CN204121790U - 固液混合高温溶液废热回收利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种固液混合高温溶液废热回收利用装置，包括物料入口、一级闪蒸系统、二级闪蒸系统、排渣池、杂质泵和物料出口，物料入口设在一级闪蒸罐上，一级汽固分离器的底部通过一级排渣管道连接到排渣池，一级排渣管道上设有一级排料阀；一级闪蒸罐与二级闪蒸罐连接，二级闪蒸罐与二级汽固分离器连接，二级汽固分离器的底部通过二级排渣管道连接到排渣池，二级排渣管道上设有二级排料阀，二级闪蒸罐底部设有管道与杂质泵一端连接，杂质泵另一端与物料出口连接。本实用新型将玉米芯蒸煮液采用二级闪蒸的方式对其热量分梯次进行了有效利用，提高蒸汽的使用效率，采用汽固分离器对闪蒸蒸汽进行汽固分离，保证了蒸发系统正常和高效的运行。

Description

固液混合高温溶液废热回收利用装置

技术领域

本实用新型涉及一种固液混合高温溶液废热回收利用装置。

背景技术

玉米芯中木聚糖的含量达35-40%，用蒸煮的方法可以提取玉米芯中的木聚糖，提取木聚糖后的玉米芯蒸煮液，有较高的温度（165℃）和压力（0.65MPA），具有很高的利用价值，但是玉米芯蒸煮液中又有一定量的玉米芯的固体颗粒，对其回收利用有一定的困难。还有很多类似的固液混合高温溶液，由于溶液内固体颗粒的存在，如果直接作为热源的话容易堵塞加热管道，因此提出一个合适的方法解决固液混合高温溶液废热回收问题很有必要。

实用新型内容

为克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种能有效回收利用固液混合高温溶液热量的固液混合高温溶液废热回收利用装置。

本实用新型采取的技术方案为：一种固液混合高温溶液废热回收利用装置，包括物料入口、一级闪蒸系统、二级闪蒸系统、排渣池、杂质泵和物料出口，其中

一级闪蒸系统包括一级闪蒸罐、一级汽固分离器和一级排料阀，物料入口设在一级闪蒸罐上，一级闪蒸罐顶部设有管道与一级汽固分离器的上部连接，一级汽固分离器的顶部设有一级汽体输送管道，一级汽固分离器的底部通过一级排渣管道连接到排渣池，一级排渣管道上设有一级排料阀；

二级闪蒸系统包括二级闪蒸罐、二级汽固分离器和二级排料阀，一级闪蒸罐底部设有管道与二级闪蒸罐的上部连接，二级闪蒸罐顶部设有管道与二级汽固分离器的上部连接，二级汽固分离器的顶部设有二级汽体输送管道，二级汽固分离器的底部通过二级排渣管道连接到排渣池，二级排渣管道上设有二级排料阀，二级闪蒸罐底部设有管道与杂质泵一端连接，杂质泵另一端与物料出口连接。

进一步的，还包括废热利用装置，所述废热利用装置用于加热浓缩溶液，依溶液流向依次包括进料平衡罐、第一预热器、第二预热器、第三预热器、一效蒸发器、一效分离器、二效蒸发器、二效分离器、三效蒸发器、三效分离器、出料阀，其中一级汽体输送管道与一效蒸发器连接，为一效蒸发器提供一效加热蒸汽，二级汽体输送管道与第二预热器连接，为第二预热器提供加热蒸汽。

进一步的，所述废热利用装置还包括冷凝器，所述一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器和三效分离器分别设有蒸汽管道与冷凝器连接。

进一步的，所述废热利用装置还包括冷凝汽水分离器，蒸汽进入冷凝器冷却后，再进入冷凝汽水分离器中分离成汽体和液体，汽体从冷凝汽水分离器顶部排出，液体从冷凝汽水分离器底部排出。

进一步的，所述废热利用装置还包括一效汽水分离器、二效汽水分离器、三效汽水分离器，一效加热蒸汽从一效蒸发器排出后进入一效汽水分离器中分离成蒸汽和液体，蒸汽从一效汽水分离器顶部进入二效蒸发器作为二效加热蒸汽，液体从一效汽水分离器底部进入第一预热器中，给第一预热器加热后排出；二效加热蒸汽与第二预热器的加热蒸汽均进入二效汽水分离器中分离成蒸汽和液体，蒸汽从二效汽水分离器顶部进入三效蒸发器作为三效加热蒸汽，液体从二效汽水分离器底部进入第一预热器中，给第一预热器加热后排出；三效加热蒸汽从三效板式蒸发器排出后进入三效汽水分离器中分离成蒸汽和液体，蒸汽从三效汽水分离器顶部进入冷凝器，液体从三效汽水分离器底部进入第一预热器中，给第一预热器加热后排出。

