CN209317057U - Mvr热浓缩循环蒸发系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种MVR热浓缩循环蒸发系统，蒸发器、分离罐、离心式蒸汽压缩机通过管路连接，构成循环蒸发环路；分离罐内产生的分离液经疏水阀与分离液排放口连接；蒸发器的底部设有加热器，为蒸发器提供补热热源；蒸发器底部的排放口经缓存罐、离心泵与浓缩料液排放口连接，将缓存罐中浓缩液排放；利用单级机械蒸汽再蒸发原理，采用MVR蒸发技术，该系统以其内部余热作为热源为原料液进行预热，并采用螺旋及丝网分离技术，确保二次蒸汽的品质，通过离心蒸汽压缩机提高二次蒸汽热焓值，实现系统能源的循环利用。

Description

MVR热浓缩循环蒸发系统

技术领域

本实用新型属于MVR蒸馏浓缩技术领域，涉及一种MVR热浓缩循环蒸发系统，特别适用于医药、食品、生物化工等蒸发浓缩领域。

背景技术

目前，随着能源价格不断上涨，企业普遍面临着运行成本增加的问题，推进传统制造业工艺升级改造，提高能源利用率，降低企业运行成本，成为企业共同追求的目标。

目前市场上节能型蒸发系统主要采用多级蒸发、TVR、MVR等工艺。多级蒸发，即上一级产生的二次蒸汽作为下一级的热源，其缺点主要为蒸发温度高，末效二次蒸汽并未被利用，热能利用率低，且需要大量的冷却水；TVR，即热泵技术，将部分二次蒸汽升压后作为蒸发器得热源；MVR，机械蒸汽再压缩技术，将蒸发器产生的二次蒸汽全部进行再压缩，提高二次蒸汽热焓值，使其继续进入蒸发器内换热，降低了能源的消耗。

发明内容

本实用新型公开了一种MVR热浓缩循环蒸发系统，利用单级机械蒸汽再蒸发原理，即，MVR蒸发技术，该系统以其内部余热作为热源为原料液进行预热，并采用螺旋+丝网分离技术，确保二次蒸汽的品质，通过离心蒸汽压缩机提高二次蒸汽热焓值，实现系统能源的循环利用。

本实用新型提供的一种MVR热浓缩循环蒸发系统，采用以下技术方案：

主要由蒸发器、离心式蒸汽压缩机、分离罐、加热器、缓冲罐、离心泵、二次蒸汽凝结水换热器、工业蒸汽凝结水换热器、板式换热器构成；

其中，蒸发器、分离罐、离心式蒸汽压缩机通过管路连接，构成循环蒸发环路；分离罐内产生的分离液经疏水阀与分离液排放口连接；蒸发器的底部设有加热器，为蒸发器提供补热热源；蒸发器底部的排放口经缓存罐、离心泵与浓缩料液排放口连接，将缓存罐中浓缩液排放；

二次蒸汽凝结水换热器与工业蒸汽凝结水换热器串联连接，原料液通过原料液入口进入二次蒸汽凝结水换热器，由二次蒸汽凝结水实现对原料液的初步预热；工业蒸汽凝结水经疏水阀与工业蒸汽凝结水换热器连接，经预热后的原料液进入工业蒸汽凝结水换热器，对原料液进行第二次预热；二次预热的原料液进入板式换热器，利用工业蒸汽对原料液进行最后一次预热，达到预设预热温度后进入蒸发器蒸发，产生的二次蒸汽进入分离罐再次汽液分离后与离心蒸汽压缩机的入口连接，二次蒸汽经升压后返回蒸发器继续换热，蒸发器底部的加热器对蒸发器进行补热，维持蒸发器内的压力稳定；未蒸发的浓缩液通过蒸发器底部管路进入缓冲罐，通过离心泵排出，并通过PID调节阀实现浓缩液的浓度调节。

所述蒸发器为立式蒸发器，蒸发器上管箱为列管式换热器、下管箱上部为螺旋分离器，下管箱底部为U型管换热器。

所述离心蒸汽压缩机由叶轮、蜗壳、电机及润滑系统组成；分离罐顶部设有丝网分离装置，下部为分离液排放口；缓冲罐内部装有浮球阀。

蒸发器为立式蒸发器，有效减少占地面积，利于设备的维护与保养，蒸发器顶部设有布水装置，有效提高蒸发器的传热系数；蒸发器下官箱设有可拆卸的螺旋分离器，实现汽液的初次分离，同时有利于分离器的清洗与维修。

