CN209317052U - 一种双效降膜蒸发器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双效降膜蒸发器，包括降膜蒸发单元和循环单元，所述降膜蒸发单元包括管道和依次连通的一效加热器、一效分离器、二效加热器、二效分离器及冷凝器，所述循环单元包括一效循环泵、二效循环泵及循环管道，所述循环管道包括连通二效循环泵与一效加热器顶部的回流管道，所述回流管道上连接有NMP出料管，所述降膜蒸发单元还包括进料泵、二效氯仿汽管、氯仿收集罐及氯仿冷凝管道，所述氯仿收集罐的底部通过管道连通有氯仿出料泵，所述氯仿出料泵上连通有氯仿出料管。本实用新型技术方案，具有结构合理、节能降耗、能充分回收氯仿和NMP的技术效果。

Description

一种双效降膜蒸发器

技术领域

本实用新型涉及蒸发器技术领域，尤其是一种双效降膜蒸发器。

背景技术

三氯甲烷，别名：氯仿，一种无色透明液体，被广泛利用于医学和化工领域，有特殊气味，味甜，易挥发，遇光照会与空气中的氧作用，逐渐分解而生成剧毒的光气。N-甲基吡咯烷酮，别名：NMP，无色透明油状液体，挥发度低，热稳定性、化学稳定性均佳，能随水蒸气挥发。易溶于水、乙醇、乙醚、丙酮、乙酸乙酯、氯仿和苯，能溶解大多数有机与无机化合物、极性气体、天然及合成高分子化合物，NMP在锂电、医药、农药、颜料、清洗剂、绝缘材料等行业中广泛应用。在化工企业生产中，很少有能有效的分离氯仿与NMP的混合溶剂的装置，且现有对氯仿或NMP的回收存在回收率低，纯度低的缺点。

实用新型内容

基于上述问题，本实用新型提供一种结构合理、节能降耗、能充分回收氯仿和NMP的双效降膜蒸发器。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种双效降膜蒸发器，包括降膜蒸发单元和循环单元，所述降膜蒸发单元包括管道和依次连通的一效加热器、一效分离器、二效加热器、二效分离器及冷凝器，所述循环单元包括一效循环泵、二效循环泵及循环管道，所述一效循环泵设置在一效加热器与二效加热器之间，所述一效循环泵通过循环管道分别与一效加热器和一效分离器的底部及二效加热器的顶部相连通，所述二效循环泵通过循环管道分别与二效加热器和二效分离器的底部及一效加热器的顶部相连通，所述循环管道包括连通二效循环泵与一效加热器顶部的回流管道，所述回流管道上连接有NMP出料管，所述降膜蒸发单元还包括进料泵、二效氯仿汽管、氯仿收集罐及氯仿冷凝管道，所述进料泵通过管道与一效加热器的顶部相连通，所述二效分离器的顶部通过二效氯仿汽管与冷凝器相连通，所述一效分离器的顶部通过一效氯仿汽管与二效氯仿汽管相连通，所述氯仿收集罐通过氯仿冷凝管道与冷凝器相连通，所述氯仿收集罐的底部通过管道连通有氯仿出料泵，所述氯仿出料泵上连通有氯仿出料管。

