CN107930169B - 一种提高多效浓缩蒸发能力的装置以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高多效浓缩蒸发能力的装置，多效加热蒸发机构包括一效加热蒸发组件、二效加热蒸发组件和三效蒸发组件；一效加热蒸发组件包括一效加热器和一效分离室，二效加热蒸发组件包括二效加热器和二效分离室，三效蒸发组件包括三效加热器和三效分离室，一效加热器、二效加热器和三效加热器通过顺流管路依次串联，一效分离室分别与一效加热器的顶部与底部相连，二效分离室分别与二效加热器的顶部与底部相连，三效分离室分别与三效加热器的顶部与底部相连；一效加热蒸发组件和二效加热蒸发组件均还包括能够通生蒸汽的蒸汽管，蒸汽管分别与一效加热器和二效加热器连接；装置还包括二次蒸汽管，二效分离室通过二次蒸汽管与三效加热器相连。

Description

一种提高多效浓缩蒸发能力的装置以及方法

技术领域

本发明涉及化工设备的技术领域，具体的说，是指一种提高多效浓缩蒸发能力的装置以及方法。

背景技术

浓缩是指将溶剂蒸发而提高溶液的浓度。

多效浓缩装置在大规模工业生产中，往往需要蒸发大量水分，这就需要消耗大量能源加热水产生蒸汽。

多效浓缩是将加热蒸汽通入一加热器中，溶液受热而沸腾，在多效蒸发中，可将二次蒸汽当做加热蒸汽，引入另一个加热器，只要后者蒸发室压力和溶液沸点均较原来蒸发器中的低，则引入的二次蒸汽既能起加热热源的作用。

在现有的多效浓缩设备中通常浓缩能力有限，从而使企业的生产能力较低。

发明内容

本发明提供一种提高多效浓缩蒸发能力的装置，用于解决现有技术中存在：多效浓缩装置的浓缩能力难以提高等技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：包括多效加热蒸发机构，所述多效加热蒸发机构主要包括一效加热蒸发组件、二效加热蒸发组件和三效蒸发组件；

所述一效加热蒸发组件包括一效加热器和一效分离室，所述二效加热蒸发组件包括二效加热器和二效分离室，所述三效蒸发组件包括三效加热器和三效分离室，所述一效加热器、二效加热器和三效加热器通过顺流管路依次串联，所述一效分离室分别与一效加热器的顶部与底部相连，所述二效分离室分别与二效加热器的顶部与底部相连，所述三效分离室分别与三效加热器的顶部与底部相连；

所述一效加热蒸发组件和二效加热蒸发组件均还包括能够通生蒸汽的蒸汽管，所述蒸汽管分别与一效加热器和二效加热器连接；

所述装置还包括二次蒸汽管，所述二效分离室通过二次蒸汽管与三效加热器相连。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述装置还包括进料罐，所述进料罐与一效加热器连接。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述三效加热器底部连接有收集罐。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述一效加热器、二效加热器和三效加热器内均设置有液位传感器；所述一效加热器、二效加热器和三效加热器底部均设置有自动放料阀。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述装置还包括表面冷凝塔，所述表面冷凝塔通过管路与三效分离室连接。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述二效加热器还设置有二效冷凝水排放管，所述二效冷凝水排放管设置在靠近二效加热器的底部。

一种提高多效浓缩蒸发能力的方法，包括以下步骤；S1：先将需要浓缩的低浓度液体加入一效加热器，并通过蒸汽管向一效加热器通入生蒸汽，通过所述生蒸汽对一效加热器内的液体进行第一次加热，低浓度液体吸收热量后经过一效分离室蒸发，产生一效二次蒸汽，所述一效二次蒸汽通过冷凝水管排出，低浓度液体在一效加热器和一效分离室中循环流动蒸发浓缩，得到第一浓缩液；

