CN216023206U - 适用于粘胶纤维纺炼冲毛水浓缩的多效蒸发器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于粘胶纤维纺炼冲毛水浓缩的多效蒸发器，其包括多级效体，每级效体包括蒸发器主体，所述蒸发器主体包括加热器、与所述加热器相连的分离室；除末级效体以外的各级效体的分离室出口均与下一级效体的加热器的蒸汽进口相连。本实用新型采用粘胶纤维冲毛水浓缩的多效蒸发浓缩技术，可以有效地对粘胶纤维冲毛水浓缩的多效蒸发浓缩的适用性提供保障，可以有效地保证蒸发水的全部回收利用、浓缩酸液的全部回收利用，同时又确保了可以采用多效蒸发技术而能达到热能的充分利用。

Description

适用于粘胶纤维纺炼冲毛水浓缩的多效蒸发器

技术领域

本实用新型涉及粘胶纤维纺炼冲毛水处理的技术领域，具体涉及一种对粘胶纤维纺炼冲毛水浓缩的多效蒸发浓缩装置。

背景技术

粘胶纤维纺炼冲毛水的蒸发浓缩是通过热交换的方式将粘胶纤维冲纺炼毛水加热至沸腾状态，可使绝大部分的水被汽化分离并被冷凝回收利用，蒸发掉大量水的浓缩粘胶纤维纺炼冲毛水的酸浓度得以提高后也被回收利用。

传统的粘胶纤维冲毛水蒸发浓缩是一个高耗能的过程，新型多效蒸发浓缩器的被开发使用实现了热能的充分利用，从而可以使蒸发浓缩不再是传统的高耗能过程；同时传统的粘胶纤维冲毛水蒸发浓缩设备基本都是采用非金属的石墨制品作为热交换的传热介质，设备的使用寿命很短，从而使设备的更新换代成本很高。所以对于粘胶纤维冲毛水浓缩的新型多效蒸发浓缩设备的配置是否既能满足粘胶纤维冲毛水处理的要求、又能使热能充分利用、在采用金属材料取代石墨材料制成的热交换器后又能使设备具有很长的使用寿命并能提高热效率、可以使设备的投资运行成本均较低是对新型多效蒸发浓缩装置用于粘胶纤维冲毛水处理提出的更高的要求。

实用新型内容

针对上述现有技术中存着的技术问题，本实用新型提出了一种适用于粘胶纤维纺炼冲毛水浓缩的多效蒸发器，可以使粘胶纤维冲毛水浓缩的处理能在安全、节能、环保、高效的蒸发浓缩技术下来完成。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种适用于粘胶纤维纺炼冲毛水浓缩的多效蒸发器，其包括多级效体，每级效体包括蒸发器主体，所述蒸发器主体包括加热器、与所述加热器相连的分离室；除末级效体以外的各级效体的分离室出口均与下一级效体的加热器的蒸汽进口相连。

本实用新型多效蒸发器进一步的改进在于，所述加热器采用金属材料制作。

本实用新型多效蒸发器进一步的改进在于，所述末级效体的分离室出口与回收系统相连。

本实用新型多效蒸发器进一步的改进在于，所述真空系统包括冷凝器、与冷凝器出口相连的冷凝水罐，所述冷凝器的入口与末级效体的分离室出口相连。

本实用新型多效蒸发器进一步的改进在于，多级效体的效数为四效、五效、六效、七效或八效中的任意一种。

本实用新型多效蒸发器进一步的改进在于，还包括与至少一个效体的分离室出口相连的蒸汽增压泵，所述蒸汽增压泵的出口与第一级效体的加热器的蒸汽进口相连。

本实用新型多效蒸发器进一步的改进在于，所述蒸汽增压泵的入口与第一级、第二级或第三级效体中任意一个效体的分离室出口相连。

本实用新型多效蒸发器进一步的改进在于，所述蒸汽增压泵设置有第二入口，使用时与新鲜蒸汽的输出管路相连。

本实用新型多效蒸发器进一步的改进在于，第一级效体的加热器设置有蒸汽进口，使用时与新鲜蒸汽的输出管路相连。

本实用新型多效蒸发器进一步的改进在于，还包括至少一个预热器，通过蒸汽管道与至少一个所述加热器相连。

本实用新型多效蒸发器进一步的改进在于，所述预热器的数量为多个，除末级效体以外的各级加热器均通过蒸汽管道连接于一个所述预热器，且多个所述预热器之间逐级串联，末级所述预热器与第一级效体的所述加热器相连。

