CN112451980A - 一种蒸发浓缩分离回收设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蒸发浓缩分离回收设备，包括回收设备，所述回收设备由预热器、升膜蒸发器、反应釜、分离罐、第一收集罐、第二收集罐、第一换热器、第二换热器和真空泵组成。本发明分离出的浓缩液沉积在分离罐底部，打开第二阀门，浓缩液靠重力从E接头流入反应釜，外部对反应釜夹层加热，搅拌器搅动，使产生的蒸汽进入换热器冷凝，冷凝液靠重力从F接头流入第一收集罐，分离出的更高纯度的浓缩液靠重力从G接头流入第二收集罐，该设备具有集成度高，节省设备，节约空间，经济性好的特点，同时操作性强，灵活度大，安全可控，真空泵待系统运行平稳后可以关闭；更可以增加蒸汽的回收率，有效的能源利用并节能环保。
Description
技术领域
本发明涉及浓缩分离回收技术领域，更具体为一种蒸发浓缩分离回收设备。
背景技术
公开号为：CN106634037B一种辣椒红溶剂提取液蒸发方法和蒸发设备
本发明提供一种辣椒红溶剂提取液蒸发方法，包括以下步骤：1)辣椒红溶剂提取液首先进入升膜蒸发器，进行真空蒸发，2)步骤1)闪蒸后的液相进入降膜蒸发器，在降膜蒸发器管程，内从上向下流动，与降膜蒸发器壳程内70～80℃的热水进行热交换；3)降膜蒸发器排出的液相进入旋转薄膜蒸发器，进行真空蒸发；4)旋转薄膜蒸发器底部的液相进入分子蒸馏蒸发器，在真空条件下蒸馏。本发明提出的方法，合理设置升膜蒸发、降膜蒸发、旋转薄膜蒸发和分子蒸馏蒸发的设备和操作工艺条件，蒸发的温度低，降低了能耗，处理效率高，溶剂消耗少，成本大大降低，易于实现连续化工业生产；
公开号为：CN104524807B一种MVR连续蒸发结晶设备
本发明涉及MVR连续蒸发结晶系统。该系统包括原料入口、补水入口、预热器、升膜蒸发器、气液分离器、一压缩机、管道加热器、结晶分离器和四个控制回路；气液分离器上设有入口、第一出口、第二出口以及第三出口；预热器通过管道连接升膜蒸发器，升膜蒸发器连接气液分离器的入口；压缩机通过蒸汽输送管道连接在气液分离器和升膜蒸发器之间；循环蒸发器通过连接在第二出口和入口之间，升膜蒸发器换热后的冷却水和循环蒸发器换热后的冷却水作为预热器的热源，预热器的冷却水输出端和补水入口共同用于给系统补水；结晶分离器连接气液分离器上的第三出口，四个控制回路设在上述系统中，使得该系统参数优化且稳定，节水、节能、节原料，且结晶效果好。
上述专利中存在一下缺点：
1.没有充分结合现有技术整合设备：把几种需要的真空度与温度等条件不一样的蒸发器整合在一起，没有充分考虑各蒸发器的共同点；
2.没有合理的讲诉如何在一个体系实现各种真空度与温度：如升膜蒸发器的壳程温度是60～70℃，真空度为-0.02Mpa～-0.06Mpa，而降膜蒸发器壳程温度是70～80℃，真空度为-0.06Mpa～-0.07Mpa，在一个体系实现10℃左右的温度变换和真空度0.01Mpa的变换必定需要多台设备供能或者增加多种传感器控制来实现，是否需要同种温度与真空度的蒸发器来整合，减少控制成本；
3.专利二虽然优化了传统的MVR技术，但是采用的是蒸汽加热，蒸汽加热需要将水加热至沸点能耗高；
4.蒸汽在常温常压下，是100℃以上，对原料的沸点有要求。
