CN2098318U - 高效薄膜分离塔 - Google Patents

Abstract

一种用于医药、食品、化工及生化工业的高效薄 膜分离塔，由分离室、蒸发室、冷凝室、真空泵、液化溶 媒接收器稀料液容器及安全控制系统等构成。其优 点是在真空状态下可对料液进行连续浓缩及回收溶 媒，列管加热方式增大其加热表面积，蒸发量大，分离 效率高，浓缩比高达15～35∶1，浓缩时间短，对热敏 性物质的浓缩不易破坏其分子结构，温控范围广，四 室组装为一体，热量得到充分利用，节约热能达30～ 40％，增加了预热室，节约水资源达30～40％，体积 小，安装拆洗方便，使用安全可靠。

Description

一种属于料液的浓缩和溶媒回收的分离装置。

目前，在制药、食品、生化、精细化工等行业广泛使用的用于浓缩提取液的真空浓缩锅，由于采用夹层加热方式而使料液的受热面积小，浓缩时间过长，浓缩比一般在10～15：1，若要提高浓缩比则过浓的浓缩液又不易排放，若温度过高又极易破坏或改变热敏性物质的分子结构，对锅内加注料液和排放浓缩液是不连续的工作，也即一批料液须一锅一锅地浓缩，加入锅内的料液经浓缩后，才能排放，然后再加入料液进行浓缩，整个浓缩过程间断进行。另外，由于蒸发能力低而使浓缩效率低，在浓缩过程中难以回收溶媒，要回收溶媒又需要另一套回收装置，造成水电的大量耗费。近年来推广应用的离心薄膜蒸发器，虽然具有蒸发强度高，料液受热时间短，浓缩比高，但只适用于科研、院校和工矿企业的实验室及小批量贵重料液的浓缩，难以适用于中小企业对大量料液浓缩、回收溶媒的需要，而且由于将料液加入锥形盘中和将浓缩液从锥形盘中排放而出需要用泵体进行才能完成进出料液，所以耗电量也大，加热方式又是在锥形盘外进行，密封要求高，热能利用率也不高，虽然能完成对料液的浓缩，但对溶媒的回收也是另配装置而耗费大量的冷却水。所以，现在使用的浓缩分离装置，蒸发器等都不同程度地存在着浓缩比低，电能耗量大，夹层或体外加热方式使受热面积小，热能利用率低，在浓缩过程中要同时回收溶媒还需另配装置和耗费大量的水资源，占地面积大，拆卸清洗困难，价格也昂贵。

本实用新型的目的在于提供一种不但温度调节使用范围广，可同时连续进行添加料液，浓缩及回收溶媒的分离工作，料液在浓缩过程中的浓缩时间短，对热敏性物质浓缩时不易破坏其分子结构，分离效率高，浓缩比高，节约电能、节约热能及节约水资源，体积小，价格便宜，而且适用于中小企业连续化生产的分离装置。

其具体解决方案是：在真空状态下对料液进行浓缩和溶媒回收的分离装置，由分离室、蒸发室、冷凝室、真空泵、液化溶媒接收器、稀料液容器及安全控制系统构成，在该装置的蒸发室与冷凝室之间有一预热室，在蒸发室内安装了蒸发列管，并且该装置按从下到上的顺序将冷凝室、预热室、蒸发室及分离室通过各室间的法兰盘连接固定为一体，用管道和软管连接通室间及各管路，使分离塔成密闭状态。组装为一体的分离装置，减小了体积，余热充分利用达到节能的目的，各室列管数量在两根以上，以增大加热，成膜及冷却面积提高浓缩回收效率，利用真空泵抽真空，使塔内形成负压，稀料液在压力作用下经单向活塞进入预热室的预热列管内，将汽化溶媒经汽化溶媒出口引入预热室的预热腔内，加热预热列管中的稀溶液，同时对汽化溶媒进行冷却，未冷却完全的溶媒和汽化溶媒经过室间活接管进入冷凝室的冷却列管内，在壁外冷却水的作用下，进一步冷凝液化而被回收。经过预热室预热了的稀溶液在负压作用下通过室间活接管进入蒸发列管内，进入蒸发室的蒸汽在腔内加热蒸发列管，被加热了的稀溶液在负压作用下在蒸发列管的上端或分离斜面迅速成膜汽化分离，汽化了的溶媒从汽化溶媒出口引入预热室，冷凝室进行冷凝回收，浓缩了的浓缩液在重力作用下经分离斜面流集于浓缩导管并流入浓缩液接收器，少量进入浓缩液接收器中的汽化溶媒被回流管导入预热腔之中，这样，浓缩液、溶媒不断从塔中分离回收而出，塔内负压逐渐增大，稀溶液又在压力作用下单向供入塔内，整个过程自动连续进行。若要控制或显示浓缩液的温度，则用温度蒸汽调控器的探头从浓缩液导管中摄取温度，反馈于控制器，通过进汽电磁阀控制进入蒸发室蒸汽量的多少来达到，用压力表和安全阀确保分离塔的安全运行，当需要清洗、修理各室内壁及列管时，通过对各室间的法兰盘及室间活接管的拆卸即可完成。

本实用新型的高效分离节能效果在于：利用预热列管，增大了料液的预热面积，余热得到了充分利用，大量排列的蒸发列管，使蒸汽加热的表面积增大，与同加热面积的装置相比，节约蒸汽量达30～40％；料液在蒸发列管内被加热成膜汽化，使薄膜有效面积增大，蒸发量提高达15～30％，浓缩比高达1：15～35；由于料液经过预热后才进入蒸发列管，使蒸发速度快，分离效率高；在真空状态下的单向进液，可连续工作；在浓缩的同时又能将汽化溶媒回收，在回收的冷却过程中，利用其热量加热料液，同时完成第一次冷却，使得第二次冷却时用冷却水的量大大减少，节水量可达30～40％；可用真空泵，单向活塞及控制器来控制浓缩液的温度；在密封条件下完成连续分离，使浓缩液和回收的溶媒不受污染；四室为一体及腔内列管加热方式，使体积是相同蒸发面积的浓缩锅的1／5。

