CN110604935A - 双效浓缩节能系统及二次蒸汽回收利用方法 - Google Patents

双效浓缩节能系统及二次蒸汽回收利用方法 Download PDF

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CN110604935A CN201910955651.9A CN201910955651A CN110604935A CN 110604935 A CN110604935 A CN 110604935A CN 201910955651 A CN201910955651 A CN 201910955651A CN 110604935 A CN110604935 A CN 110604935A
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董艳华
张钰
越云凯
刘尚卿
张振涛
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Abstract

本发明涉及工业热集成技术领域，提供一种双效浓缩节能系统及二次蒸汽回收利用方法，所述双效浓缩节能系统包括：第一效蒸发器组件、第二效蒸发器组件和余热回收机组，余热回收机组用于将第二效蒸发器组件排出的二次蒸汽压缩至设定的蒸汽热力学状态并输送至第一效蒸发器组件。本发明提供的双效浓缩节能系统及二次蒸汽回收利用方法，利用二次蒸汽余热热集成技术，通过余热回收机组将第二效蒸发器产出的二次蒸汽热力学状态点经压缩至预期的热力学状态点，以满足与第一效蒸发器管程内物料的热力学状态特性的匹配，采用第一效蒸发器作为热集成网格点，实现余热二次蒸汽的回收循环利用，节能效果明显；且与双效浓缩系统兼容，成本低且应用广。

Description

双效浓缩节能系统及二次蒸汽回收利用方法
技术领域
本发明涉及工业热集成技术领域，更具体地，涉及一种双效浓缩节能系统及二次蒸汽回收利用方法。
背景技术
蒸发系统中余热二次蒸汽压缩增焓循环利用的核心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，是一项高效节能技术。中药生产过程普遍采用传统双效浓缩系统，蒸发量在2-3吨/小时之间，蒸发设备的能源动力消耗采用蒸汽，从第二效蒸发器组件产生的余热二次蒸汽经过冷凝器冷凝并外排，大量的二次蒸汽余热直接排出，能源浪费巨大，传统双效蒸发系统在运行中需要功率巨大的真空设备维持真空度，对电力的消耗也较大，排出的余热二次蒸汽需要大量的循环水作为冷源，对循环水的消耗巨大，同时需要配套一台冷却塔设备，带来了额外的设备投资、工厂占地及运行管理。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种双效浓缩节能系统及二次蒸汽回收利用方法，以解决或部分解决现有双效浓缩系统无法对二次蒸汽实现回收再利用的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，根据本发明实施例的第一方面，提供一种双效浓缩节能系统，包括第一效蒸发器组件、第二效蒸发器组件和余热回收机组，所述第一效蒸发器组件包括第一效蒸汽入口、第一效蒸汽出口、第一效物料入口和第一效物料出口，所述第二效蒸发器组件包括第二蒸汽入口、第二蒸汽出口、第二物料入口和第二物料出口，所述第一效蒸汽出口与所述第二蒸汽入口连通；
所述余热回收机组包括二次蒸汽入口和二次蒸汽出口，所述二次蒸汽入口与所述第二蒸汽出口连通，所述二次蒸汽出口与所述第一效蒸汽入口连通；
所述余热回收机组用于将所述第二效蒸发器组件排出的二次蒸汽压缩至设定的蒸汽热力学状态并输送至所述第一效蒸发器组件。
