CN201762130U - 一种双效蒸汽再压缩热质回收系统 - Google Patents

一种双效蒸汽再压缩热质回收系统 Download PDF

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本实用新型公开了一种用于液态或固液混合物料回收利用的节能保环、运行稳定的双效蒸汽再循环热质回收系统,包括供料泵、初效蒸发器、初效压缩机、末效蒸发器、末效压缩机、初效预热器、逸气预热器、末效预热器、排水泵,供料泵、初效预热器冷侧、逸气预热器冷侧、初效蒸发器供料口相连,初效蒸发器出料口、末效预热器冷侧、末效蒸发器供料口相连,初效蒸发器蒸汽出口、初效压缩机、初效蒸发器蒸汽进口相连,末效蒸发器蒸汽出口、末效压缩机、末效蒸发器蒸汽进口相连,末效蒸发器出料口连接完成料出料管,末效蒸发器冷凝水出口、末效预热器热侧相连并与初效蒸发器冷凝水出口汇合后与初效预热器热侧、排水泵相连,初效蒸发器逸气出口、逸气预热器热侧相连。

Description

一种双效蒸汽再压缩热质回收系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种双效蒸汽再压缩热质回收系统,属于热量与物料回收领域。 背景技术
[0002] 目前,很多工业过程中都有大量的废液排出,这些废液往往含有各种无机盐及其 他杂质,而且排出温度一般都较高,废液的直接排放既造成了能量和物料的浪费,也造成了 环境污染及热污染。由于这些废液排放温度高、易结晶、具有腐蚀性、易发泡等原因,使得很 难直接回收其热量和其中的物料,为了处理这些废液会造成大量的能耗和投入。
[0003] 另外,很多行业中需要对液态或固液混合物料进行浓缩、结晶和分馏等处理,以获 得比较纯净的最终产品,目前多采用蒸汽对物料进行加热蒸发的技术来达到上述目的。为 了获得尽量高的效率,相应处理设备经常采用多效蒸发,即采用多个蒸发器进行逐级蒸发。 由于多效蒸发无法完全利用蒸发出的二次蒸汽的热量,因此能源利用效率仍然较低,同时 设备结构复杂。
[0004] 目前,国外已经有蒸汽再压缩技术及设备来处理这些包括废液在内的液态或固液 混合物料,现有技术一般只采用一台蒸发器,采用将从物料中蒸发的蒸汽进行压缩升温后 用于蒸发器中蒸发液态或固液混合物料。这种技术由于充分利用了蒸发的二次蒸汽的热 量,可以达到较高的能源利用效率,同时设备的体积也大大缩小。但是,只有一台蒸发器的 蒸汽再压缩设备也存在一些问题:由于一般液态或固液混合物料在逐渐被浓缩后,其中的 盐类等成分会使得物料的结晶温度增加,从而导致在蒸发过程后期,物料的沸点上升,从而 使得蒸汽压缩机的压差增大,导致蒸汽压缩机的运行不稳定和功耗增加,尤其是初效物料 的浓度较低而要求的终了浓度较高时,这种问题会更加明显。
实用新型内容
[0005] 本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种节约能源、保 护环境、运行稳定的双效蒸汽再循环热质回收系统。
[0006] 本实用新型所采用的技术方案是:本实用新型的双效蒸汽再循环热质回收系统包 括供料泵、初效蒸发器、初效蒸汽压缩机、末效蒸发器、末效蒸汽压缩机、初效冷凝预热器、 逸气预热器、末效冷凝预热器、冷凝水排水泵,所述供料泵、所述初效冷凝预热器的冷侧、所 述逸气预热器的冷侧、所述初效蒸发器的供料口依次通过初效物料供料管相连接,所述初 效蒸发器的出料口、所述末效冷凝预热器的冷侧、所述末效蒸发器的供料口依次通过末效 物料供料管相连接,所述初效蒸发器的蒸汽出口、所述初效蒸汽压缩机、所述初效蒸发器的 蒸汽进口依次通过初效再压缩蒸汽管相连接,所述末效蒸发器的蒸汽出口、所述末效蒸汽 压缩机、所述末效蒸发器的蒸汽进口依次通过末效再压缩蒸汽管相连接,所述末效蒸发器 的出料口连接完成料出料管,所述初效蒸发器的冷凝水出口连接初效蒸汽冷凝水管,所述 末效蒸发器的冷凝水出口、所述末效冷凝预热器的热侧依次通过末效蒸汽冷凝水管相连 接,所述初效蒸汽冷凝水管、所述末效蒸汽冷凝水管汇合后依次通过冷凝水总排水管与所述初效冷凝预热器的热侧、所述冷凝水排水泵相连接,所述初效蒸发器的逸气出口、所述逸 气预热器的热侧依次通过逸气管相连接。
[0007] 所述初效蒸汽压缩机的蒸汽进口为常压或微正压,所述末效蒸汽压缩机的蒸汽进 口为负压。
[0008] 所述初效蒸发器采用强制循环蒸发器,所述末效蒸发器采用列文管式蒸发器。
[0009] 本实用新型的有益效果是:本实用新型将现有的蒸汽再压缩系统进行了改进,通 过多效处理,使得各效的蒸汽沸点能和物料浓缩前后的沸点上升一致,同时降低了各效的 蒸汽压缩前后的压力差,从而使得蒸汽压缩功率小于单效的蒸汽再压缩系统的压缩功率, 整个蒸发系统的能效高于单效的蒸汽再压缩系统的能效,因此本实用新型能够将物料中的 有用的物质用较低的能耗分离出来,对于物料本身温度已经较高而携带余热的情况,本实 用新型还能够将余热进行回收,提高了能量和物料的利用率,避免了废料及废热对环境的 污染,可以产生明显的经济效益,故本实用新型节约能源、保护环境、运行稳定。
附图说明
[0010] 图1是本实用新型双效蒸汽再压缩热质回收系统的总体结构示意图。 具体实施方式