由于采用上述技术方案，使得本实用新型取得的技术效果是：

本实用新型由于采用了多效蒸发浓缩的方式，运行时可用于对不同浓度及不同沸点升的粘胶纤维冲毛水的浓缩蒸发采用不同的运行工作条件，可以使粘胶纤维冲毛水浓缩的处理能有效地做到蒸发水的全部回收利用、浓缩酸液全部回收利用，同时又确保了可以采用多效蒸发浓缩技术而能达到热能的充分利用，同时也由于采用了金属材料替代传统石墨材料制成加热器而使设备具有较长的使用寿命并能提高热效率，从而可以使粘胶纤维冲毛水浓缩的处理能在安全、节能、环保、高效的蒸发浓缩技术下来完成。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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为本实用新型适用于粘胶纤维纺炼冲毛水浓缩的多效蒸发器的一整体实施例的示意图。

图2～5为本实用新型多效蒸发器的四种热源蒸汽供应方式的示意图，其中，图2显示的是TVR抽I效补充热源方式，图3显示的是TVR抽II效补充热源方式，图4显示的是TVR抽III效补充热源方式，图5显示的是新鲜蒸汽直接作为热源方式。

图6～7为本实用新型多效蒸发器的两种出料方式的示意图，其中，图6显示的是倒数第二效出料方式，图7显示的是末效出料方式。

附图标记的对应关系如下：

1-I效加热器；2-I效分离室；3-II效加热器；4-II效分离室；5-III效加热器；6-III效分离室；7-IV效加热器；8-IV效分离室；9-V效加热器；10-V效分离室；11-VI效加热器；12-VI效分离室；13-VII效加热器；14-VII效分离室；15-冷凝水罐；16-冷凝器；17-蒸汽增压泵；18-一级预热器；19-二级预热器；20-三级预热器；21-四级预热器；22-五级预热器；23-六级预热器；24-出料管。

具体实施方式

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。

本实用新型提供的适用于粘胶纤维纺炼冲毛水浓缩的多效蒸发器，包含多个效体，每个效体包含蒸发器主体，构成多效蒸发器。各效蒸发器主体均包含加热器、与加热器相连的分离室。其中，加热器优选采用金属材料制作，相比于传统石墨材料制成的热交换器，使设备具有更长的使用寿命并能提高热效率。粘胶纤维冲毛水依次在多效蒸发器主体中经过多次蒸发浓缩可以达到所需浓度，达到所需浓度后的浓缩酸液最后从未效蒸发器主体或次末效蒸发器主体中排出。为实现上述技术效果，将多效蒸发器主体中，除末效蒸发器主体以外的各效蒸发器主体的分离室出口均与下一效蒸发器主体的加热器的蒸汽进口相连。末效蒸发器主体的分离室出口可以与真空系统相连，该真空系统可包括冷凝器、与冷凝器出口相连的冷凝水罐，该冷凝器的入口与末效蒸发器主体的分离室出口相连。本实用新型的多效蒸发器的蒸发器主体的效数可选择四效、五效、六效、七效或八效中的任意一种。

参见图1，显示了一种七效蒸发器的实施例，由左至右依次包含：I效加热器1、I效分离室2、II效加热器3、II效分离室4、III效加热器5、III效分离室6、IV效加热器7、IV效分离室8、V效加热器9、V效分离室10、VI效加热器11、VI效分离室12、VII效加热器13和VII效分离室14、冷凝水罐15和冷凝器16。

在I效加热器1之前还设置有一台蒸汽增压泵(TVR)17，该蒸汽增压泵(TVR)17有两个蒸汽入口，一个用于与新鲜蒸汽的输出管路相连，另一个与I效分离室2的蒸汽出口相连，该蒸汽增压泵(TVR)17的出口与I效加热器1的蒸汽进口相连，通过该台蒸汽增压泵(TVR)17可以把I效分离室2中蒸发出来的二次蒸汽抽出来和新鲜蒸汽混合后再进入I效加热器1中，作为补充蒸汽系统。

