CN104524793A - 一种mvr蒸发器 - Google Patents

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刘玉奉
邓永红
朱昌雄
余明华
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山东圣琪生物有限公司
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Abstract

本发明公开了一种MVR蒸发器,属于浓缩技术领域。包括汽水分离器(2)、MVR装置(5)和依次连接的预热器(1)、加热器(4)与蒸发器(3),所述蒸发器(3)的蒸汽出口和加热器(4)的冷凝水出口均与汽水分离器(2)的入口连接,所述汽水分离器(2)的气体出口与MVR装置(5)的进口连接,所述汽水分离器(2)的液体出口与预热器(1)的热水入口连接,所述加热器(4)的蒸汽入口与一次蒸汽管道和MVR装置(5)的出口连接。该蒸发器具有结构简单、节能环保、温度稳定等优点。

Description

一种MVR蒸发器
技术领域
[0001] 本发明涉及浓缩技术领域,特别涉及一种机械式蒸汽再压(mechanical vaporrecompress1n, MVR)蒸发器,尤其涉及一种单效低温MVR蒸发器。
背景技术
[0002] 传统的蒸发方法大致可分为循环型和单程型两大类。循环型溶液都在蒸发器中作循环流动。由于引起循环的原因不同,又可分为自然循环和强制循环两类。主要有三种,中央循环管式蒸发器,悬筐式蒸发器,列文式蒸发器。
[0003] 单程型蒸发器的主要特点是:溶液在蒸发器中只通过加热室一次,不作循环流动即成为浓缩液排出。溶液通过加热室时,在管壁上呈膜状流动,故习惯上又称为液膜式蒸发器。主要有三种,升膜式蒸发器,降膜式蒸发器,刮板式蒸发器。
[0004] 现有的蒸发器存在不同的缺点,包括:
[0005] 中央循环管式蒸发器由于结构上的限制,循环速度不大。加上溶液在加热室中不断循环,使其浓度始终接近完成液的浓度,因而溶液的沸点高,有效温度差就减小。这是循环式蒸发器的共同缺点。此外,设备的清洗和维修也不够方便,所以这种蒸发器难以完全满足生产的要求。
[0006] 悬筐式蒸发器受气设计的限制主要缺点是结构复杂,单位传热面积的金属消耗较多。
[0007]列文式蒸发器由于在加热室上增设沸腾室,这种蒸发器的主要缺点是液柱静压头效应引起的温度差损失较大,为了保持一定的有效温度差要求加热蒸汽有较高的压力。此夕卜,设备庞大,消耗的材料多,需要高大的厂房等。除了上述自然循环蒸发器外,在蒸发粘度大、易结晶和结垢的物料时,还采用强制循环蒸发器。在这种蒸发器中,溶液的循环主要依靠外加的动力,用泵迫使它沿一定方向流动而产生循环。循环速度的大小可通过泵的流量调节来控制,一般在2.5m/s以上。强制循环蒸发器的传热系数也比一般自然循环的大。但它的明显缺点是能量消耗大,每平方米加热面积约需0.4〜0.8kW。
[0008] 升膜式蒸发器如果从料液中蒸发的水量不多,就难以达到上述要求的汽速,即升膜式蒸发器不适用于较浓溶液的蒸发;它对粘度很大,易结晶或易结垢的物料也不适用。
[0009] 降膜式蒸发器主要缺点是:对进料负荷的波动相当敏感,当设计或操作不适当时不易成膜,此时,对流传热系数将明显下降。
[0010]刮板式蒸发器其结构复杂,动力消耗大,每平方米传热面约需1.5〜3kW。此外,其处理量很小且制造安装要求高。
[0011] 在酵母的工业生产中,会大量用到蒸发过程,而传统的多效蒸发过程中,蒸发器某一效的二次蒸汽不能直接作为本效热源,只能作为次效或次几效的热源。如作为本效热源必须额外给其能量,使其温度(压力)提高。蒸汽喷射泵只能压缩部分二次蒸汽,从而导致了能源的极大浪费。
发明内容
[0012] 为了解决上述问题,本发明提供了一种MVR蒸发器,该MVR蒸发器是重新利用它自身产生的二次蒸汽的能量,从而减少对外界能源的需求的一项技术。其工作过程是低温位的蒸汽经压缩机压缩,温度、压力提高,热焓增加,然后进入换热器冷凝,以充分利用蒸汽的潜热。除开车启动外,整个蒸发过程中无需生蒸汽。所述技术方案如下:
[0013] 本发明的一个实施例提供了一种MVR蒸发器,其包括汽水分离器2、MVR装置5和依次连接的预热器1、加热器4与蒸发器3,所述蒸发器3的蒸汽出口和加热器4的冷凝水出口均与汽水分离器2的入口连接,所述汽水分离器2的气体出口与MVR装置5的进口连接,所述汽水分离器2的液体出口与预热器I的热水入口连接,所述加热器4的蒸汽入口与一次蒸汽管道和MVR装置5的出口连接。
[0014] 其中,本发明实施例中的蒸发器3上设有真空泵。
[0015] 具体地,本发明实施例中的MVR装置5为空气压缩机。
[0016] 进一步地,本发明实施例中的蒸发器3的出料口通过带循环泵6的管路与加热器4的进料口连接。
[0017] 本发明实施例提供的MVR蒸发器的有益效果为:
