CN212914605U - 一种高效蒸发结晶装置 - Google Patents

Abstract

一种高效蒸发结晶装置，包括蒸发结晶器，蒸发结晶器内设有母液循环系统及蒸汽循环系统，且蒸发结晶器的上部制出有蒸发结晶室，蒸发结晶器的中部制出有母液室，蒸发结晶器的底部制出有晶料室；蒸发结晶室外部包覆有蒸汽加热室，该蒸发结晶室与母液室的分界处固装有Y形固液分离锥筒，且蒸发结晶室的底部与晶料室连通；母液循环系统的进液端连通母液室及进料管，母液循环系统的出液端连通蒸发结晶室；蒸汽循环系统的进气端连通蒸发结晶室，蒸汽循环系统的排气端经蒸汽加热室底部的凝结水/不凝气出口排出。该蒸发结晶装置可充分回收母液蒸发后的蒸汽余热，不需要外部生蒸汽，并且无需消耗大量冷却水，避免热损失，可实现连续晶体出料，蒸发效率高。

Description

一种高效蒸发结晶装置

技术领域

本实用新型涉及压力容器技术领域，具体涉及一种高效蒸发结晶装置。

背景技术

蒸发结晶广泛应用于污、废水处理、化工、制药、食品、海水淡化、制盐等涉及蒸发工艺的诸多行业。蒸发结晶是高能耗过程，节能降耗是该领域技术发展重要方向。

刮板降膜蒸发器是蒸发结晶领域的常用设备，其原理是壳体外部装有加热蒸汽夹套，其内部装有可旋转的刮板，刮板由筒体中心的旋转轴带动，原料液由蒸发器上部的布液器布液流入后，在重力和旋转刮板带动下，沿壳体内壁面形成下旋的薄膜，受夹套蒸汽加热而蒸发浓缩和结晶，二次蒸汽则经除沫器后从上部排出，完成液和结晶物由底部排出。

机械蒸汽再压缩(Mechanical Vapor Recompression，MVR)热泵技术，是目前国内外蒸发结晶领域先进节能的技术。其原理是利用蒸汽压缩机压缩蒸发的二次蒸汽，将电能转换成热能，提高二次蒸汽的焓，并将其作为加热蒸汽重复利用，以达到循环利用二次蒸汽的潜能，不需要外部生蒸汽，实现蒸发浓缩和结晶。

目前刮板降膜蒸发还主要是依靠外供高温高压蒸汽驱动，并且需要消耗大量冷却水，热损失较大，结晶不能连续出料。MVR装置主要采用强制循环工艺，浓缩和结晶需要两套装置，存在循环量大，蒸发效率低，设备繁杂等问题。

通过公开专利检索，发现以下对比文件：

一种低耗能型强制循环蒸发器(CN210674241U)一种低耗能型强制循环蒸发器，包括蒸发室、加热室和强制循环泵和循环管道；蒸发室的底部安装有蒸发槽，蒸发槽的外表面上环设置有电加热管；蒸发室的顶端设置有排汽孔，排汽孔通过排汽管道连通有输汽泵的输入端，输汽泵的输出端通过排汽管道连通有集汽罐，蒸发槽的底端设置有排料口，排料口连通有结晶排料管；蒸发室的一侧连通有排污管；蒸发室的另一侧设置有进料口，进料口通过循环管道连通强制循环泵的入口，强制循环泵的入口通过循环管道连通加热室。该提供的一种低耗能型强制循环蒸发器，既节约了能耗，节省了生产成本，且结构简单，造价低廉。

经分析，上述公开专利的蒸汽循环系统与本申请存在较大差异，故不影响本申请的新颖性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种高效蒸发结晶装置，该蒸发结晶装置可充分回收母液蒸发后的蒸汽余热，不需要外部生蒸汽，并且无需消耗大量冷却水，避免热损失，可实现连续晶体出料，蒸发效率高。