具体来说，参阅图1，该七效蒸发器中，包含七个效体，其中第一个效体用于粘胶纤维冲毛水的第一次蒸发浓缩，包含I效加热器1、与该I效加热器1相连的I效分离室2；第二个效体用于粘胶纤维冲毛水的第二次蒸发浓缩，包含与I效分离室2相连的II效加热器3，与II效加热器3相连的II分离室4；第三个效体用于粘胶纤维冲毛水的第三次蒸发浓缩，包含与II分离室4相连的III效加热器5，与III效加热器5相连的III效分离室6；第四个效体用于粘胶纤维冲毛水的第四次蒸发浓缩，包含与III效分离室6相连的IV效加热器7，与IV效加热器7相连的IV效分离室8；第五个效体用于粘胶纤维冲毛水的第五次蒸发浓缩，包含与IV效分离室8相连的V效加热器9，与V效加热器9相连的V效分离室10；第六个效体用于粘胶纤维冲毛水的第六次蒸发浓缩，包含与V效分离室10相连的VI效加热器11，与VI效加热器11相连的VI效分离室12；第七个效体用于粘胶纤维冲毛水的第七次蒸发浓缩，包含与VI效分离室12相连的VII效加热器13，与VII效加热器13相连的VII效分离室14。应当理解是的，在本实用新型多效蒸发器的其他实施例中，可适当增减效体的效数，但至少不少于四效。蒸汽增压泵17的一个入口与I效分离室2的出口相连，另一个入口与新鲜蒸汽气源相连，该蒸汽增压泵17的出口与I效加热器1的蒸汽入口相连。

第一个效体蒸发的二次蒸汽一部分(或可)进入蒸汽增压泵17后送回至I效加热器1作为加热蒸汽，另外一部分(或全部)进入II效加热器3作为加热热源，加热热源完成热交换后的冷凝水被收集至冷凝水罐；第二、三(或更多)个效体蒸发的二次蒸汽通过联通管送入第三、四(或更多)个效加热器作为加热热源，加热热源完成热交换后的冷凝水被收集至冷凝水罐后由泵排出。

本实用新型适用于粘胶纤维纺炼冲毛水浓缩的多效蒸发器的第一个效体的I效加热器1的进料口设有一套进料流量控制系统，该进料流量控制系统包含一流量传感器和一自动调节阀(或流量可变频控制的泵)，该自动调节阀的开启度(或变频控制的泵的流量)按该流量传感器设定的流量值自动调节控制，该流量传感器的设定值按该I效加热器1的额定所需进料量设定，该适用于粘胶纤维纺炼冲毛水浓缩的多效蒸发器还连有一套电气控制柜，上述自动调节阀(或流量可变频控制的泵)和流量传感器与该电气控制柜的自动程序控制系统组成进料自动控制系统，该进料自动控制系统、自动程序控制系统的控制端位于上述控制柜内，该控制柜设有以太网接口用于同中央控制室的通信连接。

该适用于粘胶纤维纺炼冲毛水浓缩的多效蒸发器的第二个效体的II效加热器3的进料口设有一二效压差液位平衡装置，该一二效压差液位平衡装置可以按一二效效体的液位和压差自动平衡过料，该压差液位平衡装置也可采用由液位变送器和调节阀或变频控制的泵来替换。

该适用于粘胶纤维纺炼冲毛水浓缩的多效蒸发器的第三(四、五或更多)个效体的III效加热器5的进料口设有二三(三四或更多)效压差液位平衡装置，该二三(三四或更多)效压差液位平衡装置可以按二三(三四或更多)效的液位和压差自动平衡过料，该压差液位平衡装置也可采用由液位变送器和调节阀或变频控制的泵来替换。

该适用于粘胶纤维纺炼冲毛水浓缩的多效蒸发器的未效效体即VII效加热器13的浓缩液出料口设有一套出料流量控制系统，该出料流量控制系统包含一浓度传感器和自动阀，达到浓度值的浓缩液送出，未达浓度值的料液回收。该适用于粘胶纤维纺炼冲毛水浓缩的多效蒸发器还连有一套自动控制柜，上述自动阀和浓度传感器与该自动控制柜的自动程序控制系统组成出料自动控制系统，该出料控制系统、自动程序控制系统的控制端位于上述控制柜内。

