CN102641603A - 带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及轻工食品、石油化工、生物制药类企业生产用蒸发浓缩设备。一种带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，包括有在板式蒸发器上设有进料端，其出料端与分离器的进料端连通，分离器出料端通过料泵出料；其主要特点是还包括有板式蒸发器的蒸汽入口端与机械蒸汽压缩机的蒸汽出口相连通，机械蒸汽压缩机的进气端与分离器的出气口相连通。本发明采用了MVR(机械蒸汽压缩机)将板式蒸发器蒸发产生的二次蒸汽吸入压缩机后进行压缩，升温升压后的蒸汽再次为蒸发器提供热源，如此反复循环，节约能源。
Description
技术领域
本发明涉及轻工食品、石油化工、生物制药类企业生产用蒸发浓缩设备。
背景技术
目前，随着国民经济的飞速发展，蒸发设备在石油化工、生物制药、轻工食品等行业的应用越来越广泛，石油、天然气、煤炭等不可再生资源的日渐枯竭，使为蒸发器提供热源的蒸汽成本不断增加，蒸发器是生产系统中蒸汽消耗较大的设备，蒸汽成本的上升使得企业设备运行成本急剧增加，降低蒸发装置的蒸汽用量对提升企业竞争力，节能减排有重要的意义。因此，本发明的研发具有显著节能意义的机械蒸汽压缩机板式蒸发器在市场上具有极大的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足之处提供一种带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置。本发明极具节能效果，此蒸发器用MVR(机械蒸汽压缩机)与板式蒸发器的配套使用，占地空间小、传热效率高、处理量大、能耗极低。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，包括有在板式蒸发器上设有进料端，其出料端与分离器的进料端连通，分离器出料端通过料泵出料；其主要特点是还包括有第一板式蒸发器的蒸汽入口端与机械蒸汽压缩机的蒸汽出口相连通，机械蒸汽压缩机的进气端与分离器的出气口相连通。本发明采用了MVR(机械蒸汽压缩机)将板式蒸发器蒸发产生的二次蒸汽吸入压缩机后进行压缩，升温升压后的蒸汽再次为蒸发器提供热源，如此反复循环，节约能源。
所述的带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，还包括有所述的第一板式蒸发器的不凝气体输出端设有冷凝器，所述冷凝器的冷凝水输出端通过冷凝水泵与冷凝水管连通；所述冷凝器上还设有真空泵及二次乏汽输入端。
所述的带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，还包括有第二板式蒸发器的蒸汽输入端与机械蒸汽压缩机的蒸汽出口相连通，机械蒸汽压缩机的进气端与分离器的蒸汽出气口相连通。
所述的带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，还包括所述第二板式蒸发器的不凝气体输出端设有冷凝器，所述冷凝器的冷凝水端通过冷凝水泵与冷凝水管连通；所述冷凝器上还设有真空泵。
所述的带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，还包括有第三板式蒸发器的蒸汽输入端与机械蒸汽压缩机的蒸汽出口相连通，机械蒸汽压缩机的进气端与分离器的蒸汽出气口相连通。
所述的带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，还包括有所述的第三板式蒸发器的不凝气体输出端设有冷凝器，所述冷凝器的冷凝水端通过冷凝水泵与冷凝水管连通；所述冷凝器上还设有真空泵。
所述的带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，还包括有第四板式蒸发器的蒸汽输入端与机械蒸汽压缩机的蒸汽出口相连通，机械蒸汽压缩机的进气端与分离器的蒸汽出气口相连通。
