CN203677959U - 高效节能浓缩器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于浓缩设备技术领域，尤其是涉及一种高效节能浓缩器。它解决了现有技术能耗较高等技术问题。料液罐和预热器，在预热器上连接有蒸发器和与蒸发器相连的分离器，所述的分离器上连接有凝液罐，所述的分离器和凝液罐之间连接有冷凝器与冷却器，在蒸发器和分离器之间连接有蒸汽管路，分离器与冷凝器之间通过二次蒸汽管相连，在料液罐上连接有第一料液输出管，在第一料液输出管上设有料液泵，在第一料液输出管和预热器之间连接第一料液换热机构，在第一料液输出管和料液罐之间连接有第二料液换热机构。本实用新型的优点在于：节能且降低了生产成本。

Description

高效节能浓缩器

技术领域

本实用新型属于浓缩设备技术领域，尤其是涉及一种高效节能浓缩器。

背景技术

浓缩是指：使溶剂蒸发而提高溶液的浓度，泛指不需要的部分减少而需要部分的相对含量增高；目前，现有技术的浓缩蒸发设备中绝大部分使用的是双效或三效浓缩，蒸汽的消耗量相对较高，另外浓缩过程中还需要大量的冷却水冷却；其次，现有的液态物料其蒸发浓缩方法较为复杂且生产成本较高；为了能降低生产成本和降低蒸汽的消耗量，为此，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的解决方案。

例如，中国专利文献公开了一种低温蒸汽发生器及低温浓缩机组[申请号：201020201681.5]，罐体内设有一两端相通的加热管道,该加热管道的两端口与外部的加热介质管道相通。本实用新型的有益效果是在罐体内加设有加热管道并使其与外部加热介质的管道相连,这样就可利用加热管道传递外部加热介质的热量,使罐体内的加热介质在适当的温度下进行蒸发,这样不仅可能解决直接采用电加热所带来的安全隐患问题,降低加热成本;同时,还可使罐体内的加热介质形成低温蒸汽,从而实现低温浓缩；该方案在一定程度上改进了现有技术，但是该方案还至少存在以下缺陷：蒸汽的消耗量相对较高，另外浓缩过程中还需要大量的冷却水冷却；另外，还是未能解决液态物料的蒸发浓缩较为复杂且生产成本较高、以及能耗较高等技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种结构简单且更节能的高效节能浓缩器。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：本高效节能浓缩器包括用于存储液态物料的料液罐和连接在料液罐上的预热器，在预热器上连接有蒸发器和与蒸发器相连的分离器，所述的分离器上连接有凝液罐，所述的分离器和凝液罐之间连接有冷凝器与冷却器，在预热器和蒸发器之间连接有料液进液管，在蒸发器和分离器之间连接有蒸汽管路，分离器与冷凝器之间通过二次蒸汽管相连，所述的冷凝器和冷却器之间、冷却器和凝液罐之间分别通过输送管相连，在料液罐上连接有第一料液输出管，在第一料液输出管上设有料液泵，在第一料液输出管和预热器之间连接有当分离器分离的二次蒸汽进入冷凝器内时能冷却该二次蒸汽的第一料液换热机构，在第一料液输出管和料液罐之间连接有当被第一料液换热机构冷却的二次蒸汽进入冷却器内时能再次冷却该二次蒸汽的第二料液换热机构，所述的蒸发器与预热器之间连接有冷凝液回收机构，在分离器和蒸发器之间连接有料液补充机构，在凝液罐上连接有抽真空机构。

本设备具有蒸汽耗量低，冷却水使用量少，操作温度低使用简便等特点，十分适宜对物料进行低温蒸发工艺的要求，可促进提高新技术、新工艺、新方法的开发。

在上述的高效节能浓缩器中，所述的第一料液换热机构包括第一料液换热管，在第一料液换热管上设有第一料液控制阀，所述的第一料液换热管一端连接在第一料液输出管上，另一端穿设在冷凝器内且端部延伸至冷凝器外并与预热器相连。

在上述的高效节能浓缩器中，所述的第二料液换热机构包括第二料液换热管，在第二料液换热管上设有第二料液控制阀，所述的第二料液换热管一端连接在第一料液输出管上，另一端穿设在冷却器内且端部延伸至冷却器外并与料液罐相连。

在上述的高效节能浓缩器中，所述的冷凝液回收机构包括冷凝液回收管，在冷凝液回收管上设有冷凝液控制阀，所述的冷凝液回收管一端连接在蒸发器上，另一端连接在预热器上；所述的预热器上还连接有凝水出水管。