通过采用上述技术方案，本实用新型的一效加热器包括设置在一效加热器顶部的流体入口，设置在流体入口下方的均流盘及设置在均流盘下方的换热管，本实用新型的还包括与进料泵相连通的原料罐。物料经进料泵由原料罐进入一效加热器顶部的均流盘，均流盘将物料均匀的均流到换热管壁成膜换热，在气流的带动下高速换热蒸发流向一效加热器的底部，从一效加热器底部喷口切线喷入一效分离器，加热后的一效浓缩液在一效分离器内进行汽液分离，一效分离器底部的一效浓缩液沿循环管道向下流动，并且被一效循环泵抽出，经循环管道送往二效加热器顶部，在二效加热器内进行换热后得到的二效浓缩液再输送到二效分离器中，当二效分离器内物料达到用户所需的浓度时，开启氯仿出料泵从NMP出料管进行出料。若物料残留过多，则通过回流管道继续回流蒸发。这样设置不仅更加节约资源，NMP浓缩液的回收率更高，且通过二次的气液分离使得出料的NMP浓缩液纯度更高。二效浓缩液经二效分离器气液分离后通过二效循环泵从NMP出料管排出。本实用新型的一效分离器和二效分离器的顶部皆设置有排汽口，一效氯仿汽管连接于一效分离器顶部的排汽口；二效氯仿汽管连接于二效分离器顶部的排汽口。一效分离器气液分离时产生的一效蒸汽中主要为氯仿蒸汽，还含有部分水蒸汽，一效蒸汽从一效氯仿汽管流通至二效氯仿汽管，二效浓缩液进入二效分离器中进行分离，产生二效蒸汽。二效蒸汽从二效分离器排汽口进入二效氯仿汽管。一效蒸汽与二效蒸汽通过二效氯仿汽管输送到冷凝器，一效蒸汽与二效蒸汽在冷凝器内冷凝成液体，冷却后料液通过氯仿冷凝管道进入氯仿收集罐，最后通过氯仿出料泵从氯仿出料管出来。

本实用新型进一步设置：所述降膜蒸发单元还包括分别与冷凝器和氯仿收集罐相连通的板式换热器，所述冷凝器与板式换热器之间设置有连通冷凝器与板式换热器的不凝气管道，所述板式换热器的一侧分别连接有第一冷却水进水管道和第一冷却水出水管道，所述氯仿收集罐的顶部与板式换热器的下部相连接。

通过采用上述技术方案，经冷凝器冷却后料液进入氯仿收集罐，考虑到经冷凝器冷却后存在部分温度较高的氯仿气体或不可冷凝的气体，在冷凝器与氯仿收集罐之间增加板式换热器，使部分温度较高的氯仿气体或不可冷凝的气体进入板式换热器冷却后回到氯仿收集罐，以减少气体挥发和损耗，使得氯仿的回收率更高。

本实用新型进一步设置：还包括与氯仿收集罐的上部相连通的抽真空单元，所述抽真空单元包括真空管道、水环真空泵、真空水罐以及尾气冷凝罐，所述水环真空泵通过真空管道与氯仿收集罐的顶部相连接，所述真空水罐与水环真空泵通过真空管道相连接、所述尾气冷凝罐的底部与真空水罐顶部相连通且所述尾气冷凝罐设置在真空水罐的顶部，所述尾气冷凝罐的顶部设置有放空口，所述尾气冷凝罐与真空水罐的上皆连接有第二冷却水进水管道和第二冷却水出水管道。

通过采用上述技术方案，氯仿收集罐内的尾气通过水环真空泵抽取送入真空水罐处理后进入尾气冷凝罐。在尾气冷凝罐顶部设置有放空口使得在操作使用过程当中压力过高时可以当做泄压口；且可以通过打开放空口放空尾气冷凝罐的气体，方便检修人员检修及检修人员的安全。

本实用新型进一步设置：所述氯仿收集罐与氯仿出料泵相连通的管道上设置有止回阀。

通过采用上述技术方案，止回阀的设置能够防止氯仿倒吸回流到氯仿收集罐内。

本实用新型进一步设置：还包括分别与一效加热器和二效加热器相通的热水单元，所述一效加热器与二效加热器上皆设置有热水进口和热水出口，所述热水进口设置在一效加热器和二效加热器的下部，所述热水出口设置在一效加热器和二效加热器的上部，所述热水单元包括与二效加热器的热水出口相连通的上热水输送管道、与二效加热器的热水进口相连通的下热水输送管道、连通下热水输送管道与一效加热器上的热水进口的热水进水管道以及连通上热水输送管道与一效加热器上的热水出口的热水出水管道。