所述的带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，还包括有所述的第四板式蒸发器的不凝气体输出端设有冷凝器，所述冷凝器的冷凝水端通过冷凝水泵与冷凝水管连通；所述冷凝器上还设有真空泵。
所述的带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，还包括有所述的机械蒸汽压缩机的高速离心风机，或为透平压缩风机或罗茨式风机。
所述的带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，还包括所述的分离器为带有阿基米德螺旋线的高效旋风分离器。
所述的带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，还包括有在板式蒸发器的蒸汽入口端与机械蒸汽压缩机的蒸汽出口上设有蒸汽入口端，与蒸汽锅炉的蒸汽出口相连通，以补充少量新鲜蒸汽。
所述的MVR板式蒸发器，其工艺方案为蒸发器为多效、单体多程及多体方式，蒸汽侧为并流，物料侧可以采用顺流或并流方式，同时辅以真空冷凝系统保持蒸发系统有较高的真空度，降低物料的沸点。
本发明的有益效果是：由于MVR采用了将电能转化为机械能的方式，运行成本仅有普通蒸发器的三分之一到六分之一，蒸发一吨水约需电能20kw，由于蒸发出的二次蒸汽循环利用，冷凝器冷却水用量只有普通蒸发器的十分之一，极大的节约设备运行成本。同时，蒸发器整体蒸发温度可以控制在60℃，极适合热敏性物料及易结垢料的蒸发浓缩。
本发明提供的大型带MVR(Mechanical Vapor Recompression机械蒸汽压缩机，简称MVR，或Mechanical Vapor Compression简称MVC)的高效板式蒸发装置。该设备是由MVR离心风机、板式蒸发器、旋风分离器以及机泵阀为一体组成的蒸发装置，该设备技术新、蒸发量大、占地空间小、能耗低、传热系数高。技术方案是：在普通板式蒸发器上增加MVR系统，配合多效或多体板式蒸发装置组成新的系统，蒸发装置汽侧可采用并联方式，物料流程可采用顺流方式，以达到较高的物料出料浓度。蒸发器工作时，各效或各体蒸发出的二次蒸汽同时由MVR压缩机吸入，压缩机将电能转化为机械能，经过压缩升温升压后再排入蒸发器进行热交换，蒸发器内的物料沸腾后进入分离器进行汽液分离，排出二次蒸汽。如此反复循环，压缩机将电能转化为机械能，使蒸发后的二次蒸汽得到进一步利用。蒸发器正常运行不再使用新鲜蒸汽作为加热热源，运行成本只有正常蒸发装置的三分之一到六分之一，通常蒸发一吨水约需电能21kw·h。
此蒸发装置最大的创新点在于MVR(机械蒸汽压缩机)与多效或多体板式蒸发装置的配合使用，使蒸发装置的加热热源不再依赖新鲜蒸汽，末效产生的二次蒸汽能被MVR回收利用，能耗极低，降低了设备运行成本。
附图说明：
图1为本发明实施例1的主视示意图；
图2为本发明实施例2的主视示意图；
图3为本发明实施例3的主视示意图；
图4为本发明实施例1的主视示意图；
图5为本发明实施例1的主视示意图。
图中：1.机械蒸汽压缩机；1-1.机械蒸汽压缩机蒸汽出口；1-2.机械蒸汽压缩机进气端；1-3.机械蒸汽压缩机的高速离心风机；1-4.机械蒸汽压缩机的压缩机；；2.第一板式蒸发器：2a.第二板式蒸发器；2b.第三板式蒸发器；2c.第四板式蒸发器；3.第一冷凝水泵；3a.第二冷凝水泵；3b.第三冷凝水泵；3c.第四冷凝水泵；4第一分离器；4a.第二分离器；4b.第三分离器；4c.第四分离器；5.第一产品泵；5a.第二产品泵；5b.第三产品泵；5c.第四产品泵；6.冷凝器；7.冷凝器水泵；8.真空泵。
图5中：2d.双板式蒸发器并联。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1：见图1，一种带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，包括有在第一板式蒸发器2上设有进料端2-1，其出料端2-4与分离器4的进料端4-1连通，分离器4出料端4-2通过料泵5出料；第一板式蒸发器2的蒸汽入口端2-3与机械蒸汽压缩机1的蒸汽出口1-1相连通，机械蒸汽压缩机1的进气端1-2与分离器4的出气口4-3相连通。
