CN211886266U - 新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统及薄膜蒸发器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统及薄膜蒸发器，其中，新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统包括保温夹套和一套发生装置。发生装置包括一个减温器，多个减压器，且减压器与子夹套的个数相等。减温器对导热介质的过热蒸汽进行第一次温度调节后形成饱和蒸汽，饱和蒸汽输送给多个减压器，与不同高度位置的子夹套位置对应的减压器根据不同高度位置的子夹套所需的控制温度，调节饱和蒸汽的压力，进而实现对导热介质的第二次温度调节，实现对薄膜蒸发器的溶解腔的相应位置的温度控制，使不同高度位置的子夹套的温度维持在蒸发溶解所需的合理范围内。

Description

新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统及薄膜蒸发器

技术领域

本实用新型涉及化工技术领域，特别涉及一种薄膜蒸发器及新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统及薄膜蒸发器。

背景技术

薄膜蒸发器是蒸发器的一种类型。

公开号为CN207055996U的专利文件公开了一种薄膜蒸发器，自上而下依次包括电机减速器、物料分布器、转子、刮板、保温夹套等。转子的上端设置电机减速器，下端延伸到物料分布器中，物料分布器的内部下端设置有刮板，刮板安装在转子上。保温夹套设置有内外壁，内外壁之间为中空结构，物料分布器内部与保温夹套的内层连通，刮板紧靠保温夹套的内壁上端。电机驱动减速器，减速器的输出轴带动转子转动，物料进入物料分布器，转子带动刮板转动，对物料进行分布，分布后的物料进入保温夹套形成薄膜附着在内壁上，蒸汽从蒸汽入口进入保温夹套外层，对保温夹套进行加热，低沸点成分经加热后挥发由差压经真空泵连接口排出，浓缩后的物料通过出料口排出。本方案中，蒸汽进入保温夹套的内外层之间，对保温夹套内的物料进行浓缩，保温夹套的内外层之间的各处温度均为蒸汽的温度，不能随着保温夹套内物料的浓度调节对应高度蒸汽的温度。

公开号为CN204159048U的专利文件公开了一种薄膜蒸发器，由下而上依次包括加热筒体、转子、分离筒和电机减速器。加热筒体上设置有盘管，通过盘管对加热筒体内的物料进行加热。加热筒体的下部设置有导热油出口N2，加热筒体03的中部设置有导热出油口N3，加热筒体的中部设置有导热油入口N4，加热筒体的上部设置有导热油入口N5。加热筒体上设置有两条导热油管路，其中一个导热油管路设置在加热筒体的上部，另一个导热油管路设置在加热筒体的下部。本方案中，两个导热油管路内导热油的温度可以不同，实现对加热筒体上下高度的温度调节。该技术方案的控制精度难以满足lyocell纤维溶解的需求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统，专门用于lyocell纤维工艺中浆粕溶解，实现对薄膜蒸发器不同区间段温度的相对精确控制。本实用新型还提供了一种薄膜蒸发器。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统，包括：

包覆在薄膜蒸发器的溶解腔的外壁上、用于调节所述溶解腔的温度的保温夹套，所述保温夹套包括至少两个独立的子夹套，相邻所述子夹套沿所述溶解腔的轴向设置；

还包括一套用于产生调温介质的发生装置，所述发生装置包括一个减温器，和至少两个相互并联且与所述减温器的出口连通的减压器，

所述减压器和所述子夹套的数量相等，且一一对应连通，所述减压器用于独立调节所述子夹套的保温温度。

优选的，在上述新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统中，所述发生装置还包括汽水分离器，

所述汽水分离器设置在所述减温器与所述减压器之间。

优选的，在上述新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统中，所述子夹套的介质入口与所述减压器连通，所述子夹套的介质出口能够排出冷凝水，

所述子夹套的底壁为环形底壁，所述环形底壁相对于所述子夹套的轴线倾斜，所述介质出口设置在所述环形底壁的最低点位置，用于使子夹套内形成的冷凝水从所述介质出口自然流出。