S2：步骤S1得到的第一次浓缩液通过顺流管路转入至二效加热器，并通过蒸汽管向二效加热器通入生蒸汽，通过所述生蒸汽对二效加热器内的第一次浓缩液进行第二次加热，第一次浓缩液吸收热量后经过二效分离室蒸发，产生二效二次蒸汽，所述二效二次蒸汽通过二次蒸汽管给三效加热器加热，第一次浓缩液在二效加热器和二效分离室中循环流动蒸发浓缩，得到第二次浓缩液；

S3：步骤S2得到的第二次浓缩液通过顺流管路转入至三效加热器，通过二效二次蒸汽给三效加热器内的第二次浓缩液进行第三次加热，第二次浓缩液吸收热量后经过三效分离室蒸发，产生三效二次蒸汽，所述三效二次蒸发通过冷凝水管排出，第二次浓缩液在三效加热器和三效蒸汽器中循环流动蒸发浓缩，得到浓缩液体；

S4：将得到的浓缩液体放料至收集罐内。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述步骤S3中产生三效二次蒸汽通过冷凝水管在真空泵的作用下抽入表面冷凝塔，最后排出冷凝水。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述步骤S2中还包括将二效加热器中产生的冷凝水通过二效冷凝排放管排出。

现在企业中的多效浓缩装置浓缩能力不足，造成企业的生产能力下降，通常操作人员长期的研究得出，不管是单效浓缩设备还是多效浓缩设备，他们的浓缩设备都是恒定不变，通常浓缩能力为3T/h，这浓缩能力对于大型企业来讲，该浓缩能力还不足，如果要改变浓缩能力，通常都是增加浓缩设备，但是增加设备会使企业的经济成本大大的增加，本操作人员发现该问题后，通常长期的努力，因此对浓缩装置做了改动，使多效加热蒸发组件以并联和串联共同的方式来浓缩蒸发，从而大大提供多效浓缩装置的浓缩能力，本装置改动简易，在需要改动为并联的加热蒸发组件的加热器上增设一根通生蒸汽的蒸汽管，该操结构简单，操作特别方便，不要将设备返回厂家改进，大大的提高了浓缩装置利用率和实用性。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明设置为多效浓缩装置，包括多个加热蒸发组件，其中加热蒸发组件之间的连接关系是并联与串联结合，通过这样的串并联的方式从而大大提高本装置的浓缩能力，使企业的工作效率更加高效；

(2)本发明三效自然顺流浓缩装置通过将一效加热蒸发组件单独独立，并向一效加热器和二次加热器都通入蒸汽，从而使原本三效自然顺流浓缩的浓缩能力大大提高，从原来的浓缩能力为3T/h提高到5T/h；

(3)本发明通过在并联的多效加热蒸发组件上通入蒸汽管，该结构简单，操作简易，减少了企业将设备返回厂家的繁杂手续，该改进并能大大的提高浓缩装置的浓缩能力，解决企业目前存在棘手问题；

(4)本发明提供的操作方法，生产工艺简单，已操作，但能大大提高浓缩的能力。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其他特征、目的和优点将会变得更为明显：

图1为本发明实施例1和实施例3的结构示意图。

其中：11—一效加热器，12—一效分离室，13—蒸汽管，21—二效加热器，22—二效分离室，23—二次蒸汽管，24—二效冷凝水排放管，31—三效加热器，32—三效分离室，40—顺流管路。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

一种提高多效浓缩蒸发能力的装置，如图1所示，包括多效加热蒸发机构，所述多效加热蒸发机构主要包括一效加热蒸发组件、二效加热蒸发组件和三效蒸发组件；

所述一效加热蒸发组件包括一效加热器11和一效分离室12，所述二效加热蒸发组件包括二效加热器21和二效分离室22，所述三效蒸发组件包括三效加热器31和三效分离室32，所述一效加热器11、二效加热器21和三效加热器31通过顺流管路40依次串联，所述一效分离室12分别与一效加热器11的顶部与底部相连，所述二效分离室22分别与二效加热器21的顶部与底部相连，所述三效分离室32分别与三效加热器31的顶部与底部相连；