所述的第一板式蒸发器2的不凝气体输出端2-2设有冷凝器6，所述冷凝器6的冷凝水输出端6-1通过冷凝水泵7与冷凝水管连通；所述冷凝器6上还设有真空泵8及二次乏汽输入端6-2。
所述的带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，还包括有所述的机械蒸汽压缩机的高速离心风机1，或为透平压缩风机或罗茨式风机。
所述的带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，还包括所述的分离器4为带有阿基米德螺旋线的高效旋风分离器。
所述的带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，还包括有在板式蒸发器2的蒸汽入口端2-3与机械蒸汽压缩机1的蒸汽出口1-1上设有蒸汽入口端，与蒸汽锅炉的蒸汽出口相连通，以补充少量新鲜蒸汽。
所述的MVR板式蒸发器，其蒸发器由粘上胶垫的板片悬挂在横梁上组成，经夹紧螺杆将活动板和固定板夹紧，从而将板片压紧组成板式蒸发器。
所述的MVR板式蒸发器，板式蒸发器可以采用升降膜、升膜、降膜方式。
本发明采用了MVR(机械蒸汽压缩机)将板式蒸发器蒸发产生的二次蒸汽吸入压缩机后进行压缩，升温升压后的蒸汽再次为蒸发器提供热源，如此反复循环，节约能源。
实施例2：见图2，一种带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，还包括有第二板式蒸发器2a的蒸汽输入端2a-3与机械蒸汽压缩机1的蒸汽出口1-1相连通，机械蒸汽压缩机1的进气端1-2与分离器4a的蒸汽出气口4a-3相连通。
所述的第二板式蒸发器2a的不凝气体输出端2a-2设有冷凝器6，所述冷凝器6的冷凝水端6-1通过冷凝水泵7与冷凝水管连通；所述冷凝器6上还设有真空泵8。
其余结构与实施例1相同。
实施例3：见图3，一种带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，还包括有第三板式蒸发器2b的蒸汽输入端2b-3与机械蒸汽压缩机1的蒸汽出口1-1相连通，机械蒸汽压缩机1的进气端1-2与分离器4b的蒸汽出气口4b-2相连通。
所述的第三板式蒸发器2b的不凝气体输出端2b-2设有冷凝器6，所述冷凝器6的冷凝水端6-1通过冷凝水泵7与冷凝水管连通；所述冷凝器6上还设有真空泵8。
其余结构与实施例2相同。
实施例4：见图4，一种带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，还包括有第四板式蒸发器2c的蒸汽输入端2c-3与机械蒸汽压缩机1的蒸汽出口1-1相连通，机械蒸汽压缩机1的进气端1-2与分离器4c的蒸汽出气口4c-2相连通。
所述的第四板式蒸发器2c的不凝气体输出端2c-2设有冷凝器6，所述冷凝器6的冷凝水端6-1通过冷凝水泵7与冷凝水管连通；所述冷凝器6上还设有真空泵8。
其余结构与实施例3相同。
所述的MVR板式蒸发器，其工艺方案为蒸发器为多效、单体多程及多体方式，蒸汽侧为并流，物料侧可以采用顺流或并流方式，同时辅以真空冷凝系统保持蒸发系统有较高的真空度，降低物料的沸点。
所述的MVR板式蒸发器，其蒸发器由粘上胶垫的板片悬挂在横梁上组成，经夹紧螺杆将活动板和固定板夹紧，从而将板片压紧组成板式蒸发器。
实施例5：见图5，一种带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，为两个第一板式蒸发器并联。
其余结构与实施例1相同。
机械蒸汽压缩机与板式蒸发器配合使用，MVR将各效或各体的蒸发器蒸发出的二次蒸汽吸入压缩机，压缩机采用大型高速离心风机，其电机由变频器控制，可调节电机转速以控制MVR出口温度。
压缩机将电能转化为机械能，压缩吸入的二次蒸汽，使吸入的二次蒸汽升温升压，变成过热蒸汽，同时，压缩机内补充一定量的水，使过热蒸汽吸收水份变为饱和水蒸汽。经过压缩机的压缩以后，MVR出口温度比进口温度提升约8℃。