因此，需要提供一种新的技术方案给予解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蒸发浓缩分离回收设备，解决了现有技术中没有充分结合现有技术整合设备：把几种需要的真空度与温度等条件不一样的蒸发器整合在一起，没有充分考虑各蒸发器的共同点，没有合理的讲诉如何在一个体系实现各种真空度与温度，采用蒸汽加热需要将水加热至沸点，能耗高，蒸汽在常温常压下，是100℃以上，对原料的沸点有要求的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种蒸发浓缩分离回收设备，包括回收设备，所述回收设备由预热器、升膜蒸发器、反应釜、分离罐、第一收集罐、第二收集罐、第一换热器、第二换热器和真空泵组成，所述预热器由预热管程和预热壳程组成，其中预热管程位于预热壳程内部，所述升膜蒸发器由列管管程和列管壳程组成，其中列管管程位于列管壳程内部，所述升膜蒸发器的下部设有进料罐且上端设置出料罐，所述升膜蒸发器壳程的侧面分别设有A接口和B接口，所述反应釜上部设有E接口且夹层两侧分别设有C接口和D接口，所述反应釜的顶部设有H接口且H接口与第二换热器左侧下部接口相连，所述反应釜的底部设有G接口，所述第二收集罐的上端设有F接口，所述预热器管程的上部出口处通过管道与进料罐相连接，所述出料罐通过管道与分离罐之间相连通，所述分离罐的上端设置有分离板且分离板与分离罐的盖子之间固定连接，所述分离罐的下部设置第二阀门且第二阀门通过管道与E接口相连接，所述反应釜底部的G接口且G接口通过管道与第二收集罐相连接，所述分离罐和预热器壳程之间设置弯向管且分离罐通过弯向管与预热器壳程之间相连通，所述预热器与第一换热器之间通过管道连接，所述预热器壳程通过管道与第一换热器之间相连接，所述第一换热器和第二换热器通过管道与第二收集罐上端的F接口相连接，所述真空泵通过管道连接第一换热器和第二换热器。
作为本发明的一种优选实施方式，所述反应釜的顶部设有搅拌器且搅拌器的输出端延伸至反应釜内部。
作为本发明的一种优选实施方式，所述预热器的下部设有流量计且流量计的下部设有第一阀门，所述第一阀门与外部上料装置相连接。
作为本发明的一种优选实施方式，所述第一换热器和第二换热器的管道连接处设置视镜。
作为本发明的一种优选实施方式，所述预热器与第一换热器的管道之间设置排凝阀且排凝阀为机械阀，所述排凝阀通过管道与F接口连接。
作为本发明的一种优选实施方式，所述第一换热器和第二换热器均为双板换结构。
作为本发明的一种优选实施方式，所述分离板表面、分离罐的内表面和反应釜的内表面均设有防黏涂层。
作为本发明的一种优选实施方式，所述进料罐、出料罐、分离罐和反应釜的内部均设置有均为夹层。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明整机设备通过真空泵从换热器抽真空，使整机设备处于低真空环境，原料经第一阀门、流量计再经预热器预热后，被加热到沸点，进入升膜蒸发器底部的进料罐，升膜蒸发器的列管壳程会被加热，原料在升膜蒸发器的列管管程内强烈汽化，生成的蒸气带动料液沿管壁呈膜状上升，料液进入分离罐后撞击分离板，生成高温蒸汽，由真空引导进入预热器的壳程，遇到低温原料，由于高温蒸汽与原料之间存在温差，高温蒸汽冷凝一部分，然后再进入第一换热器冷凝大部分，剩余逃逸出来的气体，被第二换热器冷凝，所有冷凝液靠重力从F接头流入第一收集罐，实现蒸汽近乎100％的回收；分离出的浓缩液沉积在分离罐底部，打开第二阀门，浓缩液靠重力从E接头流入反应釜，外部对反应釜夹层加热，搅拌器搅动，使产生的蒸汽进入换热器冷凝，冷凝液靠重力从F接头流入第一收集罐，分离出的更高纯度的浓缩液靠重力从G接头流入第二收集罐，该设备具有集成度高，节省设备，节约空间，经济性好的特点，同时操作性强，灵活度大，安全可控，真空泵待系统运行平稳后可以关闭；更可以增加蒸汽的回收率，有效的能源利用并节能环保。
