CN110420469A - 蒸发浓缩系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种溶液蒸发浓缩系统，可用于诸如污水处理、中药浓缩等不同领域，以解决背景技术中所陈述的技术问题，本系统包括由蒸发罐、换热器、循环泵三者构成液体循环体系，还包括第二换热器，蒸发罐顶部蒸汽出气口通过管路连接第二换热器进口，第二换热器出口为冷凝水排出口；还包括压缩机，所述压缩机、换热器内换热管、第二换热器内换热管依次连接构成第二循环体系，且该第二循环体系管路内的换热介质为换热介质并对蒸发罐内蒸汽进行换热和对换热器换热管内液体进行加热。

Description

蒸发浓缩系统

技术领域

本发明涉及溶液的蒸发浓缩技术领域，该技术不但易于操作和维护，更具有优异的节能性能，可广泛用于溶液蒸发浓缩领域，如污水处理、中药浓缩等多领域内。

背景技术

MVR蒸发浓缩系统主要运用于蒸发溶剂使其中的物料浓缩，与传统的多效蒸发相比，具有节能优势，目前国内已成功运用在化工废水零排放、糖醇有机浓缩、制药中间体浓缩、精馏乏汽利用等方面，参见图1，其主要由蒸发罐1、换热器4和强制循环泵4等组成，如图1所示，其原理是，物料在换热器的换热管内被换热管外的蒸汽加热温度升高，在循环泵作用下物料上升到换热器中。蒸发产生二次蒸汽从物料中溢出，物料被浓缩产生过饱和而使结晶生长，解除过饱和的物料进入强制循环泵，在循环泵作用下进入换热器，物料如此循环不断蒸发浓缩或浓缩结晶。晶蒸发换热器内的二次蒸汽经过蒸发换热器上部的分离和除沫装置净化后输送到压缩机5，压缩机5把二次蒸汽压缩后输送到换热器壳程用作蒸发器加热蒸汽，实现热能循环连续蒸发。

但，现有的MVR蒸发浓缩系统在目前的使用中具有如下缺陷，下述缺陷一直阻碍该技术的发展，并导致企业成本的增加，具体来说：

1、压缩机需个性化定制，购置和维护成本高，具体来说，对于需蒸发的酸性或碱性溶液而言，两者均具有腐蚀性，如图1所示，蒸发罐内蒸汽出去后进入压缩机中，而压缩机内部均为远动部件，因此，酸性或碱性溶液进入压缩机后均可对压缩机内部部件进行腐蚀，因此，压缩机内部部件需要针对蒸发的溶液是酸性还是碱性进行个性化定制，因此，购置成本高，后期维护成本高。

2、基于前文1中所述，当压缩机被酸或碱腐蚀后，及蒸汽对管路连接部件、蒸汽对其他运动部件腐蚀后，整个系统的气密性将丧失，特别是对于中药等需要负压低温环境蒸发的应用领域而言，气密性丧失将导致物料的变质，丧失蒸发的意义，再者，由于压缩机内部运动部件多，又不能保证所有运动部件气密性的绝对性，运动部件成本高、工艺高，因此，在特殊情况下压缩机又不可能做到绝对的密封，因此，当压缩机不能实现气密性时，图1所述系统在某些领域又不可能进行应用。

3、当整个系统需要在负压环境进行蒸发时(如中草药需在负压、80度环境)，由于负压气体膨胀，为保证整个系统的效率，压缩机的体积又必须做的非常庞大，因此，压缩机体积庞大气密性将降低，而设备小的压缩机压缩效率低。

4、当整个压缩系统中存在惰性气体时，惰性气体不冷凝将留存在整个系统中，随着整个系统运行时间延长，惰性气体含量真高，必须将系统停机将惰性气体排空后才可开机，因此，整个压缩效率降低。

