CN205216221U - 一种水蒸汽再压缩蒸发系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种水蒸汽再压缩蒸发系统，包括蒸发器、物料三级预热系统、二次蒸汽分离再压缩系统以及物料循环系统，所述物料三级预热系统包括依次连接的板式热交换器、管式预热器以及闪蒸预热装置，所述板式热交换器与物料输送装置连接，所述管式预热器上部与所述蒸发器连通，所述闪蒸预热装置与所述蒸发器连通，所述蒸发器底部与物料循环系统连通，所述蒸发器底部与所述二次蒸汽分离再压缩系统连通。本实用新型一种水蒸汽再压缩蒸发系统结构简单、物料经过三级预热后再进行蒸发浓缩，浓缩效果良好，蒸汽利用率高，提高热效率，降低能耗，节省能源，减少对环境污染。

Description

一种水蒸汽再压缩蒸发系统

技术领域

本实用新型涉及一种蒸发系统，特别是涉及一种用于乳品、食品、生物制药和环保等行业的水蒸汽再压缩蒸发系统。

背景技术

传统的用于乳品、食品和生物制药和环保行业的多效降膜蒸发器，采用热压泵技术，需要消耗大量的蒸汽，随着石油、煤炭等不可再生资源的日渐枯竭，蒸发器的蒸汽成本不断上升，企业设备的运行成本急剧增加，造成能源浪费，企业竞争力低下，不利于满足目前国家节能减排的目标。

发明内容

本实用新型是为了解决现有技术中的不足而完成的，本实用新型的目的是提供一种结构简单、物料经过三级预热后再进行蒸发浓缩，浓缩效果良好，蒸汽利用率高，提高热效率，降低能耗，节省能源，减少对环境污染的水蒸汽再压缩蒸发系统。

本实用新型的一种水蒸汽再压缩蒸发系统，包括蒸发器、物料三级预热系统、二次蒸汽分离再压缩系统以及物料循环系统，所述物料三级预热系统包括依次连接的板式热交换器、管式预热器以及闪蒸预热装置，所述板式热交换器与物料输送装置连接，所述管式预热器上部与所述蒸发器连通，所述闪蒸预热装置与所述蒸发器连通，所述蒸发器底部与物料循环系统连通，所述蒸发器底部与所述二次蒸汽分离再压缩系统连通。

本实用新型的一种水蒸汽再压缩蒸发系统还可以是：

所述闪蒸预热装置包括闪蒸罐和杀菌器，所述闪蒸罐顶部与所述管式预热器顶部连通，所述闪蒸罐设置有封闭的上部和下部，所述闪蒸罐上部和下部分别与杀菌器连通，所述杀菌器外部与洁净蒸汽进口连通，所述闪蒸罐的底部与所述蒸发器顶部连通。

所述闪蒸罐与所述蒸发器之间设置有物料泵，所述杀菌器与所述闪蒸罐之间设置有物料泵。

所述板式换热交换器通过进料泵与平衡罐连通，所述平衡罐与所述原料输送装置连通。

所述板式热交换器出口端与所述管式预热器底部连通，所述管式预热器顶部与所述闪蒸罐顶部连通。

所述管式预热器与所述蒸发器底部均与同一个冷凝水罐连通，所述冷凝水罐底部通过冷凝水泵与所述板式热交换器连通。

所述二次蒸汽分离再压缩系统包括气液分离器、压缩机和冷凝器，所述气液分离器与所述蒸发器下部连通，所述压缩机通过出气管与所述气液分离器内部连通，所述压缩机通过再压缩蒸汽管与蒸发器上部连通，所述气液分离器顶部与所述冷凝器上部连通，所述气液分离器的底部与所述物料循环系统连通。

