CN103127736A - 一种采用热泵技术的蒸发浓缩装置 - Google Patents

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石成君
董国强
倪思梅
邢晋
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Abstract

本发明涉及一种采用热泵技术的蒸发浓缩装置,包括蒸发冷凝器、进料系统、蒸汽压缩机,所述蒸汽压缩机的进口与蒸发冷凝器的蒸发室相连,所述蒸汽压缩机的出口与蒸发冷凝器的冷凝室相连,蒸发室内产生的二次蒸汽经所述蒸汽压缩机压缩,提升温度和压力后进入蒸发冷凝器的冷凝室作为加热蒸汽;所述蒸发冷凝器的蒸发室进料口与所述进料系统的出口连接。本发明可使蒸发产生的二次蒸汽潜热有效回收,经蒸汽压缩机再压缩后作为加热蒸汽使用,全套装置具有进料预热,出料热回收,系统能量利用率较高,能耗仅为传统采用生蒸汽蒸发浓缩装置的1/5左右。

Description

一种采用热泵技术的蒸发浓缩装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种蒸发浓缩装置,特别是涉及一种采用热泵技术的蒸发浓缩装置。背景技术
[0002] 能源问题和环境问题在工业生产中已经日益突出,并且逐渐成为国民经济正常发展的阻碍。发展节能环保技术,有利于解决能源环境问题与经济建设的矛盾,其中热泵蒸发技术是一项高效环保的节能减排技术,可以广泛应用于化工、食品加工、制药、海水淡化、污水处理等工业生产领域。热泵蒸发系统主要依靠热泵对二次蒸汽进行压缩升温,再循环加热物料,有效回收利用了二次蒸汽的大量潜热,达到节能的目的。相比于传统单效、多效蒸发浓缩装置,热泵蒸发技术具有节省大量生蒸汽和冷却水的优点,节能效益显著,具有广泛的市场应用前景。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种采用热泵技术的蒸发浓缩装置,能够避免工业生产中传统单效、多效蒸发浓缩器的蒸汽耗量和冷却水耗量较大的问题。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种采用热泵技术的蒸发浓缩装置,包括蒸发冷凝器、进料系统、蒸汽压缩机,所述蒸汽压缩机的进口与蒸发冷凝器的蒸发室相连,所述蒸汽压缩机的出口与蒸发冷凝器的冷凝室相连,蒸发室内产生的二次蒸汽经所述蒸汽压缩机压缩,提升温度和压力后进入蒸发冷凝器的冷凝室作为加热蒸汽;所述蒸发冷凝器的蒸发室进料口与所述进料系统的出口连接。
[0005] 所述蒸发冷凝器为水平管降膜蒸发器,具有进料喷淋系统;所述水平管降膜蒸发器的管外侧为蒸发冷凝器的蒸发室,管内侧为蒸发冷凝器的冷凝室。
[0006] 所述进料系统由进料混合器和液位控制装置组成,所述进料混合器的出口与所述蒸发冷凝器的蒸发室进料口相连,所述液位控制装置置于所述进料混合器内,用于控制进料混合器内液体的液位。
[0007] 所述蒸发冷凝器的冷凝室入口与生蒸汽管道相连,在启动阶段为蒸发冷凝器提供加热蒸汽。
[0008] 所述蒸汽压缩机的进口与蒸发冷凝器的蒸发室之间还设有用于消除二次蒸汽夹带的液滴的旋液分离器。
[0009] 所述蒸发浓缩装置还包括预热系统,所述预热系统用于对所述蒸发冷凝器出口的冷凝水和浓缩液进行显热回收,提升进料温度。
[0010] 所述预热系统包括冷凝水-进料预热器和浓缩液-进料预热器,所述冷凝水-进料预热器用于对蒸发冷凝器出口的冷凝水进行显热回收;所述浓缩液-进料预热器用于对蒸发冷凝器出口的浓缩液进行显热回收;所述冷凝水-进料预热器和浓缩液-进料预热器均为板式换热器的形式。
[0011] 所述蒸发浓缩装置还包括真空装置,所述真空装置与蒸发冷凝器的冷凝室出口相连,用于抽取不凝性气体并保持蒸发室的真空度要求。
[0012] 有益效果