进一步的，所述废热利用装置还包括预热蒸汽管道和预热蒸汽冷凝水管道，预热蒸汽管道与第三预热器连接，用于导入预热蒸汽给第三预热器加热，第三预热器与预热蒸汽冷凝水管道，用于导出预热蒸汽的冷凝水。

进一步的，第一预热器、第二预热器、第三预热器均为板式预热器，一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器均为板式蒸发器，所述冷凝器为板式冷凝器。

本实用新型的有益效果有如下几点：

（1)将玉米芯蒸煮液采用二级闪蒸的方式对其热量分梯次进行了有效利用，一级闪蒸蒸汽温度较高，将其做为后续废热利用装置的一效加热蒸汽，二级闪蒸蒸汽温度较低，将其用于后续废热利用装置来预热物料，满足了蒸发系统不同温度热源的需求，不但节省了大量蒸汽，而且使蒸汽得到了合理利用，提高了蒸汽的使用效率。

（2）采用汽固分离器对闪蒸罐所产生的闪蒸蒸汽进行汽固分离，将汽体与所夹带的固体颗粒分离开来，使进入一效蒸发器和第二预热器的蒸汽保持清洁干净，避免板片受污染或者堵塞板片通道继而影响蒸发系统。保证了蒸发系统正常和高效的运行。

（3）第一预热器、第二预热器、第三预热器、一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器、冷凝器采用板片结构形式，板式结构具有换热效率高，系统体积小，重量轻，维修方便，运行及维护费用低且热量损失很小等特点，其次，系统中前一效的二次蒸汽重复利用做为下一效的加热蒸汽，各效蒸汽冷凝水都利用来对物料进行预热，余热均得到充分利用，节能效果特别的显著。

（4）一级与二级闪蒸产生不同温度的蒸汽，采用两级闪蒸一方面可以最大程度的回收玉米芯蒸煮液的热量，另一方面高低搭配的温度也利于所回收热量的合理利用。一级闪蒸蒸汽温度较高，将其做为后续蒸发设备的一效加热蒸汽，二级闪蒸蒸汽温度较低，将其用于后续蒸发设备预热物料。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步阐明。

具体实施方式

实施例1

参见图1，本固液混合高温溶液废热回收利用装置，包括物料入口、一级闪蒸系统、二级闪蒸系统、排渣池、杂质泵和物料出口，其中

一级闪蒸系统包括一级闪蒸罐1、一级汽固分离器2和一级排料阀3，物料入口设在一级闪蒸罐上，一级闪蒸罐1顶部设有管道与一级汽固分离器2的上部连接，一级汽固分离器2的顶部设有一级汽体输送管道，一级汽固分离器2的底部通过一级排渣管道连接到排渣池4，一级汽固分离器2的下端锥形封头部位设置有喷淋装置，防止分离后的固体颗粒粘附在一级汽固分离器内壁，一级排渣管道上设有一级排料阀3，一级排料阀3为星形排料阀，一级排渣管道为水封管，排渣池4为集水槽，固体杂质从星形排料阀出来后经过水封管被排到集水槽中；

二级闪蒸系统包括二级闪蒸罐5、二级汽固分离器6和二级排料阀7，一级闪蒸罐底部设有管道与二级闪蒸罐5的上部连接，二级闪蒸罐5顶部设有管道与二级汽固分离器6的上部连接，二级汽固分离器6的顶部设有二级汽体输送管道，二级汽固分离器6的底部通过二级排渣管道连接到排渣池，二级汽固分离器6的下端锥形封头部位设置有喷淋装置，防止分离后的固体颗粒粘附在二级汽固分离器内壁，二级排渣管道上设有二级排料阀7，二级排料阀7为星形排料阀，二级排渣管道为水封管，排渣池4为集水槽，固体杂质从星形排料阀出来后经过水封管被排到集水槽中，二级闪蒸罐5底部设有管道与杂质泵8一端连接，杂质泵8另一端与物料出口连接。

还包括废热利用装置，所述废热利用装置用于加热浓缩溶液，依溶液流向依次包括进料平衡罐9、第一预热器10、第二预热器11、第三预热器12、一效蒸发器13、一效分离器14、二效蒸发器15、二效分离器16、三效蒸发器17、三效分离器18、出料阀19，其中一级汽体输送管道与一效蒸发器13连接，为一效蒸发器13提供一效加热蒸汽，二级汽体输送管道与第二预热器11连接，为第二预热器11提供加热蒸汽，其中第一预热器10、第二预热器11、第三预热器12均为板式预热器，一效蒸发器13、二效蒸发器15、三效蒸发器17均为板式蒸发器。

