CN205269075U - 多效蒸发器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多效蒸发器，包括热泵系统、冷却装置以及依次串联的多个蒸发装置，所述热泵系统包括压缩机和换热装置，所述压缩机的排气口与第一级所述蒸发装置的进气口连通，第一级所述蒸发装置的冷媒出口、换热装置以及所述压缩机的回气口依次连通，所述冷却装置的溶剂进口与最后一级所述蒸发装置的出气口连通，所述冷却装置的出水口、换热装置以及所述冷却装置的进水口依次连通。所述多效蒸发器通过热泵系统来代替多效蒸发器中的锅炉和冷却塔，运行能耗少、结构简单、占用空间小。

Description

多效蒸发器

技术领域

本实用新型涉及浓缩设备技术领域，尤其涉及一种多效蒸发器。

背景技术

在化学工业、食品工业、制药等工业生产中，往往需要蒸发大量水分获得浓缩液，浓缩工艺技术应用广泛。传统的，采用多效蒸发器来制取浓缩液，即将几个蒸发器串联运行蒸发操作从而提取出浓缩液。这种多效蒸发器装置，使蒸汽热能能够得到多次利用，一定程度上能够提高热能的利用率。但是，多效蒸发器中使用的蒸汽热能需要通过锅炉来提供，而锅炉则需要消耗大量的煤、燃气等不可再生资源，能源能耗大；此外，锅炉系统结构复杂，占用空间大，增加了整个多效蒸发器的系统复杂性。

发明内容

基于此，本实用新型在于克服现有技术的缺陷，提供一种运行能耗少、结构简单、占用空间小的多效蒸发器。

其技术方案如下：

一种多效蒸发器，包括热泵系统、冷却装置以及依次串联的多个蒸发装置，所述热泵系统包括压缩机和换热装置，所述压缩机的排气口与第一级所述蒸发装置的进气口连通，第一级所述蒸发装置的冷媒出口、换热装置以及所述压缩机的回气口依次连通，所述冷却装置的溶剂进口与最后一级所述蒸发装置的出气口连通，所述冷却装置的出水口、换热装置以及所述冷却装置的进水口依次连通。

在其中一个实施例中，所述热泵系统还包括节流装置，所述节流装置设置在所述冷媒出口和所述换热装置之间，所述冷媒出口、节流装置和换热装置依次连通。

在其中一个实施例中，所述热泵系统还包括水泵，所述水泵设置在所述出水口和所述换热装置之间，所述出水口、水泵和换热装置依次连通。

在其中一个实施例中，所述换热装置为板式换热装置。

在其中一个实施例中，上一级所述蒸发装置的出气口与下一级所述蒸发装置的进气口连通，上一级所述蒸发装置的出液口与下一级所述蒸发装置的进液口连通。

在其中一个实施例中，所述多效蒸发器还包括第一容器、第二容器以及第三容器，所述第一容器与第一级所述蒸发装置的进液口连通，所述第二容器与最后一级所述蒸发装置的出液口连通，所述第三容器与所述冷却装置的溶剂出口连通。

在其中一个实施例中，每个所述蒸发装置内部设有进液区和换热区，所述进液口设置在所述进液区上，所述进气口设置在所述换热区的上部，所述出气口设置在所述进液区上端，所述出液口设置在所述换热区下端，第一级所述蒸发装置的冷媒出口设置在第一级所述蒸发装置的换热区的下部。

在其中一个实施例中，每个所述蒸发装置的换热区下部还设有冷凝水排出口。

在其中一个实施例中，所述冷却装置的上端设有不凝气出口。

本实用新型的有益效果在于：

进行多效蒸发时，压缩机的排气口排出高温高压制冷剂气体，经过进气口进入到第一级蒸发装置中，与进入第一级蒸发装置中的溶剂料液进行换热，高温高压制冷剂气体经换热后变为低温制冷剂液体通过冷媒出口流至换热装置，与从冷却装置中流出进入换热装置的水进行换热，低温制冷剂液体变为低温制冷剂气体回到压缩机的回气口。而冷却装置中流出的水经过换热后变为冷水通过冷却装置的进水口回流至冷却装置中，与从最后一级蒸发装置中流出的溶剂蒸汽换热，进而使溶剂蒸汽被冷却变为溶剂液体。通过热泵系统来代替多效蒸发器中的锅炉和冷却塔，为溶剂蒸发提供热源，并在冷却装置中为溶剂冷却提供冷源，相比传统的锅炉和冷却塔装置，所述多效蒸发器有效节省了能耗，且采用热泵系统后整个系统结构简单、占用空间体积小。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的多效蒸发器的结构示意图。