[0013] 由于采用了上述的技术方案,本发明与现有技术相比,具有以下的优点和积极效果:本发明可使蒸发产生的二次蒸汽潜热有效回收,经蒸汽压缩机再压缩后作为加热蒸汽使用,全套装置具有进料预热,出料热回收,系统能量利用率较高,能耗仅为传统采用生蒸汽蒸发浓缩装置的1/5左右,减少了系统运行费用和维护费用,经济效益高且具有良好的环境效益。
附图说明
[0014] 图1是本发明热泵蒸发浓缩装置的工作流程图。
具体实施方式
[0015] 下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0016] 如图1所示,本发明所述的热泵蒸发器包括蒸发冷凝器1、预热系统、进料系统、蒸汽压缩机8、循环泵、真空装置2以及阀门管道等附属设备。所述蒸汽压缩机8的进口与蒸发冷凝器I的蒸发室相连,所述蒸汽压缩机8的出口与蒸发冷凝器I的冷凝室相连,蒸发室内产生的二次蒸汽经所述蒸汽压缩机8压缩,提升温度和压力后进入蒸发冷凝器I的冷凝室作为加热蒸汽;所述蒸发冷凝器I的蒸发室进料口与所述进料系统的出口连接。其中,所述蒸发冷凝器I为水平管降膜蒸发器,具有进料喷淋系统;所述水平管降膜蒸发器的管外侧为蒸发冷凝器I的蒸发室,管内侧为蒸发冷凝器I的冷凝室。所述进料系统由进料混合器11和液位控制装置10组成,所述进料混合器11的出口与所述蒸发冷凝器I的蒸发室进料口相连,所述液位控制装置10置于所述进料混合器11内,用于控制进料混合器11内液体的液位。所述蒸发冷凝器I的冷凝室入口与生蒸汽管道相连,在启动阶段为蒸发冷凝器提供加热蒸汽。所述蒸汽压缩机8的进口与蒸发冷凝器I的蒸发室之间还设有用于消除二次蒸汽夹带的液滴的旋液分离器9。所述预热系统用于对所述蒸发冷凝器I出口的冷凝水和浓缩液进行显热回收,提升进料温度。所述预热系统包括冷凝水-进料预热器3和浓缩液-进料预热器4,所述冷凝水-进料预热器3用于对蒸发冷凝器I出口的冷凝水进行显热回收;所述浓缩液-进料预热器4用于对蒸发冷凝器I出口的浓缩液进行显热回收;所述冷凝水-进料预热器3和浓缩液-进料预热器4均为板式换热器的形式。所述真空装置2与蒸发冷凝器I的冷凝室出口相连,用于抽取不凝性气体并保持蒸发室的真空度要求。
[0017] 下面对本热泵蒸发装置的工作流程和实施方法做以下描述。在本装置启动运行时,首先开启抽真空装置2,将蒸发器内部的压力降低到所需蒸发温度对应下的饱和压力,本装置可进行操作的蒸发温度范围为50°C到120°C,可以实现低温和高温蒸发,满足各类物料和工艺的蒸发温度需求。初运行阶段,需要从生蒸汽管道A向蒸发冷凝器I的加热管内通入加热蒸汽,满足装置初始运行需求。当本装置完全运转起来,产生足够二次蒸汽量以满足压缩机8的工作要求时,停止供给生蒸汽,开启压缩机8。[0018] 进料从B处进入由进料泵7供给,经预热系统预热后进入进料混合器11,在进料混合器11中与循环回流的浓缩液混合均匀,在液位控制装置10的控制下,进料由蒸发冷凝器I内的喷淋装置均匀喷淋到水平管降膜蒸发器的蒸发管外表面,料液在水平管外表面呈膜状流动,同时受热蒸发产生二次蒸汽,蒸汽由蒸发室上部的出口进入旋液分离器9,将蒸汽中所带的液滴进行分离。
[0019] 二次蒸汽由旋液分离器9的出口进入蒸汽压缩机8,经压缩后提升了温度和压力,本装置的压缩机8最高可以提升蒸汽温度为20°C。压缩机8出口的蒸汽进入蒸发冷凝器I的冷凝管内,作为加热蒸汽。
[0020] 加热蒸汽与管外进料进行显热和潜热交换,水平加热管管外料液得到蒸发,管内蒸汽得到冷凝。进料在蒸发室内蒸发后剩余浓缩液由蒸发室出口排出,经浓缩液泵6作用部分用于回流与进料混合,部分经浓缩液-进料预热器4回收余热后从C处排出。冷凝室内的冷凝水经冷凝水泵5作用,在冷凝水-进料预热器3内完成热回收后从D处排出。
[0021] 本装置各类泵及蒸汽压缩机8均采用变频控制,保证变流量和工况变更条件下的运行。
[0022] 综上所述,本发明将热泵技术与水平管降膜蒸发技术进行有效结合,提高了整体的传热性能和蒸发效率,相比于传统的多效蒸发装置,节省了大量的生蒸汽和冷却水的使用,节能效果显著,且运行费用较低。本发明适用于化工、食品加工、制药、海水淡化、污水处理等工业生产领域的蒸发浓缩工艺流程。