所述废热利用装置还包括冷凝器20和冷凝汽水分离器21，所述一效蒸发器13、二效蒸发器15、三效蒸发器17和三效分离器18分别设有蒸汽管道与冷凝器20连接，蒸汽进入冷凝器冷却后，再进入冷凝汽水分离器21中分离成汽体和液体，汽体从冷凝汽水分离器21顶部排出，液体从冷凝汽水分离器21底部排出。

废热利用装置还包括一效汽水分离器22、二效汽水分离器23、三效汽水分离器24，一效加热蒸汽从一效蒸发器13排出后进入一效汽水分离器22中分离成蒸汽和液体，蒸汽从一效汽水分离器22顶部进入二效蒸发器15作为二效加热蒸汽，液体从一效汽水分离器22底部进入第一预热器10中，给第一预热器10加热后排出；二效加热蒸汽与第二预热器11的加热蒸汽均进入二效汽水分离器23中分离成蒸汽和液体，蒸汽从二效汽水分离器23顶部进入三效蒸发器17作为三效加热蒸汽，液体从二效汽水分离器23底部进入第一预热器10中，给第一预热器加热后排出；三效加热蒸汽从三效板式蒸发器17排出后进入三效汽水分离器24中分离成蒸汽和液体，蒸汽从三效汽水分离器24顶部进入冷凝器20，液体从三效汽水分离器24底部进入第一预热器10中，给第一预热器加热后排出。

废热利用装置还包括预热蒸汽管道和预热蒸汽冷凝水管道，预热蒸汽管道与第三预热器12连接，用于导入预热蒸汽给第三预热器12加热，第三预热器12与预热蒸汽冷凝水管道，用于导出预热蒸汽的冷凝水。

实施例2

温度为160-170℃，压力为0.6-0.7MPA，流量为28-30t/45min的玉米芯蒸煮液从物料入口进入一级闪蒸罐中，一级闪蒸将玉米芯蒸煮液从165度闪蒸至110度，每小时产生3-5吨的110度的蒸汽，玉米芯蒸煮液本身含有固体颗粒，闪蒸过程不可避免会有颗粒物随蒸汽上升，含有固体杂质的蒸汽进入一级汽固分离器2中，经汽固分离后，蒸汽通过一级汽体输送管道输送到一效蒸发器13作为一效加热蒸汽，固体通过一次排料阀3从一级排渣管道排到排渣池4中，110度的玉米芯蒸煮液通过一级闪蒸罐底部的管道进入二级闪蒸罐5，二级闪蒸将玉米芯蒸煮液从110度闪蒸至90度，每小时产生1-1.5t的90度的蒸汽，含有固体杂质的蒸汽进入二级汽固分离器6中，经汽固分离后，蒸汽通过二级汽体输送管道输送到第二预热器11用于预热物料，固体通过二次排料阀7从二级排渣管道排到排渣池4中，二级闪蒸罐底部的固液混合的物质通过杂质泵8从物料出口排出。

初始温度为60-70℃、浓度为3%，进料量39000kg/h的低聚木糖溶液先进入进料平衡罐9，然后依次进入第一预热器10、第二预热器11、第三预热器12被加热，其中第一预热器10的加热蒸汽来自一效汽水分离器22、二效汽水分离器23和三效汽水分离器24排出的液体，第二预热器11的加热蒸汽来自二次闪蒸蒸汽，第三预热器12的加热蒸汽来自外界通入的预热蒸汽，溶液出第三预热器12时温度已接近一效蒸发沸点，进入一效蒸发器13，一效蒸发器13的一效加热蒸汽来自于一级闪蒸系统所产生的蒸汽，溶液受热汽化成汽液混合物，进入一效分离器14，在离心力的作用下，液体飞向器壁然后聚集在底部，被送到二效蒸发器15内，被分离的汽体从一效分离器14顶部被抽送到二效蒸发器15做为二效加热蒸汽使用，溶液在二效蒸发器15内，再受热汽化，进入二效分离器16；再被二效分离器16分离出液体和汽体，再经过三效蒸发器17的蒸发、三效分离器18的分离，从三效分离器18底部抽出的溶液已被浓缩到设计的要求的浓度4.33%，通过出料阀19送入下一道工序处理。从一效蒸发器13、二效蒸发器15、三效蒸发器17蒸发的部分蒸汽和三效分离器18分离的全部蒸汽进入冷凝器被水冷却后排放。

