CN111467823A - 一种热溶液浓缩降温方法 - Google Patents

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李文建
朱建军
周新基
杨瑞
李珣珣
王竹彬
徐兵
董春泉
王保华
王金建
单海林
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Jiangsu Jiujiujiu Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种热溶液浓缩降温方法，待降温热溶液经增压泵增压后，通过专用管线输送至真空闪蒸罐，利用雾化器对热溶液进行雾化，雾化后的液滴从饱和或过冷状态变为过热状态，液滴瞬间发生闪蒸，溶液中的部分溶剂蒸发脱离溶液而实现浓缩、降温，浓缩液沿真空闪蒸罐底部的下液管收集至浓缩液收集槽，蒸出的溶剂通过气液分离器A实现气液分离，液相返回至闪蒸罐，气相先经能量回收器回收利用闪蒸气的潜热后再进入冷凝器冷凝降温，出冷凝器的气液混合物，经气液分离品B进行气液分离后，经冷凝液排液管将液相收集至冷凝液收集槽，气相经过真空机组配套的净化装置净化处理后排空。本发明可实现对具有高粘度等特性热溶液的高效浓缩、降温。

Description

一种热溶液浓缩降温方法
技术领域
本发明涉及一种热溶液浓缩降温方法。
背景技术
热溶液的浓缩与降温是化工生产及食品加工等过程中经常发生的工艺过程，通常分两个阶段进行：先蒸发浓缩而后进行降温处理。间接换热是蒸发浓缩及降温处理常用的换热方法，但对于具有高粘度等特性的溶液使用间接换热设备进行蒸发浓缩及降温处理，会引发部分物料粘附于换热表面，增大换热热阻、降低传热效率，并会导致工艺过程无法持续、正常进行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现对具有高粘度等特性热溶液高效浓缩、降温的热溶液浓缩降温方法。
本发明的技术解决方案是：
一种热溶液浓缩降温方法，其特征是：待降温热溶液经增压泵增压后，通过专用管线输送至真空闪蒸罐，利用真空闪蒸罐内设置的雾化器对热溶液进行雾化，由于真空闪蒸罐内存在一定的负压（真空闪蒸罐先拉真空，后进料），雾化后的液滴非过热状态急速变为过热状态，液滴瞬间发生闪蒸，溶液中的部分溶剂蒸发脱离溶液而实现浓缩、降温（浓缩与降温过程瞬间一并完成），浓缩液沿真空闪蒸罐底部的下液管收集至浓缩液收集槽，蒸出的溶剂通过气液分离器A实现气液分离，液相考虑到可能携带部分溶质，返回至闪蒸罐，气相先经能量回收器充分回收利用闪蒸气的潜热后再进入冷凝器冷凝降温，出冷凝器的气液混合物，经气液分离器B进行气液分离后，经冷凝液排液管将液相收集至冷凝液收集槽，气相（主要为不凝气体），经过真空机组配套的净化装置净化处理后排空。
所述雾化器为无堵塞雾化器。
闪蒸室内置气液隔离板用于初步分离气液。
浓缩液下液管高度和收集槽的液位控制需要满足几个条件：1、在浓缩液收集槽液位达到高限，且闪蒸罐内真空达到极限真空的情况下，真空闪蒸中的液位不超过设定值（根据需要，可设计成真空闪蒸罐在任何情况下均无液位）。2、在浓缩液收集槽液位达到低限，且闪蒸罐内真空达到极限真空的情况下，闪蒸罐不会因下液管接触不到液体而形成破空。
冷凝液排液管插入冷凝液收集槽液面以下；冷凝液排液管总高度和收集槽的液位控制需要满足条件：在冷凝液收集中液位处于高限，同时气液分离器中的真空处于极限真空的情况下，冷凝液不倒回气液分离器B。
本发明的优点
1、在真空闪蒸罐内经闪蒸浓缩、降温后的溶液自流至浓缩液收集槽，不占用闪蒸罐空间，从而确保了整个闪蒸过程高效、稳定。下液管径的选择以确保下液能顺畅自流为前提。
2、热溶液闪蒸罐内无换热设备对其加热及冷却，从而避免了粘性物料因加热或降温而发生粘附于受热面的现象。
3、真空闪蒸罐内的真空度可根据物料特性、目标浓缩浓度、降温幅度、能耗等综合考虑确定。
4、真空闪蒸罐罐内设置气液隔离板，罐出口设置气液分离器，能有效阻止闪蒸气带液。
5、溶剂可以是水，也可以是非水溶剂。
6、热溶液经雾化器雾化后再进行闪蒸浓缩、降温，大幅度提高了闪蒸效率，降温及节能效果显著。
7、下液管插入浓缩液收集槽液面以下；浓缩液下液管高度和收集槽的液位控制需要满足条件：在浓缩液收集槽液位达到高限，且闪蒸罐内真空达到极限真空的情况下，真空闪蒸中的液位不超过设定值（根据需要，可设计成真空闪蒸罐在任何情况下均无液位）。冷凝液排液管插入冷凝液收集槽液面以下；冷凝液排液管总高度和收集槽的液位控制需要满足条件：在冷凝液收集中液位处于高限，同时气液分离器中的真空处于极限真空的情况下，冷凝液不倒回气液分离器B。
8、闪蒸罐出口的闪蒸气经能量回收器充分回收利用闪蒸气的潜热后，再进入冷凝器冷凝降温，提高了热能利用率，减少冷凝器冷媒系统动力消耗。
9、浓缩液收集槽及冷凝水收集槽均为常压设计，整个装置制作成本低。
10、装置能耗低，工艺操作简便、可靠。
11、装置能实现连续自动化运行，本质安全度高。
12、本发明与ZL201410239128.3相结合，可用于高粘性热物料（此种物料不适宜采用加热蒸发的方法浓缩结晶）的降温、结晶，综合效益更为可观。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明采用的装置结构示意图。
具体实施方式
一种热溶液浓缩降温方法，待降温热溶液经增压泵1增压后，通过专用管线输送至真空闪蒸罐2，利用真空闪蒸罐内设置的雾化器对热溶液进行雾化，由于真空闪蒸罐内存在一定的负压（真空闪蒸罐先拉真空，后进料），雾化后的液滴从非过热状态变为过热状态，液滴瞬间发生闪蒸，溶液中的部分溶剂蒸发脱离溶液而实现浓缩、降温（浓缩与降温过程瞬间一并完成），浓缩液沿真空闪蒸罐底部的下液管收集至浓缩液收集槽3，蒸出的溶剂通过气液分离器A 4实现气液分离，液相考虑到可能携带部分溶质，返回至闪蒸罐，气相先经能量回收器5充分回收利用闪蒸气的潜热后再进入冷凝器6冷凝降温，出冷凝器的气液混合物，经气液分离品B 7进行气液分离后，经冷凝液排液管将液相收集至冷凝液收集槽8，气相（主要为不凝气体），经过真空机组9配套的净化装置净化处理后排空。
所述雾化器为无堵塞形式的雾化器或普通市售雾化器。
第一次气液分离总共两个部分，一是内置气液隔离板（设置在进料喷雾头和水蒸气出口之间，防止上面喷出的液体随下面气化的气体一起从气相出口出去，实现气液隔离），二是紧接在水蒸气出口之后的气液分离器A。
下液管插入浓缩液收集槽液面以下；浓缩液下液管高度和收集槽的液位控制需要满足几个条件：在浓缩液收集槽液位达到高限，且闪蒸罐内真空达到极限真空的情况下，真空闪蒸中的液位不超过设定值（根据需要，可设计成真空闪蒸罐在任何情况下均无液位）。
冷凝液排液管插入冷凝液收集槽液面以下；冷凝液排液管总高度和收集槽的液位控制需要满足条件：在冷凝液收集中液位处于高限，同时气液分离器中的真空处于极限真空的情况下，冷凝液不倒回气液分离器B。

