CN104324512A - 热泵蒸发机组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种物料蒸发脱水的加热蒸发器，具体涉及一种热泵蒸发机组，将加热器与气化室套装连接，加热器的加热段设置在气化室内部，加热器两端的管箱设置在气化室外部，加热器两端的管箱上分别设置有循环出料口和循环进料口，循环出料口通过第一管道连接到气化室内部，气化室内的第一管道底部设置喷料孔，气化室底部的出料口通过循环泵连接循环进料口，气化室内顶部安装气液分离器，气液分离器一侧设置二次蒸汽进口，气液分离器的上部设置气体出口，气体出口通过第二管道与气化室的外部相连通。本发明结构简单，使用方便，既能够减少各个设备与外界大气的接触面积，降低能量损失，又能够提高蒸发过程的传热强度和节能效果。

Description

热泵蒸发机组
技术领域
本发明涉及一种用于制药、食品、化工行业物料蒸发脱水的加热蒸发器，具体涉及一种热泵蒸发机组。
背景技术
目前，在制药、食品、化工行业中，为了保证物料的浓度均需要高温蒸汽对物料进行蒸发脱水以提高物料的浓度。锅炉燃烧所产生的蒸汽温度高，可以直接用于脱水蒸发，但是由于锅炉产生的蒸汽在使用后直接形成冷凝水排出，对于蒸汽的热量不能很好的进行利用，造成了大量热能的损失。为了避免热能的损失，进一步节约能源，目前企业已经开始使用热泵蒸发来代替锅炉，目前使用的热泵蒸发机组主要有气化室、加热器和气液分离器，但是该三部分分别独立于大气中，与外界的接触面积较大，对外散热较多，不但浪费了系统内的总能量，还影响了最终的节能效果，虽然企业在蒸发过程中会对设备进行的保温，但是保温效果并不是很理想，并且气液分离器的设置还降低了热泵的进口温度和出口温度，减小了传热温度，降低了蒸发效率。
发明内容
根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的问题是：提供一种结构简单，使用方便，既能够减少各个设备与外界大气的接触面积，降低能量损失，又能够提高蒸发过程的传热强度和节能效果的热泵蒸发机组。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
所述的热泵蒸发机组，包括气化室、加热器和气液分离器，加热器与气化室套装连接，所述的加热器的加热段设置在气化室内部，加热器两端的管箱设置在气化室外部，加热器两端的管箱上分别设置有循环出料口和循环进料口，循环出料口通过第一管道连接到气化室内部，气化室内的第一管道底部设置喷料孔，气化室底部的出料口通过循环泵连接循环进料口，气化室内顶部安装气液分离器，气液分离器一侧设置二次蒸汽进口，气液分离器的上部设置气体出口，气体出口通过第二管道与气化室的外部相连通，气化室的顶部设置系统进料口，底部设置系统出料口，加热器上设置有蒸汽入口和凝水出口。
所述的热泵蒸发机组不但减少了各个设备与外界的接触面积，降低了与外界的热交换，还充分利用了加热器在气化室内部对物料进行加热，大大减少了热能的损失，提高了热能的利用率，节能效果非常好，结构简单，占用空间小，降低了生产成本。
进一步地优选，第二管道连接热泵的蒸汽进口，热泵的蒸汽出口连接加热器的蒸汽入口，加热器的凝水出口通过管道连接凝水罐，凝水罐上设有排气口。与热泵的连接使用非常方便，安装简单，提高了工作效率。
进一步地优选，气化室的系统进料口处设置有进料阀，系统出料口通过管道连接系统出料泵。能够方便物流的进出。
进一步地优选，气化室的顶部对应气液分离器处设置检修孔。方便对气液分离器的检修。
进一步地优选，气化室采用一密闭腔室，加热器采用列管加热器，气液分离器采用旋风气液分离器。
进一步地优选，加热器套装在气化室的中下部。使换热器能与气化室内的物料充分接触，提高热能的利用率。