附图说明
图1为本发明整体流程结构示意图；
图2为本发明换热器结构示意图。
图中：1、第一阀门；2、流量计；3、预热器；4、进料罐；5、升膜蒸发器；6、出料罐；7、A接口；8、B接口；9、分离罐；10、分离板；11、弯向管；12、排凝阀；13、第一换热器；14、第二换热器；15、视镜；16、第一收集罐；17、第二阀门；18、反应釜；19、搅拌器；20、第二收集罐；21、C接口；22、D接口；23、E接头；24、F接头；25、G接头；26、真空泵；27、H接口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种蒸发浓缩分离回收设备，包括回收设备，所述回收设备由预热器3、升膜蒸发器5、反应釜18、分离罐9、第一收集罐16、第二收集罐20、第一换热器13、第二换热器14和真空泵26组成，所述预热器3由预热管程和预热壳程组成，其中预热管程位于预热壳程内部，预热器3有充足的换热面积，通过料液经预热管程，再进入列管管程，列管壳程被加热，产生的高温气体进入预热壳程给料液自身预热，由于原料与高温蒸汽有温差，高温蒸汽被部分冷凝，能达到能源利用，节能环保，所述升膜蒸发器5由列管管程和列管壳程组成，其中列管管程位于列管壳程内部，所述升膜蒸发器5的下部设有进料罐4且上端设置出料罐6，所述升膜蒸发器5壳程的侧面分别设有A接口7和B接口8，所述反应釜18上部设有E接口23且夹层两侧分别设有C接口21和D接口22，所述反应釜18的顶部设有H接口27且H接口27与第二换热器14左侧下部接口相连，所述反应釜18的底部设有G接口25，所述第二收集罐20的上端设有F接口24，升膜蒸发器5与反应釜18需要的真空度都是-0.04Mpa～-0.1Mpa；真空泵26同时连接升膜蒸发器5真空口与反应釜18真空口，可节省一个真空泵26，升膜蒸发器5与反应釜18需要的加热温度都是0℃～150℃；其中一组加热设备出口与升膜蒸发器5的A接口7和反应釜18的C接口21并联，另一组加热设备出口与升膜蒸发器5的B接口8和反应釜18的D接口22并联；便可采用一套加热设备同时给两个装置供热方式，节约一台加热设备，升膜蒸发器5能使物料浓度从5％浓缩至33％，浓缩度的上升空间有限；而增加反应釜18后浓缩度可以由33％进一步浓缩至50％以上，浓缩度高，增加反应釜18之后可以进行脱羧等反应；升膜蒸发器5与反应釜18需要的冷凝温度都是是-30℃-室温；所述冷凝器14可以同时给升膜与反应釜产生的蒸汽冷凝，节省一台冷凝器14、一台制冷设备。所述预热器3管程的上部出口处通过管道与进料罐4相连接，所述出料罐6通过管道与分离罐9之间相连通，所述分离罐9的上端设置有分离板10且分离板10与分离罐10的盖子之间固定连接，分离罐9内部设计有向上的弯管和焊接在顶部盖子中间偏左的分离板10；由于原料就在升膜蒸发器5内强烈汽化喷涌而出进入分离罐9，分离板10可以直接卸去蒸汽大部分流速，然后蒸汽再进入向上的弯管再进入预热器3；而浓缩液靠重力留下，沉积在分离罐9底部。