玉米芯蒸煮液本身含有固体颗粒，闪蒸过程不可避免会有颗粒物随蒸汽上升，随后进入蒸发器内，造成蒸发器板片污染，甚至通道堵塞，严重影响蒸发效率及设备正常运行。因此在一级与二级闪蒸后均设置有汽固分离器，闪蒸汽进入汽固分离器内，与颗粒物进行有效分离后进入蒸发器，汽固分离器分离器下端锥形封头部位设置有喷淋装置，防止分离后的固体颗粒粘附在分离器内壁，固体颗粒经冲刷后离开汽固分离器，进入靠下部位的星形排料阀，从排料阀出来后经过水封管被排到集水槽中。紧接着与两级闪蒸系统相连接的是三效板式顺流蒸发系统，蒸发器/预热器/冷凝器采用板式结构，板式蒸发器/预热器/冷凝器具有换热效率高，体积小，重量轻，维修方便等特点。三效浓缩过程中一效产生的二次蒸汽作为二效加热热源，二效产生的二次蒸汽作为三效加热热源，各效产生的加热蒸汽冷凝水都用于加热物料溶液，热能得到充分利用，整个物料溶液的浓缩过程在由真空泵产生的负压状态下进行。

Claims (7)

1.一种固液混合高温溶液废热回收利用装置，包括物料入口、一级闪蒸系统、二级闪蒸系统、排渣池、杂质泵和物料出口，其中 

一级闪蒸系统包括一级闪蒸罐、一级汽固分离器和一级排料阀，物料入口设在一级闪蒸罐上，一级闪蒸罐顶部设有管道与一级汽固分离器的上部连接，一级汽固分离器的顶部设有一级汽体输送管道，一级汽固分离器的底部通过一级排渣管道连接到排渣池，一级排渣管道上设有一级排料阀； 

二级闪蒸系统包括二级闪蒸罐、二级汽固分离器和二级排料阀，一级闪蒸罐底部设有管道与二级闪蒸罐的上部连接，二级闪蒸罐顶部设有管道与二级汽固分离器的上部连接，二级汽固分离器的顶部设有二级汽体输送管道，二级汽固分离器的底部通过二级排渣管道连接到排渣池，二级排渣管道上设有二级排料阀，二级闪蒸罐底部设有管道与杂质泵一端连接，杂质泵另一端与物料出口连接。 

2.根据权利要求1所述的固液混合高温溶液废热回收利用装置，其特征在于：还包括废热利用装置，所述废热利用装置用于加热浓缩溶液，依溶液流向依次包括进料平衡罐、第一预热器、第二预热器、第三预热器、一效蒸发器、一效分离器、二效蒸发器、二效分离器、三效蒸发器、三效分离器、出料阀，其中一级汽体输送管道与一效蒸发器连接，为一效蒸发器提供一效加热蒸汽，二级汽体输送管道与第二预热器连接，为第二预热器提供加热蒸汽。 

3.根据权利要求2所述的固液混合高温溶液废热回收利用装置，其特征在于：所述废热利用装置还包括冷凝器，所述一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器和三效分离器分别设有蒸汽管道与冷凝器连接。 

4.根据权利要求3所述的固液混合高温溶液废热回收利用装置，其特征在于：所述废热利用装置还包括冷凝汽水分离器，蒸汽进入冷凝器冷却后，再进入冷凝汽水分离器中分离成汽体和液体，汽体从冷凝汽水分离器顶部排出，液体从冷凝汽水分离器底部排出。 

5.根据权利要求3所述的固液混合高温溶液废热回收利用装置，其特征在于：所述废热利用装置还包括一效汽水分离器、二效汽水分离器、三效汽水分离器，一效加热蒸汽从一效蒸发器排出后进入一效汽水分离器中分离成蒸汽和液体，蒸汽从一效汽水分离器顶部进入二效蒸发器作为二效加热蒸汽，液体从一效汽水分离器底部进入第一预热器中，给第一预热器加热后排出；二效加热蒸汽与第二预 热器的加热蒸汽均进入二效汽水分离器中分离成蒸汽和液体，蒸汽从二效汽水分离器顶部进入三效蒸发器作为三效加热蒸汽，液体从二效汽水分离器底部进入第一预热器中，给第一预热器加热后排出；三效加热蒸汽从三效板式蒸发器排出后进入三效汽水分离器中分离成蒸汽和液体，蒸汽从三效汽水分离器顶部进入冷凝器，液体从三效汽水分离器底部进入第一预热器中，给第一预热器加热后排出。 

6.根据权利要求2所述的固液混合高温溶液废热回收利用装置，其特征在于：还包括预热蒸汽管道和预热蒸汽冷凝水管道，预热蒸汽管道与第三预热器连接，用于导入预热蒸汽给第三预热器加热，第三预热器与预热蒸汽冷凝水管道，用于导出预热蒸汽的冷凝水。 

7.根据权利要求3所述的固液混合高温溶液废热回收利用装置，其特征在于：所述第一预热器、第二预热器、第三预热器均为板式预热器，所述一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器均为板式蒸发器，所述冷凝器为板式冷凝器。