CN207153132U - 一种降膜蒸发浓缩系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种降膜蒸发浓缩系统，涉及液体蒸发浓缩技术领域。通过将降膜蒸发器与塔设备进行耦合，冷物料分三路进入布料腔，由下而上，第一路与第二凝液换热器换热，第二路与第一凝液换热器换热，混合后进入布料腔，分别由设计在管线上的控制阀进行控制，第三路进入塔顶冷却夹套，与塔顶蒸汽换热后通过密封板上的孔进入布料腔，由塔顶冷却夹套进料控制阀控制，实现了降膜蒸发浓缩与塔釜蒸汽间接加热蒸发浓缩、塔顶夹套冷却相结合，从而既提高了热能利用率，又提高了料液的浓度。
Description
技术领域
本实用新型涉及液体蒸发浓缩技术领域，尤其涉及一种降膜蒸发浓缩系统。
背景技术
降膜蒸发可以在真空低温条件下进行连续操作，具有蒸发能力高、节能降耗、运行费用低、且能保证物料在蒸发过程中不变性的特点，已经广泛用于医药、食品、化工、轻工等行业的水或有机溶媒溶液的蒸发浓缩，并可广泛用于以上行业的废液处理，尤其适用于热敏性物料。
目前，降膜蒸发器是将料液自加热室上管箱加入，经液体分布及成膜装置，均匀分配到各换热管内，在重力和真空诱导及气流作用下，成均匀膜状自上而下流动。流动过程中，被壳程加热介质加热汽化，产生的蒸汽与液相共同进入蒸发器的分离室，汽液经充分分离，蒸汽进入冷凝器冷凝(单效操作)或进入下一效蒸发器作为加热介质，从而实现多效操作，液相则由分离室排出。
但是，经过降膜蒸发器浓缩后得到的液体浓度还不是很高，对加热介质的热能利用效率也不是很高，所以，急需一种新的结构，能够利用降膜蒸发的原理，并能够提高得到的液体浓度，同时提高加热介质的热能利用率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种降膜蒸发浓缩系统，从而解决现有技术中存在的前述问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种降膜蒸发浓缩系统，包括：降膜蒸发塔、第一凝液换热器和第二凝液换热器；
所述降膜蒸发塔包括：上部夹套冷却段，中部降膜蒸发段和下部蒸汽加热段；
所述上部夹套冷却段的外壁上设置有冷却夹套；
所述中部降膜蒸发段从上至下依次包括密封板、布液管、上管板和降液管，所述密封板和所述上管板之间的腔体为布液腔，所述布液管的上部固定在所述密封板上，所述布液管的下部外管壁上设置有凹槽，所述布液管的凹槽部的外壁紧贴所述降液管的内壁插入所述降液管中，且所述凹槽的上端位于所述降液管上端口的上方，所述降液管的上部固定在所述上管板上；
所述下部蒸汽加热段设置有蒸汽进口和蒸汽出口；所述蒸汽出口与所述降液管所在腔体的上部连接，所述降液管所在腔体的下部与所述第二凝液换热器连接；
所述第二凝液换热器还分别与物料进口管路、所述第一凝液换热器和所述布液腔下部的物料进口连接；
所述第一凝液换热器分别与所述上部夹套冷却段下部的物料蒸汽凝液出口、所述物料进口管路和所述布液腔下部的物料进口连接；
所述冷却夹套的顶部与所述物料进口管路连接。
优选地，所述布液管的下部外管壁上设置的凹槽为螺旋形凹槽。
优选地，所述布液管的上部焊接固定在所述密封板上。
优选地，所述降液管的上部焊接固定在所述上管板上。
优选地，所述下部蒸汽加热段设置有蛇管，所述蛇管的一端与所述蒸汽进口连接，所述蛇管的另一端与所述蒸汽出口连接。
本实用新型的有益效果是：本实用新型实施例提供的一种降膜蒸发系统，通过将降膜蒸发器与塔设备进行耦合，冷物料分三路进入布料腔，由下而上，第一路与第二凝液换热器换热，第二路与第一凝液换热器换热，混合后进入布料腔，分别由设计在管线上的控制阀进行控制，第三路进入塔顶冷却夹套，与塔顶蒸汽换热后通过密封板上的孔进入布料腔，由塔顶冷却夹套进料控制阀控制，实现了降膜蒸发浓缩与塔釜蒸汽间接加热蒸发浓缩、塔顶夹套冷却相结合，从而既提高了热能利用率，又提高了料液的浓度；另外，通过在中部降膜蒸发段设置密封板，保证了布液腔中的物料不会发生溢流，在布液管的下部外管壁上设置凹槽，在降液管与布液管之间形成环隙，使得布料腔中的物料可以沿该环隙均匀的流入降液管并形成液膜，从而提高降膜蒸发段的蒸发效率和热能利用率；而且，通过采用冷却夹套与布液腔连接，将夹套内的物料引入降液管的结构，可有效避免夹套底部的结垢及堵塞。
附图说明
图1是降膜蒸发浓缩系统的结构示意图；
图2是中部降膜蒸发段的结构示意图；
