CN203183709U - 一种蒸发浓缩设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蒸发浓缩设备，包括依次串接的进料泵、预热段、第一分离段和第二分离段，所述的第一分离段包括：二效加热器、二效分离器、二效出料泵以及二效机械蒸汽压缩机；所述的第二分离段包括：一效加热器、一效分离器、一效出料泵以及一效机械蒸汽压缩机。该蒸发浓缩设备中的机械蒸汽压缩机能将分离器分离出的蒸汽压缩后，重新作为加热器的加热介质，提高了热量的利用效率，采用该蒸发浓缩设备能适用于浓度更高与沸点升高值更高物料蒸发，使得该浓缩设备的使用范围更广。

Description

一种蒸发浓缩设备

技术领域

本实用新型涉及食品、化工、生物制药类生产企业用的一种蒸发浓缩设备。

背景技术

蒸发浓缩设备在轻工食品、石油化工、制药等行业的应用非常广泛，蒸发器是生产企业中蒸汽消耗较大的设备，随着石油、天然气、煤炭等不可再生资源的日渐枯竭，为蒸发器提供热源的蒸汽成本也不断增加，蒸汽成本的上升使得蒸发浓缩设备运行成本急剧增加，MVR(Mechanical VaporRecompression机械蒸汽压缩机，简称MVR)蒸发器为降低蒸发浓缩的蒸汽用量，提升企业竞争力，节能减排有重要的意义，在市场上具有极大的应用前景。

公开号为CN2543572Y的中国专利申请公开了一种三效浓缩器，包括第一效、第二效、第三效蒸发室，每效蒸发室的入液口和相应的加热室的上喷口管路连接，每一效均要有单独的加热器、蒸发器。液体从加热室的上喷口进入蒸发室的入液口后蒸发，液体浓缩要经过三个分开的加热器和蒸发器才能实现，浪费能源，使用效率降低，而且损失了大量原料液体。

公开号为CN102389639A的中国专利申请公开了一种尿素溶液蒸发浓缩设备，该设备包括通过一段表面冷凝器、一段蒸汽喷射器、一段蒸发分离器、二段表面冷凝器、二段蒸汽喷射器、中间冷凝器、二段第二蒸汽喷射器和二段蒸发分离器，二段蒸汽喷射器、二段第二蒸汽喷射器以及一段蒸汽喷射器与蒸汽管并联；一段蒸汽喷射器与一段表面冷凝器通过双吸水力喷射器与水箱连通，二段第二蒸汽喷射器与中间冷凝器通过另一个双吸水力喷射器与水箱连通，循环泵通过换热器与各双吸水力喷射器连通；一段表面冷凝器与水箱连通。该蒸发浓缩设备能对蒸汽进行一定程度的回收，然而回收程度不够，仍然有一部分较热蒸汽不能得到回收，造成较大的浪费。

实用新型内容

本实用新型公开了一种蒸发浓缩设备，可以有效地提高原料浓缩过程中热量的利用效率。

一种蒸发浓缩设备，包括依次串接的进料泵、预热段、第一分离段和第二分离段，所述的第一分离段包括：

二效加热器，用于加热从预热段进入的物料；

二效分离器，用于将二效加热器加热的物料分离成蒸汽和初级浓缩液；

二效出料泵，用于将初级浓缩液导入到第二分离段；以及

二效机械蒸汽压缩机，用于压缩二效分离器分离得到的蒸汽，将该蒸汽转化为二效加热器的加热介质；

所述的第二分离段包括：

一效加热器，用于加热从第一分离段导入的初级浓缩液；

一效分离器，用于将一效加热器加热的初级浓缩液分离成蒸汽和浓缩液；

一效出料泵，用于导出浓缩液；以及

一效机械蒸汽压缩机，用于压缩一效分离器分离得到的蒸汽，将该蒸汽转化为一效加热器的加热介质。

本实用新型中，由二效分离器和一效分离器分离出的蒸汽分别经过二效机械蒸汽压缩机和一效机械蒸汽压缩机压缩后，温度和压力升高，将升温后的蒸汽重新导入二效加热器和一效加热器作为加热介质，使热量得到了充分的利用，提高了蒸汽的利用效率。

作为优选，所述的预热段设有蒸汽预热器、用于控制蒸汽预热器中蒸汽流量的蒸汽调节阀和温度传感器；

所述的温度传感器用于监测被蒸汽预热器加热的物料的温度并根据该温度对蒸汽调节阀进行调节。用温度传感器与蒸汽调节阀控制物料的预热温度，可以保证该蒸发浓缩设备运行的蒸发温度。所述的蒸汽调节阀优选为气动调节阀。

由于二效加热器对加热介质温度的要求低于一效加热器，在一效加热器中换热过的蒸汽可以继续应用于二效加热器，作为优选，所述的二效加热器包括由导热壁隔开的二效物料通路和二效加热介质通路；