进一步地，所述余热回收机组还包括：压缩机和混合装置，所述压缩机的进气口与所述第二蒸汽出口连通，所述压缩机的出气口与所述混合装置的入口连通，所述混合装置的出口与所述第一效蒸汽入口连通；
所述混合装置上预设有补热蒸汽入口，所述补热蒸汽入口与外部蒸汽连通。
进一步地，所述混合装置为喷射泵。
进一步地，所述压缩机的进气口和所述压缩机的出气口均布置有波纹管补偿器。
进一步地，还包括：第一效冷凝水余热回收器和第二效冷凝水余热回收器；
所述第一效冷凝水余热回收器包括第一效冷源介质入口、第一效冷源介质出口、第一效热源介质入口和第一效热源介质出口；
所述第二效冷凝水余热回收器包括第二冷源介质入口、第二冷源介质出口、第二热源介质入口和第二热源介质出口；
所述第一效蒸发器组件还包括第一效冷凝水出口，所述第一效冷凝水出口与所述第一效热源介质入口连通，所述第一效冷源介质出口与所述第一效物料入口连通；
所述第二效蒸发器组件还包括第二冷凝水出口，所述第二冷凝水出口与所述第二热源介质入口连通，所述第二冷源介质出口与所述第二物料入口连通。
进一步地，所述第一效冷凝水余热回收器和第二效冷凝水余热回收器均采用板式换热器，所述板式换热器为逆流换热方式，换热温差不大于5℃。
进一步地，所述第一效蒸发器组件包括：第一效蒸发器和第一效分离器，所述第一效蒸发器包括所述第一效蒸汽入口、第一效冷凝水出口、第一效物料入口和第一效混合液出口，所述第一效分离器包括第一效混合液入口、所述第一效蒸汽出口和所述第一效物料出口；
所述第二效蒸发器组件包括：第二效蒸发器和第二效分离器，所述第二效蒸发器包括所述第二蒸汽入口、第二冷凝水出口、第二物料入口和第二混合液出口，所述第二效分离器包括第二混合液入口、所述第二蒸汽出口和所述第二物料出口。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种二次蒸汽回收利用方法，基于第一方面任一所述的双效浓缩节能系统，其特征在于，包括：
将第二效蒸发器组件排出的二次蒸汽压缩至设定的蒸汽热力学状态后循环至第一效蒸发器组件再利用。
进一步地，所述将第二效蒸发器组件排出的二次蒸汽压缩至设定的蒸汽热力学状态包括：
所述二次蒸汽经机械压缩后达到预期的蒸汽热力学状态点，再与外部蒸汽混合并达到平衡状态。
进一步地，所述将第二效蒸发器组件排出的二次蒸汽压缩至设定的蒸汽热力学状态包括：
所述二次蒸汽经机械压缩后达到设定的蒸汽状态点，再经热力压缩后达到预期的蒸汽热力学状态点。
(三)有益效果
本发明实施例提供的双效浓缩节能系统及二次蒸汽回收利用方法，利用二次蒸汽余热热集成技术，通过余热回收机组将第二效蒸发器产出的二次蒸汽热力学状态点经压缩至预期的热力学状态点，以满足与第一效蒸发器管程内物料的热力学状态特性的匹配，采用第一效蒸发器作为热集成网格点，实现余热二次蒸汽的回收循环利用，节能效果明显；而且能够与现有的双效浓缩系统很好地兼容，投资成本小且占地面积小，可广泛应用于医药、能源、化工、环保以及食品行业。
此外，利用冷凝水余热热集成技术，依据第一/二效蒸发器冷凝水的温度热力学状态和第一/二效进料温度热力学状态热性，采用液-液换热器作为热集成网格点，实现冷凝水余热与进料物料的热交换，冷凝水余热得到回收利用，最终冷凝水的温度得以降低，进料物料温度得到提升，实现了能量的梯级利用和节能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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。
图1为本发明实施例中双效浓缩节能系统的连接示意图；
图2为本发明实施例中余热回收机组的结构示意图；
图3为本发明另一实施例中余热回收机组的结构示意图；
