CN203090493U

CN203090493U - 聚乙二醇溶液的多效板式蒸发和闪蒸相结合的浓缩装置

Info

Publication number: CN203090493U
Application number: CN 201320118136
Authority: CN
Inventors: 吴成刚; 杨崇麟; 姚岷民; 郭公新; 武师朋
Original assignee: Nanjing Gaojie Light Industrial Equipment Co Ltd
Current assignee: Nanjing Gaojie Light Industrial Equipment Co Ltd
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2023-03-15

Abstract

本技术提供一种把聚乙二醇溶液浓缩到95%以上的聚乙二醇溶液的多效板式蒸发和闪蒸相结合的浓缩装置。它包括闪蒸罐以及多个板式蒸发器、旋风分离器组成的多效板式蒸发装置，多效板式蒸发装置中的最后一效旋风分离器的出料口与闪蒸罐的进料口相通。

Description

聚乙二醇溶液的多效板式蒸发和闪蒸相结合的浓缩装置

技术领域

本技术涉及一种把聚乙二醇溶液（太阳能切割液）浓缩到较高浓度（浓度在95%以上）的浓缩装置。

背景技术

在化工、轻工、食品等工业中，有许多低浓度的物料需要将其浓缩，提高其浓度，才能成为产品，或进入下一道生产工序。浓缩最常用的方法是蒸发，其原理是用加热的方法把物料（溶液）中的溶剂（通常是水），蒸除掉。但由于溶液的沸点升值随浓度增高、温度降低而提高。又因为许多物料在高温下，易变色、变味，不得不控制其浓缩时的温度（例如50-60℃），使得沸点升值特大。

例如，对于木糖醇，当浓度为80%、温度为60℃时，其沸点升值将达到17℃；甘蔗糖浓度在80%时沸点升值将达到14℃。对淀粉糖、糖醇类等热敏性物料，在高温下，易变色、变味，营养成分受损，因此都将第一效的蒸发温度控制在100℃以下，末效蒸发温度控制在55-60℃左右。在较低的温度下，溶液的过高沸点升值，将导致蒸发器的传热温差很小，甚至没有传热温差，蒸发浓缩行为无法进行，所以采用普通的蒸发方式无法将聚乙二醇溶液浓缩到较高浓度（浓度在95%以上）。

技术内容

本技术的目的是提供一种把聚乙二醇溶液浓缩到95%以上的聚乙二醇溶液的多效板式蒸发和闪蒸相结合的浓缩装置。

本聚乙二醇溶液的多效板式蒸发和闪蒸相结合的浓缩装置，它包括闪蒸罐以及多个板式蒸发器、旋风分离器组成的多效板式蒸发装置，多效板式蒸发装置中的最后一效旋风分离器的出料口与闪蒸罐的进料口相通。

上述的浓缩装置，闪蒸罐的出料口与闪蒸罐的进料口相通。这即是循环闪蒸。

上述的浓缩装置，所述闪蒸罐有多个，上级闪蒸罐的出料口与下级闪蒸罐的进料口相通；多效板式蒸发装置中的最后一效旋风分离器的出料口与一级闪蒸罐的进料口相通。这即是多级闪蒸。

上述的浓缩装置，一效旋风分离器的出汽口的一个分支与压缩机的进汽口相通，压缩机的出汽口与一效蒸发器的进汽口相通。从一效旋风分离器出来的二次蒸汽的一部分进入压缩机中进行压缩，使得其温度、压力升高，然后再送入一效蒸发器作为加热蒸汽用。

上述的浓缩装置，一效旋风分离器的出汽口的一个分支与蒸汽喷射泵的低压进汽口相通，蒸汽喷射泵的出汽口与一效蒸发器的进汽口相通。从一效旋风分离器出来的二次蒸汽的一部分进入蒸汽喷射泵，以高压蒸汽为动力，将该部分二次蒸汽压缩并和高压蒸汽混合后送入一效蒸发器作为加热蒸汽用。

使用本装置时，用多效板式蒸发装置采用多效板式蒸发方式将聚乙二醇溶液浓缩到80-85%，然后用闪蒸罐采用闪蒸方式将浓度为80-85%聚乙二醇溶液溶液再浓缩。

本技术的有益效果：分析任何一种物料，从初始浓度（10%）浓缩到完成液的浓度为99.9%时，浓度与蒸发量的关系如表1。

表1

表1注：1.原始物料量为1吨浓度为10%。2.蒸发量为将浓度为10%的溶液浓缩到当前浓度，需蒸发去除的水量（吨）。3.蒸增量为当前浓度的蒸发量与前一浓度蒸发量之差（吨）。

