CN109966923A - 一种蒸发换热一体的减压膜蒸发器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种蒸发换热一体的减压膜蒸发器，包括耐负压多仓室蒸发溶器、组合滤芯、蒸汽加热设备、减压设备、蒸汽压缩设备和液体循环系统，所述耐负压多仓室蒸发溶器依次包括左端盖、中间蒸发溶器和右端盖，所述组合滤芯设置在中间蒸发溶器内，所述左端盖设有蒸汽进口，所述中间蒸发器下部设有第一法兰口，上部设有第二法兰口，所述右端盖下部设有蒸汽法兰口；所述蒸汽进口和蒸汽法兰口之间设有蒸气压缩设备、蒸汽加热设备和蒸汽减压设备，所述第一法兰口和第二法兰口之间设有液体循环系统。本申请的减压膜蒸发器蒸发效率高，耐酸碱，耐高温，可用于物料浓缩，脱盐等应用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及膜处理技术领域，尤其涉及一种蒸发换热一体的减压膜蒸发器。
背景技术
近年来，环境污染问题已成为制约我国社会主义建设发展和影响民生的重大问题，随着国家制定的相关环境保护的法律法规不断健全，各行各业在发展经济的同时环保意识越来越增强，在环保措施上更多企业对过去的老旧环保设备都进行提升改造，倡导“绿色经济”“循环经济”“低碳经济”的新发展理念已成为共识，在种多环保措施中蒸发浓缩工艺为“减量化”、“资源化”“零排放”提供了有效手段，但同时蒸发浓缩工艺的高耗能增大了企业的生产成本加重了负担。一种低成本、低耗能的蒸发浓缩设备已成为迫切的需求。
发明内容
为解决现有的技术问题，本发明提供了一种蒸发换热一体的减压膜蒸发器。
本发明的具体内容如下：一种蒸发换热一体的减压膜蒸发器，包括耐负压多仓室蒸发溶器、组合滤芯、蒸汽加热设备、减压设备、蒸汽压缩设备和液体循环系统，所述耐负压多仓室蒸发溶器依次包括左端盖、中间蒸发溶器和右端盖，所述组合滤芯设置在中间蒸发溶器内，所述左端盖设有蒸汽进口，所述中间蒸发器下部设有第一法兰口，上部设有第二法兰口，所述右端盖下部设有蒸汽法兰口；所述蒸汽进口和蒸汽法兰口之间设有蒸气压缩设备、蒸汽加热设备和蒸汽减压设备，所述第一法兰口和第二法兰口之间设有液体循环系统。
蒸气压缩设备、蒸汽加热设备和蒸汽减压设备分别用于处理从蒸汽法兰口溢出的蒸汽，液体循环系统用于循环待处理的液体，使待处理液体从第一法兰口进入中间蒸发溶器，再从第二法兰口流出，在组合滤芯的过滤作用下实现气液分离，多次循环后实现蒸发浓缩。
进一步的，所述组合滤芯的单根滤芯包括折叠蒸发膜和中心换热管，所述折叠蒸发膜围绕设置在中心换热管上。
进一步的，所述中心换热管上设有若干固定板，所述固定板环绕在中心换热管上，固定板上设有若干通孔，所述通孔内贯穿设有固定杆。固定板的结构为环形，通过固定板以及固定杆能够将折叠蒸发膜固定，同时将相邻的单根滤芯隔离开来，提高组合滤芯的过滤效果。
进一步的，中间蒸发溶器与左端盖之间设有第一法兰多孔板，中间蒸发溶器与右端盖之间设有第二法兰多孔板，所述中心换热管的两端分别插入第一法兰多孔板和第二法兰多孔板的孔内。中心换热管的两端相比于单根滤芯的其他部位直径较小，将其插入孔内，再将第一法兰多孔板和第二法兰多孔板固定后即可实现组合滤芯的组装固定。
进一步的，所述中间蒸发溶器与第二法兰多孔板之间还设有第三法兰多孔板和空芯法兰，所述空芯法兰中央为空洞，组合滤芯依次穿过第三法兰多孔板、空芯法兰和第二法兰多孔板。空芯法兰设置在第三法兰和第二法兰之间，起到承接作用。
进一步的，所述中间蒸发溶器的两端分别设置边法兰，所述左端盖和右端盖靠近中间蒸发溶器的一侧分别设有对应的边法兰，通过蒸发溶器两端的边法兰将左端盖、第一法兰多孔板、中间蒸发溶器、第三法兰多孔板、空芯法兰、第二法兰多孔板和右端盖相互铆固。由于蒸发器处理液体需要保证密闭性，因此在中间蒸发溶器与左端盖、右端盖的连接处分别设置边法兰，具体的，边法兰是在装置的端部设置的突出于外壳并且与外壳表面垂直的法兰，在边法兰上设有若干用于铆固的固定孔，在组装时能够将各部件铆固在一起并且保证密闭性。