通过采用上述技术方案，一效加热器壳体底部连接有热水进口，进热水做热源，换热后的热水可以从一效加热器的上部回流至热水单元；二效加热器底部同时进热水进行换热，换热后的热水可以从二效加热器的上部回流至热水单元。这样设置更加节能、经济。

本实用新型进一步设置：所述一效加热器、一效分离器、二效加热器及二效分离器上皆设置有压力计I和温度计I。

通过采用上述技术方案，方便实时掌握一效加热器、一效分离器、二效加热器及二效分离器的内部情况，及时加以调整，保证蒸发作业的效率和质量。

本实用新型进一步设置：所述冷凝器的顶部连接有冷凝器冷却水出口管道，所述冷凝器的底部连接有冷凝器冷却进水管道，所述冷凝器上设置有压力计II和温度计II。

通过采用上述技术方案，本实用新型冷凝器从冷凝器冷却进水管道进入的冷却水的温度为30℃, 从冷凝器冷却水出口管道排出的冷却水的温度为38℃。冷凝器上设置有压力计II和温度计II，方便实时掌握冷凝器内部情况，及时加以调整。

本实用新型进一步设置：所述进料泵与一效加热器之间的管道上设置有流量计。

通过采用上述技术方案，可以准确地监控一种双效降膜蒸发器的工作进程，了解一种双效降膜蒸发器的工作效率。

本实用新型进一步设置：所述回流管道上设置有质量流量计，所述NMP出料管上连通有与质量流量计相连接的气动调节阀，所述质量流量计设置在二效循环泵与NMP出料管之间的回流管道上。

通过采用上述技术方案，质量流量计测量多少NMP浓缩液在每单位时间内从二效循环泵中被输送出，并根据与额定值的偏差来调节气动调节阀。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构图一；

图2为本实用新型实施例的结构图二；

图3为本实用新型实施例的局部结构图一；

图4为本实用新型实施例的局部结构图二；

图5为本实用新型实施例的局部结构图三；

图6为本实用新型实施例的结构图三；

图7为本实用新型实施例的局部结构图四。

图中标号含义：1-一效加热器；101-热水进口；102-热水出口；2-一效分离器；3-二效加热器；4-二效分离器；5-冷凝器；501-冷凝器冷却水出水管道；502-冷凝器冷却水进水管道；6-管道；7-一效循环泵；8-二效循环泵；9-循环管道；901-回流管道；902-NMP出料管；10-进料泵；11-二效氯仿汽管；12-一效氯仿汽管；13-氯仿收集罐；14-氯仿出料泵；15-板式换热器；1501-第一冷却水出水管道；1502-第一冷却水进水管道；16-水环真空泵；17-真空水罐；1701-第二冷却水进水管道；1702-第二冷却水出水管道；18-尾气冷凝罐；1801-放空口；19-流量计；20-上热水输送管道；2001-热水出水管；21-下热水输送管道；2101-热水进水管道；22-质量流量计；23-气动调节阀；24-真空管道；25-氯仿冷凝管道；26-不凝气管道；27-氯仿出料管。