优选的，在上述新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统中，所述环形底壁相对于所述子夹套的轴线倾斜角度为5-10°。

优选的，在上述新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统中，所述汽水分离器的排水口上设置有第一疏水阀。

优选的，在上述新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统中，所述汽水分离器的排水口上设置有第一截止阀，所述第一截止阀位于所述汽水分离器与所述第一疏水阀之间。

优选的，在上述新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统中，所述发生装置的减温器为文丘里式减温器，所述减温器的补液泵的进液口设置有第二截止阀。

优选的，在上述新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统中，所述减温器的排水口设置有第二疏水阀；

所述减温器的排水口设置有第三截止阀，所述第三截止阀位于所述减温器与所述第二疏水阀之间；

所述减温器的过热蒸汽入口设置有第四截止阀。

优选的，在上述新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统中，所述减温器上设置有液位计，所述液位计的两端通过第五截止阀与所述减温器连通。

一种薄膜蒸发器，其特征在于，包括溶解腔和新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统，所述新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统为上述任意一个方案中记载的所述新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统。

从上述技术方案可以看出，本实用新型提供的新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统，包括保温夹套和一套发生装置。发生装置包括一个减温器，多个减压器，且减压器与子夹套的个数相等。减温器对导热介质的过热蒸汽进行第一次温度调节后形成饱和蒸汽，饱和蒸汽输送给多个减压器，与不同高度位置的子夹套位置对应的减压器根据不同高度位置的子夹套所需的控制温度，调节饱和蒸汽的压力，进而实现对导热介质的第二次温度调节，实现对薄膜蒸发器的溶解腔的相应位置的温度控制，使不同高度位置的子夹套的温度维持在蒸发溶解所需的合理范围内。

本方案还公开了一种薄膜蒸发器，包括溶解腔和上述方案中记载的新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统。由于新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统具有上述技术效果，具有该新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统的薄膜蒸发器也具有同样的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的薄膜蒸发器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的保温夹套的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的保温夹套的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的保温夹套的环形隔板的结构示意图。

其中，

1、溶解腔，11、底壁，12、介质出口，2、发生装置，21、减压器，22、减温器，23、汽水分离器，24、第一疏水阀，25、第一截止阀，26、补液泵，27、第二截止阀，28、第二疏水阀，29、第三截止阀，210、第四截止阀，211、液位计，212、第五截止阀。

具体实施方式

本实用新型公开了一种新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统，专门用于lyocell纤维工艺中浆粕溶解，实现对薄膜蒸发器不同区间段温度的相对精确控制。本实用新型还提供了一种薄膜蒸发器。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型公开了一种新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统，包括保温夹套和一套发生装置2。

保温夹套用于调节溶解腔1的温度。保温夹套包覆在薄膜蒸发器的溶解腔1的外壁上，包括至少两个独立的子夹套，相邻子夹套沿溶解腔1的轴向设置。

发生装置2用于产生调温介质。调温介质为能够调节保温夹套的温度的介质。

发生装置2的个数为一个，且发生装置2包括一个减温器和至少两个减压器，减压器相互并联且与减温器的出口连通。减压器21的作用是用于将导热介质的过热蒸汽降温为导热介质的饱和蒸汽，减压器21的作用是用于降低导热介质的饱和蒸汽的压力，从而降低导热介质的饱和蒸汽的温度。

本方案中减压器23与子夹套的数量相等，且一一对应连通，实现减温器独立调节子夹套的保温温度。

如图1所示，减温器22位于减压器21的上游，即导热介质先通过减温器22进行降温，再通过减压器21进行降压。其中上游是以蒸汽的流通方向为参照，靠近蒸汽输出端的位置即为上游。

本方案中减温器22的个数为一个，减压器21的个数为多个，且与子夹套的个数相等。减温器22对导热介质的过热蒸汽进行第一次温度调节后形成饱和蒸汽，饱和蒸汽输送给多个减压器21，与不同高度位置的子夹套位置对应的减压器21根据不同高度位置的子夹套所需的温度控制，调节饱和蒸汽的压力，进而实现对导热介质的第二次温度调节，实现对薄膜蒸发器的溶解腔相应位置的温度控制，使不同高度位置的子夹套的温度维持在蒸发溶解所需的合理范围内。