将表1中的数据绘成曲线如图一所示：

分析表1中的数据，可以看出，对浓度为10%的1吨原始物料，从浓度10%提升到40%，需要蒸发除去0.75吨水，从40%提升到70%，需蒸发除去0.1071吨水，从70%提升到99.9%只需蒸发除去0.0428吨水（42.8公斤）。可见物料在高浓时，只要除去几公斤水，浓度就直线上升。图1就揭示了浓度从80%以后再进行浓缩的状态。曲线末尾的陡峭为本技术的组合浓缩——多效板式蒸发加闪蒸提供了依据。数据显示，将浓度80%提高到99.9%，只要去除25公斤水就可以了。也就是说该物料从浓度10%提升到80%采用多效板式蒸发，然后采用闪蒸将浓度提高到99%以上是完全可行的。因此，本技术是聚乙二醇（太阳能切割液）组合浓缩法，其是将多效板式蒸发和闪蒸相结合，使得完成液浓度达到95%甚至99%以上。本装置结构简单，使用方便，可以将物料浓缩至95%以上的较高浓度。

闪蒸属于现有技术，即把溶液在一定压力下加热到一定温度，然后注入下级压力较低的容器中，突然扩容使部分水汽化为蒸汽的过程。闪蒸可以是循环闪蒸，即闪蒸罐的出料口与闪蒸罐的进料口相通，使得通过闪蒸后的物料再送入闪蒸罐进行再次闪蒸，直到达到所需浓度。闪蒸可以是多级闪蒸，即闪蒸罐有多个，上级闪蒸罐的出料口与下级闪蒸罐的进料口相通；通过上级闪蒸罐闪蒸后物料进入下级闪蒸罐再次闪蒸，直到达到所需浓度。

多效板式蒸发属于现有技术，可以是多个板式蒸发器组成的多效板式蒸发装置进行的普通多效板式蒸发；也可是从一效旋风分离器出来的二次蒸汽的一部分进入压缩机中进行压缩，使得其温度、压力升高，然后再送入一效蒸发器作为加热蒸汽用（即机械蒸汽压缩MVR+多效板式蒸发）；还可以是从一效蒸发器出来的二次蒸汽的一部分进入蒸汽喷射泵，以高压蒸汽为动力，将该部分二次蒸汽压缩并和高压蒸汽混合后送入一效蒸发器作为加热蒸汽用（即蒸汽喷射TVR+多效板式蒸发）。

附图说明

图1是蒸发量与浓度关系图。

图2是实施例1的浓缩装置示意图。

图3是实施例2的浓缩装置示意图。

具体实施方式

实施例1：多效板式蒸发+多级闪蒸

参见图2所示聚乙二醇溶液的多效板式蒸发和多级闪蒸相结合的浓缩装置，它包括三效板式蒸发装置1和二级闪蒸装置2。

三效板式蒸发装置1包括一效、二效、三效蒸发器11、13、15，一级、二级、三级旋风分离器12、14、16。

二级闪蒸装置2包括一级换热器21、一级闪蒸罐22、一级冷凝器23、一级分离罐24、二级换热器25、二级闪蒸罐26、二级冷凝器27、二级分离罐28、真空泵29。

浓度较低的物料进入一效蒸发器后，受热蒸发，经一效蒸发器的出料口进入一级旋风分离器内，从一级旋风分离器的底部出料口出来的物料再进入二效蒸发器的进料口。从一级旋风分离器的上部出汽口出来的（二次）蒸汽再进入二效蒸发器的进汽口。

物料进入二效蒸发器后，受热蒸发，经二效蒸发器的出料口进入二级旋风分离器内，从二级旋风分离器的底部出料口出来的物料再进入三效蒸发器的进料口。从二级旋风分离器的上部出汽口出来的（二次）蒸汽再进入三效蒸发器的进汽口。

物料进入三效蒸发器后，受热蒸发，经三效蒸发器的出料口进入三级旋风分离器内，从三级旋风分离器的底部出料口出来的物料再进入一级换热器的物料通道的进料口。从三级旋风分离器的上部出汽口出来的（二次）蒸汽再进入冷凝器。

在一级换热器内的物料被加热后，经一级换热器的物料通道的出料口出来的物料进入一级闪蒸罐，闪蒸后浓度较高的物料从一级闪蒸罐的底部出料口出来进入二级换热器的物料通道的进料口。从一级闪蒸罐的上部出汽口出来的蒸汽进入一级冷凝器进行冷凝，一级冷凝器的冷凝水出口接一级分离罐的冷凝水进口，一级分离罐的上部出气口与真空泵相连。