一种高效蒸发结晶装置，包括蒸发结晶器，该蒸发结晶器内设有母液循环系统及蒸汽循环系统，且蒸发结晶器的上部制出有蒸发结晶室，蒸发结晶器的中部制出有母液室，蒸发结晶器的底部制出有晶料室；蒸发结晶室外部包覆有蒸汽加热室，该蒸发结晶室与母液室的分界处固装有Y形固液分离锥筒，且蒸发结晶室的底部与晶料室连通；母液循环系统的进液端连通母液室及进料管，母液循环系统的出液端连通蒸发结晶室；蒸汽循环系统的进气端连通蒸发结晶室，蒸汽循环系统的排气端经蒸汽加热室底部的凝结水/不凝气出口排出。

而且，蒸发结晶室的顶部密封固装有顶盖，且蒸发结晶室的内部转动安装有刮板及支撑架；顶盖的顶部同轴固装有驱动电机，顶盖的内壁上呈环形分布有布液环；刮板固装在支撑架上，该刮板的一侧与蒸发结晶室的内壁滑动配合连接；支撑架中部的转轴与驱动电机的输出端同轴固接。

而且，母液循环系统包括循环泵、料液进口、母液出口及进料管，其中料液进口固设在顶盖下部，母液出口固设在母液室下部；循环泵的进液端连通母液出口及进料管，循环泵的出液端连通料液进口。

而且，蒸汽循环系统包括压缩机、二次蒸汽出口及加热蒸汽进口，其中二次蒸汽出口固设在顶盖的中部，加热蒸汽进口固设在蒸汽加热室上部；压缩机的进气端连通二次蒸汽出口，压缩机的出气端连通加热蒸汽进口。

而且，蒸汽加热室由周向包覆在蒸发结晶室外周的套筒围成，且蒸发结晶室的外壁与套筒的内壁之间固装有多个螺旋折流板。

而且，母液室与晶料室的分界处固接有隔板，该隔板的外周固接在母液室及晶料室共同组成的主筒体的内壁上，且隔板的中部穿透并固接有连通蒸发结晶室及晶料室的晶料出口。

而且，晶料室的底部密封固接有法兰板，该晶料室的侧壁上开设有抽真空排气口；法兰板的中部开设有连通晶料室及蒸发结晶器外部的卸料口。

本实用新型的优点和技术效果是：

(1)本实用新型将蒸汽压缩再热循环与刮板降膜蒸发结晶过程耦合，在只需电力供应压缩机运转的条件下，将蒸发结晶器产生的二次蒸汽升温升压，提升品质后作为加热蒸汽，实现薄膜蒸发和二次蒸汽潜热的回收利用，且不再需要外供加热蒸汽和冷却水，高效节能。

(2)本实用新型装置采用一体化结构和集成功能设计，可实现负压和正压降膜蒸发操作，具备蒸发浓缩工况、蒸发结晶工况和结晶干燥工况三种工况运行功能，且整体结构紧凑，可节省设备投资。

(3)本实用新型蒸发结晶器通过蒸发结晶室、母液室、晶料室和固液分离结构设计，在蒸发结晶工况和结晶干燥工况运行时具有内部固液分离功能和不停机连续结晶出料功能。

(4)本实用新型的带倾斜角的螺旋折流板，可维持蒸汽具有较高的流速，凝结水汇聚后远离换热面并快速螺旋流向底部，有利于传热。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图中：1-蒸发结晶器；2、压缩机；3、循环泵；11、顶盖；111、布液环；112、料液进口；113、二次蒸汽出口；114、驱动电机；12、主筒体；121、蒸发结晶室；122、母液室；123、晶料室124、卸料口；125、抽真空排气口；13、套筒；131、螺旋折流板；132、加热蒸汽进口；133、凝结水/不凝气出口；14、Y形固液分离锥筒；141、晶料出口；15、隔板；151、母液出口；16、刮板及支撑架；17、法兰板；18、进料管。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。需要说明的是，本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本实用新型的保护范围。