图中：1、第一效蒸发器组件；2、第二效蒸发器组件；3、余热回收机组；4、第一效冷凝水罐；5、第二效冷凝水罐；6、第一效冷凝水余热回收器；7、第二效冷凝水余热回收器；11、第一效蒸发器；12、第一效分离器；101、第一效蒸汽入口；102、第一效蒸汽出口；103、第一效物料入口；104、第一效物料出口；105、第一效冷凝水出口；106、第一效混合液出口；107、第一效混合液入口；21、第二效蒸发器；22、第二效分离器；201、第二效蒸汽入口；202、第二效蒸汽出口；203、第二效物料入口；204、第二效物料出口；205、第二效冷凝水出口；206、第二效混合液出口；207、第二效混合液入口；301、二次蒸汽入口；302、二次蒸汽出口；303、压缩机；304、混合装置；305、喷射泵；601、第一效冷源介质入口；602、第一效冷源介质出口；603、第一效热源介质入口；604、第一效热源介质出口；701、第二效冷源介质入口；702、第二效冷源介质出口；703、第二效热源介质入口；704、第二效热源介质出口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参考图1所示，本发明实施例提供一种双效浓缩节能系统，包括第一效蒸发器组件1和第二效蒸发器组件2，第一效蒸发器组件1和第二效蒸发器组件2依次串联，可分别对物料进行换热以实现物料的蒸发浓缩，同时可以实现对第一效蒸发器组件1排出的一次蒸汽的利用。
具体地，第一效蒸发器组件1具体包括第一效蒸汽入口101、第一效蒸汽出口102、第一效物料入口103和第一效物料出口104，第二效蒸发器组件2包括第二效蒸汽入口201、第二效蒸汽出口202、第二效物料入口203和第二效物料出口204，第一效蒸汽出口102与第二蒸汽入口201通过蒸汽管道实现连通。
第一效物料入口103和第二效物料入口203可供相同或者不同的物料进入对应的蒸发器组件实现蒸发浓缩，第一效物料出口104和第二效物料出口204用于分离后排出相应的物料。本实施例中的物料可为中药、生物或化工制剂等。
本实施例中为了实现对第二效蒸发器组件2排出的二次蒸汽的回收利用，在原有双效浓缩的基础上增加余热回收机组3。其中，余热回收机组3包括二次蒸汽入口301和二次蒸汽出口302，二次蒸汽入口301与第二蒸汽出口202通过蒸汽管道连通，二次蒸汽出口302与第一效蒸汽入口101通过蒸汽管道连通。
余热回收机组3用于将第二效蒸发器组件2排出的二次蒸汽压缩至设定的蒸汽热力学状态，然后重新输送至第一效蒸发器组件1回收利用。
本发明实施例提供的双效浓缩节能系统，通过设置余热回收机组，可将第二效蒸发器组件排出的二次蒸汽压缩至设定的蒸汽热力学状态，然后重新输送至第一效蒸发器组件回收利用，实现了二次蒸汽的有效回收利用，节能效果明显；而且能够与现有的双效浓缩系统很好地兼容，投资成本小且占地面积小，可广泛应用于医药、能源、化工、环保以及食品行业。
在上述实施例的基础上，如图2所示，余热回收机组3还包括：压缩机303和混合装置304，压缩机303的进气口(即为上述实施例中的二次蒸汽入口301)与第二蒸汽出口102通过蒸汽管道连通，压缩机303的出气口与混合装置304的入口通过蒸汽管道连通，混合装置304的出口(即为上述实施例中的二次蒸汽出口302)与第一效蒸汽入口101连通，从而形成二次蒸汽回收利用的回路。混合装置304上预设有补热蒸汽入口，补热蒸汽入口与外部蒸汽连通。
本实施例中所述的余热回收机组3可实现二次蒸汽的单独机械压缩增焓，即经第二效蒸发器组件2产生的二次蒸汽，通过压缩机的机械压缩增焓方式，将该二次蒸汽压缩至所需的蒸汽热力学状态点后，再进入混合装置304与补充的外部蒸汽相混合，混合后的蒸汽输入至第一效蒸发器组件1，作为其热源。
具体地，单独机械压缩增焓采用单独机械压缩方式，通过压缩机303实现机械压缩，压缩机303采用高压比大温差型式的单螺杆压缩机。