所述冷凝器包括冷凝水出口和抽真空出口，所述抽真空出口连接有真空泵，所述冷凝水出口与冷凝水罐连通。

物料循环系统为连通所述蒸发器底部和顶部的至少一根物料循环管，每根所述物料循环管上均设置有循环泵。

所述蒸发器底部设置有物料浓缩液出口，所述物料浓缩液出口与出料泵连接。

本实用新型的一种水蒸汽再压缩蒸发系统，包括蒸发器、物料三级预热系统、二次蒸汽分离再压缩系统以及物料循环系统，所述物料三级预热系统包括依次连接的板式热交换器、管式预热器以及闪蒸预热装置，所述板式热交换器与物料输送装置连接，所述管式预热器上部与所述蒸发器连通，所述闪蒸预热装置与所述蒸发器连通，所述蒸发器底部与物料循环系统连通，所述蒸发器底部与所述二次蒸汽分离再压缩系统连通。这样，需要浓缩的液体物料经过板式热交换器进行第一次预热，然后再经过管式预热器进行第二次预热，之后被输送至闪蒸预热装置内进行第三次预热同时进行杀菌，之后待浓缩的液体物料温度逐渐升高，经过三级预热后的物料温度比较高，预热后进入蒸发器水分蒸发掉更加容易，有效节省能源，整个蒸发系统热效率高，浓缩所需要时间短，浓缩效率高。同时由于使用了二次蒸汽分离再压缩系统，将蒸发器内蒸发的气体再次压缩后使得其升温，即形成高品位的蒸汽再次输送至蒸发器内对液体物料进行蒸发换热，将液体物料内的水分蒸发出来，由于蒸汽再次循环使用，而物料也在物料循环系统的作用下进行循环，因此除了最初启动的时候需要少量的生蒸汽外，之后均使用循环蒸汽，生蒸汽仅仅是作为热平衡的补充，因此，热效率高，节省大量的生蒸汽，降低生产成本，节省能源，减少排放物对环境的影响，浓缩效率高，大大缩短浓缩时间。相对于现有技术的优点是：结构简单、物料经过三级预热后再进行蒸发浓缩，浓缩效果良好，蒸汽利用率高，提高热效率，降低能耗，节省能源，减少对环境污染。

附图说明

图1本实用新型水蒸汽再压缩蒸发系统示意图。

图号说明

1…蒸发器2…板式热交换器3…杀菌器

4…管式预热器5…闪蒸罐6…物料泵

7…洁净蒸汽进口8…平衡罐9…原料输送装置

10…冷凝水罐11…气液分离器12…压缩机

13…冷凝器14…出气管15…再压缩蒸汽管

16…冷凝水出口17…抽真空出口18…物料循环管

19…浓缩液出口20…出料泵

具体实施方式

下面结合附图的图1对本实用新型的一种水蒸汽再压缩蒸发系统作进一步详细说明。

本实用新型的一种水蒸汽再压缩蒸发系统，请参考图1，包括蒸发器1、物料三级预热系统、二次蒸汽分离再压缩系统以及物料循环系统，所述物料三级预热系统包括依次连接的板式热交换器2、管式预热器4以及闪蒸预热装置，所述板式热交换器2与物料输送装置连接，所述管式预热器4上部与所述蒸发器1连通，所述闪蒸杀菌装置与所述蒸发器1连通，所述蒸发器1底部与物料循环系统连通，所述蒸发器1底部与所述二次蒸汽分离再压缩系统连通。具体而言，蒸发器1用于将其内的物料蒸发浓缩，而二次蒸汽分离再压缩系统则是将使用后的蒸汽与液体分离后再次压缩，提高使用后的蒸汽的温度，并将压缩后的蒸汽再次输送至蒸发器1内与需要浓缩的物料进行换热，将需要浓缩的物料的水分蒸发，进而浓缩物料。而物料循环系统的作用是将物料不断地蒸发浓缩，直到达到要求的浓度。而管式预热器4的上部与蒸发器1连通，蒸发器1内的高温蒸汽对进入管式预热器4内的液体物料进行二级预热，提高液体物料的温度，方便后续蒸发浓缩。这样，需要浓缩的液体物料经过板式热交换器2进行第一次预热，然后再经过管式预热器4进行第二次预热，之后被输送至闪蒸预热装置内进行第三次预热同时进行杀菌，经过三级预热后的物料温度比较高，预热后进入蒸发器1水分蒸发更加容易，有效节省能源，整个蒸发系统热效率高，浓缩所需要时间短，浓缩效率高。同时由于使用了二次蒸汽分离再压缩系统，将蒸发器1内蒸发的气体再次压缩后使得其升温，即形成高品位的蒸汽再次输送至蒸发器1内对液体物料进行蒸发换热，将液体物料内的水分蒸发出来，由于蒸汽再次循环使用，而物料也在物料循环系统的作用下进行循环，因此除了最初启动的时候需要少量的生蒸汽外，之后均使用循环蒸汽，生蒸汽仅仅是作为热平衡的补充，因此，热效率高，节省大量的生蒸汽，降低生产成本，节省能源，减少排放物对环境的影响，浓缩效率高，大大缩短浓缩时间。相对于现有技术的优点是：结构简单、物料经过三级预热后再进行蒸发浓缩，浓缩效果良好，蒸汽利用率高，提高热效率，降低能耗，节省能源，减少对环境污染。