所述的一效加热器包括由导热壁隔开的一效物料通路和一效加热介质通路；

所述的一效加热介质通路设有与所述二效加热介质通路的入口相连通的一效蒸汽出口，此时，可以进一步提高蒸汽的利用效率。

经过换热后的部分蒸汽会冷凝成为冷凝水，该冷凝水的温度虽然低于水蒸汽的温度，但仍然高于室温，作为优选，所述的二效加热介质通路设有二效冷凝水出口；

所述的一效加热介质通路设有一效冷凝水出口；

所述的预热段还设有冷凝水预热器，该冷凝水预热器位于进料泵与蒸汽预热器之间；

所述的二效冷凝水出口和一效冷凝水出口通过冷凝水管道与冷凝水预热器相连通，此时，可以使冷凝水的热量得到充分的利用。

作为进一步的优选，所述的冷凝水管道上设有冷凝水泵。

作为优选，所述的第一分离段还包括真空泵；

所述的二效加热介质通路设有二效蒸汽出口；

所述的二效蒸汽出口与所述的真空泵相连接，采用真空泵可以不凝气体抽走。

作为优选，所述的第一分离段还设有蒸汽分流阀；

所述的蒸汽分流阀的入口与二效机械蒸汽压缩机的出口相连；

所述的蒸汽分流阀的一个出口与所述的二效加热器的加热介质通路的入口相连，另一个出口与一效机械蒸汽压缩机的入口相连通，采用该种方式可以对第二分离段的蒸汽进行补充，使第二分离段分离得到的浓缩液满足需要。

同现有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

（1）采用机械蒸汽压缩机对分离的蒸汽进行压缩，实现蒸汽的回收利用，提高了热量的使用效率；

（2）第二分离段的加热蒸汽完成加热后，返回第一分离段，提高了热量的利用率。

附图说明

图1为本实用新型的蒸发浓缩设备的示意图；图1中的箭头表示物料、冷凝水和二次蒸汽路线方向；图1中的序号表示：蒸汽调节阀1，温度传感器2，冷凝水预热器3，蒸汽预热器13，进料泵4，冷凝水泵5，真空泵6，二效冷凝水罐7，二效加热器8，二效分离器9，二效机械蒸汽压缩机10，二效出料泵11，一效出料泵12，一效冷凝水罐17，一效加热器18，一效分离器19，一效机械蒸汽压缩机20。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的蒸发浓缩设备作进一步详细描述。

由图1所示的蒸发浓缩设备的示意图可知，该蒸发浓缩设备包括依次串接的进料泵4、冷凝水预热器3、蒸汽预热器13、二效加热器8、二效分离器9、二效出料泵11、一效加热器18、一效分离器19和一效出料泵12，各段通过管道进行连接，其中，待浓缩的物料从进料泵4进入该蒸发浓缩设备，经过两次浓缩后从一效出料泵12流出进行收集。

冷凝水预热器3和蒸汽预热器13共同组成预热段，用于与管道中的流体进行换热，对其进行预热升温以满足后续的操作要求。其中，冷凝水预热器3的热源来自于后续工艺流程冷凝下来的冷凝水，该冷凝水的温度虽然低于水蒸汽的温度，但是却高于室温，用来预热物料可以使热量得到充分利用，减少后续蒸汽的用量。蒸汽预热器13的热源为外部通入的水蒸汽，在水蒸汽的入口处设有蒸汽调节阀1，蒸汽调节阀1具体可为气动调节阀，通过蒸汽调节阀1可以调节进入蒸汽预热器13的蒸汽量，从而进一步调节被预热的物料的温度；在蒸汽预热器13的下游管道上还设有用于测量物料温度的温度传感器2，该温度传感器2通过控制模块（图中未画出）与蒸汽调节阀1相连，该控制模块根据温度传感器2的测量值对蒸汽调节阀1进行调节，从而精确控制物料的预热温度。

二效加热器8、二效分离器9、二效出料泵11、一效加热器18、一效分离器19和一效出料泵12等装置形成分离段，经过预热段加热的物料在分离段进行分离。二效加热器8、二效分离器9和二效出料泵11记为第一分离段，一效加热器18、一效分离器19和一效出料泵12记为第二分离段。

在第一分离段内，二效加热器8包括用于物料通过的二效物料通路和用于蒸汽通过的二效加热介质通路，物料经过二效物料通路进入二效加热器8与二效加热介质通路的蒸汽进行换热后升温，然后进入二效分离器9发生分离，分离成为气相的蒸汽和液相的初级浓缩液两部分，其中，初级浓缩液经过二效出料泵11进入第二分离段进行进一步的浓缩；二效分离器9的蒸汽出口设有二效机械蒸汽压缩机10，具体可以为德维透平压缩风机或Piller/Flatwoods压缩风机，该二效机械蒸汽压缩机10的出口设有蒸汽分流阀（图中未画出），蒸汽经过二效机械蒸汽压缩机10压缩后升温升压，分成两部分，一部分蒸汽作为第一分离段的加热介质进入二效加热器8，另外一部分进入第二分离段，经过进一步升温升压后作为第二分离段的补充蒸汽。