该适用于粘胶纤维纺炼冲毛水浓缩的多效蒸发器的I效加热器1的补充加热蒸汽进口(即与蒸汽增压泵17出口相连的蒸汽进口)设有自动调节阀和压力变送器或温度变送器，该自动调节阀的开启度按该压力变送器或温度变送器的设定值自动调节控制，该压力变送器或温度变送器的设定值按该适用于粘胶纤维纺炼冲毛水浓缩的多效蒸发器的设计运行参数设定及按设备实际运行时的参数修正设定，该适用于粘胶纤维纺炼冲毛水浓缩的多效蒸发器还连有一套自动控制柜，上述自动调节阀和压力变送器和温度变送器与该自动控制柜的自动程序控制系统组成加热自动控制系统，该加热控制系统、自动程序控制系统的控制端位于上述控制柜内。

在上述七效蒸发器的实施例中，蒸汽气源利用1台蒸汽增压泵(TVR)17，通过该蒸汽增压泵(TVR)17把第二效效体的分离室中蒸发出来的二次蒸汽抽出来和新鲜蒸汽混合后再进入第一效的加热器壳层，如图2所示，除该种方式之外，本实用新型实施例还提供了另外三种蒸汽热源的进入方式：

第一种：新鲜蒸汽直接进入第一效的加热器壳层作为热源，即不需要采用蒸汽增压泵(TVR)，参阅图5所示，此时，第一效的加热器的蒸汽进口直接与新鲜蒸汽的输出管路连接。

第二种：利用1台蒸汽增压泵(TVR)17，通过该蒸汽增压泵(TVR)17把第二效效体的II效分离室4中蒸发出来的二次蒸汽抽出来和新鲜蒸汽混合后再进入I效加热器1的壳层，参阅图3所示。

第三种：利用1台蒸汽增压泵(TVR)17，通过该蒸汽增压泵(TVR)17把第三效效体的II效分离室4中蒸发出来的二次蒸汽抽出来和新鲜蒸汽混合后再进入I效加热器1的壳层，参阅图4所示。

容易想到的是，在本实用新型提供的上述三种蒸汽热源进入方式的基础上，能够类推得到，利用1台或多台蒸汽增压泵(TVR)把三(或更多)效物料中蒸发出来的二次蒸汽抽出来和新鲜蒸汽混合后再进入第一效的加热器壳层，即蒸汽增压泵(TVR)可以抽取任意一个、两个甚至多个效体中物料蒸发出来的二次蒸汽，并与新鲜蒸汽混合(当蒸汽足够时，甚至无需另外通入新鲜蒸汽，仅由二次蒸汽提供热源)，也不限制蒸汽增压泵(TVR)的台数，可多台同时工作。

在上述七效蒸发器的实施例中，出料的位置在最后一个效体(即末效第VII效)中排出浓料，末级效体的VII效加热器13和VII效分离室14的底部出料口由一管道连接，出料方式具体为：在末级效体的VII效加热器13和VII效分离室14的出料口处所连接的管道上进一步连接一出料管24，即如图7所示的出料管24，通过该出料管24连接至出料系统或下一级工序，参阅图7所示。除此之外，本实用新型适用于粘胶纤维纺炼冲毛水浓缩的多效蒸发器还可以将出料位置设置在倒数第二个效体，即次末级效体的位置，将出料管24连接至该次末级效体VI效加热器11与VI效分离室12的出料口处所连接的管道，参阅图6所示。

较佳地，在本实用新型适用于粘胶纤维纺炼冲毛水浓缩的多效蒸发器的实施例中，进一步还包括至少一个预热器，通过蒸汽管道与至少一个加热器相连。继续参阅图1，在本实施例中，预热器的数量为六个，分别为一级预热器18、二级预热器19、三级预热器20、四级预热器21、五级预热器22和六级预热器23(或更多)，除末级效体以外的各级加热器均通过蒸汽管道连接于一个预热器。并且，在多级预热器中，除末级预热器即六级预热器23以外的各级预热器的预热出口均与下一级预热器的预热进口相连，该末级预热器(即六级预热器23)的预热出口与初级效体的加热器(即I级加热器1)相连。