附图标记说明：

10、热泵系统，110、压缩机，112、排气口，114、回气口，120、换热装置，130、节流装置，140、水泵，20、冷却装置，210、溶剂进口，220、出水口，230、进水口，240、溶剂出口，250、不凝气出口，30、蒸发装置，310、进气口，320、冷媒出口，330、出气口，340、进液口，350、出液口，360、冷凝水出口，370、进液区，380、换热区，40、第一容器，50、第二容器，60、第三容器。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例进行详细说明：

如图1所示，一种多效蒸发器，包括热泵系统10、冷却装置20以及依次串联的多个蒸发装置30，所述热泵系统10包括压缩机110和换热装置120，所述压缩机110的排气口112与第一级所述蒸发装置30的进气口310连通，第一级所述蒸发装置30的冷媒出口320、换热装置120以及所述压缩机110的回气口114依次连通，所述冷却装置20的溶剂进口210与最后一级所述蒸发装置30的出气口330连通，所述冷却装置20的出水口220、换热装置120以及所述冷却装置20的进水口230依次连通。第一级所述蒸发装置30是指依次串联的多个蒸发装置中的第一个蒸发装置30，第二级蒸发装置30是指第二个蒸发装置30，以此类推，最后一级蒸发装置30是指最后一个蒸发装置30。优选的，所述换热装置120为板式换热装置，换热效率高、热损失小、结构紧凑、占地面积小。

进一步的，所述热泵系统10还包括节流装置130，所述节流装置130设置在所述冷媒出口320和所述换热装置120之间，所述冷媒出口320、节流装置130和换热装置120依次连通。通过在所述冷媒出口320和所述换热装置120之间设置节流装置130，能够将从冷媒出口320中经换热后的高压制冷剂液体变为低压制冷剂液体。所述热泵系统10还包括水泵140，所述水泵140设置在所述出水口220和所述换热装置120之间，所述出水口220、水泵140和换热装置120依次连通。通过在出水口220和换热装置120之间设置水泵140，能够将冷却装置20中预存的水通过水泵140吸入换热装置120中，从而与经节流装置130后的低压制冷剂液体进行热交换。

进行多效蒸发时，压缩机110的排气口112排出高温高压制冷剂气体，经过进气口310进入到第一级蒸发装置30中，与进入第一级蒸发装置30中的溶剂料液进行换热，高温高压制冷剂气体经换热后变为低温高压制冷剂液体通过冷媒出口320流出，进而低温高压制冷剂液体经过节流装置130节流，变为低温低压制冷剂液体，再进入换热装置120中，与从冷却装置20中流出通过水泵140驱动进入换热装置120的水进行换热，低温低压制冷剂液体变为低温低压制冷剂气体回到压缩机110的回气口114。而冷却装置20中流出的水经过换热后变为冷水通过冷却装置20的进水口230回流至冷却装置20中，与从最后一级蒸发装置30中流出的溶剂蒸汽换热，进而使溶剂蒸汽被冷却变为溶剂液体。通过热泵系统10来代替多效蒸发器中的锅炉和冷却塔，为溶剂蒸发提供热源，并在冷却装置20中为溶剂蒸汽冷却提供冷源，相比传统的锅炉和冷却塔装置，所述多效蒸发器有效节省了能耗，且采用热泵系统10后整个系统结构简单、占用空间体积小。

本实施例所述的热泵系统10进行供热和供冷时，热泵系统10的冷凝侧为走氟系统，蒸发侧为走水系统，通过水系统进行换热，降低了热泵系统10的承压需求，满足整个系统的承压能力。实际设计时，热泵系统10的冷凝侧也可以通过增加换热装置120和水泵140改为走水系统，蒸发侧也可以通过去掉换热装置120和水泵140改为走氟系统。或者，热泵系统10的冷凝侧与蒸发侧可以均改为走水系统或走氟系统。

进一步的，所述多效蒸发器还包括第一容器40、第二容器50以及第三容器60，所述第一容器40与第一级所述蒸发装置30的进液口340连通，所述第二容器50与最后一级所述蒸发装置30的出液口350连通，所述第三容器60与所述冷却装置20的溶剂出口240连通。第一容器40用于存储溶剂料液，第二容器50用于存储浓缩液，第三容器60用于存储溶剂液体。每个所述蒸发装置30内部设有进液区370和换热区380，所述进液口340设置在所述进液区370上，所述进气口310设置在所述换热区380的上部，所述出气口330设置在所述进液区370上端，所述出液口350设置在所述换热区380下端，第一级所述蒸发装置30的冷媒出口320设置在第一级所述蒸发装置30的换热区380的下部。上一级所述蒸发装置30的出气口330与下一级所述蒸发装置30的进气口310连通，上一级所述蒸发装置30的出液口350与下一级所述蒸发装置30的进液口340连通。经上一级蒸发装置30的出气口330流出的溶剂蒸汽通过下一级蒸发装置30的进气口310进入，能够为下一级的溶剂蒸发提供热源，提高了热能利用率。每个所述蒸发装置30的换热区380下部还设有冷凝水排出口，用于排出蒸发浓缩过程中蒸发装置30所产生的冷凝水。所述冷却装置20的上端设有不凝气出口250，用于排出不凝气。

