CN103657120B - 超高效节能型真空浓缩装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种超高效节能型真空浓缩装置和方法，以最大限度提高真空浓缩工程的能源效率。其中超高效节能型真空浓缩装置的真空泵建立的真空管线中布置有加热罐、蒸发罐、气液分离器、冷凝器，加热罐中加入有蒸汽，该蒸汽对蒸发罐中的待浓缩液进行加热以使待浓缩液中的液体进行蒸发，蒸发罐中的蒸汽进入到气液分离器，气液分离器中的蒸汽一方面进入到蒸汽混合器，另一方面进入到冷凝器，来自气液分离器的蒸汽和供给到蒸汽混合器中的饱和蒸汽进行混合后再供给到加热罐，冷凝器中的蒸汽被冷凝，未在冷凝器中被冷凝的气体由真空泵排出；加热罐和蒸发罐之间通过强制循环泵形成待浓缩液的循环系统。

Description

超高效节能型真空浓缩装置和方法
技术领域
本发明涉及浓缩装置和方法，尤其涉及浓缩中药或者其他稀薄液体的真空浓缩装置和方法。
背景技术
在食品工业、医药品生产制造工程中，浓缩工程是最大的能源(饱和蒸汽)消费工程，占生产成本(运行成本)的最大比例。为了节省生产成本，以往的方式是采用多效用罐(双效、三效罐等)的型式，多效罐的设备设置费非常高，运行方法非常复杂，由此也带来一系列其他问题出现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超高效节能型真空浓缩装置和方法，以最大限度提高真空浓缩工程的能源效率。
为实现所述目的的超高效节能型真空浓缩装置，其特点是，包括加热罐、蒸发罐、气液分离器、冷凝器、蒸汽混合器以及真空泵，真空泵建立的真空管线中布置有加热罐、蒸发罐、气液分离器、冷凝器，加热罐中加入有蒸汽，该蒸汽对蒸发罐中的待浓缩液进行加热以使待浓缩液中的液体进行蒸发，蒸发罐中的蒸汽进入到气液分离器，气液分离器中的蒸汽一方面进入到蒸汽混合器，另一方面进入到冷凝器，来自气液分离器的蒸汽和供给到蒸汽混合器中的饱和蒸汽进行混合后再供给到加热罐，冷凝器中的蒸汽被冷凝，未在冷凝器中被冷凝的气体由真空泵排出；加热罐和蒸发罐之间通过强制循环泵形成待浓缩液的循环系统。
所述的超高效节能型真空浓缩装置，其进一步的特点是，加热罐配置有加热罐排水泵。
所述的超高效节能型真空浓缩装置，其进一步的特点是，冷凝器和真空泵之间配置有冷凝液缓存容器，冷凝液缓存容器配置有用于排出冷凝液的冷凝液泵。
所述的超高效节能型真空浓缩装置，其进一步的特点是，在所述强制循环泵和加热罐之间还配置有输出泵，该输出泵用于排出浓缩液。
一种超高效节能型真空浓缩方法，其利用真空泵建立真空管线，在真空管线中布置加热罐、蒸发罐、气液分离器、冷凝器，在加热罐中加入蒸汽，使该蒸汽对蒸发罐中的待浓缩液进行加热以使待浓缩液中的液体进行蒸发，使蒸发罐中的蒸汽进入到气液分离器，使气液分离器中的蒸汽一方面进入到一蒸汽混合器，另一方面进入到冷凝器，使来自气液分离器的蒸汽和供给到蒸汽混合器中的饱和蒸汽进行混合后供给到加热罐，使冷凝器中的蒸汽被冷凝，未在冷凝器中被冷凝的气体由真空泵排出；在加热罐和蒸发罐之间通过强制循环泵形成待浓缩液的循环系统。
所述的超高效节能型真空浓缩方法，其中，气液分离器中的蒸汽进入到蒸汽混合器的量占气液分离器中排出的蒸汽的60％或60％以上，同时要保持蒸发罐内的真空度，以使待浓缩液在蒸发罐的真空状态下蒸发。
所述的超高效节能型真空浓缩方法，其中，供给到蒸汽混合器中的饱和蒸汽的量为蒸发罐的蒸发量的50％。
