CN205084428U - 一种用于尿素溶液低温浓缩的mvr蒸发器 - Google Patents
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Abstract
一种用于尿素溶液低温浓缩的MVR蒸发器，包括水平管降膜蒸发器和预热系统，所述水平管降膜蒸发器通过预热系统与原料罐连接，该预热系统由蒸汽换热器和冷凝水换热器组成，其中蒸汽换热器的进液口连接原料罐，蒸汽换热器的出液口连接冷凝水换热器的进液口；所述冷凝水换热器的出液口连接水平管降膜蒸发器顶部的分布器，冷凝水换热器的出水口连接蒸馏水出水管道，冷凝水换热器的进水口通过蒸馏水泵连接蒸馏水罐，该蒸馏水罐的液相进口连接水平管降膜蒸发器的蒸馏水出口；该用于尿素溶液低温浓缩的MVR蒸发器具有传热系数高和传热温差损失小的优点，适用于易起泡，低温蒸发浓缩的物料，尿素溶液在换热管上停留时间短，值得大力推广。
Description
技术领域
本实用新型涉及化学工业领域，尤其是一种用于尿素溶液低温浓缩的MVR蒸发器。
背景技术
尿素别名碳酰二胺，分子式CO（NH2）2，由碳、氮、氢、和氧四种元素组成。尿素经过闪蒸、分解后，得到了质量分数为30%~40%左右的尿素溶液，其中氨和二氧化碳含量总和少于1%，要得到固体尿素产品，必须将水分除去。一般尿素溶液结晶法需将尿素溶液浓缩至80%。在生产过程中会存在一些副反应，主要指尿素的水解和缩合反应。尿素的水解与温度和停留时间都有关系。在温度低于80℃，尿素水解很慢，温度超过80℃，水解速率加快，考虑到浓缩过程中，浓度会提高，故将蒸发温度控制在70℃左右蒸发。
现有的尿素溶液浓缩蒸发一般采用竖管降膜蒸发装置或闪蒸蒸发装置，其中闪蒸蒸发装置具有传热温差损失大，存在液位静压力而引起的沸点升高所带来的温度损失，不适合易起泡，低温蒸发浓缩的物料；而竖管降膜蒸发装置中尿素溶液在换热管上停留时间长，素溶液在换热管上产生水解反应，尿素水解的结果将降低尿素的产率，增加消耗定额，因此必须防止，这就需要设计一种新型尿素溶液浓缩蒸发装置来解决这些问题。
发明内容
本实用新型提供如下技术方案：一种用于尿素溶液低温浓缩的MVR蒸发器，包括水平管降膜蒸发器和预热系统，所述水平管降膜蒸发器通过预热系统与原料罐连接，该原料罐的顶部连接原液进管，原料罐的底部出液口通过进料泵连接预热系统，该预热系统由蒸汽换热器和冷凝水换热器组成，其中蒸汽换热器的进液口连接原料罐，蒸汽换热器的出液口连接冷凝水换热器的进液口，蒸汽换热器的进气口连接水平管降膜蒸发器的蒸汽出口，蒸汽换热器的出气口连接真空泵；所述冷凝水换热器的出液口连接水平管降膜蒸发器顶部的分布器，冷凝水换热器的出水口连接蒸馏水出水管道，冷凝水换热器的进水口通过蒸馏水泵连接蒸馏水罐，该蒸馏水罐的液相进口连接水平管降膜蒸发器的蒸馏水出口，该蒸馏水罐的气相出口连接水平管降膜蒸发器；所述水平管降膜蒸发器内部设有蒸发室，该蒸发室内设有数个水平放置的换热管束，蒸发室的蒸汽进口与蒸汽压缩机的出气口连接，水平管降膜蒸发器的顶部二次蒸汽出口通过分离器连接蒸汽压缩机的进气口，水平管降膜蒸发器的底部设有两个储液罐，其中一个储液罐连接循环泵，另一个储液罐连接出料泵，循环泵的出液口连接分布器，出料泵的出液口连接分布器和浓缩液出料管道。
作为本实用新型的进一步方案：所述蒸汽换热器为管式换热器。
作为本实用新型的进一步方案：所述冷凝水换热器为板式换热器。
作为本实用新型的进一步方案：所述原料罐的顶部设有清洗管道。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该用于尿素溶液低温浓缩的MVR蒸发器具有以下优点：一、传热系数高，二倍于竖管降膜蒸发，三倍于闪蒸蒸发装置；二、传热温差损失小，没有液位静压力而引起的沸点升高所带来的温度损失；三、适用于易起泡，低温蒸发浓缩的物料；四、尿素溶液在换热管上停留时间短，可有效控制尿素溶液的停留时间，防止尿素溶液在换热管上的水解反应。
附图说明
图1为本实用新型的工作流程图；
