排放(let-down)来调节。

应当理解，以上内容仅仅是本发明的一个实施例，在不背离本发明的精神和/或范围的情况下，可以有多种变型方案。

Claims (6)

1.一种连续真空炼锅，包括：

容器，所述容器具有封闭的第一腔室和封闭的第二腔室；

被定位在所述第一腔室中的第一换热器，所述第一腔室中限定的第一蒸气空间位于所述第一换热器的上方；以及

被定位在所述第二腔室中的第二换热器，所述第二腔室中限定的第二蒸气空间位于所述第二换热器的上方；

所述第一换热器和所述第二换热器均具有传热介质入口；

其特征在于，所述第二换热器的所述传热介质入口与所述第一蒸气空间流体连通，从而使所述第一蒸气空间中容纳的蒸气作为传热介质被传送通过所述第二换热器。

2.如权利要求1所述的连续真空炼锅，其中，所述第一换热器的入口与外部高温的传热介质流体连通。

3.如权利要求2所述的连续真空炼锅，其中，所述传热介质是水蒸汽。

4.如前述权利要求中任一项所述的连续真空炼锅，其中，所述换热器采取加热器的形式。

5.如权利要求4所述的连续真空炼锅，其中，所述加热器是非固定的加热器。

6.如前述权利要求中任一项所述的连续真空炼锅，其中，两个所述腔室彼此隔离，以便在不同的压力下工作。

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