[0011] 如图1所示,本实用新型的双效蒸汽再循环热质回收系统包括供料泵14、初效蒸 发器10、初效蒸汽压缩机11、末效蒸发器20、末效蒸汽压缩机21、初效冷凝预热器12、逸气 预热器13、末效冷凝预热器22、冷凝水排水泵15,所述供料泵14、所述初效冷凝预热器12 的冷侧、所述逸气预热器13的冷侧、所述初效蒸发器10的供料口依次通过初效物料供料管 31相连接,所述初效蒸发器10的出料口、所述末效冷凝预热器22的冷侧、所述末效蒸发器 20的供料口依次通过末效物料供料管32相连接,所述初效蒸发器10的蒸汽出口、所述初效 蒸汽压缩机11、所述初效蒸发器10的蒸汽进口依次通过初效再压缩蒸汽管61相连接,所述 末效蒸发器20的蒸汽出口、所述末效蒸汽压缩机21、所述末效蒸发器20的蒸汽进口依次 通过末效再压缩蒸汽管62相连接,所述末效蒸发器20的出料口连接完成料出料管50,所 述初效蒸发器10的冷凝水出口连接初效蒸汽冷凝水管71,所述末效蒸发器20的冷凝水出 口、所述末效冷凝预热器22的热侧依次通过末效蒸汽冷凝水管72相连接,所述初效蒸汽冷 凝水管71、所述末效蒸汽冷凝水管72汇合后依次通过冷凝水总排水管70与所述初效冷凝 预热器12的热侧、所述冷凝水排水泵15相连接,所述初效蒸发器10的逸气出口、所述逸气 预热器13的热侧依次通过逸气管40相连接;对于待处理物料在所述初效蒸发器10中的蒸 发,应控制蒸发温度以保证物料不会结晶或起泡,采用常压或微正压蒸发,即所述初效蒸汽 压缩机11的蒸汽进口为常压或微正压,因此所述初效蒸发器10的结构不需要考虑物料结 晶、起泡以及浓度增大的影响,可采用不需要考虑承压的常规蒸发器,如采用泵驱动溶液循 环的强制循环蒸发器,所述初效蒸汽压缩机11可以采用压缩比较小的蒸汽压缩机,这样可 有效地降低所述初效蒸发器10和所述初效蒸汽压缩机11的造价及运行能耗;对于末效待 处理物料在所述末效蒸发器20中的蒸发,由于此时物料的浓度已经较高,其蒸发温度也会 随之升高即沸点升高,因此采用负压蒸发可有效地降低沸点温度,即所述末效蒸汽压缩机 21的蒸汽进口为负压,而浓度较高的特点可有效降低所述末效蒸发器20的换热面积和所
4述末效蒸汽压缩机21的压缩比,从而有效地降低所述末效蒸发器20和所述末效蒸汽压缩 机21的造价,但同时需注意,浓度较高和负压蒸发使得所述末效蒸发器20应选择耐结晶、 耐起泡性能以及密封耐压性能较好的蒸发器如列文管式蒸发器。从以上分析可以看出,与 单效蒸汽再压缩系统相比,双效蒸汽再压缩系统的能效更高。
[0012] 本实用新型的运行过程如下:待处理的物料通过所述初效物料供料管31由所述 供料泵14送至所述初效蒸发器10中,途中依次在经过所述初效冷凝预热器12时被所述冷 凝水总排水管70中由所述初效蒸发器10和所述末效蒸发器20中排出的加热蒸汽冷凝水 预热,在经过所述逸气预热器13时被所述初效蒸发器10中蒸汽冷凝后逸出的不凝的逸出 气体进一步预热;预热后的物料在所述初效蒸发器10中被所述初效蒸汽压缩机11加压升 温后的蒸汽在常压或微正压下通过换热管加热至沸腾,沸腾后得到的蒸汽在除去其中的液 滴后由所述初效再压缩蒸汽管61被所述初效蒸汽压缩机11循环压缩升温,加热物料后的 蒸汽成为冷凝水由所述初效蒸汽冷凝水管71排出,其中的不凝气体通过所述逸气管40进 入所述逸气预热器13中预热初效物料后排出,物料在沸腾蒸汽逸出后浓缩成为末态待处 理物料;末态待处理物料由所述末效物料供料管32进入所述末效蒸发器20中,途中经过所 述末效冷凝预热器22被由所述末效蒸发器20中排出的加热蒸汽冷凝水预热,预热的物料 在所述末态蒸发器20中被所述末效蒸汽压缩机21加压升温后的蒸汽在负压下通过换热管 加热至沸腾,沸腾后得到的蒸汽在除去其中的液滴后由所述末效再压缩蒸汽管62被所述 末效蒸汽压缩机21循环压缩升温,加热物料后的蒸汽成为冷凝水由所述末效蒸汽冷凝水 管72排出,途中冷凝水在所述末效物料冷凝预热器22中对由所述末效物料供料管32输送 的末态待处理物料进行预热,物料在水分蒸发后浓缩,通过所述完成料出料管50从所述末 效蒸发器20的出料口出料;所述末效蒸汽冷凝水管72预热降温后的末态蒸汽冷凝水和所 述初效蒸汽冷凝水管71预热降温后的初态蒸汽冷凝水混合进入所述冷凝水总排水管70中 并通过所述初效冷凝预热器12将所述初效物料供料管31中的待处理初效物料进行预热, 预热降温后的冷凝水由所述冷凝水排水泵15排出。
[0013] 本实用新型将现有的蒸汽再压缩系统进行了改进,通过多效处理,使得各效的蒸 汽沸点能和物料浓缩前后的沸点上升一致,同时降低了各效的蒸汽压缩前后的压力差,从 而使得蒸汽压缩功率小于单效的蒸汽再压缩系统的压缩功率,整个蒸发系统的能效高于单 效的蒸汽再压缩系统的能效,因此本实用新型能够将物料中的有用的物质用较低的能耗分 离出来,对于物料本身温度已经较高而携带余热的情况,本实用新型还能够将余热进行回 收,提高了能量和物料的利用率,避免了废料及废热对环境的污染,可以产生明显的经济效 益,因此本实用新型节约能源、保护环境、运行稳定,可用于含有多种不同蒸发温度的液态 或固液混合物料或废液的浓缩、回收以及热量的回收利用。
[0014] 本实用新型可广泛应用于液态或固液混合物料回收利用领域。
5

