CN214734637U - 一种低温蒸发装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低温蒸发装置，该装置操作温度低，用冷凝热加热物料，达到了节能效果，运行成本低。本实用新型的低温蒸发装置包括有进料箱、蒸发器、蒸汽冷凝器、空气压缩机、气液分离器、膨胀阀及管路系统，其所述的进料箱通过阻垢系统与蒸发器连接，蒸发器整体是夹套结构，内部蒸发区域与加热区域隔开，加热区域位于蒸发区域底部或四周区域，蒸发器顶端由蒸汽管道通过过滤器与蒸汽冷凝器顶端连接，蒸发器底部通过膨胀阀与蒸汽冷凝器进行连接，蒸汽冷凝器经气液分离器与压缩机连接，蒸发器加热区域配置换热器，前端与压缩机连接，蒸发器内部设置搅拌装置和螺旋输送装置；蒸汽冷凝器后端配置冷凝水箱，并通过真空泵连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种蒸发装置，更具体的说涉及一种低温蒸发装置。
背景技术
随着工业的发展，产生了越来越多的高浓度废水，这类废水经过常规的处理，很难满足现有废水排放要求。针对该类废水，常采用的方法是蒸发浓缩技术。由于早期的蒸发技术能耗较大，为了节约能源，也为了最大限度的减少向环境中排放带有物料的二次蒸汽而污染环境，人们开发出了多小蒸发装置，充分利用了余热，节约了能源，但是多效蒸发总的蒸发量没有减少，且设备较多，增加了设备投资。随着技术的进步，发展出了热泵蒸发技术，其基本原理是用压缩机或者高压蒸汽提高二次蒸汽的压力和温度，然后送回原蒸发器的加热室，作为加热蒸汽使用，或者以二次蒸汽为低温热源，回收部分余热。其中最常用的一个蒸发技术，即蒸汽机械再压缩技术MVR，二次蒸汽通过压缩机的绝热压缩作用，提高了压力和饱和温度，再把压缩后的蒸汽引入到蒸发器管外加热物料，整个系统的输入功只有压缩机的电功，节能效果显著，目前此系统在化工的蒸发浓缩中很常用。近年来，由于工程材质、结构及制造技术的显著进步以及能源价格的上涨，机械压缩式热泵已越来越为人们所重视。热泵广泛用于各种稀溶液的蒸发浓缩，在实际的工业生产中，使用热泵蒸发技术已经被证明有很好的经济性。热泵装置只需消耗少量的高质能量就能得到比较多的热能，减少了能源的浪费。在大多数应用中，热泵蒸发的能量消耗比单效或多效蒸发的低得多，热泵蒸发是一种低能耗的十分可靠的蒸发方法，由于节能和稳定已经在化工过程中取得了广泛的应用。
在低温蒸发中，蒸汽再压缩热泵蒸发(MVR)也有其弱点，首先是直接压缩的二次蒸汽比容很大，压缩后的蒸汽要在较高温度范围下才有较好的效益，如果所处理溶液必须在低温条件下蒸发浓缩则效益不大。如果直接压缩水蒸汽则需要大容量的压缩机，设备费用及操作费用都增加反而不经济，因此采用冷媒循环热泵式低温蒸发装置较好。另外在蒸发过程中，由于很多物料的沸点很低，产生的二次蒸汽里夹有物料，而这些物料往往是有很强的腐蚀性，直接压缩二次蒸汽就意味着压缩机要和含有强腐蚀性物料的二次蒸汽接触，这样压缩机就会被腐蚀，严重影响压缩机的寿命。因此需要研制开发一种低温蒸发装置以解决现有的问题。
发明内容
本实用新型的针对上述现有技术存在的问题，提供一种低温蒸发装置，该装置操作温度低，用冷凝热加热物料，达到了节能效果，同时集成化程度高，维护方便，运行成本低。
本实用新型所采用的技术方案是：
本实用新型的低温蒸发装置，包括有进料箱、蒸发器、蒸汽冷凝器、空气压缩机、气液分离器、膨胀阀及管路系统，其所述的进料箱通过阻垢系统与蒸发器连接，蒸发器整体是夹套结构，内部蒸发区域与加热区域隔开，加热区域位于蒸发区域底部或四周区域，蒸发器顶端由蒸汽管道通过过滤器与蒸汽冷凝器顶端连接，蒸发器底部通过膨胀阀与蒸汽冷凝器进行连接，蒸汽冷凝器经气液分离器与压缩机连接，蒸发器加热区域配置换热器，前端与压缩机连接，蒸发器内部设置搅拌装置和螺旋输送装置；蒸汽冷凝器后端配置冷凝水箱，并通过真空泵连接。
本实用新型上述的低温蒸发装置，其进一步的技术方案是所述的蒸发器顶部设有消泡装置，下端设有出料口。