一个减温器22与多个减压器21连通，即每个减压器21接收的导热介质的饱和蒸汽的温度相同，不同高度位置的子夹套所需的导热介质的温度通过与之连接的减压器21进行调节，调节精度高，且调节灵活。

本方案中采用一个减温器22对应多个减压器21的方式，在一定程度上降低了发生装置2的成本，从而也就在一定程度上降低了薄膜蒸发器的成本。

在本方案的一个具体实施例中，减压器21为减压阀。

本方案中通过一个调温装置2实现对保温夹套1上多个子夹套的温度的单独控制，不仅提高了薄膜蒸发器的温度调整精度，使薄膜蒸发器的温度维持在一个合理的数值范围内，而且相对于一个调温装置2对应一个子夹套的结构，降低了薄膜蒸发器的成本。

以Lyocell(莱赛尔)纤维生产工艺为例，物料由蒸发罐的上部进入，在刮板和重力的作用下使物料沿着溶解腔的内壁进入溶解腔，通过导热介质将物料中水分蒸出，并促进纤维素在溶剂中溶解。Lyocell纤维生产工艺采用本方案公开的新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统，能够根据溶解腔内不同阶段物料对温度的需求不同，调整保温夹套对应高度段的蒸发温度，使溶解腔的不同高度位置的温度适合不同高度位置物料溶解需要，避免因为温度过高导致溶剂分解甚至爆炸或者因为温度过低不能使物料中的水分蒸发出来。

本方案公开的保温夹套在设计时，多个子夹套沿溶解腔1的轴线方向的长度可以相等，也可以不相等，根据工艺要求进行具体设定即可。

在本方案的一个具体实施例中，本方案公开的新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统还包括汽水分离器23，汽水分离器23用于实现对通入汽水分离器23的饱和蒸汽和冷凝水进行分离，减少通过减压器21带入子夹套的冷凝水。由于冷凝水滴进入保温夹套后，如果贴覆在溶解腔的外壁上，会造成溶解腔局部(冷凝水滴周边)与其他部分温度失衡，影响薄膜蒸发器的溶解质量。

如图1所示，汽水分离器23位于减温器22与减压器21之间，汽水分离器23的进口与减温器22连通，汽水分离器23的出口与减压器21连通，对降温后的饱和蒸汽中的冷凝水进行去除。

如图1所示，汽水分离器23通过第一管路与减温器22连通，汽水分离器23通过多个第二管路与减压器21连通，减压器21通过第三管路与子夹套连通。

子夹套的介质入口与减压器23连通，子夹套的介质出口能够排出冷凝水。子夹套的下端设置有环形底壁，且相邻子夹套通过环形底壁分隔。

在开机初期，饱和蒸汽刚开始进入保温夹套会形成一定量的冷凝水，为了实现冷凝水的及时排出，本方案将环形底壁设计为相对于子夹套的轴线倾斜的环形底壁，且介质出口设置在环形底壁的最低点位置(也包括靠近最低点的位置)，便于子夹套内形成的冷凝水从介质出口自然流出。

介质出口12也可以根据需要设置第三疏水阀(图中未示出)和第六截止阀(图中未示出)。第三疏水阀的作用与第一疏水阀和第二疏水阀的作用相同，第六截止阀的作用与第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀和第四截止阀的作用相同。