Claims (3)

  1. 一种双效蒸汽再压缩热质回收系统,其特征在于:包括供料泵(14)、初效蒸发器(10)、初效蒸汽压缩机(11)、末效蒸发器(20)、末效蒸汽压缩机(21)、初效冷凝预热器(12)、逸气预热器(13)、末效冷凝预热器(22)、冷凝水排水泵(15),所述供料泵(14)、所述初效冷凝预热器(12)的冷侧、所述逸气预热器(13)的冷侧、所述初效蒸发器(10)的供料口依次通过初效物料供料管(31)相连接,所述初效蒸发器(10)的出料口、所述末效冷凝预热器(22)的冷侧、所述末效蒸发器(20)的供料口依次通过末效物料供料管(32)相连接,所述初效蒸发器(10)的蒸汽出口、所述初效蒸汽压缩机(11)、所述初效蒸发器(10)的蒸汽进口依次通过初效再压缩蒸汽管(61)相连接,所述末效蒸发器(20)的蒸汽出口、所述末效蒸汽压缩机(21)、所述末效蒸发器(20)的蒸汽进口依次通过末效再压缩蒸汽管(62)相连接,所述末效蒸发器(20)的出料口连接完成料出料管(50),所述初效蒸发器(10)的冷凝水出口连接初效蒸汽冷凝水管(71),所述末效蒸发器(20)的冷凝水出口、所述末效冷凝预热器(22)的热侧依次通过末效蒸汽冷凝水管(72)相连接,所述初效蒸汽冷凝水管(71)、所述末效蒸汽冷凝水管(72)汇合后依次通过冷凝水总排水管(70)与所述初效冷凝预热器(12)的热侧、所述冷凝水排水泵(15)相连接,所述初效蒸发器(10)的逸气出口、所述逸气预热器(13)的热侧依次通过逸气管(40)相连接。
  2. 2.根据权利要求1所述的双效蒸汽再压缩热质回收系统,其特征在于:所述初效蒸汽 压缩机(11)的蒸汽进口为常压或微正压,所述末效蒸汽压缩机(21)的蒸汽进口为负压。
  3. 3.根据权利要求1所述的双效蒸汽再压缩热质回收系统,其特征在于:所述初效蒸发 器(10)采用强制循环蒸发器,所述末效蒸发器(20)采用列文管式蒸发器。
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