CN203208704U - 单效降膜mvr蒸发系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单效降膜MVR蒸发系统，包括预热器、蒸发器、汽液分离器、真空系统、离心式蒸汽压缩机、过程泵和冷凝水罐，单效降膜MVR蒸发系统各部件通过管道连接，并通过PLC系统控制，利用离心式蒸汽压缩机收集二次蒸汽并将其升温升压到较高能量，这部分被压缩的二次蒸汽可视为生蒸汽返回到原闭合的工艺流程中再次利用。在整个闭合工艺中，能量没有流失，只需要增加二次蒸汽能量提高的那部分能量，本实用新型具有能耗低、成本低、浓缩比高等优点，还适用于热敏性强的物料的蒸发浓缩。

Description

单效降膜MVR蒸发系统

技术领域

本实用新型涉及制药过程中的蒸发浓缩装置，特别涉及一种单效降膜MVR（MVR，mechanical vapor recompression的简称，即机械蒸汽再压缩）蒸发系统。

背景技术

在制药工程中，需浓缩的液体进入加热管顶部，沿着加热管内壁形成薄膜向下流动。在这个过程中由于管外的加热，管内液膜开始沸腾并部分蒸发。液膜的向下运动最初是由于重力作用，而后管内蒸汽不断生成，向下流动的蒸汽带动液膜使之向下的运动加快。在列管下部及其下游的分离器中，剩余的液体和蒸汽得以分离。现有的蒸发装置以蒸汽作为热源，其蒸发停留时间长，浓缩比低，蒸发能耗和成本均高，蒸汽是通过锅炉产生，释放出大量二氧化碳，破坏环境，且现有技术通过蒸汽作为热源的蒸发装置的温升高，容易破坏一些热敏性较强的药物成分。

综上所述，针对现有制药蒸发装置的不足和缺陷，特别需要一种能耗低、成本低、浓缩比高的蒸发系统，该蒸发系统还适用于热敏性强的物料的蒸发浓缩，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种单效降膜MVR蒸发系统，该单效降膜MVR蒸发系统具有能耗低、成本低、浓缩比高等优点，还适用于热敏性强的物料的蒸发浓缩。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

单效降膜MVR蒸发系统，包括预热器、蒸发器、汽液分离器、真空系统、过程泵，其特征在于，还包括一离心式蒸汽压缩机，所述蒸发器产生的二次蒸汽通过汽液分离器与离心式蒸汽压缩机的蒸汽吸入端连接，所述离心式蒸汽压缩机的蒸汽排放端与所述蒸发器的蒸汽入口通过管道连接，所述蒸发器产生的冷凝水及所述离心式蒸汽压缩机产生的冷凝水通过管道及排水泵汇集至冷凝水罐，所述冷凝水罐的冷凝水通过冷凝水泵及管道连接预热器对原料预热，所述预热器与锅炉蒸汽源通过管道连接实现补充加热，所述预热器的原料入口与一原料泵连接，所述预热器的出料口通过管道与所述蒸发器的进料口连接，所述蒸发器内部采用循环泵及管道连接实现多程循环，所述蒸发器成品出料口通过出料泵及管道连接输出浓缩液，所述出料泵出口通过管道连接至蒸发器进料口，所述真空系统通过管道与所述蒸发器、汽液分离器以及冷凝水罐连接，所述单效降膜MVR蒸发系统通过PLC系统控制连接。