本实用新型运行中，其原料液经电子阻垢系统进入蒸发器，蒸发器与蒸汽冷凝器经膨胀阀系统进行连接，蒸汽进过滤系统进入蒸汽冷凝器，蒸汽冷凝器经气液分离器与压缩机连接，经压缩机压缩后的蒸汽返回到蒸发器中进行循环利用。其中：蒸发器内部的搅拌装置蒸发过程中对于物料进行搅拌，使物料均匀受热蒸发；蒸发器内部的螺旋输送装置可实现正反交替转动以防止蒸发器底部结垢，蒸发结束后进行螺旋出料；加热区域配置的换热器前端与压缩机连接，接收来自压缩机的高压高温制冷器蒸汽；蒸汽管道上设置的过滤器对蒸汽中携带的杂质进行过滤后进入蒸汽冷凝器，之后进行冷凝进入冷凝水箱；蒸汽冷凝器中制冷剂经气液分离器后，制冷剂蒸汽进循环管路经压缩机压缩后变成高温高压蒸汽进入蒸发器中加热区域的换热器；蒸汽冷凝器后端配置冷凝水箱，用于回收蒸汽冷凝器产生的冷凝水；循环管路中添加的制冷剂，经气液分离器后由压缩机进行循环利用；蒸发器主体通过真空泵维持负压状态，保持蒸发器主体中-80kpa左右的负压状态，进行低温蒸发；蒸发器下端设置的出料口，待物料蒸发结束后，供物料排出；蒸发过程中，物料组分复杂会导致大量气泡的产生，可通过消泡装置进行消泡处理。
本实用新型的有益效果如下：
本实用新型的低温蒸发装置操作温度低，能够有效遏制设备的腐蚀；放宽了对热源的要求、可以处理某些热敏性物质；与一般的制冷系统相比，制冷剂在冷凝器放出的热量一般是经过冷却塔散到环境中了，这样就浪费了冷凝热，而本实用新型的装置中用冷凝热加热物料，达到了节能的目的；一般的热泵主要是从温度较低的环境中吸收热量，而本实用新型的装置中，制冷剂是从温度较高的水蒸汽里吸收热量，提高了蒸发温度，增加了系统的能效比。整个装置中，只有压缩机需要输入电功，而向外排出的热量只有冷凝水，与多效蒸发相比，不需要生蒸汽，更具有经济性。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图中：1、蒸发器，2、搅拌装置，3、螺旋输送，4、换热器，5、阻垢系统，6、膨胀阀，7、进料箱，8、消泡装置，9、压缩机，10、蒸汽管道，11、过滤器，12、真空泵，13、蒸汽冷凝器，14、循环管路，15、气液分离器，16、冷凝水箱，17、加热区域，18、出料口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示，本实用新型的低温蒸发装置，包括有进料箱、蒸发器、蒸汽冷凝器、空气压缩机、气液分离器、膨胀阀及管路系统，其所述的进料箱通过阻垢系统与蒸发器连接，蒸发器整体是夹套结构，内部蒸发区域与加热区域隔开，加热区域位于蒸发区域底部，蒸发器顶端由蒸汽管道通过过滤器与蒸汽冷凝器顶端连接，蒸发器底部通过膨胀阀与蒸汽冷凝器进行连接，蒸汽冷凝器经气液分离器与压缩机连接，蒸发器加热区域配置换热器，前端与压缩机连接，蒸发器内部设置搅拌装置和螺旋输送装置；蒸汽冷凝器后端配置冷凝水箱，并通过真空泵连接；所述的蒸发器顶部设有消泡装置，下端设有出料口。
其中：蒸发器内部的搅拌装置蒸发过程中对于物料进行搅拌，使物料均匀受热蒸发；蒸发器内部的螺旋输送装置可实现正反交替转动以防止蒸发器底部结垢，蒸发结束后进行螺旋出料；加热区域配置的换热器前端与压缩机连接，接收来自压缩机的高压高温制冷器蒸汽；蒸汽管道上设置的过滤器对蒸汽中携带的杂质进行过滤后进入蒸汽冷凝器，之后进行冷凝进入冷凝水箱；蒸汽冷凝器中制冷剂经气液分离器后，制冷剂蒸汽进循环管路经压缩机压缩后变成高温高压蒸汽进入蒸发器中加热区域的换热器；蒸汽冷凝器后端配置冷凝水箱，用于回收蒸汽冷凝器产生的冷凝水；循环管路中添加的制冷剂，经气液分离器后由压缩机进行循环利用；蒸发器主体通过真空泵维持负压状态，保持蒸发器主体中-80kpa左右的负压状态，进行低温蒸发；蒸发器下端设置的出料口，待物料蒸发结束后，供物料排出；蒸发过程中，物料组分复杂会导致大量气泡的产生，可通过消泡装置进行消泡处理。
本实施例中，蒸发器1主体采用双相钢材质(可根据具体蒸发物料选择合适材质)，具有高强度、耐腐蚀等优点；运行中通过真空泵12进行抽吸，使得蒸发器内部形成负压状态，维持在-80kp左右，物料通过进料箱进入阻垢系统5中，通过电磁场对于物料的金属盐产生影响，进而防止结垢，同时也可以起到除锈缓蚀的效果，其中进料箱7具有计量功能，可以准确计量进入到蒸发器1主体的物料体积。物料进入后开启搅拌装置2，对于物料进行均匀搅拌。