其中，压缩机303的进气口和出气口均设置波纹管补偿器，实现对压缩机303动载荷的缓冲减震。压缩机303的进气口的上游还设置过滤器，用于去除吸入蒸汽中夹带的固体颗粒和小液滴。
此外，压缩机303还设置供油和供水系统，对压缩机冷却、润滑和密封，确保正常运转；压缩机303设置变频器驱动方式，对压缩机303的吸汽流量实现无极调速，变速范围为5HZ～100Hz。
优选的是，压缩机规格为110m3/min，吸气温度为60℃，排气温度为105℃，温升为45℃，配电机功率为185kW，启动方式变频驱动，压缩机供水流量为4m3/h，供水温度为105℃，供水压力为121kPa，压缩机303的进气管路规格为DN400，出气管路规格为DN200。
优选的是，混合装置304为筒型结构，具体参数包括：筒体直径φ500×3mm，筒体高度为：H＝800mm，混合装置304保温层厚度为50mm，保温方式为聚氨酯发泡，混合装置304的入口规格为DN200，混合装置304的出口规格为DN200，混合装置304的补热蒸汽入口规格为DN50，补热蒸汽流量为300kg/h。
如图3所示，作为上述实施例的改进，将上述实施例中的混合装置304替换为喷射泵305，即喷射泵305也可看作一种混合装置，只不过其具有普通的混合装置304所具有的混合作用外，还具有热力增焓的功能。利用喷射泵305实现二次热力压缩，最终将初始的二次蒸汽压缩至所需的蒸汽热力学状态点。
本实施例中为机械压缩+热力压缩相结合的组合型式，机械压缩方式采用压缩机实现压缩增焓，热力压缩方式采用喷射泵实现热力增焓。其中，压缩机303采用单螺杆型式或罗茨型式，机械压缩增焓的温升优选为30～40℃，热力压缩增焓的温升优选为5～15℃。
本实施例中的余热回收机组3可实现二次蒸汽的机械压缩与热力压缩的组合压缩方式，即经第二效蒸发器组件2产生的二次蒸汽，通过压缩机303的机械压缩增焓方式，将该二次蒸汽压缩至设定的蒸汽热力学状态，再通过喷射泵305进行二次热力压缩，最终将初始的二次蒸汽压缩至所需的蒸汽热力学状态点，输入至第一效蒸发器组件1，并作为其热源，实现回收利用。
需要说明的是，本实施例中所述的喷射泵305的工作蒸汽为单独机械压缩增焓方式补充的外部蒸汽，两种方式的蒸汽使用量相同，无需额外添加工作蒸汽。
优选的是，压缩机选型为：压缩机型式为罗茨/单螺杆型式，压缩机规格为110m3/min，吸气温度为60℃，排气温度为95℃，温升为35℃，配电机功率为132kW，启动方式变频驱动，压缩机供水流量为4m3/h，供水温度为95℃，供水压力为85kPa，压缩机的进气管路规格为DN400，出气管路规格为DN200。
优选的是，喷射泵305采用水蒸气引射型式压力匹配器，喷射泵工作规格为1T/h，引射蒸汽温度/压力为95℃/85kPa，工作蒸汽温度/压力为173℃/850kPa，出口混合蒸汽温度/压力为105℃/121kPa，补热蒸汽流量为300kg/h。
在上述各实施例中，第一效蒸发器组件1具体包括：第一效蒸发器11和第一效分离器12，第一效蒸发器11包括第一效蒸汽入口101、第一效冷凝水出口105、第一效物料入口103和第一效混合液出口106。第一效冷凝水出口105通过管道外接第一效冷凝水罐4，第一效冷凝水罐4用于缓冲和储存第一效蒸发器11中的蒸汽冷凝后的冷凝水。
第一效分离器12用于将从第一效混合液出口106排出的物料和蒸汽的混合物进行气液分离，以便将分离出的一次蒸汽输入至第二效蒸发器组件2使用。具体包括第一效混合液入口107以及上述实施例中的第一效蒸汽出口102和第一效物料出口104，第一效混合液出口106与第一效混合液入口107通过管道连通。
优选的是，第一效蒸发器选型为：管壳式换热器，换热管规格为φ38×2.0mm，换热管高度为2000mm，换热面积为20m2，筒体尺寸为φ500×6.0mm，保温层厚度为50mm的聚氨酯发泡。