具体实施方式

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

参见附图1-7，本实用新型公开的一种双效降膜蒸发器，包括降膜蒸发单元和循环单元，所述降膜蒸发单元包括管道6和依次连通的一效加热器1、一效分离器2、二效加热器3、二效分离器4及冷凝器5，所述循环单元包括一效循环泵7、二效循环泵8及循环管道9，所述一效循环泵7设置在一效加热器1与二效加热器3之间，所述一效循环泵7通过循环管道9分别与一效加热器1和一效分离器2的底部及二效加热器3的顶部相连通，所述二效循环泵8通过循环管道9分别与二效加热器3和二效分离器4的底部及一效加热器1的顶部相连通，所述循环管道9包括连通二效循环泵8与一效加热器1顶部的回流管道901，所述回流管道901上连接有NMP出料管902，所述降膜蒸发单元还包括进料泵10、二效氯仿汽管11、氯仿收集罐13及氯仿冷凝管道25，所述进料泵10通过管道6与一效加热器1的顶部相连通，所述二效分离器4的顶部通过二效氯仿汽管11与冷凝器5相连通，所述一效分离器2的顶部通过一效氯仿汽管12与二效氯仿汽管11相连通，所述氯仿收集罐13通过氯仿冷凝管道25与冷凝器5相连通，所述氯仿收集罐13的底部通过管道6连通有氯仿出料泵14，所述氯仿出料泵14上连通有氯仿出料管27。通过采用上述技术方案，本实用新型的一效加热器1包括设置在一效加热器1顶部的流体入口，设置在流体入口下方的均流盘及设置在均流盘下方的换热管，本实用新型的还包括与进料泵10相连通的原料罐。物料经进料泵10由原料罐进入一效加热器1顶部的均流盘，均流盘将物料均匀的均流到换热管壁成膜换热，在气流的带动下高速换热蒸发流向一效加热器1的底部，从一效加热器1底部喷口切线喷入一效分离器2，加热后的一效浓缩液在一效分离器2内进行汽液分离，一效分离器2底部的一效浓缩液沿循环管道9向下流动，并且被一效循环泵7抽出，经循环管道9送往二效加热器3顶部，在二效加热器3内进行换热后得到的二效浓缩液再输送到二效分离器4中，当二效分离器4内物料达到用户所需的浓度时，开启氯仿出料泵从NMP出料管902进行出料。若物料残留过多，则通过回流管道901继续回流蒸发。这样设置不仅更加节约资源，NMP浓缩液的回收率更高，且通过二次的气液分离使得出料的NMP浓缩液纯度更高。二效浓缩液经二效分离器4气液分离后通过二效循环泵8从NMP出料管902排出。本实用新型的一效分离器2和二效分离器4的顶部皆设置有排汽口，一效氯仿汽管12连接于一效分离器2顶部的排汽口；二效氯仿汽管11连接于二效分离器4顶部的排汽口。一效分离器2气液分离时产生的一效蒸汽中主要为氯仿蒸汽，还含有部分水蒸汽，一效蒸汽从一效氯仿汽管12流通至二效氯仿汽管11，二效浓缩液进入二效分离器4中进行分离，产生二效蒸汽。二效蒸汽从二效分离4器排汽口进入二效氯仿汽管11。一效蒸汽与二效蒸汽通过二效氯仿汽管11输送到冷凝器5，一效蒸汽与二效蒸汽在冷凝器5内冷凝成液体，冷却后料液通过氯仿冷凝管道25进入氯仿收集罐13，最后通过氯仿出料泵14从氯仿出料管27出来。

本实施例进一步设置：所述降膜蒸发单元还包括分别与冷凝器5和氯仿收集罐13相连通的板式换热器15，所述冷凝器5与板式换热器15之间设置有连通冷凝器5与板式换热器15的不凝气管道26，所述板式换热器15的一侧分别连接有第一冷却水进水管道1502和第一冷却水出水管道1501，所述氯仿收集罐13的顶部与板式换热器15的下部相连接。通过采用上述技术方案，经冷凝器5冷却后料液进入氯仿收集罐13，考虑到经冷凝器5冷却后存在部分温度较高的氯仿气体或不可冷凝的气体，在冷凝器5与氯仿收集罐13之间增加板式换热器15，使部分温度较高的氯仿气体或不可冷凝的气体进入板式换热器15冷却后回到氯仿收集罐13，以减少气体挥发和损耗，使得氯仿的回收率更高。