每一个预热器都是利用的所在效体的加热器的蒸汽(一般使用的是从物料里蒸发出来的二次蒸汽)作为热源，每个预热器的加热蒸汽温度都跟所在效的加热器的加热蒸汽温度一样，预热器是给物料加热，每个预热器都会把物料温度提高一点，到最后一个预热器(即六级预热器23)的物料温度接近第一个加热器(即I级加热器1)内的物料温度。其中，多级预热器一般使用的是从物料里蒸发出来的二次蒸汽，使用多级预热器的目的是进一步降低整套装置的新鲜蒸汽消耗量。另外，不配置多级预热器时，本实用新型多效蒸发器也可以正常使用，只是新鲜蒸汽的消耗量会大幅度增加。

本实用新型由于采用了上述多效蒸发浓缩的技术方案，运行时可用于对不同浓度及不同沸点升的粘胶纤维冲毛水的浓缩蒸发采用不同的运行工作条件，可以有效地对粘胶纤维冲毛水浓缩的多效蒸发浓缩的适用性提供保障，可以使粘胶纤维冲毛水浓缩的处理能有效地做到蒸发水的全部回收利用、浓缩酸液全部回收利用，同时又确保了可以采用多效蒸发浓缩技术而能达到热能的充分利用，同时也由于采用了金属材料替代传统石墨材料制成加热器而使设备具有较长的使用寿命并能提高热效率，从而可以使粘胶纤维冲毛水浓缩的处理能在安全、节能、环保、高效的蒸发浓缩技术下来完成。

本实用新型中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种适用于粘胶纤维纺炼冲毛水浓缩的多效蒸发器，其特征在于：包括多级效体，每级效体包括蒸发器主体，所述蒸发器主体包括加热器、与所述加热器相连的分离室；除末级效体以外的各级效体的分离室出口均与下一级效体的加热器的蒸汽进口相连；所述多效蒸发器还包括与至少一个效体的分离室出口相连的蒸汽增压泵，所述蒸汽增压泵的出口与第一级效体的加热器的蒸汽进口相连。

2.如权利要求1所述的适用于粘胶纤维纺炼冲毛水浓缩的多效蒸发器，其特征在于：所述加热器采用金属材料制作。

3.如权利要求1所述的适用于粘胶纤维纺炼冲毛水浓缩的多效蒸发器，其特征在于：所述末级效体的分离室出口与真空系统相连。

4.如权利要求3所述的适用于粘胶纤维纺炼冲毛水浓缩的多效蒸发器，其特征在于：所述真空系统包括冷凝器、与冷凝器出口相连的冷凝水罐，所述冷凝器的入口与末级效体的分离室出口相连。

5.如权利要求1所述的适用于粘胶纤维纺炼冲毛水浓缩的多效蒸发器，其特征在于：多级效体的效数为四效、五效、六效、七效或八效中的任意一种。

6.如权利要求1所述的适用于粘胶纤维纺炼冲毛水浓缩的多效蒸发器，其特征在于：所述蒸汽增压泵的入口与第一级、第二级或第三级效体中任意一个效体的分离室出口相连。

7.如权利要求1所述的适用于粘胶纤维纺炼冲毛水浓缩的多效蒸发器，其特征在于：第一级效体的加热器设置有蒸汽进口，使用时与新鲜蒸汽的输出管路相连。

8.如权利要求1所述的适用于粘胶纤维纺炼冲毛水浓缩的多效蒸发器，其特征在于：还包括与末级或次末级效体的蒸发器主体的出料口相连的出料系统。

9.如权利要求1所述的适用于粘胶纤维纺炼冲毛水浓缩的多效蒸发器，其特征在于：还包括至少一个预热器，通过蒸汽管道与至少一个所述加热器相连。

10.如权利要求9所述的适用于粘胶纤维纺炼冲毛水浓缩的多效蒸发器，其特征在于：所述预热器的数量为多个，除末级效体以外的各级加热器均通过蒸汽管道连接于一个所述预热器，且多个所述预热器之间逐级串联，末级所述预热器与第一级效体的所述加热器相连。

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