优选的是，第一效分离器选型为：采用旋流+重力分离型式的筒体结构，筒体尺寸为φ1100×5.0mm，筒体高度为2000mm，汽液混合物进入位置高度为700mm(相对直筒体底端)，保温层厚度为50mm的聚氨酯发泡。
优选的是，第一效冷凝水罐选型为：采用卧式储罐型式，筒体尺寸为φ700×3mm，筒体长度为1200mm，有效容积为350L，筒体保温层厚度为50mm的聚氨酯发泡。
同样地，第二效蒸发器组件2与第一效分离器12的功能相同，第二效蒸发器组件2具体包括：第二效蒸发器21和第二效分离器22，
第二效蒸发器21包括第二效蒸汽入口201、第二效冷凝水出口205、第二效物料入口203和第二效混合液出口206。第二效冷凝水出口205通过管道外接第二效冷凝水罐5，第二效冷凝水罐5用于缓冲和储存第二效蒸发器21中的蒸汽冷凝后的冷凝水。
第二效分离器22用于将从第二效混合液出口206排出的物料和蒸汽的混合物进行气液分离，以便将分离出的二次蒸汽输入至余热回收机组3中进行压缩。第二效分离器22具体包括第二效混合液入口207以及上述实施例中的第二效蒸汽出口202和第二效物料出口204，第二效混合液出口206与第一效混合液入口207通过管道连通。
优选的是，第二效蒸发器21选型为：采用管壳式换热器，换热管规格为φ38×1.5mm，换热管高度为2000mm，换热面积为26m2，筒体尺寸为φ600×5.0mm，保温层厚度为50mm的聚氨酯发泡。
优选的是，第二效分离器22选型为：采用旋流+重力分离型式的筒体结构，筒体尺寸为φ1000×5.0mm，筒体高度为2000mm，汽液混合物进入位置高度为700mm(相对直筒体底端)，保温层厚度为50mm的聚氨酯发泡。
优选的是，第二效冷凝水罐5选型为：采用卧式储罐型式，筒体尺寸为φ700×3mm，筒体长度为1200mm，有效容积为350L，筒体保温层厚度为50mm的聚氨酯发泡。
在上述各实施例的基础上，为了进一步地提高能源利用率，本实施例中通过增加相应的冷凝水余热回收器分别对第一效冷凝水罐4和第二效冷凝水罐5中的冷凝水的余热回收利用，是实现对物料的预热，可降低后续蒸发器组件中的换热能量需求。
具体地，冷凝水余热回收器为两个，分别为第一效冷凝水余热回收器6和第二效冷凝水余热回收器7。其中，第一效冷凝水余热回收器6包括第一效冷源介质入口601、第一效冷源介质出口602、第一效热源介质入口603和第一效热源介质出口604，第一效冷凝水罐4与第一效热源介质入口603通过第一管道连通，第一管道上装设有第一增压泵，第一效冷源介质出口602与第一效物料入口103连通。第一增压泵用于将第一效冷凝水罐4内的冷凝水输送至第一效冷凝水余热回收器6中。
其中，第二效冷凝水余热回收器7包括第二效冷源介质入口701、第二效冷源介质出口702、第二效热源介质入口703和第二效热源介质出口704，第二效冷凝水罐5与第二效热源介质入口703通过第二管道连通，第二管道上同样装设有第二增压泵，第一效冷源介质出口602与第二效物料入口203连通。第二增压泵用于将第二效冷凝水罐5内的冷凝水输送至第二效冷凝水余热回收器7中。
本实施例中，第一效冷凝水余热回收器6和第二效冷凝水余热回收器均采用液-液换热器作为热集成网格点，实现第一效冷凝水余热与
第一效蒸发器11的进料物料、第二效冷凝水余热与第二效蒸发器22的进料物料的热交换，液-液换热器优选板式换热器，换热类型采用逆流换热方式，换热温差不大于5℃。
具体地，第一效冷凝水和第二效冷凝水作为换热器的热源介质，
第一效物料和第二效物料作为换热器的冷源介质，换热器的冷源介质进口接通第一效物料和第二效物料的进料接口，换热器的冷源介质出口通过管道与第一效蒸发器11和第二效蒸发器21的物料进口连接，换热器的热源介质进口通过管道与第一效蒸发器11、第二效蒸发器21的冷凝水出口相连接(具体为与对应的冷凝水罐连接)，管道规格为φ25×2mm，材质为304不锈钢，管道采用保温棉保温暖，保温棉优选为岩棉。