所述一效加热蒸发组件和二效加热蒸发组件均还包括能够通生蒸汽的蒸汽管13，所述蒸汽管13分别与一效加热器11和二效加热器21连接；

所述装置还包括二次蒸汽管23蒸汽管13，所述二效分离室22通过二次蒸汽管23蒸汽管13与三效加热器31相连。

具体实施方式：本发明所提供的多效浓缩装置，主要包括多效加热蒸发机构，其中以三效浓缩装置为例，其中多效加热蒸发机构包括一效加热蒸发组件、二效加热蒸发组件和三效加热蒸发组件；每一组加热蒸发组件都包括加热器和分离室，其中加热器的主要作用是加热产生蒸汽，分离器的主要作用是气液分离，从而产生二次蒸汽；

以清母液(需要浓缩的低浓度液体)的浓缩为例，在浓缩清母液时，先将清母液从进料罐中打入一效加热器11内，并通过蒸汽管13向一效加热器11内通入生蒸汽，在生蒸汽的作用下，清母液吸收在一效加热器11内热量，逐渐升温，并产生蒸汽，在一效分离室12的作用下，对蒸汽进行气液分离，从而分离出一效二次蒸汽，该一效二次蒸汽通过冷凝水管直接排除，在此需要特别说明的是，为了提高浓缩能力因此必须将一效二次蒸汽排除；

清母液逐渐在一效加热器11和一效分离室12中循环浓缩得到第一次浓缩液，值得说明的是通过控制浓缩出料比重，根据各效温度调节自动出料，第一次浓缩液在自动放料阀的作用下自然顺流至二效加热器21，此时需要对二效加热器21进行单独的通生蒸汽，通过生蒸汽从而使二效加热器21内的第一浓缩液吸收热量，然后又通过二效分离器进行气液分离，进而产生二效二次蒸汽，然后再将二效二次蒸汽转入至三效加热器31，为三效加热器31提供热源，其中本装置的二效加热器21在运行过程中将会产生冷凝水，因此还设置二效冷凝水排放管用于排放冷凝水，第一浓缩液在二效加热器21和二效分离室22中循环、浓缩，得到第二浓缩液，然后再通过自动放料阀将第二浓缩液转移至三效加热器31；

第二浓缩液在三效加热器31中吸热，然后通过三效分离室32进行气液分离，产生三效二次蒸汽，三效二次蒸汽通过表面冷凝塔收集、冷凝，最终排出冷凝水，而第二浓缩液在三效加热器31和三效分离室32中循环、加热最终得到浓母液。

现有的浓缩设备要么是单效浓缩装置，要么是多效浓缩装置，其中多效浓缩装置通常是串联的方式连接，而在实际操作的过程中，不管是单效浓缩装置还是多效浓缩装置浓缩能力都是恒定的，并且多效浓缩装置或者是单效浓缩装置不能灵活的更换，通过改变原来生蒸汽的供应方式，从而多效浓缩装置可以存在多种方式，比如单效并联的方式，多效串联的方式，或者是并联与串联结合共同的方式，尤其是并联与串联结合的方式，该操作简单，只需要增设一根通生蒸汽的蒸汽管13，从而便能够改动结合方式，该结合方式灵活，但是能够大大的提高装置的浓缩能力，以三效浓缩装置为例，常用的自然顺流的三效浓缩设备在浓缩母液时，浓缩能力为3T/h，而采用了本装置的并联与串联结合的方式，从而使浓缩能力大大提高了6T/h。

实施例2：

一种提高多效浓缩蒸发能力的装置，本装置以四效为例，需要浓缩的低浓度的液体为清母液；

本发明所提供的多效浓缩装置，主要包括多效加热蒸发机构，其中以四效浓缩装置为例，其中多效加热蒸发机构包括一效加热蒸发组件、二效加热蒸发组件、三效加热蒸发组件和四效加热蒸发组件；每一组加热蒸发组件都包括加热器和分离室，其中加热器的主要作用是加热产生蒸汽，分离器的主要作用是气液风分离，从而产生二次蒸汽；