在上述的高效节能浓缩器中，所述的料液补充机构包括料液补充管，料液补充管的一端连接在分离器上，另一端连接在蒸发器上。

在上述的高效节能浓缩器中，所述的抽真空机构包括真空泵，所述的真空泵和凝液罐之间通过抽真空管相连，在抽真空管上连接有至少一个真空阀。

在上述的高效节能浓缩器中，所述的分离器内设有液位器，在料液进液管上设有与所述的液位器相连的进液阀，且当液位器检测到分离器内的料液液位达到预设液位高度时控制进液阀关闭。

在上述的高效节能浓缩器中，所述的在料液罐上连接有料液进液总管；在凝液罐上连接有凝液出液管，在凝液出液管上连接有凝液出液阀，在输送管上设有位于凝液罐和冷却器之间的凝液控制阀。

一种液态物料的蒸发浓缩方法，本方法包括如下步骤：

A、预热处理：当料液泵开启时，将料液罐内的液态物料输至预热器内，通过预热器对液态物料进行预热处理，得到预热液态物料；

B、蒸发浓缩处理：预热液态物料通过料液进液管输入至蒸发器内，当分离器内的液位达到设定液位时，向蒸发器输入生蒸汽从而使液态物料在蒸发器内沸腾蒸发，然后液态物料沸腾蒸发的二次蒸汽通过蒸汽管路输送至分离器内，分离器对二次蒸汽进行气液分离，被分离器分离的二次蒸汽从冷凝器流向冷却器，被冷却的二次蒸汽最后流回至凝液罐内，凝液罐内的不凝性气体通过抽真空机构抽离，当二次蒸汽在冷凝器和冷却器内流动时，以料液罐内的液态物料作为冷源，液态物料通过第一料液输出管流向第一料液换热管和第二料液换热管内，第一料液换热管内的液态物料带走冷凝器中的二次蒸汽的热量，第一料液换热管内的液态物料被加热后流向预热器内进行进一步的加热，同时被降温的二次蒸汽进入冷却器内，然后第二料液换热管内的液态物料带走冷却器中的二次蒸汽的热量，第二料液换热管内的液态物料被加热后重新流回料液罐内，再者，从蒸发器中出来的冷凝液通过冷凝液回收管流回至预热器中并与预热器内的液态物料进行热量交换，被热交换的冷凝液变成冷凝水从预热器的凝水出水管排出，被分离器分离的液态物料通过料液补充管流回至蒸发器中，重复上述的步骤即可完成液态物料的蒸发浓缩。

本方法利用二次蒸汽中的热量加热液态物料，从而使液态物料的温度得到提升，而生蒸汽则作为蒸发热能的补充，进而节省生蒸汽的使用量，并起到回收剩余热能的目的，从而达到降低能耗及降低生产成本的目的。

在上述的高效节能浓缩器中，在上述的B步骤中，所述的分离器内设有液位器，在料液进液管上设有与液位器相连的进液阀；所述的抽真空机构包括真空泵，所述的真空泵和凝液罐之间通过抽真空管相连，在抽真空管上连接有至少一个真空阀。

与现有的技术相比，本实用新型的优点在于：1、设计更合理，蒸汽耗量低，冷却水使用量少，操作温度低使用简便；2、结构更简单且更实用；3、降低了生产成本，符合当前社会的节能和可持续的发展要求，节能效果显著。

附图说明

图1是本实用新型提供的结构示意图。

图中，料液罐1a、预热器1b、蒸发器1c、分离器1d、凝液罐1e、冷凝器1f、冷却器1m、料液进液管11、进液阀11a、生蒸汽阀11b、蒸汽管路12、二次蒸汽管13、输送管14、第一料液输出管15、料液泵15a、料液切断阀15b、料液进液总管16、凝液出液管17、凝液出液阀17a、凝液控制阀17b、第一料液换热机构2、第一料液换热管21、第一料液控制阀22、第二料液换热机构3、第二料液换热管31、第二料液控制阀32、冷凝液回收机构4、冷凝液回收管41、冷凝液控制阀42、凝水出水管43、料液补充机构5、料液补充管51、抽真空机构6、真空泵61、抽真空管62、真空阀63、液位器7。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1所示，本高效节能浓缩器包括用于存储液态物料的料液罐1a和连接在料液罐1a上的预热器1b，在预热器1b上连接有蒸发器1c和与蒸发器1c相连的分离器1d，所述的分离器1d上连接有凝液罐1e，所述的分离器1d和凝液罐1e之间连接有冷凝器1f与冷却器1m，在预热器1b和蒸发器1c之间连接有料液进液管11，在分离器1d内设有液位器7，在料液进液管11上设有与所述的液位器7相连的进液阀11a，且当液位器7检测到分离器1d内的料液液位达到预设液位高度时控制进液阀11a关闭；