5、冬季开机温度低，因此在开机前必须将罐内液体进行先期蒸发，而在前期蒸发时，蒸汽中含有冷凝液，当压缩机高速旋转时，冷凝液将进入压缩机叶轮上形成“气蚀”现象，也就冷凝液附着在叶轮上导致离心力产生，高速旋转情况下必将对叶轮造成损伤，为解决此现象，必须在压缩机前增加过热保护装置6，而过热保护装置成本高、使用寿命低，需要经常更换，更换时又必须停机，因此导致整个系统效率低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种可用于污水处理、中药浓缩等不同领域内的蒸发浓缩系统，以解决背景技术中所陈述的技术问题。

为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：

设计一种蒸发浓缩系统，包括蒸发罐、换热器、循环泵，蒸发罐、换热器、循环泵三者构成液体循环体系，循环泵进口连接蒸发罐底部，其出口连接换热器内换热管进口，换热器内换热管出口连接蒸发罐，物料通过循环泵被泵入换热器内加热后进入蒸发罐内；还包括第二换热器，蒸发罐顶部蒸汽出气口通过管路连接第二换热器进口，第二换热器出口为冷凝水排出口；还包括压缩机，压缩机出口通过管路连接换热器进口，换热器出口通过管路连接第二换热器内换热管进口，第二换热器内换热管出口连接压缩机进口，所述压缩机、换热器内换热管、第二换热器内换热管依次连接构成第二循环体系，且该第二循环体系管路内的换热介质与蒸发罐内排出的蒸汽进行换热后对换热器换热管内液体进行加热。

所述换热器内换热管与第二换热器内换热管连接管路上连接减压阀。

本发明的有益效果在于：

本发明相对于现有技术具有如下优点：

1、压缩机处于传热介质构成的冷凝系统中，与带蒸发液形成的蒸汽处于两个独立的系统，因此压缩机并不会与蒸汽进行接触，因袭，本系统中压缩机无需个性化定制，针对酸或碱蒸发具有通用性。

2、正是基于压缩机与蒸汽处于两个独立的系统，不会接触蒸发物料，因此并不存在蒸汽对压缩机内部运动部件腐蚀现象，因此整个系统中气密性可以保证，基于此，压缩机运行更加稳定，维护成本将大大降低，蒸发效率将显著提高。

3、正是基于压缩机与蒸汽处于两个独立的系统，整个系统可在负压条件下高效率蒸发，蒸发时的蒸汽直接与传热介质进行热交换即可，并不需要加大压缩机的体积。

4、整个系统中采用传热介质进行热交换并对蒸发蒸汽进行冷凝，而传热介质如氟利昂的冷凝效果显著，因此惰性气体在随蒸汽排出时可被氟利昂一并冷凝为液态排出系统中，不会留存在整个系统中，解决了停机的问题，蒸发效率显著提高。

5、正是基于压缩机与蒸汽处于两个独立的系统，在冬季开机时，即使蒸汽中含有液体本系统中也不用增加过热保护装置，因为蒸汽并不会进入压缩机内部，因此，现对于现有系统，本发明维护成本降低，停机频率将大大降低，蒸发效率提高。

附图说明

图1为现有蒸发浓缩系统结构原理示意图；

图2为本发明之蒸发浓缩系统结构原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

实施例1：一种蒸发浓缩系统，参见图2。

本发明之蒸发浓缩系统它包括蒸发罐1、换热器4、循环泵3，其中，蒸发罐1、换热器4、循环泵3三者构成液体循环体系，具体来说，其循环泵3进口连接蒸发罐底部，其循环泵3出口连接换热器4内换热管进口，换热器内换热管出口连接蒸发罐，蒸发罐1内待蒸发浓缩物料通过循环泵被泵入换热器内加热后再次进入蒸发罐内形成循环。