传统设计只有向上弯管或只有分离板10设计，此设计更加合理，所述分离罐9的下部设置第二阀门17且第二阀门17通过管道与E接口23相连接，所述反应釜18底部的G接口25且G接口25通过管道与第二收集罐20相连接，所述分离罐9和预热器3壳程之间设置弯向管11且分离罐9通过弯向管11与预热器3壳程之间相连通，所述预热器3与第一换热器13之间通过管道连接，所述预热器3壳程通过管道与第一换热器13之间相连接，所述第一换热器13和第二换热器14通过管道与第二收集罐16上端的F接口24相连接，所述真空泵26通过管道连接第一换热器13和第二换热器14，加热介质在列管壳程由A接口7至B接口8、C接口21至D接口22循环流动，可以节约用水，设备的加热温度为室温～150℃，与蒸汽加热相比，对沸点相近又低于100℃的料液就很友好，能起到很好的分离效果，由压强公式P＝ρgh，物料与系统两者间一直存在压差，物料可以连续不断的进入系统；相对于传输泵泵入，该设计可以省去传输泵，本系统真空度气密性很好，24小时真空度波动0.01Mpa。当系统运行时，第一换热器13和第二换热器14和会使蒸汽冷凝，蒸气体积大，冷凝液体积小，会产生真空地带，从第一换热器13和第二换热器14到升膜蒸发器5一直保持由高到低的真空环境，蒸汽始终会流入第一换热器13和第二换热器14，系统会持续不断地运行。
进一步改进的，如图1所示：所述反应釜18的顶部设有搅拌器19且搅拌器19的输出端延伸至反应釜18内部，搅拌器19搅拌浓缩液，使浓缩液进一步蒸发，提升浓度。
进一步改进的，如图1所示：所述预热器3的下部设有流量计2且流量计2的下部设有第一阀门1，所述第一阀门1与外部上料装置相连接，物料可通过第一阀门1开合与流量计2检测进行实时调整进料流量，安全可控。
进一步改进的，如图1所示：所述第一换热器13和第二换热器14的管道连接处设置视镜15，全景式视镜15可以非常容易观察物料在设备内部反应情况。
进一步改进的，如图1所示：所述预热器3与第一换热器13的管道之间设置排凝阀12且排凝阀12为机械阀，所述排凝阀通过管道与F接口24连接，在预热壳程产生冷凝水后，排凝阀12可以自动排掉冷凝水，回收冷凝液，实现自动控制。
进一步改进的，如图2所示：所述第一换热器13和第二换热器14均为双板换结构，第一换热器13由水塔制冷，第二换热器14由冷机制冷，第二换热器14可以回收第一换热器13逃逸出来的蒸气，减少物料的损失，从预热器3、第一换热器13和第二换热器14收集的冷凝液可以再用于溶剂循环使用，节约物料成本，换热器与换热器串联，公用一台功率匹配的冷机或水塔。
进一步改进的，如图1所示：所述分离板10表面、分离罐9的内表面和反应釜18的内表面均设有防黏涂层，防黏涂层具有耐高温、摩擦系数低和防粘性等特点，能有效防止粘黏、堵塞、结垢等负面效果。
进一步改进的，如图1所示：所述进料罐4、出料罐6、分离罐9和反应釜18的内部均设置有均为夹层，夹层可以抽真空，防止蒸气冷凝，影响浓缩液浓度。
本发明整机设备通过真空泵26从换热器抽真空，使整机设备处于低真空环境，原料经第一阀门1、流量计2再经预热器3预热后，被加热到沸点，进入升膜蒸发器5底部的进料罐4，升膜蒸发器5的列管壳程会被加热，原料在升膜蒸发器5的列管管程内强烈汽化，生成的蒸气带动料液沿管壁呈膜状上升，料液进入分离罐9后撞击分离板10，生成高温蒸汽，由真空引导进入预热器3的壳程，遇到低温原料，由于高温蒸汽与原料之间存在温差，高温蒸汽冷凝一部分，然后再进入第一换热器13冷凝大部分，剩余逃逸出来的气体，被第二换热器14冷凝，所有冷凝液靠重力从F接头流入第一收集罐16，实现蒸汽近乎100％的回收；分离出的浓缩液沉积在分离罐9底部，打开第二阀门17，浓缩液靠重力从E接头流入反应釜18，外部对反应釜18夹层加热，搅拌器19搅动，使产生的蒸汽进入换热器冷凝，冷凝液靠重力从F接头流入第一收集罐16，分离出的更高纯度的浓缩液靠重力从G接头流入第二收集罐20，该设备具有集成度高，节省设备，节约空间，经济性好的特点，同时操作性强，灵活度大，安全可控，真空泵26待系统运行平稳后可以关闭；更可以增加蒸汽的回收率，有效的能源利用并节能环保。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (8)