优选的，子夹套的环形底壁相互平行。

为了降低相邻两个子夹套之间的温度影响，本方案中子夹套的环形底壁采用导热性能弱的隔板。在本方案的一个具体实施例中，环形底壁为陶瓷底壁。

在本方案的一个具体实施例中，环形底壁相对于子夹套的轴线的倾斜角度5-10°。该角度设计，既能实现冷凝水的快速排出，而且不影响薄膜蒸发气的蒸发效果。

如图1所示，汽水分离器23的排水口上设置有第一疏水阀24。第一疏水阀24起到阻汽排水作用，用于将冷凝水尽快排出，同时最大限度的自动防止饱和蒸汽的泄漏。

为了进一步优化上述技术方案，本方案在汽水分离器23的排水口上设置有第一截止阀25，第一截止阀25位于汽水分离器23与第一疏水阀24之间。

第一截止阀25关闭时，汽水分离器23的排水口不能向第一疏水阀24输送冷凝水和饱和蒸汽，第一截止阀25开启时，汽水分离器23的排水口能够向第一疏水阀24输送冷凝水和饱和蒸汽。

在需要对第一疏水阀24进行故障维修或者更换时，关闭第一截止阀25，对第一疏水阀24进行维修或者更换。

正常工作时，第一疏水阀24和第一截止阀25均开启，第一截止阀25能够调节汽水分离器23的排水口的流量，保证第一疏水阀24的正常工作。

为了进一步优化上述技术方案，本方案还可以在汽水分离器23的排水口上设置第一旁通管道(图中未示出)，第一旁通管道上设置第一旁通阀(图中未示出)，第一旁通管道和第一旁通阀的设计能够在第一疏水阀24在维修或者更换时，能够及时排除汽水分离器23内的冷凝水，通过第一旁通阀作为弥补，短暂替代第一疏水阀24的工作。

本方案发生装置2的减温器为文丘里式减温器。文丘里式减温器的补液泵26用于为冷却介质供入减温器22提供动力。

补液泵26的进液口设置有第二截止阀27。补液泵26工作时，第二截止阀27和补液泵26同时开启，将冷却介质泵入减温器22。

本方案在减温器的排水口上设置第二疏水阀28。导热介质的过热蒸汽与冷却介质混合后，会形成冷凝水，冷凝水通过第二疏水阀28排出减温器22。第二疏水阀28起到阻汽排水作用，用于将冷凝水尽快排出，同时最大限度的自动防止饱和蒸汽的泄漏。

为了进一步优化上述技术方案，减温器的排水口上还设置有第三截止阀29，第三截止阀29位于减温器22与第二疏水阀28之间，即第三截止阀29位于第二疏水阀28的上游。

第三截止阀29关闭时，减温器的排水口不能向第二疏水阀28输送冷凝水和饱和蒸汽，第三截止阀29开启时，减温器的排水口能够向第二疏水阀28输送冷凝水和饱和蒸汽。

在需要对第二疏水阀28进行故障维修或者更换时，关闭第三截止阀29，对第二疏水阀28进行维修或者更换。

正常工作时，第二疏水阀28和第三截止阀29均开启，第三截止阀29能够调节减温器的排水口的流量，保证第二疏水阀28的正常工作。

为了进一步优化上述技术方案，本方案还可以在减温器的排水口上设置第二旁通管道(图中未示出)，第二旁通管道上设置第二旁通阀(图中未示出)，第二旁通管道和第二旁通阀的设计能够在第二疏水阀28在维修或者更换时，能够及时排除汽水分离器23内的冷凝水，通过第二旁通阀作为弥补，短暂替代第二疏水阀28的工作。

减温器的过热蒸汽入口设置有第四截止阀210，第四截止阀210用于控制过热蒸汽的通断。

本方案中提到的第一截止阀25、第二截止阀27、第三截止阀29和第四截止阀210均具有流量调节功能，在实现对相应管路通断的同时，还能够调节相应管路的流量，进一步提高对饱和蒸汽温度控制的精确度。

本方案中提到的导热介质可以为水蒸汽，也可以为其他满足换热功能的液体，而具体选用哪种导热介质由本领域技术人员根据实际需要进行选择，在此不做具体限定。

本方案在减温器22上设置有液位计211，液位计211用于显示减温器22内冷凝水的液面高度。工作人员根据液位计211显示的减温器22内的冷凝水高度，确定第二疏水阀28和第三截止阀29的开启和关闭。