具体工作过程如下：第一效物料(本实施例中以中药为例)首先从第一效冷源介质入口601进入第一效冷凝水余热回收器6，回收第一效冷凝水的余热，第一效物料的温度得到升高后从第一效冷源介质出口602排出；然后再通过第一效物料入口103进入第一效蒸发器11中进行蒸发浓缩。
蒸发浓缩后的浓缩液从第一效混合液出口106排出，然后从第一效混合液入口107进入第一效分离器12中实现气液分离，分离后的一次蒸汽从第二效蒸汽入口201进入第二效蒸发器21，作为第二效蒸发器21的热源。
第二效物料(本实施例中以中药为例)首先从第二效冷源介质入口701进入第二效冷凝水余热回收器7，回收第二效冷凝水的余热，第二效物料的温度得到升高后从第二效冷源介质出口702排出；然后再通过第二效物料入口203再进入第二效蒸发器21中与一次蒸汽进行换热，第二效物料在第二效蒸发器21中进行蒸发浓缩。
蒸发浓缩后的浓缩液从第二效混合液出口206排出，然后从第二效混合液入口207进入第二效分离器22中实现气液分离，分离后的二次蒸汽从第二效蒸汽入口201进入余热回收机组3，经压缩增焓后的二次蒸汽再次返回第一效蒸发器11，作为第一效蒸发器11的热源，实现余热二次蒸汽的回收利用。具体的压缩增焓过程可参照上述实施例中的内容，此处不再详细赘述。
本发明上述实施例提供的双效浓缩节能系统，利用冷凝水余热热集成技术，依据第一/二效蒸发器冷凝水的温度热力学状态和第一/二效进料温度热力学状态热性，采用液-液换热器作为热集成网格点，实现冷凝水余热与进料物料的热交换，冷凝水余热得到回收利用，最终冷凝水的温度得以降低，进料物料温度得到提升，实现了能量的梯级利用和节能。同时，利用二次蒸汽余热热集成技术，将第二效蒸发器产出的二次蒸汽热力学状态点经压缩至预期的热力学状态点，以满足与第一效蒸发器管程内物料的热力学状态特性的匹配，采用第一效蒸发器作为热集成网格点，实现余热二次蒸汽的回收循环利用。
在上述实施例的基础上，进一步地，为了更好地对蒸发器的参数进行监控，所述双效浓缩节能系统还包括控制柜，第一效分离器12上设置第一温度传感器和第一压力传感器，第一温度传感器和第一压力传感器与控制柜相连，第二效分离器22上设置第二温度传感器和第二压力传感器，第二温度传感器和第二压力传感器与控制柜相连。
其中，第一温度传感器和第一压力传感器采集的数据为第一蒸发器12的第一蒸发温度和第一蒸发压力，第二温度传感器和第二压力传感器采集的数据为第二效蒸发器22的第二蒸发温度和第二蒸发压力。
进一步地，第一蒸发温度和第一蒸发压力可通过调节喷射泵305的工作蒸汽流量实现平稳控制；第二蒸发温度和第二蒸发压力可通过调节喷射泵305的工作蒸汽压缩机的频率实现平稳控制。
在上述实施例的基础上，进一步地，温度传感器的配置为：采用传感变送一体式温度变送器，输出4～20mA电流信号，温度量程范围为0～200℃，温度探头杆长为150mm。
在上述实施例的基础上，进一步地，压力传感器的配置为：采用精小型压力变送器，输出4～20mA电流信号，绝压量程范围为0～300kPa。
在上述实施例的基础上，进一步地，调节阀的配置为，采用电动超小型调节阀，阀门通径为DN15，配电动执行机构，输入输出信号为4～20mA电流信号，驱动电源电压为220V。
在以上实施例中，优选的是，所有仪表、阀门、过滤器与直径为100mm以下的管道接口采用卡盘块装接口。
控制柜内置有PLC控制系统，各温度传感器和压力传感器均连接在PLC控制系统上，PLC控制系统内置有PID控制程序，对该装置运行中各个部分的工艺参数进行实时监测和智能控制，使得该装置的控制更加灵活，使得各部分之间的工作过程彼此协同配合，提高了该装置的可靠性。
在上述各实施例的基础上，本发明实施例还提供一种二次蒸汽回收利用方法，基于上述各实施例中所述双效浓缩节能系统，具体包括：