升温后的饱和水蒸汽被MVR排入蒸发器进口，在蒸发器与待蒸发物料进行热交换，为蒸发器提供热源。待蒸发物料受热后沸腾，并进入分离器内进行汽液分离，分离出的二次蒸汽则继续进入MVR压缩升温，如此反复，则循环系统建立。
各效或各体蒸发器的蒸汽进出口与MVR采用并联结构，MVR进出口同时与各效或各体蒸发器蒸汽进出口相连接，物料流向则可采用顺流或并流方式，可提高出料浓度或增加设备处理量。
整个系统还辅以真空冷凝系统，用真空泵抽出不凝汽以维持一定的系统真空度。冷凝器则将多余的部分水蒸汽冷凝成水排出，由于采用闭式循环系统，冷凝器需要冷凝的水蒸汽量极少，冷凝器冷却水用量极少，约需普通蒸发器的十分之一，极大的节约冷却水。
蒸发系统中，如果MVR温升较低，可以在MVR出口补充少量新鲜蒸汽，以提高板式蒸发器传热效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，包括有在板式蒸发器上设有进料端，其出料端与分离器的进料端连通，分离器出料端通过料泵出料；其特征是还包括有第一板式蒸发器的蒸汽入口端与机械蒸汽压缩机的蒸汽出口相连通，机械蒸汽压缩机的进气端与分离器的出气口相连通。
2.如权利要求1所述的带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，其特征是还包括有所述的第一板式蒸发器的不凝气体输出端设有冷凝器，所述冷凝器的冷凝水输出端通过冷凝水泵与冷凝水管连通；所述冷凝器上还设有真空泵及二次乏汽输入端。
3.如权利要求1所述的带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，其特征是还包括有第二板式蒸发器的蒸汽输入端与机械蒸汽压缩机的蒸汽出口相连通，机械蒸汽压缩机的进气端与分离器的蒸汽出气口相连通。
4.如权利要求3所述的带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，其特征是还包括所述的第二板式蒸发器的不凝气体输出端设有冷凝器，所述冷凝器的冷凝水端通过冷凝水泵与冷凝水管连通；所述冷凝器上还设有真空泵。
5.如权利要求3所述的带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，其特征是还包括有第三板式蒸发器的蒸汽输入端与机械蒸汽压缩机的蒸汽出口相连通，机械蒸汽压缩机的进气端与分离器的蒸汽出气口相连通。
6.如权利要求5所述的带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，其特征是还包括有所述的第三板式蒸发器的不凝气体输出端设有冷凝器，所述冷凝器的冷凝水端通过冷凝水泵与冷凝水管连通；所述冷凝器上还设有真空泵。
7.如权利要求5所述的带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，其特征是还包括有第四板式蒸发器的蒸汽输入端与机械蒸汽压缩机的蒸汽出口相连通，机械蒸汽压缩机的进气端与分离器的蒸汽出气口相连通。
8.如权利要求7所述的带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，其特征是还包括有所述的第四板式蒸发器的不凝气体输出端设有冷凝器，所述冷凝器的冷凝水端通过冷凝水泵与冷凝水管连通；所述冷凝器上还设有真空泵。
9.如权利要求1所述的带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，其特征是还包括有所述的机械蒸汽压缩机的高速离心风机，或为透平压缩风机或罗茨式风机。
10.如权利要求1所述的带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，其特征是还包括所述的分离器为带有阿基米德螺旋线的高效旋风分离器。
11.如权利要求1所述的带有机械蒸汽压缩机的板式蒸发器装置，其特征是还包括有在板式蒸发器的蒸汽入口端与机械蒸汽压缩机的蒸汽出口上设有蒸汽入口端，与蒸汽锅炉的蒸汽出口相连通，以补充少量新鲜蒸汽。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120822 |