Claims (8)

1.一种采用热泵技术的蒸发浓缩装置,包括蒸发冷凝器(I)、进料系统、蒸汽压缩机(8),其特征在于,所述蒸汽压缩机(8)的进口与蒸发冷凝器(I)的蒸发室相连,所述蒸汽压缩机(8)的出口与蒸发冷凝器(I)的冷凝室相连,蒸发室内产生的二次蒸汽经所述蒸汽压缩机(8)压缩,提升温度和压力后进入蒸发冷凝器(I)的冷凝室作为加热蒸汽;所述蒸发冷凝器(I)的蒸发室进料口与所述进料系统的出口连接。
2.根据权利要求1所述的采用热泵技术的蒸发浓缩装置,其特征在于,所述蒸发冷凝器(I)为水平管降膜蒸发器,具有进料喷淋系统;所述水平管降膜蒸发器的管外侧为蒸发冷凝器(I)的蒸发室,管内侧为蒸发冷凝器(I)的冷凝室。
3.根据权利要求1所述的采用热泵技术的蒸发浓缩装置,其特征在于,所述进料系统由进料混合器(11)和液位控制装置(10)组成,所述进料混合器(11)的出口与所述蒸发冷凝器(I)的蒸发室进料口相连,所述液位控制装置(10)置于所述进料混合器(11)内,用于控制进料混合器(11)内液体的液位。
4.根据权利要求1所述的采用热泵技术的蒸发浓缩装置,其特征在于,所述蒸发冷凝器(I)的冷凝室入口与生蒸汽管道相连,在启动阶段为蒸发冷凝器提供加热蒸汽。
5.根据权利要求1所述的采用热泵技术的蒸发浓缩设备,其特征在于,所述蒸汽压缩机(8)的进口与蒸发冷凝器(I)的蒸发室之间还设有用于消除二次蒸汽夹带的液滴的旋液分离器(9)。
6.根据权利要求1所述的采用热泵技术的蒸发浓缩装置,其特征在于,还包括预热系统,所述预热系统用于对所述蒸发冷凝器(I)出口的冷凝水和浓缩液进行显热回收,提升进料温度。
7.根据权利要求6所述的采用热泵技术的蒸发浓缩装置,其特征在于,所述预热系统包括冷凝水-进料预热器(3 )和浓缩液-进料预热器(4 ),所述冷凝水-进料预热器(3 )用于对蒸发冷凝器(I)出口的冷凝水进行显热回收;所述浓缩液-进料预热器(4)用于对蒸发冷凝器(I)出口的浓缩液进行显热回收;所述冷凝水-进料预热器(3)和浓缩液-进料预热器(4)均为板式换热器的形式。
8.根据权利要求1所述的采用热泵技术的蒸发浓缩装置,其特征在于,还包括真空装置(2),所述真空装置(2)与蒸发冷凝器(I)的冷凝室出口相连,用于抽取不凝性气体并保持蒸发室的真空度要求。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104324512A (zh) * 2014-11-07 2015-02-04 徐建涛 热泵蒸发机组
CN106039740A (zh) * 2016-07-11 2016-10-26 江苏乐科节能科技股份有限公司 机械蒸汽再压缩消泡蒸发系统及工作方法
CN107023813A (zh) * 2017-04-27 2017-08-08 江苏科技大学 一种非蒸汽低温余热回收系统
US20170225094A1 (en) * 2015-04-29 2017-08-10 Kunming University Of Science And Technology Microwave flash evaporation process and apparatus and use thereof
CN107213659A (zh) * 2016-09-08 2017-09-29 江苏科技大学 一种机械蒸汽再压缩系统及控制方法