本实施例中，进料结束后，关闭进料口阀门，开启压缩机9，使得制冷剂在循环管路14中循环流动。低温低压的制冷剂蒸汽进入压缩机9进行加压，变成高温高压的制冷剂蒸汽后进入蒸发器1的加热区域17中，由换热器4进行换热，将热量传送给物料，对物料进行加热蒸发浓缩。换热之后的制冷剂蒸汽经过膨胀阀6后进入蒸汽冷凝器13。膨胀阀6可以根据蒸发器出口制冷剂蒸汽过热度的大小自动调节阀门的开启度，达到调节制冷剂流量的目的，使得制冷剂流量与蒸发器的负荷相匹配，既可以充分利用蒸发器的传热面积，有能够防止压缩机产生液击现象。物料被加热后进行蒸发浓缩，产生二次蒸汽，通过蒸汽管道10，并经过滤器11过滤后进入蒸汽冷凝器13中进行放热，并产生冷凝水，通过真空泵12的作用进入到冷凝水箱16进行收集。制冷剂蒸汽经过膨胀阀6之后进入蒸汽冷凝器13，吸收水蒸气冷凝提供的潜热，之后进入气液分离器15，带有少量液滴的制冷剂蒸汽进入气液分离器15后，由于流体通道截面积突然变大，蒸汽速度下降，同时由于流向的改变，蒸汽中夹带的液体被分离出来，干饱和的蒸汽进入到压缩机9里，进行压缩形成高温高压的蒸汽重新进入到蒸发器1的加热区域17，从而完成一个循环的过程。
本实施例中，蒸发结束后，停止搅拌装置2，真空泵12，压缩机9，打开出料口18，启动螺旋输送装置3进行出料。蒸发过程中，物料组分复杂会导致大量气泡的产生，可通过消泡装置8进行消泡处理。
本实施例中，完成多次蒸发后，蒸发器主体会有结垢现场产生，应定期对于蒸发器主体进行清洗，保证蒸发器的传热效果，实现物料的有效浓缩。
本实施例中，蒸发设备模块化设计，运输方便，操作简便。设备处理异常情况，检修时方便拆卸，提高检修效率。
本实用新型的低温蒸发装置应用时，进水重量20kg，冷凝回水15kg，出渣5kg。进水COD 200mg/L，氨氮1700mg/L，总磷40mg/L，冷凝水COD 5mg/L，氨氮600mg/L，总磷1mg/L，运行时间70min。以上数据说明，本实施设备对于废液有良好的减量效果，且冷凝回水水质较进水水质明显改善，有利于后续的进一步处理。
Claims (2)
1.一种低温蒸发装置，包括有进料箱、蒸发器、蒸汽冷凝器、空气压缩机、气液分离器、膨胀阀及管路系统，其特征在于：所述的进料箱通过阻垢系统与蒸发器连接，蒸发器整体是夹套结构，内部蒸发区域与加热区域隔开，加热区域位于蒸发区域底部或四周区域，蒸发器顶端由蒸汽管道通过过滤器与蒸汽冷凝器顶端连接，蒸发器底部通过膨胀阀与蒸汽冷凝器进行连接，蒸汽冷凝器经气液分离器与压缩机连接，蒸发器加热区域配置换热器，前端与压缩机连接，蒸发器内部设置搅拌装置和螺旋输送装置；蒸汽冷凝器后端配置冷凝水箱，并通过真空泵连接。
2.根据权利要求1所述的低温蒸发装置，其特征在于：所述的蒸发器顶部设有消泡装置，下端设有出料口。
Priority Applications (1)
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| CN202120148407.4U CN214734637U (zh) | 2021-01-19 | 2021-01-19 | 一种低温蒸发装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202120148407.4U CN214734637U (zh) | 2021-01-19 | 2021-01-19 | 一种低温蒸发装置 |
Publications (1)
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| CN214734637U true CN214734637U (zh) | 2021-11-16 |
Family
ID=78640443
Family Applications (1)
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| CN202120148407.4U Active CN214734637U (zh) | 2021-01-19 | 2021-01-19 | 一种低温蒸发装置 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN214734637U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115950211A (zh) * | 2022-12-01 | 2023-04-11 | 安徽正刚新能源科技有限公司 | 一种真空干燥系统 |
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2021
- 2021-01-19 CN CN202120148407.4U patent/CN214734637U/zh active Active
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