具体的实施方式为，先将清母液从进料罐中打入一效加热器11内，并通过蒸汽管13向一效加热器11内通入生蒸汽，在生蒸汽的作用下，清母液吸收在一效加热器11内热量，逐渐升温，并产生蒸汽，在一效分离室12的作用下，对蒸汽进行气液分离，从而分离出一效二次蒸汽，该一效分离室12通过二次蒸汽管23蒸汽管13转入至二效加热器21内，清母液逐渐在一效加热器11和一效分离室12中循环浓缩得到第一次浓缩液，值得说明的是通过控制浓缩出料比重，根据各效温度调节自动出料，第一次浓缩液在自动放料阀的作用下自然顺流至二效加热器21；

第一浓缩液顺流至二效加热器21后，一效二次蒸汽通入二效加热器21并对第一浓缩液进行第二次升温，第一浓缩液逐渐升温吸收，并经过二效分离室22，二效分离室22将气液分离，从而产生二效二次蒸汽，该二效二次蒸汽通过冷凝水管直接排除，在此需要特别说明的是，为了提高浓缩能力因此必须将二效二次蒸汽排除；第一浓缩液在二效加热器21和二效分离室22中循环、浓缩，得到第二浓缩液，第二浓缩液通过顺流管路40导入三效加热器31；

此时需要对三效加热器31进行单独的通生蒸汽，通过生蒸汽从而使三效加热器31内的第二浓缩液吸收热量，然后又通过三效分离器进行气液分离，从而产生三效二次蒸汽，然后再将三效的二次蒸汽转入至四效加热器，为四效加热器提供热源，其中本装置的三效加热器31在运行过程中将会产生冷凝水，因此还设置三效冷凝水排放管用于排放冷凝水，第二浓缩液在三效加热器31和三效分离室32中循环、浓缩，得到第三浓缩液，然后再通过自动放料阀将第三浓缩液转移至四效加热器；

第三浓缩液在四效加热器中吸热，然后通过四效分离室进行气液分离，产生四效二次蒸汽，四效二次蒸汽通过表面冷凝塔收集、冷凝，最终排出冷凝水，而第二浓缩液在三效加热器31和三效分离室32中循环、加热最终得到浓母液。

以四效浓缩装置为例，常用的自然顺流的三效浓缩设备在浓缩母液时，浓缩能力为3T/h，而采用了本装置的并联与串联结合的方式，从而使浓缩能力大大提高了8T/h。

实施例3：

一种提高多效浓缩蒸发能力的方法，需要浓缩的低浓度液体以清母液为例，多效选为三效，如图1所示，具体操作步骤如下，

S1：将清母液加入一效加热器11，然后开启蒸汽管13，并向蒸汽管13内通入一效加热器11的生蒸汽，通过所述生蒸汽对一效加热器11内的清母液进行第一次加热，清母液在蒸汽的作用下逐渐升温，清母液吸收热量后经过一效分离室12蒸发，产生一效二次蒸汽，所述一效二次蒸汽通过冷凝水管排出(在此需要特别说明，该一效加热蒸发组件产生的一效二次蒸汽必须要排除，该排除虽然会造成一定的蒸汽浪费，但是会使本装置的浓缩能力得到大大的提高)，清母液在一效加热器11和一效分离室12中循环流动蒸发浓缩，得到第一浓缩液；

S2：步骤S1得到的第一次浓缩液通过顺流管路40转入至二效加热器21，并通过蒸汽管13向二效加热器21通入生蒸汽，通过所述生蒸汽对二效加热器21内的第一次浓缩液进行第二次加热，第一次浓缩液吸收热量后经过二效分离室22蒸发，产生二效二次蒸汽，所述二效二次蒸汽通过二次蒸汽管23蒸汽管13给三效加热器31加热，第一次浓缩液在二效加热器21和二效分离室22中循环流动蒸发浓缩，得到第二次浓缩液；