余热回收机组将第二效蒸发器组件排出的二次蒸汽压缩至设定的蒸汽热力学状态后输送至第一效蒸发器组件再利用。
具体地，余热回收机组对二次蒸汽的压缩分为两种具体实现方式，即单独机械压缩增焓方法和机械压缩+热力压缩组合增焓方法。
其中，采用单独机械压缩增焓时，将第二效蒸发器组件排出的二次蒸汽压缩至设定的蒸汽热力学状态包括：二次蒸汽经压缩机机械压缩增焓后达到预期的蒸汽热力学状态点，再与外部蒸汽混合并达到平衡状态。
而采用机械压缩+热力压缩组合增焓时，将第二效蒸发器组件排出的二次蒸汽压缩至设定的蒸汽热力学状态包括：二次蒸汽经压缩机机械压缩增焓后达到设定的蒸汽状态点，再经喷射泵热力压缩增焓后达到预期的蒸汽热力学状态点。压缩机增焓的温升为30℃～40℃，喷射泵305增焓的温升为5℃～15℃。
根据上述两种方法以及对应的硬件设备对某中药厂的双效浓缩系统进行热集成节能改造，具体的改造前后的数据对比如表1所示：
表1中药厂双效浓缩系统热集成节能改造前后对比
综合以上对比分析可知，相比较单独机械压缩，采用机械压缩+热力压缩相结合对双效系统的改造更加节能，其优势在于将第一效蒸汽压缩方法下的补热蒸汽进行了再次利用，将其作为第二蒸汽压缩方法下的工作蒸汽，热力压缩阶段，降低了机械压缩阶段蒸汽的压比，减少了压缩机的电负荷。
随着煤改天然气的趋势不断深入，蒸汽的成本会越来越高，甚至能达到每吨蒸汽300～400元，通过节能改造后的能源运行费用还会大幅度增加，市场空间巨大，应用前景广阔。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双效浓缩节能系统，包括第一效蒸发器组件和第二效蒸发器组件，所述第一效蒸发器组件包括第一效蒸汽入口、第一效蒸汽出口、第一效物料入口和第一效物料出口，所述第二效蒸发器组件包括第二蒸汽入口、第二蒸汽出口、第二物料入口和第二物料出口，所述第一效蒸汽出口与所述第二蒸汽入口连通，其特征在于，还包括：
余热回收机组，所述余热回收机组包括二次蒸汽入口和二次蒸汽出口，所述二次蒸汽入口与所述第二蒸汽出口连通，所述二次蒸汽出口与所述第一效蒸汽入口连通；
所述余热回收机组用于将所述第二效蒸发器组件排出的二次蒸汽压缩至设定的蒸汽热力学状态并输送至所述第一效蒸发器组件。
2.根据权利要求1所述的双效浓缩节能系统，其特征在于，所述余热回收机组还包括：压缩机和混合装置，所述压缩机的进气口与所述第二蒸汽出口连通，所述压缩机的出气口与所述混合装置的入口连通，所述混合装置的出口与所述第一效蒸汽入口连通；
所述混合装置上预设有补热蒸汽入口，所述补热蒸汽入口与外部蒸汽连通。
3.根据权利要求2所述的双效浓缩节能系统，其特征在于，所述混合装置为喷射泵。
4.根据权利要求2所述的双效浓缩节能系统，其特征在于，所述压缩机的进气口和所述压缩机的出气口均布置有波纹管补偿器。
5.根据权利要求1至4中任一所述的双效浓缩节能系统，其特征在于，还包括：第一效冷凝水余热回收器和第二效冷凝水余热回收器；
所述第一效冷凝水余热回收器包括第一效冷源介质入口、第一效冷源介质出口、第一效热源介质入口和第一效热源介质出口；
所述第二效冷凝水余热回收器包括第二冷源介质入口、第二冷源介质出口、第二热源介质入口和第二热源介质出口；
所述第一效蒸发器组件还包括第一效冷凝水出口，所述第一效冷凝水出口与所述第一效热源介质入口连通，所述第一效冷源介质出口与所述第一效物料入口连通；
所述第二效蒸发器组件还包括第二冷凝水出口，所述第二冷凝水出口与所述第二热源介质入口连通，所述第二冷源介质出口与所述第二物料入口连通。
6.根据权利要求5所述的双效浓缩节能系统，其特征在于，所述第一效冷凝水余热回收器和第二效冷凝水余热回收器均采用板式换热器，所述板式换热器为逆流换热方式，换热温差不大于5℃。