如图1所示，本方案中液位计211的上端两端通过第五截止阀212与减温器22连接。使用时，两个第五截止阀212均开启。

如图1所示，为本方案公开的一种新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统与溶解腔1配合的结构，该实施例公开的新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统包括减温器22、汽水分离器23、减压器21和保温夹套1。其中，保温夹套上设置有三个子夹套，相应的，减压器21的个数为三个，汽水分离器23通过三个第二管路与减压器21连通，减压器21通过三个第三管路分别与三个子夹套的介质入口连通。

首先，减温器22对输入减温器22的导热介质的过热蒸汽与冷却介质混合，实现对导热介质的过热蒸汽的第一次降温，形成饱和蒸汽；

然后，饱和蒸汽经过汽水分离器23进行汽水分离，尽量去除饱和蒸汽中的冷凝水；

最后，饱和蒸汽通过三个减压站分别进行减压降温操作，向对应位置的子夹套供入相应温度的饱和蒸汽。

通过调压器对饱和蒸汽的压力进行调节，达到降低饱和蒸汽温度的目的，调节精度高，且调节灵活。

本方案还公开了一种薄膜蒸发器，包括新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统，所述新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统为上述任意一个方案中记载新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统。

由于新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统具有上述技术效果，具有该新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统的薄膜蒸发器也具有同样的技术效果，在此不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统，其特征在于，包括：

包覆在薄膜蒸发器的溶解腔(1)的外壁上、用于调节所述溶解腔(1)的温度的保温夹套，所述保温夹套包括至少两个独立的子夹套，相邻所述子夹套沿所述溶解腔(1)的轴向设置；

还包括一套用于产生调温介质的发生装置(2)，所述发生装置(2)包括一个减温器(22)，和至少两个相互并联且与所述减温器(22)的出口连通的减压器(21)，

所述减压器(21)和所述子夹套的数量相等，且一一对应连通，所述减压器(21)用于独立调节所述子夹套的保温温度。

2.根据权利要求1所述的新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统，其特征在于，所述发生装置(2)还包括汽水分离器(23)，

所述汽水分离器(23)设置在所述减温器(22)与所述减压器(21)之间。

3.根据权利要求1所述的新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统，其特征在于，所述子夹套的介质入口与所述减压器(21)连通，所述子夹套的介质出口能够排出冷凝水，

所述子夹套的底壁(11)为环形底壁，所述环形底壁相对于所述子夹套的轴线倾斜，所述介质出口设置在所述环形底壁的最低点位置，用于使子夹套内形成的冷凝水从所述介质出口自然流出。

4.根据权利要求3所述的新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统，其特征在于，所述环形底壁相对于所述子夹套的轴线的倾斜角度为5-10°。

5.根据权利要求2所述的新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统，其特征在于，所述汽水分离器(23)的排水口上设置有第一疏水阀(24)。

6.根据权利要求5所述的新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统，其特征在于，所述汽水分离器(23)的排水口上设置有第一截止阀(25)，所述第一截止阀(25)位于所述汽水分离器(23)与所述第一疏水阀(24)之间。

7.根据权利要求1所述的新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统，其特征在于，所述发生装置(2)的减温器为文丘里式减温器，所述减温器的补液泵(26)的进液口设置有第二截止阀(27)。

8.根据权利要求1所述的新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统，其特征在于，所述减温器(22)的排水口设置有第二疏水阀(28)；

所述减温器(22)的排水口设置有第三截止阀(29)，所述第三截止阀(29)位于所述减温器(22)与所述第二疏水阀(28)之间；

所述减温器的过热蒸汽入口设置有第四截止阀(210)。

9.根据权利要求1所述的新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统，其特征在于，所述减温器(22)上设置有液位计(211)，所述液位计(211)的两端通过第五截止阀(212)与所述减温器(22)连通。

10.一种薄膜蒸发器，其特征在于，包括溶解腔和新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统，所述新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统为权利要求1-9中任意一项所述的新溶剂法纤维素纤维薄膜蒸发器加热系统。

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