CN102659196A - 一种节能蒸发工艺及其系统 - Google Patents

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Abstract

一种高效节能蒸发工艺及其系统，属于二次蒸汽余热回收，高效循环利用领域。可广泛用于污水、废水处理、海水淡化、化工生产中溶液浓缩等工业部门。主要工艺过程为：原料液在蒸发器内吸热沸腾汽化产生二次蒸汽，二次蒸汽通过高温高压水喷射循环系统加压、升温，作为加热蒸汽回输到蒸发器，在蒸发器内放热，加热原料液，使原料液沸腾汽化产生二次蒸汽，加热蒸汽同时凝结为冷凝液，使热量循环利用，冷凝液从蒸发器内排到换热器内与原料液发生热交换，使原料液升温，冷凝液放热后排出。该工艺能够将二次蒸汽中的剩余热能进行有效地利用，降低运行成本，节约大量能源。

Description

一种节能蒸发工艺及其系统
技术领域
一种高效节能蒸发工艺及其系统，属于二次蒸汽余热回收，高效循环利用领域。具体涉及一种在蒸发工艺中回收利用二次蒸汽的余热，从而实现热能循环利用的工艺，可广泛用于污水、废水处理、海水淡化、化工生产中溶液浓缩等工业部门。
背景技术
蒸发是通过加热使溶剂汽化，从而获得浓缩溶液或固体溶质的操作方法。蒸发可以在常压、减压或加压下进行。目前工业上常用的蒸发类型有单效蒸发、多效蒸发、热泵蒸发以及减压闪蒸，四种蒸发类型，各有利弊，但普遍存在适用范围不广、投资大、维护成本高等缺点。其中，热泵蒸发，是指把产生的二次蒸汽，利用蒸汽压缩机的绝热压缩或利用蒸汽喷射泵压缩，提高压力后送回加热室，再次用作加热蒸汽，提供汽化所需的热量。但由于蒸汽压缩机结构相对复杂，所以投资成本和维护费用较高；对于蒸汽喷射泵由于其携带比(驱动蒸汽量与吸入二次蒸汽量的比值)不高，所以总有部分剩余二次蒸汽，而且，如果采用的驱动蒸汽中含有液滴，容易使喷嘴磨损，使效率更为下降，这种蒸发模式以MVR蒸发器为代表。
因此，如果能找到一种将二次蒸汽回收循环利用，且投资成本低，运行维护简单的高效回热蒸发工艺及其系统，可为蒸发处理行业提供一种环保、节能、有利发展的良好途径。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种蒸汽再压缩蒸发工艺方法，该工艺方法能够对加热后产生的二次蒸汽中的热能进行有效的利用，降低运行成本，节约大量能源。
本发明解决其技术问题所采用的技术系统及方案是：二次蒸汽再压缩蒸发工艺系统及方法，包括换热器2、循环水泵6、蒸发器1及与其相连的高温高压液体喷射循环系统，该循环系统包括水喷射器3，高压水泵5，汽-液分离器4。其中，原料液a通过输送管路与换热器2料液入口相连，换热器2料液出口通过输送管路与蒸发器1料液入口相连，原料液a的浓缩液通过循环水泵6同时与蒸发器1料液入口相连，蒸发器1中输出的二次蒸汽通过水喷射器与高温高压液体喷射循环系统相连，液体喷射循环系统包括高压水泵5、水喷射器3和汽-液分离器4，蒸发器1冷凝液出口通过输送管路与换热器2冷凝液入口相连。原料液a在蒸发器1内在循环水泵6的作用下不断循环吸热沸腾汽化产生二次蒸汽，二次蒸汽通过高温液体喷射抽吸并加压，与高温液体形成处于沸点温度的高压汽-液混合物，这种混合物进入汽-液分离器4，分离出的高温液体继续参与水喷射器3的高温高压液体循环，完成二次蒸汽的抽吸以及加压工作，使二次蒸汽升温，分离出的蒸气作为加热蒸汽回输到蒸发器1，在蒸发器1内放热，加热原料液a，使原料液a沸腾汽化产生二次蒸汽，加热蒸汽同时凝结为冷凝液c，使热量循环利用，冷凝液c从蒸发器1内排到换热器2内与原料液a发生热交换，使原料液a升温，冷凝液c放热后排出。