本实施例所述的多效蒸发器制取浓缩液的工作过程如下：溶剂料液从第一容器40通过第一级蒸发装置30的进液口340进入第一级蒸发装置30的进液区370，然后流入到换热区380，与此同时，压缩机110的排气口112排出高温高压制冷剂气体，经过第一级蒸发装置30的进气口310进入到换热区380中，溶剂料液与高温高压制冷剂气体换热。换热后，溶剂料液中的溶剂蒸发变为气体，而溶剂料液中浓缩液被分离出来，分离出来的浓缩液通过该第一级蒸发装置30的出液口350、第二级蒸发装置30的进液口340进入进液区370，然后流入到换热区380，与此同时，第一级蒸发装置30中变为气体的溶剂蒸汽通过第一级蒸发装置30的出气口330及第二级蒸发装置30的进气口310也同时流入到换热区380，溶剂蒸汽与浓缩液在第二级蒸发装置30的换热区380进行换热，分离的浓缩液被再一次分离，接着进入下一级蒸发装置30进行换热。多次蒸发浓缩过程中蒸发装置30所产生的冷凝水通过各级蒸发装置30的冷凝水出口360排出。最后，变为纯的浓缩液通过最后一级蒸发装置30的出液口350流入到第二容器50中，完成浓缩液的收集。最终的溶剂蒸汽则通过最后一级蒸发装置30的出气口330和冷却装置20的溶剂进口210进入到冷却装置20中，与此同时，经过热泵系统10的换热装置120换热而得来的冷水也通过冷却装置20的进水口230进入到冷却装置20中，冷水与溶剂蒸汽进行换热后，溶剂蒸汽被冷却变为溶剂液体，通过溶剂出口240流入到第三容器60，完成溶剂的收集，不凝气体则通过不凝气出口250排出。图1中示出了依次串联两个蒸发装置的情形，实际设计时可根据具体情况串联多个蒸发装置，进而增加蒸发的级数和效果。

本实施例所述的多效蒸发器采用热泵系统10取代锅炉和冷却塔提供热源和冷源，无需消耗煤、燃气等不可再生资源，降低了运行能耗，而且简化了整个系统，减小了占用空间。通过将热泵系统10融入到传统的多效蒸发器中，不仅减少了设备的初投资，满足了节能改造的要求，而且在热泵系统10中引入水系统进行换热，降低了热泵系统10的承压需求，满足了整个系统的承压能力。所述多效蒸发器结构简单、性能稳定、承压能力强、节约能耗，且占用空间面积小。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种多效蒸发器，其特征在于，包括热泵系统、冷却装置以及依次串联的多个蒸发装置，所述热泵系统包括压缩机和换热装置，所述压缩机的排气口与第一级所述蒸发装置的进气口连通，第一级所述蒸发装置的冷媒出口、换热装置以及所述压缩机的回气口依次连通，所述冷却装置的溶剂进口与最后一级所述蒸发装置的出气口连通，所述冷却装置的出水口、换热装置以及所述冷却装置的进水口依次连通。

2.根据权利要求1所述的多效蒸发器，其特征在于，所述热泵系统还包括节流装置，所述节流装置设置在所述冷媒出口和所述换热装置之间，所述冷媒出口、节流装置和换热装置依次连通。

3.根据权利要求2所述的多效蒸发器，其特征在于，所述热泵系统还包括水泵，所述水泵设置在所述出水口和所述换热装置之间，所述出水口、水泵和换热装置依次连通。

4.根据权利要求3所述的多效蒸发器，其特征在于，所述换热装置为板式换热装置。

5.根据权利要求4所述的多效蒸发器，其特征在于，上一级所述蒸发装置的出气口与下一级所述蒸发装置的进气口连通，上一级所述蒸发装置的出液口与下一级所述蒸发装置的进液口连通。

6.根据权利要求5所述的多效蒸发器，其特征在于，还包括第一容器、第二容器以及第三容器，所述第一容器与第一级所述蒸发装置的进液口连通，所述第二容器与最后一级所述蒸发装置的出液口连通，所述第三容器与所述冷却装置的溶剂出口连通。

7.根据权利要求6所述的多效蒸发器，其特征在于，每个所述蒸发装置内部设有进液区和换热区，所述进液口设置在所述进液区上，所述进气口设置在所述换热区的上部，所述出气口设置在所述进液区上端，所述出液口设置在所述换热区下端，第一级所述蒸发装置的冷媒出口设置在第一级所述蒸发装置的换热区的下部。

8.根据权利要求7所述的多效蒸发器，其特征在于，每个所述蒸发装置的换热区下部还设有冷凝水排出口。

9.根据权利要求1-8任一项所述的多效蒸发器，其特征在于，所述冷却装置的上端设有不凝气出口。