蒸发器底部设有U型管换热器，作为系统的补热加热器，能够及时补充系统的热量散失，维持系统内的压力稳定。

MVR热浓缩循环蒸发系统实现常压蒸发，提高设备使用寿命同时，也避免因高温导致系统容易结垢的风险。

压缩机为离心式高效蒸汽压缩机，适用于大流量蒸汽压缩，对系统内的二次蒸汽进行再次压缩，提高其热焓值，使其继续返回蒸发器内换热，实现热能的充分利用。

分液罐顶部设有丝网分离装置，进一步提升蒸汽饱和度，丝网填充严格执行丝网除沫器填充标准，有效保证汽液分离效果。丝网分离下端设有蒸汽挡板，起到蒸汽折返作用，减少丝网分离过程中的夹带。

本系统设有料液缓冲罐，缓冲罐内部设有浮球阀，可有效减少泵吸入口的流量不均匀性，提高泵的吸入能力，维持系统运行的稳定性。

通过二次蒸汽凝结水换热器对原料液进行一级预热，管程为原料液，壳程为二次蒸汽凝结水，实现原料液初步预热同时，降低了凝结水的排放温度。

工业蒸汽凝结水换热器为原料液进行二次预热，管程为原料液，壳程为工业蒸汽凝结水，工业蒸汽凝结水由加热器产生的凝结水及板式换热器产生的凝结水组成，对原料液换热升温的同时，实现工业蒸汽凝结水的低温排放。

蒸汽凝结水管路均设有蒸汽疏水阀，有效减少系统蒸汽的损失，提高系统热能的利用率。

MVR热浓缩循环蒸发系统中的板式换热器为原料液进行最后的预热，换热介质为工业蒸汽与原料液之间换热，采用板式换热器可有效提高传热效率，同时保证蒸发料液温度的稳定,当蒸发粘度大的原料液时，则改用不易结垢的管壳换热器。

工业蒸汽管路设有安全阀，通过安全阀保护蒸汽管道中的压力在安全范围内，避免因压力过大导致设备异常造成现场人员伤害及财产损失。

系统主要采用四路PID调节，主要有两路工业蒸汽调节，其中工业蒸汽一路进入加热器，调节蒸发器系统内压力稳定，另一路工业蒸汽进入板式换热器，通过PID调节阀的阀门开度控制蒸发器进液温度的稳定；此外还有原料液进水调节阀，此调节阀与蒸发器通过液位连锁控制，维持蒸发器液位稳定；最后一路PID调节为浓缩液浓度调节，该调节阀实现了不同浓度的产品料液，通过取样阀取样，当一次循环蒸发浓缩度低时，系统将部分浓缩液返回蒸发器再次蒸发浓缩，以达到所需料液浓度。

本实用新型的积极效果在于：利用单级机械蒸汽再蒸发原理，采用MVR蒸发技术，该系统以其内部余热作为热源为原料液进行预热，并采用螺旋及丝网分离技术，确保二次蒸汽的品质，通过离心蒸汽压缩机提高二次蒸汽热焓值，实现系统能源的循环利用。

附图说明

图1为实用新型结构原理图；

其中，1蒸发器、2离心式蒸汽压缩机、3分离罐、4加热器、5缓冲罐、6PID调节阀、7离心泵、8二次蒸汽凝结水换热器、9工业蒸汽凝结水换热器、10疏水阀、11板式换热器、12安全阀；A分离液排放口、B浓缩料液排放口、C原料液入口、D二次蒸汽凝结水排放口、E不凝气体排放口、F工业蒸汽入口、G工业蒸汽凝结水排放口。

具体实施方式

通过以下附图进一步描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的，本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

实施例1

根据图1所示，本实用新型所述的MVR热浓缩循环蒸发系统，主要由蒸发器1，离心式蒸汽压缩机2，分离罐3，加热器4，缓冲罐5，PID调节阀6，离心泵7，二次蒸汽凝结水换热器8，工业蒸汽凝结水换热器9，疏水阀10，板式换热器11，安全阀12，分离液排放口A、浓缩料液排放口B、原料液入口C、二次蒸汽凝结水排放口D、不凝气体排放口E、工业蒸汽入口F、工业蒸汽凝结水排放口G构成；

其中，蒸发器1为立式蒸发器，蒸发器上管箱为列管式换热器、下管箱上部为螺旋分离器，下管箱底部为U型管换热器；离心式蒸汽压缩机2由叶轮、蜗壳、电机及润滑系统组成；分离罐顶部设有丝网分离装置，下部为分离液排放口；缓冲罐内部装有浮球阀；

蒸发器1、分离罐3、离心式蒸汽压缩机2相互连接，构成循环蒸发环路，分离罐3内产生的分离液经疏水阀与分离液排放口A连接；蒸发器1的底部设有加热器4，为蒸发器1提供补热热源；蒸发器1底部排放口经缓存罐5、离心泵7与浓缩料液排放口B连接，将缓存罐5中浓缩液排放；