在加压二次蒸汽回输到蒸发器1内进行加热时，也可以混入生蒸汽b或者与生蒸汽b进一步换热后，再进入蒸发器1对原料液a进行加热蒸发。
所述蒸发工艺中原料液a在蒸发器1内吸热沸腾汽化产生二次蒸汽的过程，可以采用原料液a的浓缩液循环的方式进行换热，也可以采取其它提高换热效率的方式。
所述蒸发工艺中的高温高压液体循环可以是水、蒸发冷凝液或其他满足工艺要求的液体的循环。
本发明工艺，利用高温高压液体循环以及水喷射器抽吸二次蒸汽并使其加压升温，代替蒸汽压缩机或者蒸汽喷射器达到充分利用二次蒸汽的目的，而且比蒸汽压缩机投资小，运行维护简便易行，比蒸汽喷射器更充分地利用二次蒸汽余热，系统简单易行，检修维护方便，节约能源。
附图说明
图1是本发明的工艺系统流程实施例1示意图。
图2是本发明的工艺系统流程实施例2示意图。
具体实施方式
实施例1
参照附图1：工艺系统由蒸发器1、换热器2、水喷射器3、汽-液分离器4、高压水泵5、循环水泵6、原料液a和冷凝液c组成。其中，原料液a通过输送管路与换热器2料液入口相连，换热器2料液出口通过输送管路与蒸发器1料液入口相连，原料液a的浓缩液通过循环水泵6同时与蒸发器1料液入口相连，蒸发器1中输出的二次蒸汽通过水喷射器与高温高压水喷射循环系统相连，水喷射循环系统包括高压水泵5、水喷射器3和汽-液分离器4，蒸发器1的冷凝液c出口通过输送管路与换热器2冷凝液入口相连。
系统正常运行后，原料液a在换热器2内升温后进入蒸发器1内，其在蒸发器1内继续吸热沸腾汽化，该吸热过程中循环水泵6使蒸发器1内的原料液a的浓缩液循环，提高换热效率，产生的二次蒸汽通过水喷射器3抽吸并加压，与高温高压水形成的处于沸点温度的高压汽-水混合物，这种混合物进入汽-液分离器4，分离出的高温水继续参与水喷射器3的高温高压水循环，分离出的水蒸气作为加热蒸汽回输到蒸发器1，蒸发器1内进行放热，加热原料液a，使原料液a沸腾汽化产生二次蒸汽，加热蒸汽同时凝结为冷凝液c，冷凝液c从蒸发器1内排到换热器2内与原料液a发生热交换，使原料液a升温，冷凝液c放热降温后排出。
实施例2
参照附图2：根据实际情况可以在系统运行时补充部分生蒸汽b，工艺系统由蒸发器1、换热器2、水喷射器3、汽-液分离器4、高压水泵5、循环水泵6、原料液a、生蒸汽b和冷凝液c组成。其中，原料液a通过输送管路与换热器2料液入口相连，换热器2料液出口通过输送管路与蒸发器1料液入口相连，原料液a的浓缩液通过循环水泵6同时与蒸发器1料液入口相连，蒸发器1中输出的二次蒸汽通过水喷射器与高温高压液体喷射循环系统相连，该液体喷射循环中的液体为冷凝液c，系统包括高压水泵5、水喷射器3和汽-液分离器4，生蒸汽b入口与汽-液分离器4蒸汽出口相连，蒸发器1冷凝液c出口通过输送管路与换热器2冷凝液入口相连。
系统正常运行后，原料液a在换热器2内升温后进入蒸发器1内，其在蒸发器1内继续吸热沸腾汽化，该吸热过程中循环水泵6使蒸发器1内的原料液a的浓缩液循环，提高换热效率，产生的二次蒸汽通过水喷射器3抽吸并加压，与高温高压冷凝液c形成的处于沸点温度的高压汽-液混合物，这种混合物进入汽-液分离器4，分离出的高温冷凝液c继续参与水喷射器3的高温高压冷凝液c循环，分离出的蒸气与补充进来的生蒸汽b混合或与生蒸汽b换热作为加热蒸汽回输到蒸发器1，在蒸发器1内进行放热，加热原料液a，使原料液a沸腾汽化产生二次蒸汽，加热蒸汽同时凝结为冷凝液c，冷凝液c从蒸发器1内排到换热器2内与原料液a发生热交换，使原料液a升温，冷凝液c放热降温后排出。