一种高效蒸发结晶装置，包括蒸发结晶器1，该蒸发结晶器内设有母液循环系统及蒸汽循环系统，且蒸发结晶器的上部制出有蒸发结晶室121，蒸发结晶器的中部制出有母液室122，蒸发结晶器的底部制出有晶料室123；蒸发结晶室外部包覆有蒸汽加热室，该蒸发结晶室与母液室的分界处固装有Y形固液分离锥筒14，且蒸发结晶室的底部与晶料室连通；母液循环系统的进液端连通母液室及进料管18，母液循环系统的出液端连通蒸发结晶室；蒸汽循环系统的进气端连通蒸发结晶室，蒸汽循环系统的排气端经蒸汽加热室底部的凝结水/不凝气出口133排出。

而且，蒸发结晶室的顶部密封固装有顶盖11，且蒸发结晶室的内部转动安装有刮板及支撑架16；顶盖的顶部同轴固装有驱动电机114，顶盖的内壁上呈环形分布有布液环111；刮板固装在支撑架上，该刮板的一侧与蒸发结晶室的内壁滑动配合连接；支撑架中部的转轴与驱动电机的输出端同轴固接。

而且，母液循环系统包括循环泵3、料液进口112、母液出口151及进料管，其中料液进口固设在顶盖下部，母液出口固设在母液室下部；循环泵的进液端连通母液出口及进料管，循环泵的出液端连通料液进口。

而且，蒸汽循环系统包括压缩机2、二次蒸汽出口113及加热蒸汽进口132，其中二次蒸汽出口固设在顶盖的中部，加热蒸汽进口固设在蒸汽加热室上部；压缩机的进气端连通二次蒸汽出口，压缩机的出气端连通加热蒸汽进口。

而且，蒸汽加热室由周向包覆在蒸发结晶室外周的套筒13围成，且蒸发结晶室的外壁与套筒的内壁之间固装有多个螺旋折流板131。

而且，母液室与晶料室的分界处固接有隔板15，该隔板的外周固接在母液室及晶料室共同组成的主筒体12的内壁上，且隔板的中部穿透并固接有连通蒸发结晶室及晶料室的晶料出口141。

而且，晶料室的底部密封固接有法兰板17，该晶料室的侧壁上开设有抽真空排气口125；法兰板的中部开设有连通晶料室及蒸发结晶器外部的卸料口124。

为了更清楚地说明本实用新型的具体实施方式，下面提供一种实施例：

一种高效蒸发结晶装置，如图1所示，包括蒸发结晶器1、压缩机2和循环泵3；循环泵出口、进口分别连接蒸发结晶器进料口112、母液出口151以及进料管；压缩机出口、进口分别连接蒸发结晶器加热蒸汽进口132、二次蒸汽出口113。

如图1所示，蒸发结晶器1由顶盖11和蒸发结晶室及主筒体通过法兰密闭连接构成，顶盖11内径与蒸发结晶室的主筒体12内径相同。

其中，顶盖11下部为直筒，上部为锥筒，并设置有布液环111、进料口112、二次蒸汽出口113和驱动电机114；其中，布液环111为竖向半圆形空心管结构，竖向剖面紧贴顶盖11直筒内壁，且布液环底部开有3～10mm的布液孔，布液孔与直筒内壁相切；其中，进料口112与布液环111连通；其中，驱动电机114至于锥筒顶部，电机轴与主筒体12内的刮板及支撑件16的旋转轴上端连接，且与顶盖通过轴封密封；其中，二次蒸汽出口113设置在锥筒侧壁上，且设置有汽液分离装置。