附图是高效薄膜分离塔的剖面结构示意图，A为分离室、B为蒸发室，C为预热室，D为冷凝室。

结合附图，其实施例是：用2·5厚的不锈钢板材分别制作分离室（A）φ300×300，蒸发室（B）φ300×600，预热室（C）φ300×300及冷凝室（D）φ300×300的带有法兰盘（5）的各室外壁，在分离室（A）的顶中制有φ35的汽化溶媒出口（2）管，φ20的浓缩液导管出口（8）管；在蒸发室（B）的上端制有φ20的蒸汽进口（26）管，下端制有φ10的废汽排放口（9）管及φ35的室间活接管（10）；在预热室（C）的上端制有φ35的汽化溶媒入口（2）管，φ35的室间活接管（10）及φ10的回流管（16），下端制有φ20的稀料液进口（24）管及φ35的室间活接管（23）；在冷凝室（D）的上端制有φ35的室间活接管（23）和φ20的冷却水出口（13）管，下端制有φ20的冷却水进口（21）和φ20的液化溶媒接收器（19）；在φ300的园、椭园板面内排列φ20×600～610的61根不锈钢管制成蒸发列管（6），所有列管的下端相通，而上端管口通过椭园面；用φ20×300的不锈钢管各45根制成管内联通的预热列管（11）和冷却列管（14），将各列管分别安装并密封于各室内，各室间通过法兰盘（5），室间活接管（10）（23）进行组装连接，利用软管和不锈钢管连接通液化溶媒接收器（19），真空泵（18），浓缩液接收器（17）、稀料液容器（20），单向活塞（22）、汽化溶媒管道、回流管（16）、温度蒸汽调控器（1），并在蒸发室（B)外壁上安装压力表（25）和安全阀（28），将蒸汽、冷却水接入蒸汽进口（26）、冷却水进口（21），本分离塔制作安装完毕投入使用。

将稀溶液置入稀料液容器（20）之中，起动真空泵（18）使塔内成真空状态，稀料液在压力作用下经单向活塞（22），从稀料液进口（24）进入预热列管（11），再通过室间活接管（10）进入蒸发列管（6），从蒸汽进口（26）进入蒸汽加热腔（7）内的蒸汽加热蒸发列管（6），废液汽从废汽排放口（9）排出，列管内被加热的稀料液成膜汽化，在汽化列管（6）的上端或分离斜面（4）进行汽液分离，分离了的汽化溶煤进入分离室腔（3）从汽化溶媒出口（2）引出进入预热腔（12）内冷却，同时对预热列管（11）进行加热了预热列管中的稀料液，未完全冷凝的溶媒和汽化溶媒，经过室间活接管（23）进入冷却列管（14），冷却水从冷却水进口（21）进入冷却腔（15）内对冷却列管（14）进行冷却后从冷却水出口（13）排出，被冷凝了的液化溶媒从冷却列管出口排入液化溶媒接收器（19）之中而被回收。汽化浓缩了的浓缩液经分离斜面（4）流集并从浓缩液导管（8）中流入浓缩液接收器（17）之中，随之进入的少量汽化溶媒又经回流管（16）进入预热腔（12）内。这样周而复始地自动循环进行分离直到稀料液容器（20）之中的料液完全分离完为止，若要控制浓缩液的温度，利用温度  蒸汽调控器（1），单向活塞（22）、真空泵（18），进汽电磁阀（27）的配合使用即可完成。在使用过程中，蒸发室内的压力可从压力表（25）上显示指示，若出现意外使蒸发室（B）内压力增大时，不但压力表（25）显示其压力，而且安全阀（28）排汽降压，确保分离塔的安全运行。

Claims (4)

1、一种用于在真空状态下对料液进行浓缩和溶媒回收的分离装置，由分离室(A)、蒸发室(B)、冷凝室(D)、真空泵(18)、液化溶媒接收器(19)、稀料液容器(20)及安全控制系统构成，其特征是：在该装置的蒸发室(B)和冷凝室(D)之间有一预热室(C)，在蒸发室(B)内安装了蒸发列管(6)，并且该装置从下到上为冷凝室(D)、预热室(C)、蒸发室(B)及分离室(A)通过各室间的法兰盘(5)进行连接固定，室间通过室间活接管(10)(23)连接通组合成该分离装置。

2、根据权利要求1所述的分离装置，其特征在于：蒸发列管（6）的根数在两根以上，并且每一列管的一端管内相互连通，另一端通过椭园面使分离室腔（3）与蒸发列管（6）的接交面为分离斜面（4），在预热室（C）内，冷凝室（D）内各安装有两根以上管内相通的预热列管（11）和冷却列管（14）。

3、根据权利要求1、2所述的分离装置，其特征在于：分离室（A）、蒸发室（B）、预热室（C）、冷凝室（D）的四室外壁、蒸发列管（6）、预热列管（11）及冷却列管（14）为耐腐蚀的板管材料。

4、根据权利要求1.所述的分离装置，其特征在于：在蒸发室（B）的壁上安装有压力表（25）、安全阀（28），在蒸汽进口（26）处，浓缩液导管（8）处安装有温度蒸汽调控器（1）的进汽电磁阀（27）和温度探头。

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