Claims (4)

1.一种热溶液浓缩降温方法，其特征是：待降温热溶液经增压泵增压后，通过专用管线输送至真空闪蒸罐，利用真空闪蒸罐内设置的雾化器对热溶液进行雾化，由于真空闪蒸罐内存在一定的负压，雾化后的液滴从非过热状态急速变为过热状态，液滴瞬间发生闪蒸，液滴中的部分溶剂蒸发脱离液滴而实现物料浓缩、降温，浓缩液沿真空闪蒸罐底部的下液管收集至浓缩液收集槽，蒸出的溶剂通过气液分离器A实现气液分离，液相返回至闪蒸罐，气相先经能量回收器回收利用闪蒸气的潜热后再进入冷凝器冷凝降温，出冷凝器的气液混合物，经气液分离器B进行气液分离后，经冷凝液排液管将液相收集至冷凝液收集槽，气相经过真空机组配套的净化装置净化处理后排空。
2.根据权利要求1所述的一种热溶液浓缩降温方法，其特征是：所述雾化器为无堵塞雾化器。
3.根据权利要求1所述的一种热溶液浓缩降温方法，其特征是：闪蒸室内置气液隔离板用于初步分离气液。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种热溶液浓缩降温方法，其特征是：下液管插入浓缩液收集槽液面以下；浓缩液下液管高度的确定：确保在浓缩液收集槽液位不超过设定液位高限，同时闪蒸罐内真空达到极限真空的情况下，真空闪蒸室中的液位不超过设定值；冷凝液排液管插入冷凝液收集槽液面以下；冷凝液排液管总高度的确定：确保在冷凝液收集中液位处于高限，同时气液分离器中的真空处于极限真空的情况下，冷凝液不进入气液分离器。
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US20120085635A1 (en) * 2010-10-11 2012-04-12 Joel Haynes Large scale insulated desalination system
CN203777681U (zh) * 2014-02-28 2014-08-20 上海远跃制药机械有限公司 一种闪蒸浓缩装置
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