进一步的，所述中心换热管为连体碳塑换热管，所述折叠蒸发膜是超疏水微孔管形折叠膜。碳塑材料具有耐腐蚀性高、热工性能好、经久耐用的特点，适用于膜蒸发领域。折叠蒸发膜采用的是超疏水微孔折叠膜，超疏水材料的膜表面的微孔直径比水分子直径小几百倍，比水蒸气分子大上万倍，使水蒸气能通过，而水滴不能通过，因此具有良好的超疏水功能，在膜蒸发过程中能够使水蒸气通过，而剩余的液体不能通过。
本申请的工作过程：物料浓缩时先将储罐中物料加热到80℃通过泵送从第一法兰口进入蒸发、换热一体的减压膜蒸发器壳程，组合滤芯浸没于蒸发器壳程物料溶液中，由于采用的超疏水微孔管形折叠膜是透气不透气水的，疏水多孔膜另一侧在真空作用下水在膜组件内的膜表面持续蒸发，导致物料液温度沿着膜组件内液体流动方向的顺序降低，相应地透过膜的水蒸气温度也沿着液体的流动方向而顺序降低，结果是物料液通过序列膜组件后部分水被蒸发分离、溶液被浓缩，从膜组件流出物料溶液的温度被显著降低70℃从第二法兰口流出回到物料储罐中。外部设有的蒸汽压缩设备从蒸气法兰口将蒸发出70℃的水蒸气压缩升温至90℃后，从蒸气进口进入浸没在蒸发器壳程物料溶液中的组合滤芯换热管中，使90℃热源与降温后的70℃的物料溶液形成温差换热从而被热升温至80℃回到物料储罐中，反复循环，使蒸发出的热量被再次利用，同时物料溶液也被不断浓缩，真正实现了热量循环利用的节能目标。
本发明的有益效果：本申请的减压膜蒸发器蒸发效率高，耐酸碱，耐高温，可用于物料浓缩，脱盐等应用范围广。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步阐明。
图1为本发明的蒸发换热一体的减压膜蒸发器的分解示意图；
图2为本发明的单根滤芯的示意图；
图3为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
结合图1至图3，本发明的一种蒸发换热一体的减压膜蒸发器，包括耐负压多仓室蒸发溶器、组合滤芯1、蒸汽加热设备、减压设备、蒸汽压缩设备和液体循环系统，耐负压多仓室蒸发溶器依次包括左端盖2、中间蒸发溶器3和右端盖4，组合滤芯1设置在中间蒸发溶器3内，左端盖2设有蒸汽进口5，中间蒸发器下部设有第一法兰口6，上部设有第二法兰口7，右端盖4下部设有蒸汽法兰口8；蒸汽进口5和蒸汽法兰口8之间设有蒸气压缩设备、蒸汽加热设备和蒸汽减压设备，第一法兰口6和第二法兰口7之间设有液体循环系统。
蒸气压缩设备、蒸汽加热设备和蒸汽减压设备分别用于处理从蒸汽法兰口8溢出的蒸汽，液体循环系统用于循环待处理的液体，使待处理液体从第一法兰口6进入中间蒸发溶器3，再从第二法兰口7流出，在组合滤芯1的过滤作用下实现气液分离，多次循环后实现蒸发浓缩。
本实施例优选的，组合滤芯1的单根滤芯包括折叠蒸发膜9和中心换热管10，折叠蒸发膜9围绕设置在中心换热管10上。
本实施例优选的，中心换热管10上设有若干固定板11，固定板11环绕在中心换热管10上，固定板11上设有若干通孔，通孔内贯穿设有固定杆12。固定板11的结构为环形，通过固定板11以及固定杆12能够将折叠蒸发膜9固定，同时将相邻的单根滤芯隔离开来，提高组合滤芯1的过滤效果。
本实施例优选的，中间蒸发溶器3与左端盖2之间设有第一法兰多孔板13，中间蒸发溶器3与右端盖4之间设有第二法兰多孔板14，中心换热管10的两端分别插入第一法兰多孔板13和第二法兰多孔板14的孔内。中心换热管10的两端相比于单根滤芯的其他部位直径较小，将其插入孔内，再将第一法兰多孔板13和第二法兰多孔板14固定后即可实现组合滤芯1的组装固定。
本实施例优选的，中间蒸发溶器3与第二法兰多孔板14之间还设有第三法兰多孔板15和空芯法兰16，空芯法兰16中央为空洞，组合滤芯1依次穿过第三法兰多孔板15、空芯法兰16和第二法兰多孔板14。空芯法兰16设置在第三法兰和第二法兰之间，起到承接作用。