图3是布液管凹槽部结构示意图；
图4是密封板俯视图。
图中，各符号的含义如下：
1塔底物料出口，2下部蒸汽加热段蒸汽出口，3蛇管，4降液管，5中部降膜蒸发段蒸汽进口，6布液管，7密封板上开设的孔，8密封板，9冷却夹套物料进口，10冷却夹套，11物料蒸汽凝液出口，12布液腔物料进口，13布料腔，14上管板，15降膜蒸发段蒸汽凝液采出阀，16下部蒸汽加热段蒸汽进口，17塔顶蒸汽凝液采出控制阀，18蒸汽凝液，19物料进口管路，20冷却夹套物料控制阀，21第一凝液换热器，22第二凝液换热器，23凹槽，8-1冷却夹套的外壁，8-2(7)密封板上开设的孔，8-3冷却夹套的内壁，8-3布液管口。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1-4所示，本实用新型实施例提供了一种降膜蒸发浓缩系统，包括：降膜蒸发塔、第一凝液换热器21和第二凝液换热器22；
所述降膜蒸发塔包括：上部夹套冷却段，中部降膜蒸发段和下部蒸汽加热段；
所述上部夹套冷却段的外壁上设置有冷却夹套10；
所述中部降膜蒸发段从上至下依次包括密封板8、布液管6、上管板14和降液管4，密封板8和上管板14之间的腔体为布液腔13，布液管6的上部固定在密封板8上，布液管6的下部外管壁上设置有凹槽18，布液管6的凹槽部的外壁紧贴降液管4的内壁插入降液管4中，且凹槽18的上端位于降液管4上端口的上方，降液管4的上部固定在上管板14上；
所述下部蒸汽加热段设置有蒸汽进口16和蒸汽出口2；蒸汽出口2与降液管4所在腔体的上部连接，降液管4所在腔体的下部与第二凝液换热器22连接；
第二凝液换热器22还分别与物料进口管路19、第一凝液换热器21和布液腔13下部的物料进口12连接；
第一凝液换热器21分别与所述上部夹套冷却段下部的物料蒸汽凝液出口11、物料进口管路19和布液腔13下部的物料进口12连接；
冷却夹套10的顶部与物料进口管路19连接。
1.需处理物料在中部降膜蒸发段由物料进口以及上部夹套物料进口分别进入降膜蒸发塔，溶液在布料腔内形成一定液位并通过布液管与降液管之间的凹槽间隙流入降液管，物料沿降液管向下流动并现成降液薄膜，物料与降液管壳程中的蒸汽换热并蒸发，蒸汽由布液管引出至塔顶，由塔顶夹套冷却后，从凝液出口引出；
2.蒸发浓缩后的液体沿降液管的管壁流入塔釜，物料继续在塔釜内经过换热蛇管加热，浓缩后的物料从底部出口排出；
3.塔釜浓缩液由塔底物料出口引出；
4.蒸汽分两路进入，一路由塔釜换热蛇管进口进入，对塔釜溶液加入，由塔釜换热蛇管蒸汽出口引出；另一路由降液管所在腔体外壁上设置的蒸汽进口进入降液管的壳程，凝液由出口引出。
5.布液管插入降液管内，物料通过布液管与降液管之间的螺旋凹槽形成空隙向下流动，均匀降液形成液膜。
6.物料分布腔可确保物料均匀布液，通过布液管上部密封板对物料进行限制，防止物料过多而出现溢流破坏液膜的情况。
7.从布液管引出的物料蒸汽进入塔顶，在冷却夹套中冷物料的作用下进行换热降温，得到的物料蒸汽凝液通过凝液出口测线采出；
8.塔顶冷却夹套中的冷却介质由冷物料充当，从夹套顶部的进口引入夹套中，换热后通过密封板上开设的孔进入布料腔中，与布料腔中进入的物料一同通过布液管进入降液管，形成液膜，并蒸发浓缩。
9.冷物料分三路进入布料腔，由下而上，第一路与第二凝液换热器换热，第二路与第一凝液换热器换热，混合后进入布料腔，分别由设计在管线上的控制阀进行控制，第三路进入塔顶冷却夹套，与塔顶蒸汽换热后通过密封板上的孔进入布料腔，由塔顶冷却夹套进料控制阀控制。
10.整个降膜蒸发塔的温度分布由下至上，逐渐降低，上部较低的温度，有利于蒸汽的冷凝，下部较高的温度有利于物料的蒸发及浓缩
在本实用新型的一个优选实施例中，布液管6的下部外管壁上设置的凹槽23可以为螺旋形凹槽。
上述结构中，在布液管的下部外管壁上设置凹槽，是为了使得进入降液管的液体成膜效果更好，从而提高降膜蒸发的效率，本实施例中，将凹槽设置为螺旋形，可保证进入降液管的物料沿管壁旋转向下流动，使液膜更均匀，换热更高效。
如本领域技术人员可以理解的，凹槽的形式也可以根据实际的需要进行设置。比如，可以设置为条形凹槽。
本实施例中，布液管6的上部焊接固定在密封板8上。
采用焊接固定的方式，可以使得连接更加牢固，不易受到外界因素的影响。
本实施例中，降液管4的上部焊接固定在上管板14上。