在本实用新型的一种优选实施例中，所述真空系统包括冷凝器、真空泵和真空管道。

在本实用新型的一种优选实施例中，所述PLC系统还包括自动报警装置、自动记录装置以及提供报表功能。

在本实用新型的一种优选实施例中，所述离心式蒸汽压缩机的温升为7℃。

由于采用了如上的技术方案，本实用新型的有益效果在于：

1、热效率高、节省能源、单位功耗低。蒸发一吨水的能耗只相当于传统蒸发器的四分之一到五分之一，节能效果十分显著；

2、清洁能源，不产生任何污染。离心式蒸汽压缩机采用的是工业电源，几乎没有任何二氧化碳排放的问题。

3、通过二次蒸汽回用技术，蒸汽冷凝水的COD和BOD值以及氨氮含量远低于传统的多效蒸发器的指标，完全符合国家规定的排放标准；

4、采用单级真空蒸发，蒸发温度低，特别适合热敏性较强的物料，不易使物料变性。采用低温负压蒸发（40-80℃），有利于防止被蒸发物料的高温变性；

5、本实用新型是传统多效降膜蒸发器的换代产品。凡单效及多效蒸发器适用的物料和工艺，均适合采用本实用新型，在技术上具有完全可替代性；

6、自动化程度高，本实用新型采用工控机和PLC控制系统以及变频技术，完全实现了无人值守的全自动运行；

7、相对体积小，结构紧凑。本实用新型占地面积在10到50平方米的范围内，可以设计成移动式或模块化结构，便于安装、调试和运输。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型单效降膜MVR蒸发系统的工作流程结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图1所示，单效降膜MVR蒸发系统包括预热器400、蒸发器200、汽液分离器300、冷凝水罐500、离心式蒸汽压缩机100以及由冷凝器600和真空泵700组成的真空系统，单效降膜MVR蒸发系统通过PLC系统控制连接，PLC系统包括自动报警装置、自动记录装置以及提供报表功能，实现本实用新型的多功能操作和全自动化操作。

离心式蒸汽压缩机100具有蒸汽排放口110、蒸汽吸入口120和冷凝水排放口130。

蒸发器200上部具有原料入口210、物料循环入口220和循环蒸汽入口260，下部具有物料出口230、循环物料出口240和冷凝水（兼不凝气）出口250。

汽液分离器300上部具有二次蒸汽出口310，下部具有液体出口320。

预热器400具有冷凝水（兼锅炉蒸汽）入口410、原料入口420、原料出口430和冷凝水出口440。

冷凝水罐500具有蒸发器冷凝水（兼不凝气）入口510、离心式蒸汽压缩机冷凝水入口520、不凝气出口530、冷凝水出口540。

冷凝器600具有冷凝汽（兼不凝气）进口610和冷凝出口620，冷凝器600的底部还具有冷却水进出口，真空泵700的一端通过第十管道601与冷凝器600的冷凝出口620连接，另一端与分离器760连接，冷凝器600的冷凝汽（兼不凝气）进口610分别通过第二管道102、第五管道301、第八管道503与汽液分离器300的二次蒸汽出口310、冷凝水罐500的不凝气出口530连通，以保证给整个系统提供真空工作环境，且及时有效地排除蒸发过程中的不凝气、空气等，提高离心式蒸汽压缩机100的工作效率。

蒸发器200的原料入口210通过第十一管道401与预热器400的原料出口430连接，物料循环入口220和循环物料出口240通过循环泵720以及第三管道201连接，原料入口210和物料出口230通过出料泵710以及第四管道202连接，冷凝水出口250通过第六管道501与冷凝水罐500的蒸发器冷凝水（兼不凝气）入口510连接。

汽液分离器300的下部与蒸发器200的下部连通，汽液分离器300的液体出口320与循环物料出口240连通，汽液分离器300的二次蒸汽出口310通过第五管道301与离心式蒸汽压缩机100的蒸汽吸入口120连通。

离心式蒸汽压缩机100的蒸汽排放口110通过第一管道101与蒸发器200的循环蒸汽入口260连通，离心式蒸汽压缩机100的冷凝水出口130与不冷凝水罐500的离心式蒸汽压缩机冷凝水入口520通过第七管道502以及排液泵730连接。

冷凝水罐500的冷凝水出口540通过第九管道504和冷凝水泵740与预热器400的冷凝水（兼锅炉蒸汽）入口410连通。

原料罐800内的原料通过原料泵750输送到预热器400进行预热。

本实用新型的工作原理如下：

原料从原料罐800经过原料泵750输送到预热器400进行预热，预热后被送到蒸发器200进行蒸发，经过蒸发器200的物料通过循环泵720继续进入蒸发器200蒸发，达到要求的成品物料由出料泵710排出，未达到蒸发要求的物料可通过第四管道202继续进入蒸发器200蒸发，在此工作过程中，利用离心式蒸汽压缩机100收集二次蒸汽并将其升温升压到较高能量，这部分被压缩的二次蒸汽可视为生蒸汽返回到原闭合的工艺流程中再次利用。在整个闭合工艺中，能量没有流失，只需要增加二次蒸汽能量提高的那部分能量，离心式蒸汽压缩机100压缩过程可使二次蒸汽的温度提升5～20℃，本实用新型中，温升为7℃，适合热敏性较强的物料，不易使物料变性，有利于防止被蒸发物料的高温变性。