所述的超高效节能型真空浓缩方法，其中，冷凝器用的冷水量是蒸发罐的蒸发量1000kg/hr的40％。
在本发明的实施例中，适量地分配蒸汽，使蒸汽混合器(EJECTOR)产生的蒸汽压力增高，被重用作为加热罐的加热蒸汽，使得到能源再利用，在后述的实施例中使用50％的饱和蒸汽(能源)就能实现相同的浓缩效果。
附图说明
图1是本发明实施例的超高效节能型真空浓缩装置的方块图。
具体实施方式
如图1所示，超高效节能型真空浓缩装置包括加热罐1、蒸发罐2、强制循环泵9、气液分离器3、冷凝器4、真空泵6、冷凝液泵5、蒸汽混合器7，蒸发罐和加热罐1之间形成液体循环通路，强制循环泵9位于该液体循环通路中，强制循环泵9的入口一方面连接蒸发罐2的下部，另一方面出口连接加热罐1的下部，使得有待蒸发的液体在加热罐1和蒸发罐2中循环，在循环中被均匀加热并被蒸发。蒸发罐2的上部的蒸发蒸汽出口连接气液分离器3，蒸发蒸汽中的液体和气体在气液分离器3中分离，气液分离器3的气体出口一方面连接冷凝器4，另一方面连接蒸汽混合器7，在通往冷凝器4和蒸汽混合器7的管路上分别设置有调节阀A和调节阀B。通过调节调节阀A、B，可以分配进入到冷凝器4和蒸汽混合器7的蒸汽量，在本发明的实施例中，通往蒸汽混合器7的蒸汽占从气液分离器3的气体出口出来的蒸汽的60％或60％以上，真空浓缩操作时重要的是蒸发罐内要保持一定的真空度，通过调节控制阀A、B的调节就可以充分保持恒定的蒸发量。蒸汽在冷凝器4中被冷凝成液体，如图所示的实施例中，是通过冷却水在冷凝器4的夹套中冷却蒸汽，被冷凝的液体进入到冷凝器4后侧配置的缓存容器11中，缓存容器11中的冷凝液由冷凝液泵5排出，并且在冷凝器4中未能被冷却的气体由真空泵6抽取后直接排出。在以往的真空浓缩装置中，不能冷凝的气体由真空泵6来排出废弃，由于没有在气液分离器3的出气侧连接蒸汽混合器7(如后所述，其将与饱和蒸汽混合后送入到加热罐1对液体进行加热)，这种情况下蒸汽除了简单凝结冷凝，没有做到能源再利用。
从气液分离器3分离出的蒸汽的一部分，例如60％以上进入到蒸汽混合器7中，与进入到蒸汽混合器7中的高压的饱和蒸汽(例如0.6MPa，占整个装置的蒸发量的50％)进行充分的混合，然后再送入到加热罐1中，作为加热罐1的热源来利用。在本发明的一实施例中，加热罐1还可以直接通入饱和蒸汽，其由阀门D控制，阀门D在超高效节能型真空浓缩装置一开始工作的时候打开，随后在确认蒸发得到平衡安定后继续关闭。
下面说明如图所示实施例的运行原理。
首先，将冷却水通入到冷凝器4。
然后，运行真空泵6。
然后，往蒸发罐2中通入原液，原液的供给可通过调节阀E来调节，等待蒸发罐2的待蒸发液(一开始为原液)积存到一定量后，加热罐1开始供给饱和蒸汽。
然后，蒸发状态开始形成的同时启动强制循环泵9。
然后，调整调节阀A、B、C、D，以使蒸发出来的蒸汽向蒸汽混合器7内流动。
最后，确认蒸发得到平衡稳定后继续进行浓缩操作工程(进入正常运行)。在正常运行过程中，加热罐1配置的加热罐排水用泵8在浓缩过程中对加热罐1中滤出的水进行排出。加热罐1和强制循环泵9之间配置的浓液输出泵10将以浓缩成浓液的浓缩液排出。
在图1所示的实施例中，在蒸发罐的水分蒸发能力1000kg/hr的情况下：
蒸发罐内的运行条件：真空度-0.08MPa；温度60℃
蒸发罐的蒸发蒸汽的循环使用量：600kg/hr(60％)
补充用饱和蒸汽规格压力：0.6MPa；温度165℃