图2为水平管降膜蒸发器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-2，本实用新型实施例中，一种用于尿素溶液低温浓缩的MVR蒸发器，包括水平管降膜蒸发器1和预热系统，所述水平管降膜蒸发器1通过预热系统与原料罐2连接，该原料罐2的顶部连接原液进管和清洗管道，原料罐2的底部出液口通过进料泵3连接预热系统，该预热系统由蒸汽换热器4和冷凝水换热器5组成，其中蒸汽换热器4的进液口连接原料罐2，蒸汽换热器4的出液口连接冷凝水换热器5的进液口，蒸汽换热器4的进气口连接水平管降膜蒸发器1的蒸汽出口，蒸汽换热器4的出气口连接真空泵6，通过真空泵6排出蒸汽，该蒸汽换热器4为管式换热器；所述冷凝水换热器5为板式换热器，冷凝水换热器5的出液口连接水平管降膜蒸发器1顶部的分布器101，冷凝水换热器5的出水口连接蒸馏水出水管道，冷凝水换热器5的进水口通过蒸馏水泵7连接蒸馏水罐8，该蒸馏水罐8的液相进口连接水平管降膜蒸发器1的蒸馏水出口，该蒸馏水罐8的气相出口连接水平管降膜蒸发器1；所述水平管降膜蒸发器1内部设有蒸发室，该蒸发室内设有数个水平放置的换热管束102，蒸发室的蒸汽进口与蒸汽压缩机9的出气口连接，水平管降膜蒸发器1的顶部二次蒸汽出口通过分离器连接蒸汽压缩机9的进气口，通过蒸汽压缩机9对二次蒸汽压缩增压、升温，提高二次蒸汽的热焓，重新进入换热管束102内冷凝放热，水平管降膜蒸发器1的底部设有两个储液罐，其中一个储液罐连接循环泵10，另一个储液罐连接出料泵11，循环泵10的出液口连接分布器101，出料泵11的出液口连接分布器101和浓缩液出料管道。
本实用新型的工作原理：待处理的30%左右浓度的尿素溶液储存在一个原料罐2里面，通过进料泵3将物料输送至预热系统，预热系统包含一个冷凝水预热和一个蒸汽预热，预热至蒸发温度70℃左右料液从分布器101中均匀的喷淋到水平放置的换热管束102上，接受来自管内蒸汽冷凝释放的热量而部分蒸发，未蒸发部分在重力作用下流向下一排管子，最终流至蒸发室底部，这部分溶液再经循环泵10循环喷淋，通过多次的循环喷淋蒸发达到浓缩要求。料液蒸发所产生的二次蒸汽从顶部排出进入压缩机压缩增压、升温，提高二次蒸汽的热焓，然后进入换热管内冷凝放热。这是一个管外溶液蒸发，管内蒸汽冷凝的双侧相变传热过程。
本实用新型具有以下优点：一、传热系数高，二倍于竖管降膜蒸发，三倍于闪蒸蒸发装置；
二、传热温差损失小，没有液位静压力而引起的沸点升高所带来的温度损失；
三、适合易起泡，低温蒸发浓缩的物料；
四、易于观察设备内的换热情况；
五、尿素溶液在换热管上停留时间短，可有效控制尿素溶液的停留时间，防止尿素溶液在换热管上的水解反应。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (4)
1.一种用于尿素溶液低温浓缩的MVR蒸发器，包括水平管降膜蒸发器（1）和预热系统，其特征在于，所述水平管降膜蒸发器（1）通过预热系统与原料罐（2）连接，该原料罐（2）的顶部连接原液进管，原料罐（2）的底部出液口通过进料泵（3）连接预热系统，该预热系统由蒸汽换热器（4）和冷凝水换热器（5）组成，其中蒸汽换热器（4）的进液口连接原料罐（2），蒸汽换热器（4）的出液口连接冷凝水换热器（5）的进液口，蒸汽换热器（4）的进气口连接水平管降膜蒸发器（1）的蒸汽出口，蒸汽换热器（4）的出气口连接真空泵（6）；所述冷凝水换热器（5）的出液口连接水平管降膜蒸发器（1）顶部的分布器（101），冷凝水换热器（5）的出水口连接蒸馏水出水管道，冷凝水换热器（5）的进水口通过蒸馏水泵（7）连接蒸馏水罐（8），该蒸馏水罐（8）的液相进口连接水平管降膜蒸发器（1）的蒸馏水出口，该蒸馏水罐（8）的气相出口连接水平管降膜蒸发器（1）；所述水平管降膜蒸发器（1）内部设有蒸发室，该蒸发室内设有数个水平放置的换热管束（102），蒸发室的蒸汽进口与蒸汽压缩机（9）的出气口连接，水平管降膜蒸发器（1）的顶部二次蒸汽出口通过分离器连接蒸汽压缩机（9）的进气口，水平管降膜蒸发器（1）的底部设有两个储液罐，其中一个储液罐连接循环泵（10），另一个储液罐连接出料泵（11），循环泵（10）的出液口连接分布器（101），出料泵（11）的出液口连接分布器（101）和浓缩液出料管道。
2.根据权利要求1所述的用于尿素溶液低温浓缩的MVR蒸发器，其特征在于，所述蒸汽换热器（4）为管式换热器。
3.根据权利要求1所述的用于尿素溶液低温浓缩的MVR蒸发器，其特征在于，所述冷凝水换热器（5）为板式换热器。
4.根据权利要求1所述的用于尿素溶液低温浓缩的MVR蒸发器，其特征在于，所述原料罐（2）的顶部设有清洗管道。
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