S3：步骤S2得到的第二次浓缩液通过顺流管路40转入至三效加热器31，通过二效二次蒸汽给三效加热器31内的第二次浓缩液进行第三次加热，第二次浓缩液吸收热量后经过三效分离室32蒸发，产生三效二次蒸汽，所述三效二次蒸发通过冷凝水管排出，第二次浓缩液在三效加热器31和三效蒸汽器中循环流动蒸发浓缩，得到浓母液；

S4：将得到的浓母液通过放料阀放料至收集罐内；

优选对三效二次蒸汽通过冷凝水管抽入表面冷凝塔内，冷凝，最终排出；

其中优选在二效加热器21上还设置了二效冷凝排放管，将二效加热器21内的冷凝水排出。

本实施例的其他部分与上述实施例1相同，不在赘述。

实施例4：

一种提高多效浓缩蒸发能力的方法，需要浓缩的低浓度液体以清母液为例，多效选为四效，如图1所示，具体操作步骤如下，

S1：将清母液加入一效加热器11，然后开启蒸汽管13，并向蒸汽管13内通入一效加热器11的生蒸汽，通过所述生蒸汽对一效加热器11内的清母液进行第一次加热，清母液在蒸汽的作用下逐渐升温，清母液吸收热量后经过一效分离室12蒸发，产生一效二次蒸汽，所产生的一效二次蒸汽通过二次蒸汽管23蒸汽管13输送至二效加热器21，清母液在一效加热器11和一效分离室12中循环流动蒸发浓缩，得到第一浓缩液；

S2：步骤S1得到的第一次浓缩液通过顺流管道转入二效加热器21，通过一效二次蒸汽给二效加热器21加热，第一次浓缩母液在一效二次蒸汽的作用下逐渐升温，并吸收热量，后转换至二效分离室22，通过二效分离室22气液分离，产生二效二次蒸汽，第一次浓缩液在二效加热器21和二效分离室22中循环，浓缩，得到第二浓缩液；而二效二次蒸汽将通过冷凝水管排出(在此需要特别说明，该二效加热蒸发组件产生的二效二次蒸汽必须要排除，该排除虽然会造成一定的蒸汽浪费，但是会使本装置的浓缩能力得到大大的提高)；

S3：步骤S2得到的第二次浓缩液通过顺流管路40转入至三效加热器31，并通过蒸汽管13向三效加热器31通入生蒸汽，通过所述生蒸汽对三效加热器31内的第二次浓缩液进行第三次加热，第二次浓缩液吸收热量后经过三效分离室32蒸发，产生三效二次蒸汽，所述三效二次蒸汽通过二次蒸汽管23蒸汽管13给四效加热器加热，第二次浓缩液在三效加热器31和三效分离室32中循环流动蒸发浓缩，得到第三次浓缩液；

S4：步骤S3得到的第三次浓缩液通过顺流管路40转入至四效加热器，通过三效二次蒸汽给四效加热器内的第三次浓缩液进行第四次加热，第三次浓缩液吸收热量后经过四效分离室蒸发，产生四效二次蒸汽，所述四效二次蒸发通过冷凝水管排出，第三次浓缩液在四效加热器和四效蒸汽器中循环流动蒸发浓缩，得到浓母液；

S4：将得到的浓母液通过放料阀放料至收集罐内；

优选对四效二次蒸汽通过冷凝水管抽入表面冷凝塔内，冷凝，最终排出；

其中优选在三效加热器31上还设置了三效冷凝排放管，将三效加热器31内的冷凝水排出。

以四效浓缩装置为例，常用的自然顺流的三效浓缩设备在浓缩母液时，浓缩能力为3T/h，而采用了本装置的并联与串联结合的方式，从而使浓缩能力大大提高了8T/h。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解为：在不脱离本发明的原理和宗旨下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种提高多效浓缩蒸发能力的装置，其特征在于：包括多效加热蒸发机构，所述多效加热蒸发机构主要包括一效加热蒸发组件、二效加热蒸发组件和三效蒸发组件；