蒸发过程热量可以连续多次的被利用，部分锅炉蒸汽仅用于补充热损失和补充进出料热焓，大幅度减低蒸发器对外来新鲜蒸汽的消耗，且离心式蒸汽压缩机100采用的是工业电源，降低了生产成本，几乎没有任何二氧化碳排放的问题，符合环保要求，且本实用新型与现有各类蒸发器相比，具有的优点如下表1所示：

表1

将二效蒸发器与本实用新型的年运算成本做对比，得出如表2所示结果：

表2

由表2可得出，本实用新型每年节省运行费用：216.03万元/年-31.584万元/年=184.446万元，大大降低了生产成本。

本实用新型的有益效果在于：

1、热效率高、节省能源、单位功耗低。蒸发一吨水的能耗只相当于传统蒸发器的四分之一到五分之一，节能效果十分显著；

2、清洁能源，不产生任何污染。离心式蒸汽压缩机采用的是工业电源，几乎没有任何二氧化碳排放的问题。

3、通过二次蒸汽回用技术，蒸汽冷凝水的COD和BOD值以及氨氮含量远低于传统的多效蒸发器的指标，完全符合国家规定的排放标准；

4、采用单级真空蒸发，蒸发温度低，特别适合热敏性较强的物料，不易使物料变性。采用低温负压蒸发（40-80℃），有利于防止被蒸发物料的高温变性；

5、本实用新型是传统多效降膜蒸发器的换代产品。凡单效及多效蒸发器适用的物料和工艺，均适合采用本实用新型，在技术上具有完全可替代性；

6、自动化程度高，本实用新型采用工控机和PLC控制系统以及变频技术，完全实现了无人值守的全自动运行；

7、相对体积小，结构紧凑。本实用新型占地面积在10到50平方米的范围内，可以设计成移动式或模块化结构，便于安装、调试和运输。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.单效降膜MVR蒸发系统，包括预热器、蒸发器、汽液分离器、真空系统、过程泵，其特征在于，还包括一离心式蒸汽压缩机，所述蒸发器产生的二次蒸汽通过汽液分离器与离心式蒸汽压缩机的蒸汽吸入端连接，所述离心式蒸汽压缩机的蒸汽排放端与所述蒸发器的蒸汽入口通过管道连接，所述蒸发器产生的冷凝水及所述离心式蒸汽压缩机产生的冷凝水通过管道及排水泵汇集至冷凝水罐，所述冷凝水罐的冷凝水通过冷凝水泵及管道连接预热器对原料预热，所述预热器与锅炉蒸汽源通过管道连接实现补充加热，所述预热器的原料入口与一原料泵连接，所述预热器的出料口通过管道与所述蒸发器的进料口连接，所述蒸发器内部采用循环泵及管道连接实现多程循环，所述蒸发器成品出料口通过出料泵及管道连接输出浓缩液，所述出料泵出口通过管道连接至蒸发器进料口，所述真空系统通过管道与所述蒸发器、汽液分离器以及冷凝水罐连接，所述单效降膜MVR蒸发系统通过PLC系统控制连接。

2.如权利要求1所述的单效降膜MVR蒸发系统，其特征在于，所述真空系统包括冷凝器、真空泵和真空管道。

3.如权利要求1所述的单效降膜MVR蒸发系统，其特征在于，所述PLC系统还包括自动报警装置、自动记录装置以及提供报表功能。

4.如权利要求1至3中任一权利要求中所述的单效降膜MVR蒸发系统，其特征在于，所述离心式蒸汽压缩机的温升为7℃。

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