在蒸发器1c和分离器1d之间连接有蒸汽管路12，分离器1d与冷凝器1f之间通过二次蒸汽管13相连，所述的冷凝器1f和冷却器1m之间、冷却器1m和凝液罐1e之间分别通过输送管14相连，在料液罐1a上连接有第一料液输出管15，在第一料液输出管15上设有料液泵15a，在第一料液输出管15和预热器1b之间连接有当分离器1d分离的二次蒸汽进入冷凝器1f内时能冷却该二次蒸汽的第一料液换热机构2，在第一料液输出管15和料液罐1a之间连接有当被第一料液换热机构2冷却的二次蒸汽进入冷却器1m内时能再次冷却该二次蒸汽的第二料液换热机构3，所述的蒸发器1c与预热器1b之间连接有冷凝液回收机构4，在分离器1d和蒸发器1c之间连接有料液补充机构5，在凝液罐1e上连接有抽真空机构6；

具体的，本实施例的第一料液换热机构2包括第一料液换热管21，在第一料液换热管21上设有第一料液控制阀22，所述的第一料液换热管21一端连接在第一料液输出管15上，另一端穿设在冷凝器1f内且端部延伸至冷凝器1f外并与预热器1b相连；第二料液换热机构3包括第二料液换热管31，在第二料液换热管31上设有第二料液控制阀32，所述的第二料液换热管31一端连接在第一料液输出管15上，另一端穿设在冷却器1m内且端部延伸至冷却器1m外并与料液罐1a相连；

其次，冷凝液回收机构4包括冷凝液回收管41，在冷凝液回收管41上设有冷凝液控制阀42，所述的冷凝液回收管41一端连接在蒸发器1c上，另一端连接在预热器1b上；所述的预热器1b上还连接有凝水出水管43；料液补充机构5包括料液补充管51，料液补充管51的一端连接在分离器1d上，另一端连接在蒸发器1c上；抽真空机构6包括真空泵61，所述的真空泵61和凝液罐1e之间通过抽真空管62相连，在抽真空管62上连接有至少一个真空阀63。

在本实施例的料液罐1a上连接有料液进液总管16；在凝液罐1e上连接有凝液出液管17，在凝液出液管17上连接有凝液出液阀17a，在输送管14上设有位于凝液罐1e和冷却器1m之间的凝液控制阀17b。

本实施例的工作原理如下：

使用时，打开料液泵15a及蒸发器1c的进液阀11a，待分离器1d上的液位达到设定要求后，再开启蒸发器1c的生蒸汽阀11b开始加热，然后再开启真空泵61观察工作状况；液态物料在蒸发器1c内不断沸腾蒸发，蒸发出来的二次蒸汽再经分离器1d分离，分离出来的二次蒸汽经冷凝器1f和冷却器1m冷却后流至凝液罐1e，而在冷却二次蒸汽的同时液态物料的温度在不断的提升（通过第一料液换热机构2、第二料液换热机构3和冷凝液回收机构4的作用），再经预热器1b进一步预热后送至蒸发器1c进行蒸发，直至达到浓缩浓度要求。

整个工作过程：首先打开蒸发器1c的进液阀，液态物料经冷却器1m和冷凝器1f换热后再送至预热器1b中预热，预热后的液料进入蒸发器1c进行浓缩，根据需求，当分离器1d内液位达到设定要求时，液位器7控制进液阀11a关闭，在上述过程中，蒸发器1c中出来的冷凝液经阀门进入预热器1b中作为液态物料的预热使用；与此同时分离器1d出来的二次蒸汽经冷凝器1f和冷却器1m冷却后流至凝液罐1e，而生蒸汽则作为蒸发热能的补充，进而节省生蒸汽的使用量，并起到回收剩余热能的目的，从而达到降低能耗及降低生产成本的目的；另外分离器1d底部的料液被不断循环补充至蒸发器1c中，在蒸发器1c中加热变成气体后通过蒸发器1c顶部的出口重新进入分离器1d分离，如此进行循环蒸发，从而达到理想的浓缩效果。因此本实施例具有浓缩蒸发蒸汽耗量低，冷却水使用量少，操作温度低使用简便等特点，十分适宜对物料进行低温浓缩工艺的要求，可促进提高新技术、新工艺、新方法的开发。