进一步地优选，气液分离器底部设置液体出口。方便气液分离器内液体的排除。
进一步地优选，液体出口通过管道连接凝水罐。提高物料蒸发效果。
进一步地优选，喷料孔设置多个，喷料孔的累计面积与第一管道的截面积相等。
本发明所具有的有益效果是：
1、本发明将列管加热器加热段套装在气化室内，只有两端管箱暴露于大气之中，使加热器的外壳不与大气接触，从而不能向外界散热，在蒸发过程中还充分使用了列管加热器的壳程，使其也成为加热的面积之一，充分发挥了设备的效能，降低了热能的损失，提高了节能的效果。
2、本发明将气液分离器设置在气化室内顶部，也与外界大气隔离，阻断了气液分离器对大气的散热，减少了能量损失，并且由于刚蒸发出的蒸汽温度较高，相对提高了热泵出口蒸汽温度，也提高了对蒸发过程的传热强度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的连接结构示意图；
图中，1、气化室；2、系统进料口；3、二次蒸汽进口；4、液体出口；5、检修孔；6、气液分离器；7、第二管道；8、蒸汽入口；9、加热器；10、循环进料口；11、凝水出口；12、循环泵；13、气体出口；14、出料口；15、加热段；16、第一管道；17、系统出料口；18、循环出料口；19、管箱；20、凝水罐；21、排气口；22、系统出料泵；23、进料阀；24、热泵；25、喷料孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：
如图1所示，本发明所述的热泵蒸发机组，包括一密闭腔室气化室1、列管加热器9和旋风气液分离器6，列管加热器9套装在气化室1的中下部，所述的列管加热器9的加热段15设置在气化室1内部，列管加热器9两端的管箱19设置在气化室1外部，列管加热器9两端的管箱19上分别设置有循环出料口18和循环进料口10，循环出料口18通过第一管道16连接到气化室1内部，气化室内的第一管道16底部设置喷料孔25，第一管道16的末端密封，气化室1底部的出料口14通过循环泵12连接循环进料口10，气化室1内顶部安装旋风气液分离器6，旋风气液分离器6一侧设置二次蒸汽进口3，旋风气液分离器6的上部设置气体出口13，气体出口13通过第二管道7与气化室1的外部相连通，旋风气液分离器6底部设置液体出口4，气化室1的顶部设置系统进料口2，底部设置系统出料口17，气化室1的顶部对应气液分离器6处设置检修孔5，列管加热器9上设置有蒸汽入口8和凝水出口11。
实施例1：
如图2所示，热泵蒸发机组包括一密闭腔室气化室1、列管加热器9和旋风气液分离器6，列管加热器9套装在气化室1的中下部，所述的列管加热器9的加热段15设置在气化室1内部，列管加热器9两端的管箱19设置在气化室1外部，列管加热器9两端的管箱19上分别设置有循环出料口18和循环进料口10，循环出料口18通过第一管道16连接到气化室1内部，气化室内的第一管道16底部设置喷料孔25，第一管道16的末端密封，气化室1底部的出料口14通过循环泵12连接循环进料口10，气化室1内顶部安装旋风气液分离器6，旋风气液分离器6一侧设置二次蒸汽进口3，旋风气液分离器6的上部设置气体出口13，气体出口13通过第二管道7连接热泵24的蒸汽进口，热泵24的蒸汽出口连接加热器9的蒸汽入口8，旋风气液分离器6底部设置液体出口4，气化室1的顶部设置系统进料口2，系统进料口2处设置有进料阀23，底部设置系统出料口17，系统出料口17通过管道连接系统出料泵22，气化室1的顶部对应气液分离器6处设置检修孔5，列管加热器9上设置有蒸汽入口8和凝水出口11，加热器9的凝水出口11通过管道连接凝水罐20，凝水罐20上设有排气口21。
实施例2：
在实施例1的基础上，将旋风气液分离器6的液体出口4通过管道连接凝水罐20。