其中，蒸发结晶室外壁的外壁设有主筒体12、套筒13、螺旋折流板131、刮板及支撑件16、Y形固液分离锥筒14、隔板15、法兰板17和介质进出接口。其中，主筒体12上端口与顶盖11通过法兰连接，下端口通过法兰板17密封，其内腔自上而下依次为蒸发结晶室121、母液室122和晶料室123；其中，套筒13置于主筒体12外，与蒸发结晶室121位置对应，并密封形成环隙加热蒸汽空间，环隙加热蒸汽空间上部设置加热蒸汽进口132，下部设置凝结水及不凝气出口133，内部设置带倾斜角的螺旋折流板131；其中，刮板及支撑件16置于主筒体12内，与蒸发结晶室121位置对应，刮板外边缘与主筒体12内壁保持1.5～3mm间距，刮板及支撑件旋转轴下端通过支撑置于Y形固液分离锥筒14上；其中，Y形固液分离锥筒14置于母液室122，其上端大喇叭口与蒸发结晶室121下边缘衔接，其下端晶料出口141直管穿过母液室122与晶料室123隔板15直通晶料室123，且晶料出口141设置自动开关阀，其锥筒壁均匀打孔，锥筒内壁设置有固液分离滤网(如图2所示)；其中，母液室122与晶料室123之间设置有隔板15，母液室母液出口151设置在隔板15上，并穿过晶料室和主筒体壁而出；其中，晶料室123侧壁上端设置有抽真空/排气口125并与外部真空泵连接，底部法兰板17设置有卸料口124，卸料口设置自动开关阀。

而且，蒸发结晶器凝结水/不凝气出口133通过连接外部淡水泵和真空泵将装置内的淡水和不凝气抽出。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种高效蒸发结晶装置，其特征在于：包括蒸发结晶器，该蒸发结晶器内设有母液循环系统及蒸汽循环系统，且蒸发结晶器的上部制出有蒸发结晶室，蒸发结晶器的中部制出有母液室，蒸发结晶器的底部制出有晶料室；所述蒸发结晶室外部包覆有蒸汽加热室，该蒸发结晶室与母液室的分界处固装有Y形固液分离锥筒，且蒸发结晶室的底部与晶料室连通；所述母液循环系统的进液端连通母液室及进料管，母液循环系统的出液端连通蒸发结晶室；所述蒸汽循环系统的进气端连通蒸发结晶室，蒸汽循环系统的排气端经蒸汽加热室底部的凝结水/不凝气出口排出。

2.根据权利要求1所述的一种高效蒸发结晶装置，其特征在于：所述蒸发结晶室的顶部密封固装有顶盖，且蒸发结晶室的内部转动安装有刮板及支撑架；所述顶盖的顶部同轴固装有驱动电机，顶盖的内壁上呈环形分布有布液环；所述刮板固装在支撑架上，该刮板的一侧与蒸发结晶室的内壁滑动配合连接；所述支撑架中部的转轴与驱动电机的输出端同轴固接。

3.根据权利要求1所述的一种高效蒸发结晶装置，其特征在于：所述母液循环系统包括循环泵、料液进口、母液出口及进料管，其中料液进口固设在顶盖下部，母液出口固设在母液室下部；所述循环泵的进液端连通母液出口及进料管，循环泵的出液端连通料液进口。

4.根据权利要求1所述的一种高效蒸发结晶装置，其特征在于：所述蒸汽循环系统包括压缩机、二次蒸汽出口及加热蒸汽进口，其中二次蒸汽出口固设在顶盖的中部，加热蒸汽进口固设在蒸汽加热室上部；所述压缩机的进气端连通二次蒸汽出口，压缩机的出气端连通加热蒸汽进口。

5.根据权利要求1所述的一种高效蒸发结晶装置，其特征在于：所述蒸汽加热室由周向包覆在蒸发结晶室外周的套筒围成，且蒸发结晶室的外壁与套筒的内壁之间固装有多个螺旋折流板。

6.根据权利要求1所述的一种高效蒸发结晶装置，其特征在于：所述母液室与晶料室的分界处固接有隔板，该隔板的外周固接在母液室及晶料室共同组成的主筒体的内壁上，且隔板的中部穿透并固接有连通蒸发结晶室及晶料室的晶料出口。

7.根据权利要求1所述的一种高效蒸发结晶装置，其特征在于：所述晶料室的底部密封固接有法兰板，该晶料室的侧壁上开设有抽真空排气口；所述法兰板的中部开设有连通晶料室及蒸发结晶器外部的卸料口。

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