一种液态物料的蒸发浓缩方法，本方法包括如下步骤：

A、预热处理：当料液泵15a开启时，将料液罐1a内的液态物料输至预热器1b内，通过预热器1b对液态物料进行预热处理，得到预热液态物料；

B、蒸发浓缩处理：预热液态物料通过料液进液管11输入至蒸发器1c内，当分离器1d内的液位达到设定液位时，通过生蒸汽阀11b向蒸发器1c输入生蒸汽从而使液态物料在蒸发器1c内沸腾蒸发，然后液态物料沸腾蒸发的二次蒸汽通过蒸汽管路12输送至分离器1d内，分离器1d对二次蒸汽进行气液分离，被分离器1d分离的二次蒸汽从冷凝器1f流向冷却器1m，被冷却的二次蒸汽最后流回至凝液罐1e内，凝液罐1e内的不凝性气体通过抽真空机构6抽离，当二次蒸汽在冷凝器1f和冷却器1m内流动时，以料液罐1a内的液态物料作为冷源，液态物料通过第一料液输出管15流向第一料液换热管21和第二料液换热管31内，第一料液换热管21内的液态物料带走冷凝器1f中的二次蒸汽的热量，第一料液换热管21内的液态物料被加热后流向预热器1b内进行进一步的加热，同时被降温的二次蒸汽进入冷却器1m内，然后第二料液换热管31内的液态物料带走冷却器1m中的二次蒸汽的热量，第二料液换热管31内的液态物料被加热后重新流回料液罐1a内，再者，从蒸发器1c中出来的冷凝液通过冷凝液回收管41流回至预热器1b中并与预热器1b内的液态物料进行热量交换，被热交换的冷凝液变成冷凝水从预热器1b的凝水出水管43排出，被分离器1d分离的液态物料通过料液补充管51流回至蒸发器1c中，重复上述的步骤即可完成液态物料的蒸发浓缩。

在上述的B步骤中，所述的分离器1d内设有液位器7，在料液进液管11上设有与液位器7相连的进液阀11a；所述的抽真空机构6包括真空泵61，所述的真空泵61和凝液罐1e之间通过抽真空管62相连，在抽真空管62上连接有至少一个真空阀63。

在使用时，打开料液泵15a及蒸发器1c的进液阀11a，待分离器1d上的液位达到设定要求后，再开启蒸发器1c的生蒸汽阀11b开始加热，然后再开启真空泵61观察工作状况；液态物料在蒸发器1c内不断沸腾蒸发，蒸发出来的二次蒸汽再经分离器1d分离，分离出来的二次蒸汽经冷凝器1f和冷却器1m冷却后流至凝液罐1e，而在冷却二次蒸汽的同时液态物料的温度在不断的提升（通过第一料液换热管21、第二料液换热管31和冷凝液回收管41的作用），再经预热器1b进一步预热后送至蒸发器1c进行蒸发，直至达到浓缩浓度要求。

整个工作过程：首先打开蒸发器1c的进液阀，液态物料经冷却器1m和冷凝器1f换热后再送至预热器1b中预热，预热后的液料进入蒸发器1c进行浓缩，根据需求，当分离器1d内液位达到设定要求时，液位器7控制进液阀11a关闭，在上述过程中，蒸发器1c中出来的冷凝液经阀门进入预热器1b中作为液态物料的预热使用；与此同时分离器1d出来的二次蒸汽经冷凝器1f和冷却器1m冷却后流至凝液罐1e，而生蒸汽则作为蒸发热能的补充，进而节省生蒸汽的使用量，并起到回收剩余热能的目的，从而达到降低能耗及降低生产成本的目的；另外分离器1d底部的料液被不断循环补充至蒸发器1c中，在蒸发器1c中加热变成气体后通过蒸发器1c顶部的出口重新进入分离器1d分离，如此进行循环蒸发，从而达到理想的浓缩效果。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了料液罐1a、预热器1b、蒸发器1c、分离器1d、凝液罐1e、冷凝器1f、冷却器1m、料液进液管11、进液阀11a、生蒸汽阀11b、蒸汽管路12、二次蒸汽管13、输送管14、第一料液输出管15、料液泵15a、料液切断阀15b、料液进液总管16、凝液出液管17、凝液出液阀17a、凝液控制阀17b、第一料液换热机构2、第一料液换热管21、第一料液控制阀22、第二料液换热机构3、第二料液换热管31、第二料液控制阀32、冷凝液回收机构4、冷凝液回收管41、冷凝液控制阀42、凝水出水管43、料液补充机构5、料液补充管51、抽真空机构6、真空泵61、抽真空管62、真空阀63、液位器7等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (8)