本实用新型的一种水蒸汽再压缩蒸发系统，请参考图1，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述闪蒸预热装置包括闪蒸罐5和杀菌器3，所述闪蒸罐5顶部与所述管式预热器4顶部连通，所述闪蒸罐5设置有封闭的上部和下部，所述闪蒸罐5上部和下部分别与杀菌器3连通，所述杀菌器3外部与洁净蒸汽进口7连通，所述闪蒸罐5的底部与所述蒸发器1顶部连通。需要浓缩的液体物料经过管式预热器4的二级预热后被输送至闪蒸罐5，在闪蒸罐5内进行三级预热，物料从闪蒸罐5的顶部进入中部，闪蒸罐5的上部和下部之间是通过导汽管连通的，因此液体物料从闪蒸罐5的上部进入杀菌器3内，杀菌器3的外部与洁净蒸汽进口7连通，即杀菌器3外部连通有洁净蒸汽，引入的较少的洁净蒸汽喷射入杀菌器3内对杀菌器3内的液体物料进行杀菌并进一步提高液体物料的温度。而提高温度后的液体物料从闪蒸罐5的下部进入闪蒸罐5内，由于其温度比较高，闪蒸释放热量，可以对闪蒸罐5上部的液体物料进行三级预热。之后液体物料被输送至蒸发器1内蒸发浓缩。进一步优选的技术方案为所述闪蒸罐5与所述蒸发器1之间设置有物料泵6，所述杀菌器3与所述闪蒸罐5之间设置有物料泵6。这样通过物料泵6的泵送可以将液体物料泵送至杀菌器3内或闪蒸罐5以及蒸发器1内。还可以是所述板式换热交换器通过进料泵与平衡罐8连通，所述平衡罐8与所述原料输送装置9连通。这样，液体物料被原料输送装置9输送至平衡罐8内，然后再进入板式热交换器2内进行一级预热，优点是预热效果更好。还可以是所述板式热交换器2出口端与所述管式预热器4底部连通，所述管式预热器4顶部与所述闪蒸罐5顶部连通。这样，液体物料从板式热交换器2出口端输送至管式预热器4底部，然后在管式预热器4内被预热后从管式预热器4顶端输出并输送至闪蒸罐5顶部进入闪蒸罐5内进行三级预热。另外，上述输送过程中均可以设置有物料泵6，以便使得液体物料的输送更加容易平稳。

本实用新型的一种水蒸汽再压缩蒸发系统，请参考图1，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述管式预热器4与所述蒸发器1底部均与同一个冷凝水罐10连通，所述冷凝水罐10底部通过冷凝水泵与所述板式热交换器2连通。这样，管式预热器4与蒸发器1内冷凝出来的温度比较高的水均进入冷凝水罐10内，然后这些冷凝水罐10内的冷凝水从板式热交换器2内流过用于与通过板式热交换器2内的液体物料进行热交换，进而将液体物料进行一级预热。这样可以充分利用从管式预热器4和蒸发器1内换热后的温度比较高的冷凝水，充分利用资源，节约成本。

本实用新型的一种水蒸汽再压缩蒸发系统，请参考图1，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述二次蒸汽分离再压缩系统包括气液分离器11、压缩机12和冷凝器13，所述气液分离器11与所述蒸发器1下部连通，所述压缩机12通过出气管14与所述气液分离器11内部连通，所述压缩机12通过再压缩蒸汽管15与蒸发器1上部连通，所述气液分离器11顶部与所述冷凝器13上部连通，所述气液分离器11的底部与所述物料循环系统连通。这样，与蒸发器1下部连通的气液分离器11将蒸发出来的二次蒸汽进行气液分离，液体从气液分离器11底部进入物料循环系统进行循环蒸发浓缩，而气体部分则通过出气管14抽吸入压缩机12内进行压缩升温，蒸汽经过压缩机12的压缩升温，温度至少升高5-7℃，然后升温后的蒸汽通过再压缩蒸汽管15再次进入蒸发器1上部对蒸发器1内的液体物料进行蒸发浓缩，蒸汽再利用，有效节省蒸汽，避免大量使用蒸汽，有效节省能源。而气液分离器11内部的一部分蒸汽进入冷凝器13内冷凝，保证整个系统在真空状态下运行。进一步优选的技术方案为：所述冷凝器13包括冷凝水出口16和抽真空出口17，所述抽真空出口17连接有真空泵，所述冷凝水出口16与冷凝水罐10连通。冷凝器13内蒸汽被冷凝后产生的冷凝水从冷凝水出口16排出，而不能冷凝的气体则从抽真空出口17通过真空泵被抽走，进而保证整体系统在真空状态下。