CN109157855A (zh) * 2018-09-28 2019-01-08 朱玲琳 一种新型喷雾干燥装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201168452Y (zh) * 2008-03-20 2008-12-24 宜兴市格兰特干燥浓缩设备有限公司 一种用涡轮压缩风机蒸发的蒸发设备
CN102225238A (zh) * 2011-05-05 2011-10-26 天津大学 蒸汽压缩机与高温热泵相结合的蒸发浓缩系统
CN102698451A (zh) * 2012-07-05 2012-10-03 大连理工大学 一种热泵型低温蒸发装置及方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201168452Y (zh) * 2008-03-20 2008-12-24 宜兴市格兰特干燥浓缩设备有限公司 一种用涡轮压缩风机蒸发的蒸发设备
CN102225238A (zh) * 2011-05-05 2011-10-26 天津大学 蒸汽压缩机与高温热泵相结合的蒸发浓缩系统
CN102698451A (zh) * 2012-07-05 2012-10-03 大连理工大学 一种热泵型低温蒸发装置及方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104324512A (zh) * 2014-11-07 2015-02-04 徐建涛 热泵蒸发机组
CN104324512B (zh) * 2014-11-07 2016-02-17 徐建涛 热泵蒸发机组
US20170225094A1 (en) * 2015-04-29 2017-08-10 Kunming University Of Science And Technology Microwave flash evaporation process and apparatus and use thereof
US10632396B2 (en) * 2015-04-29 2020-04-28 Kunming University Of Science And Technology Microwave flash evaporation process and apparatus and use thereof
CN106039740A (zh) * 2016-07-11 2016-10-26 江苏乐科节能科技股份有限公司 机械蒸汽再压缩消泡蒸发系统及工作方法
CN106039740B (zh) * 2016-07-11 2018-01-12 江苏乐科节能科技股份有限公司 机械蒸汽再压缩消泡蒸发系统及工作方法
CN107213659A (zh) * 2016-09-08 2017-09-29 江苏科技大学 一种机械蒸汽再压缩系统及控制方法
CN107213659B (zh) * 2016-09-08 2019-06-21 江苏科技大学 一种机械蒸汽再压缩系统及控制方法
CN107023813A (zh) * 2017-04-27 2017-08-08 江苏科技大学 一种非蒸汽低温余热回收系统
CN107023813B (zh) * 2017-04-27 2019-11-19 江苏科技大学 一种非蒸汽低温余热回收系统
CN109157855A (zh) * 2018-09-28 2019-01-08 朱玲琳 一种新型喷雾干燥装置
CN109157855B (zh) * 2018-09-28 2021-07-02 朱玲琳 一种喷雾干燥装置

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