1.一种高效节能浓缩器，包括用于存储液态物料的料液罐（1a）和连接在料液罐（1a）上的预热器（1b），在预热器（1b）上连接有蒸发器（1c）和与蒸发器（1c）相连的分离器（1d），所述的分离器（1d）上连接有凝液罐（1e），所述的分离器（1d）和凝液罐（1e）之间连接有冷凝器（1f）与冷却器（1m），其特征在于，所述的预热器（1b）和蒸发器（1c）之间连接有料液进液管（11），在蒸发器（1c）和分离器（1d）之间连接有蒸汽管路（12），分离器（1d）与冷凝器（1f）之间通过二次蒸汽管（13）相连，所述的冷凝器（1f）和冷却器（1m）之间、冷却器（1m）和凝液罐（1e）之间分别通过输送管（14）相连，在料液罐（1a）上连接有第一料液输出管（15），在第一料液输出管（15）上设有料液泵（15a），在第一料液输出管（15）和预热器（1b）之间连接有当分离器（1d）分离的二次蒸汽进入冷凝器（1f）内时能冷却该二次蒸汽的第一料液换热机构（2），在第一料液输出管（15）和料液罐（1a）之间连接有当被第一料液换热机构（2）冷却的二次蒸汽进入冷却器（1m）内时能再次冷却该二次蒸汽的第二料液换热机构（3），所述的蒸发器（1c）与预热器（1b）之间连接有冷凝液回收机构（4），在分离器（1d）和蒸发器（1c）之间连接有料液补充机构（5），在凝液罐（1e）上连接有抽真空机构（6）。

2.根据权利要求1所述的高效节能浓缩器，其特征在于，所述的第一料液换热机构（2）包括第一料液换热管（21），在第一料液换热管（21）上设有第一料液控制阀（22），所述的第一料液换热管（21）一端连接在第一料液输出管（15）上，另一端穿设在冷凝器（1f）内且端部延伸至冷凝器（1f）外并与预热器（1b）相连。

3.根据权利要求1或2所述的高效节能浓缩器，其特征在于，所述的第二料液换热机构（3）包括第二料液换热管（31），在第二料液换热管（31）上设有第二料液控制阀（32），所述的第二料液换热管（31）一端连接在第一料液输出管（15）上，另一端穿设在冷却器（1m）内且端部延伸至冷却器（1m）外并与料液罐（1a）相连。

4.根据权利要求3所述的高效节能浓缩器，其特征在于，所述的冷凝液回收机构（4）包括冷凝液回收管（41），在冷凝液回收管（41）上设有冷凝液控制阀（42），所述的冷凝液回收管（41）一端连接在蒸发器（1c）上，另一端连接在预热器（1b）上；所述的预热器（1b）上还连接有凝水出水管（43）。

5.根据权利要求4所述的高效节能浓缩器，其特征在于，所述的料液补充机构（5）包括料液补充管（51），料液补充管（51）的一端连接在分离器（1d）上，另一端连接在蒸发器（1c）上。

6.根据权利要求5所述的高效节能浓缩器，其特征在于，所述的抽真空机构（6）包括真空泵（61），所述的真空泵（61）和凝液罐（1e）之间通过抽真空管（62）相连，在抽真空管（62）上连接有至少一个真空阀（63）。

7.根据权利要求1或2所述的高效节能浓缩器，其特征在于，所述的分离器（1d）内设有液位器（7），在料液进液管（11）上设有与所述的液位器（7）相连的进液阀（11a），且当液位器（7）检测到分离器（1d）内的料液液位达到预设液位高度时控制进液阀（11a）关闭。

8.根据权利要求5所述的高效节能浓缩器，其特征在于，所述在料液罐（1a）上连接有料液进液总管（16）；在凝液罐（1e）上连接有凝液出液管（17），在凝液出液管（17）上连接有凝液出液阀（17a），在输送管（14）上设有位于凝液罐（1e）和冷却器（1m）之间的凝液控制阀（17b）。

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