[0018] 1.该蒸发器热效率高,节省能源,功耗低。蒸发一吨水的能耗只相当于传统蒸发器的四分之一到五分之一,节能效果十分显著。
[0019] 2.该蒸发器运行成本低,本发明的MVR蒸发器耗能一般是传统多效蒸发器三分之一到四分之一。
[0020] 3.该蒸发器清洁能源,没有任何污染。本发明的MVR蒸发器后续使用时,主要使用电能并补充少量的一次蒸汽。
[0021] 4.该蒸发器通过二次蒸汽回用技术,蒸汽冷凝水的COD和BOD值以及氨氮含量远低于传统的多效蒸发器的指标,他们完全符合国家规定的排放标准。
[0022] 5.采用单级真空蒸发,蒸发温度低,特别适合热敏性较强的物料,不易使物料变性,采用低温负压蒸发,有利于防止被蒸发物料的高温变性。
[0023] 6.MVR蒸发器体积小,可移动性。
附图说明
[0024] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025] 图1是本发明实施例提供的MVR蒸发器的结构示意图。
[0026] 图中:1预热器、2汽水分离器、3蒸发器、4加热器、5MVR装置、6循环泵、a原料液、
b冷凝液、c分离液、d 二次蒸汽、e浓缩液、f 一次蒸汽、g气液混合。
具体实施方式
[0027] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0028] 参见图1,本发明实施例提供了一种MVR蒸发器,包括汽水分离器2、MVR装置5和依次连接的预热器I (管程)、加热器4 (管程)与蒸发器3等。预热器I与原料罐连接,蒸发器3底部的出料口与浓缩料罐连接,预热器I的冷水出口与水池连接。其中,蒸发器3的蒸汽出口(产生二次蒸汽)和加热器4(壳程)的冷凝水出口均与汽水分离器2的入口连接用于将加热蒸发后产生的冷凝水、部分蒸汽和给效体加热后残余的蒸汽一起通过分离器进行分离。汽水分离器2的气体出口与MVR装置5的进口连接用于将分离后的蒸汽进行加压升温。汽水分离器2的液体出口与预热器I (壳程)的热水入口连接用于将分离后的高温液体送入预热器I对原料进行预热。加热器4(壳程)的蒸汽入口与一次蒸汽管道和MVR装置5的出口连接用于对原料液进行加热,在初始使用时通入一次蒸汽对原料液进行加热,后续过程中采用二次蒸汽对原料液进行加热,如果温度不够,则串入一次蒸汽进行加热。其中,本发明实施例中的加热器4为列管式加热器。
[0029] 其中,本发明实施例中的蒸发器3上设有真空泵,用于保证蒸发器3为真空负压状态,以降低浓缩温度。
[0030] 具体地,本发明实施例中的MVR装置5为空气压缩机。
[0031] 进一步地,参见图1,本发明实施例中的蒸发器3的出料口通过带循环泵6的管路与加热器4的进料口连接,用于将不达标的浓缩液进行再次浓缩。
[0032] 其工作过程为:效体内部为排列的细管,管内部为产品,外部为蒸汽,在产品由上而下的流动过程中由于管内面积增大而是产品呈膜状流动,以增加受热面积,通过真空泵在效体内形成负压,降低产品中水的沸点,从而达到浓缩,产品蒸发温度为60°C左右。产品经效体加热蒸发后产生的冷凝水、部分蒸汽和给效体加热后残余的蒸汽一起通过气液分离器进行分离,冷凝水由分离器下部流出用于预热进入效体的产品,蒸汽通过风扇增压器进行增压(蒸汽压力越大温度越高),而后经增压的蒸汽通过管路汇合一次蒸汽再次通过效体。设备启动时需一部分蒸汽进行预热,正常运转后所需蒸汽会大幅度减少,在风扇增压器对二次蒸汽加压的过程中由电能转化为蒸汽的热能。产品在效体流动的整个过程中温度始终在60°C左右,加热蒸汽与产品之间的温度差也保持在5 — 8°C左右,产品与加热介质之间的温度差越小越有利于保护产品质量、有效防止糊管。产品的浓缩度在50%左右时仅MVR蒸发器就能完成,当所需浓度为60%时则需安装闪蒸设备。
[0033] 以上所述本发明的具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形,均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种MVR蒸发器,其特征在于,包括汽水分离器(2)、MVR装置(5)和依次连接的预热器(1)、加热器(4)与蒸发器(3),所述蒸发器(3)的蒸汽出口和加热器(4)的冷凝水出口均与汽水分离器(2)的入口连接,所述汽水分离器(2)的气体出口与MVR装置(5)的进口连接,所述汽水分离器(2)的液体出口与预热器(I)的热水入口连接,所述加热器(4)的蒸汽入口与一次蒸汽管道和MVR装置(5)的出口连接。
2.根据权利要求1所述的MVR蒸发器,其特征在于,所述蒸发器(3)上设有真空泵。
3.根据权利要求1所述的MVR蒸发器,其特征在于,所述MVR装置(5)为空气压缩机。
4.根据权利要求1-3任一项所述的MVR蒸发器,其特征在于,所述蒸发器(3)的出料口通过带循环泵¢)的管路与加热器(4)的进料口连接。
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