1.一种蒸发浓缩分离回收设备，包括：回收设备，其特征在于：所述回收设备由预热器(3)、升膜蒸发器(5)、反应釜(18)、分离罐(9)、第一收集罐(16)、第二收集罐(20)、第一换热器(13)、第二换热器(14)和真空泵(26)组成，所述预热器(3)由预热管程和预热壳程组成，其中预热管程位于预热壳程内部，所述升膜蒸发器(5)由列管管程和列管壳程组成，其中列管管程位于列管壳程内部，所述升膜蒸发器(5)的下部设有进料罐(4)且上端设置出料罐(6)，所述升膜蒸发器(5)壳程的侧面分别设有A接口(7)和B接口(8)，所述反应釜(18)上部设有E接口(23)且夹层两侧分别设有C接口(21)和D接口(22)，所述反应釜(18)的顶部设有H接口(27)且H接口(27)与第二换热器(14)左侧下部接口相连，所述反应釜(18)的底部设有G接口(25)，所述第二收集罐(20)的上端设有F接口(24)，所述预热器(3)管程的上部出口处通过管道与进料罐(4)相连接，所述出料罐(6)通过管道与分离罐(9)之间相连通，所述分离罐(9)的上端设置有分离板(10)且分离板(10)与分离罐(10)的盖子之间固定连接，所述分离罐(9)的下部设置第二阀门(17)且第二阀门(17)通过管道与E接口(23)相连接，所述反应釜(18)底部的G接口(25)且G接口(25)通过管道与第二收集罐(20)相连接，所述分离罐(9)和预热器(3)壳程之间设置弯向管(11)且分离罐(9)通过弯向管(11)与预热器(3)壳程之间相连通，所述预热器(3)与第一换热器(13)之间通过管道连接，所述预热器(3)壳程通过管道与第一换热器(13)之间相连接，所述第一换热器(13)和第二换热器(14)通过管道与第二收集罐(16)上端的F接口(24)相连接，所述真空泵(26)通过管道连接第一换热器(13)和第二换热器(14)。
2.根据权利要求1所述的一种蒸发浓缩分离回收设备，其特征在于：所述反应釜(18)的顶部设有搅拌器(19)且搅拌器(19)的输出端延伸至反应釜(18)内部。
3.根据权利要求1所述的一种蒸发浓缩分离回收设备，其特征在于：所述预热器(3)的下部设有流量计(2)且流量计(2)的下部设有第一阀门(1)，所述第一阀门(1)与外部上料装置相连接。
4.根据权利要求1所述的一种蒸发浓缩分离回收设备，其特征在于：所述第一换热器(13)和第二换热器(14)的管道连接处设置视镜(15)。
5.根据权利要求4所述的一种蒸发浓缩分离回收设备，其特征在于：所述预热器(3)与第一换热器(13)的管道之间设置排凝阀(12)且排凝阀(12)为机械阀，所述排凝阀通过管道与F接口(24)连接。
6.根据权利要求5所述的一种蒸发浓缩分离回收设备，其特征在于：所述第一换热器(13)和第二换热器(14)均为双板换结构。
7.根据权利要求1所述的一种蒸发浓缩分离回收设备，其特征在于：所述分离板(10)表面、分离罐(9)的内表面和反应釜(18)的内表面均设有防黏涂层。
8.根据权利要求7所述的一种蒸发浓缩分离回收设备，其特征在于：所述进料罐(4)、出料罐(6)、分离罐(9)和反应釜(18)的内部均设置有均为夹层。
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