循环泵7出口还设有调节阀6，调节阀6与蒸发器1连接，实现系统生产不同浓度的浓缩液；

二次蒸汽凝结水换热器8与工业蒸汽凝结水换热器9串联连接，原料液通过C原料液入口进入二次蒸汽凝结水换热器8，由二次蒸汽凝结水实现对原料液的初步预热；工业蒸汽凝结水经疏水阀10与工业蒸汽凝结水换热器9连接，经预热后的原料液进入工业蒸汽凝结水换热器9，对原料液进行第二次预热；二次预热的原料液进入板式换热器11，利用工业蒸汽对原料液进行最后一次预热，达到预设预热温度后进入蒸发器1蒸发，工业蒸汽管路上设有安全阀对蒸汽管路进行安全保护，产生的二次蒸汽进入分离罐3再次气液分离后与离心蒸汽压缩机2的入口连接，二次蒸汽经升压后返回蒸发器1继续换热，蒸发器底部的加热器4对蒸发器1进行补热，维持蒸发器1内的压力稳定；未蒸发的浓缩液通过蒸发器1底部管路进入缓冲罐5，通过离心泵7排出，并通过PID调节阀6实现浓缩液的浓度调节。

本实用新型装置工作过程如下：

原料液通过原料液入口C进入二次蒸汽凝结水换热器8的管程入口，经管程出口流出后与工业蒸汽凝结水换热器9的管程入口连接，经管程出口流出与板式换热器11的管程入口连接，经管程出口流出后，进入蒸发器1顶部进行布水换热。

工业蒸汽通过入口F分两路进入系统，一路工业蒸汽经过PID调节阀、安全阀12进入加热器4的管程入口，经管程出口排出后与疏水阀连接；另一路工业蒸汽经过PID调节阀、安全阀进入板式换热器11的管程入口，经管程出口排出后与疏水阀连接。

工业蒸汽两路产生的蒸汽凝结水汇总后进入工业蒸汽凝结水换热器9的壳程，工业蒸汽凝结水与原料液换热后经壳程出口排出，后与工业蒸汽凝结水排放口G连接，通过出口G排出。

蒸发器1顶部分离出的不凝气体与不凝气体排放口E连接，蒸发器1产生的二次蒸汽经螺旋分离后，进入分离罐3继续汽液分离，二次蒸汽经过丝网再次分离后进入离心蒸汽压缩机2入口，升压后经压缩机2出口排出与并蒸发器1的壳程入口连接，与原料液换热后，经蒸发器1壳程出口排出。

二次蒸汽凝结水经过疏水阀与二次蒸汽凝结水换热器8的壳程入口连接，换热后经壳程出口排出，后与二次蒸汽凝结水出口D连接，经排放口D排出系统。

蒸发后产生的浓缩料液从蒸发器1下管箱底部进入缓冲罐，缓冲罐底部浓缩料液出口与离心泵7入口连接，浓缩料液从离心泵7出口流出后与浓缩液排放口B连接，通过出口B排出；离心泵7出口另一路与蒸发器1顶部管程入口连接，进入蒸发器管程继续进行蒸发浓缩。

Claims (2)

1.一种MVR热浓缩循环蒸发系统，其特征在于：主要由蒸发器、离心式蒸汽压缩机、分离罐、加热器、缓冲罐、离心泵、二次蒸汽凝结水换热器、工业蒸汽凝结水换热器、板式换热器构成；

其中，蒸发器、分离罐、离心式蒸汽压缩机通过管路连接，构成循环蒸发环路；分离罐内产生的分离液经疏水阀与分离液排放口连接；蒸发器的底部设有加热器，为蒸发器提供补热热源；蒸发器底部的排放口经缓存罐、离心泵与浓缩料液排放口连接，将缓存罐中浓缩液排放；

二次蒸汽凝结水换热器与工业蒸汽凝结水换热器串联连接，原料液通过原料液入口进入二次蒸汽凝结水换热器，由二次蒸汽凝结水实现对原料液的初步预热；工业蒸汽凝结水经疏水阀与工业蒸汽凝结水换热器连接，经预热后的原料液进入工业蒸汽凝结水换热器，对原料液进行第二次预热；二次预热的原料液进入板式换热器，利用工业蒸汽对原料液进行最后一次预热，达到预设预热温度后进入蒸发器蒸发，产生的二次蒸汽进入分离罐再次气液分离后与离心蒸汽压缩机的入口连接，二次蒸汽经升压后返回蒸发器继续换热，蒸发器底部的加热器对蒸发器进行补热，维持蒸发器内的压力稳定；未蒸发的浓缩液通过蒸发器底部管路进入缓冲罐，通过离心泵排出，并通过PID调节阀实现浓缩液的浓度调节。

2.如权利要求1所述的一种MVR热浓缩循环蒸发系统，其特征在于：

循环泵出口还设有调节阀，调节阀与蒸发器连接。