二效加热器8的二效加热介质通路带有两个出口，分别为二效蒸汽出口和二效冷凝水出口，二效蒸汽出口连有真空泵6，二效冷凝水出口连有二效冷凝水罐7，蒸汽在二效加热器8中经过放热后，部分冷凝得到不凝蒸汽和冷凝水，不凝蒸汽经过真空泵6排出体系，冷凝水进入预热段的冷凝水预热器3进行进一步的利用。

第二分离段中，一效加热器18、一效分离器19和一效出料泵12的连接方式和功能与第一分离段基本相同。一效加热器18包括用于物料通过的一效物料通路和用于蒸汽通过的一效加热介质通路，经过第一分离段浓缩后的初级浓缩液经过一效物料通路进入一效加热器18与一效加热介质通路的蒸汽进行换热后升温，然后进入一效分离器19发生分离，分为气相的蒸汽和液相的浓缩液两部分，浓缩液经过一效出料泵12后作为产品收集；一效分离器19的蒸汽出口设有一效机械蒸汽压缩机20，具体可以为德维透平压缩风机或Piller/Flatwoods压缩风机，一效分离器19和一效机械蒸汽压缩机20的连接处带有一支路，该支路与第一分离段的蒸汽分流阀相连，用于引入第一分离段产生的补充蒸汽，两股蒸汽汇合后进入一效机械蒸汽压缩机20，经过一效机械蒸汽压缩机20压缩后升温升压，进入一效加热器18提供热量。

一效加热器18的一效加热介质通路带有两个出口，分别为一效蒸汽出口和一效冷凝水出口，由于一效加热器18对蒸汽的温度的要求高于二效加热器8，一效蒸汽出口连接到二效加热器8的二效加热介质通路的入口，可以进一步提高蒸汽的利用率；一效冷凝水出口连有一效冷凝水罐17，用于导出一效加热器18产生的冷凝水，该冷凝水导入预热段做进一步的利用，为了节省设备，可将第一分离段产生的冷凝水和第二分离段产生的冷凝水合并后经冷凝水泵5导入冷凝水预热器3，实现热量的充分利用。

Claims (7)

1.一种蒸发浓缩设备，包括依次串接的进料泵（4）、预热段、第一分离段和第二分离段，其特征在于，所述的第一分离段包括：

二效加热器（8），用于加热从预热段进入的物料；

二效分离器（9），用于将二效加热器（8）加热的物料分离成蒸汽和初级浓缩液；

二效出料泵（11），用于将初级浓缩液导入到第二分离段；以及

二效机械蒸汽压缩机（10），用于压缩二效分离器（9）分离得到的蒸汽，将该蒸汽转化为二效加热器（8）的加热介质；

所述的第二分离段包括：

一效加热器（18），用于加热从第一分离段导入的初级浓缩液；

一效分离器（19），用于将一效加热器（18）加热的初级浓缩液分离成蒸汽和浓缩液；

一效出料泵（12），用于导出浓缩液；以及

一效机械蒸汽压缩机（20），用于压缩一效分离器（19）分离得到的蒸汽，将该蒸汽转化为一效加热器（18）的加热介质。

2.根据权利要求1所述的蒸发浓缩设备，其特征在于，所述的预热段设有蒸汽预热器（13）、用于控制蒸汽预热器（13）中蒸汽流量的蒸汽调节阀（1）和温度传感器（2）；

所述的温度传感器（2）用于监测被蒸汽预热器（13）加热的物料的温度并根据该温度对蒸汽调节阀（1）进行调节。

3.根据权利要求2所述的蒸发浓缩设备，其特征在于，所述的二效加热器（8）包括由导热壁隔开的二效物料通路和二效加热介质通路；

所述的一效加热器（18）包括由导热壁隔开的一效物料通路和一效加热介质通路；

所述的一效加热介质通路设有与所述二效加热介质通路的入口相连通的一效蒸汽出口。

4.根据权利要求3所述的蒸发浓缩设备，其特征在于，所述的二效加热介质通路设有二效冷凝水出口；

所述的一效加热介质通路设有一效冷凝水出口；

所述的预热段还设有冷凝水预热器（3），该冷凝水预热器（3）位于进料泵（4）与蒸汽预热器（13）之间；

所述的二效冷凝水出口和一效冷凝水出口通过冷凝水管道与冷凝水预热器（3）相连通。

5.根据权利要求4所述的蒸发浓缩设备，其特征在于，所述的冷凝水管道上设有冷凝水泵（5）。

6.根据权利要求4所述的蒸发浓缩设备，其特征在于，所述的第一分离段还包括真空泵（6）；

所述的二效加热介质通路设有二效蒸汽出口；

所述的二效蒸汽出口与所述的真空泵（6）相连接。

7.根据权利要求6所述的蒸发浓缩设备，其特征在于，所述的第一分离段还设有蒸汽分流阀；

所述的蒸汽分流阀的入口与二效机械蒸汽压缩机（10）的出口相连；

所述的蒸汽分流阀的一个出口与所述的二效加热器（8）的加热介质通路的入口相连，另一个出口与一效机械蒸汽压缩机（20）的入口相连通。

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