Claims (7)

1.一种高效节能蒸发工艺，其特征在于：蒸发工艺过程为：原料液a在蒸发器1内在循环水泵6的作用下不断循环吸热沸腾汽化产生二次蒸汽，二次蒸汽通过高温高压液体喷射循环系统中水喷射器3的抽吸并加压，与高温液体形成处于沸点温度的高压汽-液混合物，这种混合物进入汽-液分离器4，分离出的高温液体继续参与水喷射器3的高温高压液体循环，完成二次蒸汽的抽吸以及加压工作，使二次蒸汽升温，分离出的蒸气作为加热蒸汽回输到蒸发器1，在蒸发器1内放热，加热原料液a，使原料液a沸腾汽化产生二次蒸汽，加热蒸汽同时凝结为冷凝液c，使热量循环利用，冷凝液c从蒸发器1内排到换热器2内与原料液a发生热交换，使原料液a升温，冷凝液c放热后排出。
2.根据权利要求1所述的一种高效节能蒸发工艺，其特征在于：所述蒸发工艺中蒸发产生的二次蒸汽通过高温高压液体喷射循环增大压力，升高温度，转化为加热蒸汽。
3.根据权利要求1所述的一种高效节能蒸发工艺，其特征在于：所述蒸发工艺中蒸发产生的二次蒸汽通过高温高压液体喷射循环增大压力，升高温度，与生蒸汽混合或通过换热器与生蒸汽换热，转化为加热蒸汽。
4.根据权利要求1所述的一种高效节能蒸发工艺，其特征在于：所述蒸发工艺中原料液a在蒸发器1内吸热沸腾汽化产生二次蒸汽的过程，可以采用浓缩液a循环的方式进行换热，也可以采取其它提高换热效率的方式。
5.根据权利要求1所述的一种高效节能蒸发工艺，其特征在于：所述蒸发工艺中的高温高压水循环也可以是冷凝液c或其他满足工艺要求的液体的循环。
6.根据权利要求1所述的一种高效节能蒸发工艺的工艺系统，其特征在于：该工艺系统包括换热器2、循环水泵6、蒸发器1及与其相连的高温高压液体喷射循环系统，该循环系统包括水喷射器3，高压水泵5，汽-液分离器4。其中，原料液a通过输送管路与换热器2料液入口相连，换热器2料液出口通过输送管路与蒸发器1料液入口相连，原料液a的浓缩液通过循环水泵6同时与蒸发器1料液入口相连，蒸发器1中输出的二次蒸汽通过水喷射器与高温高压液体喷射循环系统相连，液体喷射循环系统包括高压水泵5、水喷射器3和汽-液分离器4，蒸发器1冷凝液出口通过输送管路与换热器2冷凝液入口相连。
7.根据权利要求1或6所述的一种高效节能蒸发工艺的工艺系统，其特征在于：高温高压液体喷射循环系统也可以包括高压水泵5、水喷射器3和汽-液分离器4，生蒸汽b入口与汽-液分离器4蒸汽出口直接或者通过换热器相连，蒸发器1冷凝液出口通过输送管路与换热器2冷凝液入口相连。
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