7.根据权利要求5所述的双效浓缩节能系统，其特征在于，所述第一效蒸发器组件包括：第一效蒸发器和第一效分离器，所述第一效蒸发器包括所述第一效蒸汽入口、第一效冷凝水出口、第一效物料入口和第一效混合液出口，所述第一效分离器包括第一效混合液入口、所述第一效蒸汽出口和所述第一效物料出口；
所述第二效蒸发器组件包括：第二效蒸发器和第二效分离器，所述第二效蒸发器包括所述第二蒸汽入口、第二冷凝水出口、第二物料入口和第二混合液出口，所述第二效分离器包括第二混合液入口、所述第二蒸汽出口和所述第二物料出口。
8.一种二次蒸汽回收利用方法，基于权利要求1至7中任一所述的双效浓缩节能系统，其特征在于，包括：
将第二效蒸发器组件排出的二次蒸汽压缩至设定的蒸汽热力学状态后循环至第一效蒸发器组件再利用。
9.根据权利要求8所述的二次蒸汽回收利用方法，其特征在于，所述将第二效蒸发器组件排出的二次蒸汽压缩至设定的蒸汽热力学状态包括：
所述二次蒸汽经机械压缩后达到预期的蒸汽热力学状态点，再与外部蒸汽混合并达到平衡状态。
10.根据权利要求8所述的二次蒸汽回收利用方法，其特征在于，所述将第二效蒸发器组件排出的二次蒸汽压缩至设定的蒸汽热力学状态包括：
所述二次蒸汽经机械压缩后达到设定的蒸汽状态点，再经热力压缩后达到预期的蒸汽热力学状态点。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104696938A (zh) * 2013-12-06 2015-06-10 中国石油化工股份有限公司 基于废水综合利用的机械热力复合式蒸汽压缩系统
CN106068149A (zh) * 2016-01-18 2016-11-02 江门市佰川环境科技有限公司 一种双效错流mvr蒸发浓缩系统
US20170312649A1 (en) * 2014-10-29 2017-11-02 Gea Wiegand Gmbh Distillation system
CN108671568A (zh) * 2018-05-30 2018-10-19 周封 采用mvr的降膜蒸发浓缩节能环保改造工艺
CN109020031A (zh) * 2018-08-28 2018-12-18 南京工业大学 一种基于热力压缩的蒸发浓缩系统
CN211435128U (zh) * 2019-10-09 2020-09-08 中国科学院理化技术研究所 双效浓缩节能系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104696938A (zh) * 2013-12-06 2015-06-10 中国石油化工股份有限公司 基于废水综合利用的机械热力复合式蒸汽压缩系统
US20170312649A1 (en) * 2014-10-29 2017-11-02 Gea Wiegand Gmbh Distillation system
CN106068149A (zh) * 2016-01-18 2016-11-02 江门市佰川环境科技有限公司 一种双效错流mvr蒸发浓缩系统
CN108671568A (zh) * 2018-05-30 2018-10-19 周封 采用mvr的降膜蒸发浓缩节能环保改造工艺
CN109020031A (zh) * 2018-08-28 2018-12-18 南京工业大学 一种基于热力压缩的蒸发浓缩系统
CN211435128U (zh) * 2019-10-09 2020-09-08 中国科学院理化技术研究所 双效浓缩节能系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
上海市经济团体联合会, 华东理工大学出版社, pages: 98 *

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