正常运行时的切入点，即蒸汽混合器7内混合进入的加热罐加热用的蒸汽压力为0.03MPa，温度温度107℃，加热罐中加热一侧蒸汽温度与蒸发一侧蒸汽温度差为(107℃-60℃)47℃进行水分蒸发操作。
另外，冷凝器用的冷水量也是蒸发量1000kg/hr的40％，只用400kg/hr就可达到良好的冷凝效果，即使用的冷水量也减少至40％。
水分蒸发量(蒸发能力)1000kg/hr的真空浓缩装置的情况下，通常以往设计的单效型浓缩装置加热罐加热用饱和蒸汽需要1200kg/hr的运行条件因素(运行时装置含热损耗)，采用本方法后，在真空泵管线(进入到冷凝器4的)中蒸汽的量为400kg/hr，在蒸汽混合管线(进入到蒸汽混合器7)中蒸汽的量为600kg/hr，饱和蒸汽使用量为600kg/hr。因此，只需采用600kg/hr饱和蒸汽使用量就能达到运行效果。因此得到结论，相对于已有的技术，因此，采用本发明超节能型真空浓缩装置，在运行过程中热源蒸汽为50％，冷却用水为40％，就能操作运行，能实现相同的浓缩效果。

Claims (8)

1.超高效节能型真空浓缩装置，其特征在于，包括加热罐、蒸发罐、气液分离器、冷凝器、蒸汽混合器以及真空泵，真空泵建立的真空管线中布置有加热罐、蒸发罐、气液分离器、冷凝器，加热罐中加入有蒸汽，该蒸汽对蒸发罐中的待浓缩液进行加热以使待浓缩液中的液体进行蒸发，蒸发罐中的蒸汽进入到气液分离器，气液分离器中的蒸汽一方面进入到蒸汽混合器，另一方面进入到冷凝器，来自气液分离器的蒸汽和供给到蒸汽混合器中的饱和蒸汽进行混合后再供给到加热罐，冷凝器中的蒸汽被冷凝，未在冷凝器中被冷凝的气体由真空泵排出；加热罐和蒸发罐之间通过强制循环泵形成待浓缩液的循环系统。
2.如权利要求1所述的超高效节能型真空浓缩装置，其特征在于，加热罐配置有加热罐排水泵。
3.如权利要求1所述的超高效节能型真空浓缩装置，其特征在于，冷凝器和真空泵之间配置有冷凝液缓存容器，冷凝液缓存容器配置有用于排出冷凝液的冷凝液泵。
4.如权利要求1所述的超高效节能型真空浓缩装置，其特征在于，在所述强制循环泵和加热罐之间还配置有浓液输出泵，该浓液输出泵用于排出浓缩液。
5.超高效节能型真空浓缩方法，其特征在于，利用真空泵建立真空管线，在真空管线中布置加热罐、蒸发罐、气液分离器、冷凝器，在加热罐中加入蒸汽，使该蒸汽对蒸发罐中的待浓缩液进行加热以使待浓缩液中的液体进行蒸发，使蒸发罐中的蒸汽进入到气液分离器，使气液分离器中的蒸汽一方面进入到一蒸汽混合器，另一方面进入到冷凝器，使来自气液分离器的蒸汽和供给到蒸汽混合器中的饱和蒸汽进行混合后供给到加热罐，使冷凝器中的蒸汽被冷凝，未在冷凝器中被冷凝的气体由真空泵排出；在加热罐和蒸发罐之间通过强制循环泵形成待浓缩液的循环系统。
6.如权利要求5所述的超高效节能型真空浓缩方法，其特征在于，气液分离器中的蒸汽进入到蒸汽混合器的量占气液分离器中排出的蒸汽的60％或60％以上，同时要保持蒸发罐内的真空度，以使待浓缩液在蒸发罐的真空状态下蒸发。
7.如权利要求5所述的超高效节能型真空浓缩方法，其特征在于，供给到蒸汽混合器中的饱和蒸汽的量为蒸发罐的蒸发量的50％。
8.如权利要求5所述的超高效节能型真空浓缩方法，其特征在于，冷凝器用的冷水量是蒸发罐的蒸发量1000kg/hr的40％。
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