本实施例进一步设置：还包括与氯仿收集罐13的上部相连通的抽真空单元，所述抽真空单元包括真空管道24、水环真空泵16、真空水罐17以及尾气冷凝罐18，所述水环真空泵16通过真空管道24与氯仿收集罐13的顶部相连接，所述真空水罐17与水环真空泵16通过真空管道24相连接、所述尾气冷凝罐18的底部与真空水罐17顶部相连通且所述尾气冷凝罐18设置在真空水罐17的顶部，所述尾气冷凝罐18的顶部设置有放空口1801，所述尾气冷凝罐18与真空水罐17的上皆连接有第二冷却水进水管道1701和第二冷却水出水管道1702。通过采用上述技术方案，氯仿收集罐13内的尾气通过水环真空泵16抽取送入真空水罐17处理后进入尾气冷凝罐18。在尾气冷凝罐18顶部设置有放空口1801使得在操作使用过程当中压力过高时可以当做泄压口；且可以通过打开放空口1801放空尾气冷凝罐18的气体，方便检修人员检修及检修人员的安全。本实用新型的真空度优选为0.03（-MPa）。

本实施例进一步设置：所述氯仿收集罐13与氯仿出料泵14相连通的管道6上设置有止回阀。通过采用上述技术方案，止回阀的设置能够防止氯仿倒吸回流到氯仿收集罐13。

本实施例进一步设置：还包括分别与一效加热器1和二效加热器3相通的热水单元，所述一效加热器1与二效加热器3上皆设置有热水进口101和热水出口102，所述热水进口101设置在一效加热器1和二效加热器3的下部，所述热水出口102设置在一效加热器1和二效加热器3的上部，所述热水单元包括与二效加热器3的热水出口102相连通的上热水输送管道20、与二效加热器3的热水进口101相连通的下热水输送管道21、连通下热水输送管道21与一效加热器1上的热水进口101的热水进水管道2101以及连通上热水输送管道20与一效加热器1上的热水出口102的热水出水管道2001。通过采用上述技术方案，一效加热器1壳体底部连接有热水进口101，进热水做热源，换热后的热水可以从一效加热器1的上部回流至热水单元；二效加热器3底部同时进热水进行换热，换热后的热水可以从二效加热器3的上部回流至热水单元。这样设置更加节能、经济。

本实施例进一步设置：所述一效加热器1、一效分离器2、二效加热器3及二效分离器4上皆设置有压力计I和温度计I。通过采用上述技术方案，方便实时掌握一效加热器1、一效分离器2、二效加热器3及二效分离器4的内部情况，及时加以调整，保证蒸发作业的效率和质量。

本实施例进一步设置：所述冷凝器5的顶部连接有冷凝器冷却水出口管道501，所述冷凝器5的底部连接有冷凝器冷却进水管道502，所述冷凝器5上设置有压力计II和温度计II。通过采用上述技术方案，本实用新型冷凝器5从冷凝器冷却进水管道502进入的冷却水的温度为30℃, 从冷凝器冷却水出口管道502排出的冷却水的温度为38℃。冷凝器5上设置有压力计II和温度计II，方便实时掌握冷凝器内部情况，及时加以调整。

本实施例进一步设置：所述进料泵10与一效加热器1之间的管道6上设置有流量计19。通过采用上述技术方案，可以准确地监控一种双效降膜蒸发器的工作进程，了解一种双效降膜蒸发器的工作效率。

本实施例进一步设置：所述回流管道901上设置有质量流量计22，所述NMP出料管902上连通有与质量流量计22相连接的气动调节阀23，所述质量流量计22设置在二效循环泵8与NMP出料管902之间的回流管道901上。通过采用上述技术方案，质量流量计22测量多少NMP浓缩液在每单位时间内从二效循环泵8中被输送出，并根据与额定值的偏差来调节气动调节阀23。