还包括第二换热器6，蒸发罐顶部蒸汽出气口通过管路连接第二换热器6进口，第二换热器6出口为冷凝水排出口；还包括压缩机5，压缩机5出口通过管路连接换热器4进口，换热器4出口通过管路连接第二换热器6内换热管进口，第二换热器6内换热管出口连接压缩机进口，所述压缩机、换热器内换热管、第二换热器内换热管依次连接构成循环，且该循环管路内换热介质为氟利昂，该氟利昂为热交换介质，同时还在所述换热器内换热管与第二换热器内换热管连接管路上连接减压阀7。

工作时，蒸发罐1内液体被加热，罐内蒸汽通过顶部排出至第二换热器6内，罐内液体通过循环泵3被泵入换热器4内的换热管中，此时，第二循环体系内的换热介质—氟利昂形成循环，此时，压缩机5对氟利昂压缩后温度升高变为高压状态，而后氟利昂进入进入换热器内并与与换热器4内换热管中液体进行热交换，经过此换热器后，氟利昂温度降低，通过换热器4后的液体温度升高并再次进入蒸发罐1内进行蒸发。

此时蒸汽通过蒸发罐1顶部进入第二换热器6中，之后，经换热器后的氟利昂经减压阀7后变为低压状态且温度降低，而后温度降低后的氟利昂进入第二换热器内与蒸汽进行换热交换，此后蒸汽换热后温度降低形成冷凝水被排出，而氟利昂通过第二换热器6加热后进入压缩机5中再次压缩升温对换热器4内换热管中液体进行加热促进其液体蒸发，如此，通过上述两个循环换热的过程可完成对蒸发罐内液体的蒸发浓缩目的。

通过上述系统设计，本设计的蒸发浓缩系统与现有技术相比具有如下优势：

本发明相对于现有技术具有如下优点：

1、压缩机处于氟利昂构成的冷凝系统中，与带蒸发液形成的蒸汽处于两个独立的系统，因此压缩机并不会与蒸汽进行接触，因袭，本系统中压缩机无需个性化定制，针对酸或碱蒸发具有通用性。

2、正是基于压缩机与蒸汽处于两个独立的系统，因此并不存在蒸汽对压缩机内部运动部件腐蚀现象，因此整个系统中气密性可以保证，基于此，压缩机运行更加稳定，维护成本将大大降低，蒸发效率将显著提高。

3、正是基于压缩机与蒸汽处于两个独立的系统，整个系统可在负压条件下高效率蒸发，蒸发时的蒸汽直接与氟利昂进行热交换即可，并不需要加大压缩机的体积。

4、整个系统中采用氟利昂进行热交换并对蒸发蒸汽进行冷凝，而氟利昂冷凝效果显著，因此惰性气体在随蒸汽排出时可被氟利昂一并冷凝为液态排出系统中，不会留存在整个系统中，解决了停机的问题，蒸发效率显著提高。

5、正是基于压缩机与蒸汽处于两个独立的系统，在冬季开机时，即使蒸汽中含有液体本系统中也不用增加过热保护装置，因为蒸汽并不会进入压缩机内部，因此，现对于现有系统，本发明维护成本降低，停机频率将大大降低，蒸发效率提高。

本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种蒸发浓缩系统，包括蒸发罐、换热器、循环泵，蒸发罐、换热器、循环泵三者构成液体循环体系，其特征在于：还包括第二换热器，蒸发罐的蒸汽出气口通过管路连接第二换热器进口，第二换热器出口为冷凝水排出口；

还包括压缩机，所述压缩机、换热器内换热管、第二换热器内换热管依次连接构成第二循环体系，且该第二循环体系管路内的换热介质与蒸发罐内排出的蒸汽进行换热后对换热器换热管内液体进行加热。

2.如权利要求1所述的蒸发浓缩系统，其特征在于：所述压缩机出口通过管路连接换热器进口，换热器出口通过管路连接第二换热器内换热管进口，第二换热器内换热管出口连接压缩机进口。

3.如权利要求1或2所述的蒸发浓缩系统，其特征在于：所述换热器内换热管与第二换热器内换热管连接管路上连接减压阀。