本实用新型的一种水蒸汽再压缩蒸发系统，请参考图1，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：物料循环系统为连通所述蒸发器1底部和顶部的至少一根物料循环管18，每根所述物料循环管18底部均设置有循环泵。这样，循环泵的作用是将液体物料从蒸发器1底部抽出并泵送至蒸发器1顶部进行循环，循环蒸发五次以上，液体物料的浓度达到要求后，即达到需要的浓缩浓度后液体物料排出。还可以是所述蒸发器1底部设置有物料浓缩液出口19，所述物料浓缩液出口19与出料泵20连接。即当液体物料蒸发浓缩多次后达到预定的浓度后，物料循环系统关闭，物料浓缩液出口19开启，浓缩后的物料浓缩液出口19通过出料泵20被泵送出蒸发器1进行下一段工序。

上述仅对本实用新型中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本实用新型的保护范围，凡是依据本实用新型中的设计精神所作出的等效变化或修饰或等比例放大或缩小等，均应认为落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种水蒸汽再压缩蒸发系统，其特征在于：包括蒸发器、物料三级预热系统、二次蒸汽分离再压缩系统以及物料循环系统，所述物料三级预热系统包括依次连接的板式热交换器、管式预热器以及闪蒸预热装置，所述板式热交换器与物料输送装置连接，所述管式预热器上部与所述蒸发器连通，所述闪蒸预热装置与所述蒸发器连通，所述蒸发器底部与物料循环系统连通，所述蒸发器底部与所述二次蒸汽分离再压缩系统连通。

2.根据权利要求1所述的一种水蒸汽再压缩蒸发系统，其特征在于：所述闪蒸预热装置包括闪蒸罐和杀菌器，所述闪蒸罐顶部与所述管式预热器顶部连通，所述闪蒸罐设置有封闭的上部和下部，所述闪蒸罐上部和下部分别与杀菌器连通，所述杀菌器外部与洁净蒸汽进口连通，所述闪蒸罐的底部与所述蒸发器顶部连通。

3.根据权利要求2所述的一种水蒸汽再压缩蒸发系统，其特征在于：所述闪蒸罐与所述蒸发器之间设置有物料泵，所述杀菌器与所述闪蒸罐之间设置有物料泵。

4.根据权利要求2所述的一种水蒸汽再压缩蒸发系统，其特征在于：所述板式热交换器通过进料泵与平衡罐连通，所述平衡罐与原料输送装置连通。

5.根据权利要求2至4任意一个权利要求所述的一种水蒸汽再压缩蒸发系统，其特征在于：所述板式热交换器出口端与所述管式预热器底部连通，所述管式预热器顶部与所述闪蒸罐顶部连通。

6.根据权利要求1至4任意一个权利要求所述的一种水蒸汽再压缩蒸发系统，其特征在于：所述管式预热器与所述蒸发器底部均与同一个冷凝水罐连通，所述冷凝水罐底部通过冷凝水泵与所述板式热交换器连通。

7.根据权利要求1至4任意一个权利要求所述的一种水蒸汽再压缩蒸发系统，其特征在于：所述二次蒸汽分离再压缩系统包括气液分离器、压缩机和冷凝器，所述气液分离器与所述蒸发器下部连通，所述压缩机通过出气管与所述气液分离器内部连通，所述压缩机通过再压缩蒸汽管与蒸发器上部连通，所述气液分离器顶部与所述冷凝器上部连通，所述气液分离器的底部与所述物料循环系统连通。

8.根据权利要求7所述的一种水蒸汽再压缩蒸发系统，其特征在于：所述冷凝器包括冷凝水出口和抽真空出口，所述抽真空出口连接有真空泵，所述冷凝水出口与冷凝水罐连通。

9.根据权利要求1至4任意一个权利要求所述的一种水蒸汽再压缩蒸发系统，其特征在于：物料循环系统为连通所述蒸发器底部和顶部的至少一根物料循环管，每根所述物料循环管上均设置有循环泵。

10.根据权利要求1至4任意一个权利要求所述的一种水蒸汽再压缩蒸发系统，其特征在于：所述蒸发器底部设置有物料浓缩液出口，所述物料浓缩液出口与出料泵连接。