进入二级换热器内的物料被加热后，经二级换热器的物料通道的出料口出来的物料进入二级闪蒸罐，闪蒸后浓度较高的物料从二级闪蒸罐的底部出料口出来，即得到极高浓度的成品。从二级闪蒸罐的上部出汽口出来的蒸汽进入二级冷凝器进行冷凝，二级冷凝器的冷凝水出口接二级分离罐的冷凝水进口，二级分离罐的上部出气口与真空泵相连。

实施例2：多效板式蒸发+循环闪蒸

参见图3所示聚乙二醇溶液的多效板式蒸发和循环闪蒸相结合的浓缩装置，它包括三效板式蒸发装置1和循环闪蒸装置3。

三效板式蒸发装置1与实施例1中的三效板式蒸发装置完全相同，其具体组成及工作过程不再赘述。

循环闪蒸装置3包括中间罐31、换热器32、闪蒸罐33、冷凝器34、分离罐35、真空泵39。

从三级分离器的底部出料口出来的物料进入中间罐的进料口。中间罐上部的再进料口与闪蒸罐的底部出料口相通。中间罐下部的出料口的一个分支与换热器的物料通道的进料口相通。换热器的物料通道的出料口与闪蒸罐的进料口相通。从闪蒸罐的上部出汽口出来的蒸汽进入冷凝器进行冷凝，冷凝器的冷凝水出口接分离罐的冷凝水进口，分离罐的上部出气口与真空泵相连。

从中间罐的出来的物料经换热器加热后，进入闪蒸罐进行闪蒸，闪蒸后浓度较高的物料从闪蒸罐的底部出料口出来，再进入中间罐。循环进行该过程，即可从中间罐下部的出料口的另一个分支得到极高浓度的成品。三效板式蒸发+循环闪蒸是间歇操作的，物料经三效蒸发浓缩后，先储存在中间罐内，到一定程度后，停下三效蒸发，将中间罐中的物料进行循环闪蒸，直至达到成品要求的浓度送出，此后进行下轮三效蒸发、闪蒸。

本技术针对浓缩曲线（图1）尾端的陡峭现象采用闪蒸浓缩是非常合适的，因为闪蒸是降压蒸发，蒸发量小，不受溶液的沸点升值影响。将某一物料浓缩到极高浓度，采用两步蒸发：第一步：用多效板式蒸发装置采用多效板式蒸发，将物料从进料浓度浓缩到80-85%。可用常规多效板式蒸发、TVR+多效板式蒸发、或MVR+多效板式蒸发。第二步：用闪蒸罐采用闪蒸方式，将浓度为80-85%物料根据用户的要求浓缩到极高浓度（浓度99%以上），直至接近无水（浓度在99.5%以上）。闪蒸可采用多级闪蒸（参见实施例1）或循环闪蒸（参见实施例2）。

本发明是一种新型浓缩方法，把多效板式蒸发和闪蒸有机地结合在一起，用于聚乙二醇的浓缩，低浓度段采用多效板式蒸发（包括：普通多效板式蒸发，TVR+多效板式蒸发，MVR+多效板式蒸发），将物料浓缩到中高浓度（80-85%），然后采用闪蒸将物料的浓度提高到极高程度，以至99%以上。

Claims

1.聚乙二醇溶液的多效板式蒸发和闪蒸相结合的浓缩装置，它包括闪蒸罐以及多个板式蒸发器、旋风分离器组成的多效板式蒸发装置，其特征是：多效板式蒸发装置中的最后一效旋风分离器的出料口与闪蒸罐的进料口相通。

2.如权利要求1所述的浓缩装置，其特征是：闪蒸罐的出料口与闪蒸罐的进料口相通。

3.如权利要求1所述的浓缩装置，其特征是：所述闪蒸罐有多个，上级闪蒸罐的出料口与下级闪蒸罐的进料口相通；多效板式蒸发装置中的最后一效旋风分离器的出料口与一级闪蒸罐的进料口相通。

4.如权利要求1、2或3所述的浓缩装置，其特征是：一效旋风分离器的出汽口的一个分支与压缩机的进气口相通，压缩机的出汽口与一效蒸发器的进汽口相通。

5.如权利要求1、2或3所述的浓缩装置，其特征是：一效旋风分离器的出汽口的一个分支与蒸汽喷射泵的低压进汽口相通，蒸汽喷射泵的出汽口与一效蒸发器的进汽口相通。