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技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，上述假设的这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种双效降膜蒸发器，其特征在于：包括降膜蒸发单元和循环单元，所述降膜蒸发单元包括管道和依次连通的一效加热器、一效分离器、二效加热器、二效分离器及冷凝器，所述循环单元包括一效循环泵、二效循环泵及循环管道，所述一效循环泵设置在一效加热器与二效加热器之间，所述一效循环泵通过循环管道分别与一效加热器和一效分离器的底部及二效加热器的顶部相连通，所述二效循环泵通过循环管道分别与二效加热器和二效分离器的底部及一效加热器的顶部相连通，所述循环管道包括连通二效循环泵与一效加热器顶部的回流管道，所述回流管道上连接有NMP出料管，所述降膜蒸发单元还包括进料泵、二效氯仿汽管、氯仿收集罐及氯仿冷凝管道，所述进料泵通过管道与一效加热器的顶部相连通，所述二效分离器的顶部通过二效氯仿汽管与冷凝器相连通，所述一效分离器的顶部通过一效氯仿汽管与二效氯仿汽管相连通，所述氯仿收集罐通过氯仿冷凝管道与冷凝器相连通，所述氯仿收集罐的底部通过管道连通有氯仿出料泵，所述氯仿出料泵上连通有氯仿出料管。

2.根据权利要求1所述的一种双效降膜蒸发器，其特征在于：所述降膜蒸发单元还包括分别与冷凝器和氯仿收集罐相连通的板式换热器，所述冷凝器与板式换热器之间设置有连通冷凝器与板式换热器的不凝气管道，所述板式换热器的一侧分别连接有第一冷却水进水管道和第一冷却水出水管道，所述氯仿收集罐的顶部与板式换热器的下部相连接。

3.根据权利要求1所述的一种双效降膜蒸发器，其特征在于：还包括与氯仿收集罐的上部相连通的抽真空单元，所述抽真空单元包括真空管道、水环真空泵、真空水罐以及尾气冷凝罐，所述水环真空泵通过真空管道与氯仿收集罐的顶部相连接，所述真空水罐与水环真空泵通过真空管道相连接、所述尾气冷凝罐的底部与真空水罐顶部相连通且所述尾气冷凝罐设置在真空水罐的顶部，所述尾气冷凝罐的顶部设置有放空口，所述尾气冷凝罐与真空水罐的上皆连接有第二冷却水进水管道和第二冷却水出水管道。

4.根据权利要求1所述的一种双效降膜蒸发器，其特征在于：所述氯仿收集罐与氯仿出料泵相连通的管道上设置有止回阀。

5.根据权利要求1所述的一种双效降膜蒸发器，其特征在于：还包括分别与一效加热器和二效加热器相通的热水单元，所述一效加热器与二效加热器上皆设置有热水进口和热水出口，所述热水进口设置在一效加热器和二效加热器的下部，所述热水出口设置在一效加热器和二效加热器的上部，所述热水单元包括与二效加热器的热水出口相连通的上热水输送管道、与二效加热器的热水进口相连通的下热水输送管道、连通下热水输送管道与一效加热器上的热水进口的热水进水管道以及连通上热水输送管道与一效加热器上的热水出口的热水出水管道。

6.根据权利要求1所述的一种双效降膜蒸发器，其特征在于：所述一效加热器、一效分离器、二效加热器及二效分离器上皆设置有压力计I和温度计I。

7.根据权利要求1所述的一种双效降膜蒸发器，其特征在于：所述冷凝器的顶部连接有冷凝器冷却水出口管道，所述冷凝器的底部连接有冷凝器冷却进水管道，所述冷凝器上设置有压力计II和温度计II。

8.根据权利要求1所述的一种双效降膜蒸发器，其特征在于：所述进料泵与一效加热器之间的管道上设置有流量计。

9.根据权利要求1所述的一种双效降膜蒸发器，其特征在于：所述回流管道上设置有质量流量计，所述NMP出料管上连通有与质量流量计相连接的气动调节阀，所述质量流量计设置在二效循环泵与NMP出料管之间的回流管道上。