本实施例优选的，中间蒸发溶器3的两端分别设置边法兰17，左端盖2和右端盖4靠近中间蒸发溶器3的一侧分别设有对应的边法兰17，通过蒸发溶器两端的边法兰17将左端盖2、第一法兰多孔板13、中间蒸发溶器3、第三法兰多孔板15、空芯法兰16、第二法兰多孔板14和右端盖4相互铆固。由于蒸发器处理液体需要保证密闭性，因此在中间蒸发溶器3与左端盖2、右端盖4的连接处分别设置边法兰17，具体的，边法兰17是在装置的端部设置的突出于外壳并且与外壳表面垂直的法兰，在边法兰17上设有若干用于铆固的固定孔，在组装时能够将各部件铆固在一起并且保证密闭性。
本实施例优选的，中心换热管10为连体碳塑换热管，折叠蒸发膜9是超疏水微孔管形折叠膜。碳塑材料具有耐腐蚀性高、热工性能好、经久耐用的特点，适用于膜蒸发领域。折叠蒸发膜9采用的是超疏水微孔折叠膜，超疏水材料的膜表面的微孔直径比水分子直径小几百倍，比水蒸气分子大上万倍，使水蒸气能通过，而水滴不能通过，因此具有良好的超疏水功能，在膜蒸发过程中能够使水蒸气通过，而剩余的液体不能通过。
本申请的工作过程：物料浓缩时先将储罐中物料加热到80℃通过泵送从第一法兰口6进入蒸发、换热一体的减压膜蒸发器壳程，组合滤芯1浸没于蒸发器壳程物料溶液中，由于采用的超疏水微孔管形折叠膜是透气不透气水的，疏水多孔膜另一侧在真空作用下水在膜组件内的膜表面持续蒸发，导致物料液温度沿着膜组件内液体流动方向的顺序降低，相应地透过膜的水蒸气温度也沿着液体的流动方向而顺序降低，结果是物料液通过序列膜组件后部分水被蒸发分离、溶液被浓缩，从膜组件流出物料溶液的温度被显著降低70℃从第二法兰口7流出回到物料储罐中。外部设有的蒸汽压缩设备从蒸气法兰口将蒸发出70℃的水蒸气压缩升温至90℃后，从蒸气进口进入浸没在蒸发器壳程物料溶液中的组合滤芯1换热管中，使90℃热源与降温后的70℃的物料溶液形成温差换热从而被热升温至80℃回到物料储罐中，反复循环，使蒸发出的热量被再次利用，同时物料溶液也被不断浓缩，真正实现了热量循环利用的节能目标。
在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是本发明的较佳实施例而已，本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (7)
1.一种蒸发换热一体的减压膜蒸发器，其特征在于：包括耐负压多仓室蒸发溶器、组合滤芯、蒸汽加热设备、减压设备、蒸汽压缩设备和液体循环系统，所述耐负压多仓室蒸发溶器依次包括左端盖、中间蒸发溶器和右端盖，所述组合滤芯设置在中间蒸发溶器内，所述左端盖设有蒸汽进口，所述中间蒸发器下部设有第一法兰口，上部设有第二法兰口，所述右端盖下部设有蒸汽法兰口；所述蒸汽进口和蒸汽法兰口之间设有蒸气压缩设备、蒸汽加热设备和蒸汽减压设备，所述第一法兰口和第二法兰口之间设有液体循环系统。
2.根据权利要求1所述的蒸发换热一体的减压膜蒸发器，其特征在于：所述组合滤芯的单根滤芯包括折叠蒸发膜和中心换热管，所述折叠蒸发膜围绕设置在中心换热管上。
3.根据权利要求2所述的蒸发换热一体的减压膜蒸发器，其特征在于：所述中心换热管上设有若干固定板，所述固定板环绕在中心换热管上，固定板上设有若干通孔，所述通孔内贯穿设有固定杆。
4.根据权利要求1所述的蒸发换热一体的减压膜蒸发器，其特征在于：中间蒸发溶器与左端盖之间设有第一法兰多孔板，中间蒸发溶器与右端盖之间设有第二法兰多孔板，所述中心换热管的两端分别插入第一法兰多孔板和第二法兰多孔板的孔内。
5.根据权利要求4所述的蒸发换热一体的减压膜蒸发器，其特征在于：所述中间蒸发溶器与第二法兰多孔板之间还设有第三法兰多孔板和空芯法兰，所述空芯法兰中央为空洞，组合滤芯依次穿过第三法兰多孔板、空芯法兰和第二法兰多孔板。
6.根据权利要求5所述的蒸发换热一体的减压膜蒸发器，其特征在于：所述中间蒸发溶器的两端分别设置边法兰，所述左端盖和右端盖靠近中间蒸发溶器的一侧分别设有对应的边法兰，通过蒸发溶器两端的边法兰将左端盖、第一法兰多孔板、中间蒸发溶器、第三法兰多孔板、空芯法兰、第二法兰多孔板和右端盖相互铆固。
7.根据权利要求1所述的蒸发换热一体的减压膜蒸发器，其特征在于：所述中心换热管为连体碳塑换热管，所述折叠蒸发膜是超疏水微孔管形折叠膜。
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