本发明的工作原理和使用过程：
所述的热泵蒸发机组在使用时，开启进料阀23，将物料通过系统进料口2注入到气化室1内，同时，开启循环泵12，利用循环泵12将物料通过循环进料口10打入列管加热器9的管程内，循环出料口18通过第一管道16上的喷料孔25连入气化室1底部的物料中，形成循环。进行物料脱水蒸发时，首先开启热泵24与列管加热器9的蒸汽入口8的连接管道上的启动蒸汽阀门，蒸汽进入列管加热器9的壳程与列管加热器9管程内的物料进行热交换，对物料进行加热蒸发，加热蒸发后的物料及蒸汽通过第一管道16进入气化室1内，进入气化室1内的二次蒸汽通过气液分离器6的二次蒸汽入口3进入到气液分离器6内，通过气液分离器6进行旋风进行气液分离，分离后的液体进入气化室1或通过管道进入凝水灌20，分离后的气体通过气体出口13和第二管道7进入热泵24，通过热泵压缩升温后进入列管加热器9继续对物料进行加热蒸发，形成一自身循环，列管加热器9热交换后产生的凝水通过管道流入凝水罐20内。
本发明将列管加热器9的加热段15和气液分离器6套装在气化室内，有效阻隔了与外界的接触面积，大大降低了与外界的热交换，且在蒸发过程中还充分使用了列管加热器的壳程，使其也成为加热的面积之一，充分发挥了设备的效能，降低了热能的损失，提高了节能的效果和蒸发过程的传热强度。

Claims (9)

1.一种热泵蒸发机组，包括气化室(1)、加热器(9)和气液分离器(6)，其特征在于：加热器(9)与气化室(1)套装连接，所述的加热器(9)的加热段(15)设置在气化室(1)内部，加热器(9)两端的管箱(19)设置在气化室(1)外部，加热器(9)两端的管箱(19)上分别设置有循环出料口(18)和循环进料口(10)，循环出料口(18)通过第一管道(16)连接到气化室(1)内部，气化室(1)内的第一管道(16)底部设置喷料孔(25)，气化室(1)底部的出料口(14)通过循环泵(12)连接循环进料口(10)，气化室(1)内顶部安装气液分离器(6)，气液分离器(6)一侧设置二次蒸汽进口(3)，气液分离器(6)的上部设置气体出口(13)，气体出口(13)通过第二管道(7)与气化室(1)的外部相连通，气化室(1)的顶部设置系统进料口(2)，底部设置系统出料口(17)，加热器(9)上设置有蒸汽入口(8)和凝水出口(11)。
2.根据权利要求1所述的热泵蒸发机组，其特征在于：所述的第二管道(7)连接热泵(24)的蒸汽进口，热泵(24)的蒸汽出口连接加热器(9)的蒸汽入口(8)，加热器(9)的凝水出口(11)通过管道连接凝水罐(20)，凝水罐(20)上设有排气口(21)。
3.根据权利要求1所述的热泵蒸发机组，其特征在于：所述的气化室(1)的系统进料口(2)处设置有进料阀(23)，系统出料口(17)通过管道连接系统出料泵(22)。
4.根据权利要求1或3所述的热泵蒸发机组，其特征在于：所述的气化室(1)的顶部对应气液分离器(6)处设置检修孔(5)。
5.根据权利要求1所述的热泵蒸发机组，其特征在于：所述的气化室(1)采用一密闭腔室，加热器(9)采用列管加热器，气液分离器(6)采用旋风气液分离器。
6.根据权利要求1所述的热泵蒸发机组，其特征在于：所述的加热器(9)套装在气化室(1)的中下部。
7.根据权利要求1所述的热泵蒸发机组，其特征在于：所述的气液分离器(6)底部设置液体出口(4)。
8.根据权利要求7所述的热泵蒸发机组，其特征在于：所述的液体出口(4)通过管道连接凝水罐(20)。
9.根据权利要求1所述的热泵蒸发机组，其特征在于：所述的喷料孔(25)设置多个，喷料孔(25)的累计面积与第一管道(16)的截面积相等。
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