采用焊接固定的方式，可以使得连接更加牢固，不易受到外界因素的影响。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述下部蒸汽加热段设置有蛇管3，蛇管3的一端与蒸汽进口16连接，蛇管3的另一端与蒸汽出口2连接。
采用上述结构，可以使得蒸汽能够更好地对物料进行加热蒸发浓缩，有效的利用蒸汽的热量，提高物料的蒸发浓缩程度。
通过采用本实用新型公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：本实用新型实施例提供的一种降膜蒸发系统，通过将降膜蒸发器与塔设备进行耦合，冷物料分三路进入布料腔，由下而上，第一路与第二凝液换热器换热，第二路与第一凝液换热器换热，混合后进入布料腔，分别由设计在管线上的控制阀进行控制，第三路进入塔顶冷却夹套，与塔顶蒸汽换热后通过密封板上的孔进入布料腔，由塔顶冷却夹套进料控制阀控制，实现了降膜蒸发浓缩与塔釜蒸汽间接加热蒸发浓缩、塔顶夹套冷却相结合，从而既提高了热能利用率，又提高了料液的浓度；另外，通过在中部降膜蒸发段设置密封板，保证了布液腔中的物料不会发生溢流，在布液管的下部外管壁上设置凹槽，在降液管与布液管之间形成环隙，使得布料腔中的物料可以沿该环隙均匀的流入降液管并形成液膜，从而提高降膜蒸发段的蒸发效率和热能利用率；而且，通过采用冷却夹套与布液腔连接，将夹套内的物料引入降液管的结构，可有效避免夹套底部的结垢及堵塞。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种降膜蒸发浓缩系统，其特征在于，包括：降膜蒸发塔、第一凝液换热器和第二凝液换热器；
所述降膜蒸发塔包括：上部夹套冷却段，中部降膜蒸发段和下部蒸汽加热段；
所述上部夹套冷却段的外壁上设置有冷却夹套；
所述中部降膜蒸发段从上至下依次包括密封板、布液管、上管板和降液管，所述密封板和所述上管板之间的腔体为布液腔，所述布液管的上部固定在所述密封板上，所述布液管的下部外管壁上设置有凹槽，所述布液管的凹槽部的外壁紧贴所述降液管的内壁插入所述降液管中，且所述凹槽的上端位于所述降液管上端口的上方，所述降液管的上部固定在所述上管板上；
所述下部蒸汽加热段设置有蒸汽进口和蒸汽出口；所述蒸汽出口与所述降液管所在腔体的上部连接，所述降液管所在腔体的下部与所述第二凝液换热器连接；
所述第二凝液换热器还分别与物料进口管路、所述第一凝液换热器和所述布液腔下部的物料进口连接；
所述第一凝液换热器分别与所述上部夹套冷却段下部的物料蒸汽凝液出口、所述物料进口管路和所述布液腔下部的物料进口连接；
所述冷却夹套的顶部与所述物料进口管路连接。
2.根据权利要求1所述的降膜蒸发浓缩系统，其特征在于，所述布液管的下部外管壁上设置的凹槽为螺旋形凹槽。
3.根据权利要求1所述的降膜蒸发浓缩系统，其特征在于，所述布液管的上部焊接固定在所述密封板上。
4.根据权利要求1所述的降膜蒸发浓缩系统，其特征在于，所述降液管的上部焊接固定在所述上管板上。
5.根据权利要求1所述的降膜蒸发浓缩系统，其特征在于，所述下部蒸汽加热段设置有蛇管，所述蛇管的一端与所述蒸汽进口连接，所述蛇管的另一端与所述蒸汽出口连接。
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| CN201721084859.0U CN207153132U (zh) | 2017-08-28 | 2017-08-28 | 一种降膜蒸发浓缩系统 |
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|---|---|---|---|---|
| CN108479092A (zh) * | 2018-06-13 | 2018-09-04 | 山东赫达股份有限公司 | 石墨制内循环硫酸浓缩蒸发器 |
| CN109589626A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-04-09 | 江南大学 | 防结垢降膜蒸发器 |
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| CN108479092B (zh) * | 2018-06-13 | 2024-03-29 | 山东赫达集团股份有限公司 | 石墨制内循环硫酸浓缩蒸发器 |
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