所述一效加热蒸发组件包括一效加热器(11)和一效分离室(12)，所述二效加热蒸发组件包括二效加热器(21)和二效分离室(22)，所述三效蒸发组件包括三效加热器(31)和三效分离室(32)，所述一效加热器(11)与二效加热器(21)通过顺流管路(40)并联连接，二效加热器(21)与三效加热器(31)通过顺流管路(40)串联连接，所述一效分离室(12)分别与一效加热器(11)的顶部与底部相连，所述二效分离室(22)分别与二效加热器(21)的顶部与底部相连，所述三效分离室(32)分别与三效加热器(31)的顶部与底部相连；

所述一效加热蒸发组件和二效加热蒸发组件均还包括能够通生蒸汽的蒸汽管(13)，所述蒸汽管(13)分别与一效加热器(11)和二效加热器(21)连接；

所述装置还包括二次蒸汽管(23)，所述二效分离室(22)通过二次蒸汽管(23)与三效加热器(31)相连；

所述二效加热器(21)还设置有二效冷凝水排放管(24)，所述二效冷凝水排放管(24)设置在靠近二效加热器(21)的底部。

2.根据权利要求1所述的提高多效浓缩蒸发能力的装置，其特征在于：所述装置还包括进料罐，所述进料罐与一效加热器(11)连接。

3.根据权利要求1所述的提高多效浓缩蒸发能力的装置，其特征在于：所述三效加热器(31)底部连接有收集罐。

4.根据权利要求1～3任一项所述的提高多效浓缩蒸发能力的装置，其特征在于：所述一效加热器(11)、二效加热器(21)和三效加热器(31)内均设置有液位传感器；所述一效加热器(11)、二效加热器(21)和三效加热器(31)底部均设置有自动放料阀。

5.根据权利要求4所述的提高多效浓缩蒸发能力的装置，其特征在于：所述装置还包括表面冷凝塔，所述表面冷凝塔通过管路与三效分离室(32)连接。

6.一种提高多效浓缩蒸发能力的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：将需要浓缩的低浓度液体加入一效加热器(11)，并通过蒸汽管(13)向一效加热器(11)通入生蒸汽，通过所述生蒸汽对一效加热器(11)内的液体进行第一次加热，低浓度液体吸收热量后经过一效分离室(12)蒸发，产生一效二次蒸汽，所述一效二次蒸汽通过冷凝水管排出，低浓度液体在一效加热器(11)和一效分离室(12)中循环流动蒸发浓缩，得到第一浓缩液；

S2：步骤S1得到的第一次浓缩液通过顺流管路(40)转入至二效加热器(21)，并通过蒸汽管(13)向二效加热器(21)通入生蒸汽，通过所述生蒸汽对二效加热器(21)内的第一次浓缩液进行第二次加热，第一次浓缩液吸收热量后经过二效分离室(22)蒸发，产生二效二次蒸汽，所述二效二次蒸汽通过二次蒸汽管(23)给三效加热器(31)加热，第一次浓缩液在二效加热器(21)和二效分离室(22)中循环流动蒸发浓缩，得到第二次浓缩液；

S3：步骤S2得到的第二次浓缩液通过顺流管路(40)转入至三效加热器(31)，通过二效二次蒸汽给三效加热器(31)内的第二次浓缩液进行第三次加热，第二次浓缩液吸收热量后经过三效分离室(32)蒸发，产生三效二次蒸汽，所述三效二次蒸汽通过冷凝水管排出，第二次浓缩液在三效加热器(31)和三效蒸汽器中循环流动蒸发浓缩，得到浓缩液体。

7.根据权利要求6所述的提高多效浓缩蒸发能力的方法，其特征在于：还包括步骤S4：将得到的浓缩液体放料至收集罐内。

8.根据权利要求6所述的提高多效浓缩蒸发能力的方法，其特征在于：所述步骤S3中产生三效二次蒸汽通过冷凝水管在真空泵的作用下抽入表面冷凝塔，最后排出冷凝水。

9.根据权利要求6所述的提高多效浓缩蒸发能力的方法，其特征在于：所述步骤S2中还包括将二效加热器(21)中产生的冷凝水通过二效冷凝排放管排出。

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