CN217246786U - 用于挥发性物质分离、料液浓缩和物料提纯的系统装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于挥发性物质分离、料液浓缩和物料提纯的系统装置，该系统装置包括：分离装置、一级预热器、二级预热器、换热器和负压排水罐；所述分离装置包括壳体、加热器、出气阀门、进液阀门和排液阀门；所述分离装置的出气阀门通过管道依次和一级预热器、换热器和负压排水罐连通；所述一级预热器包括物料进口阀门和物流出口，所述物料出口通过管道依次连通二级预热器和分离装置的进液阀门；所述换热器上设有冷却水进口和冷却水出口；所述负压排水罐上设有真空管道阀门和排凝液阀门。本系统装置能够用于液体物料中挥发性物质的分离，同时实现对液体物料的浓缩，从而起到物料提纯的作用；投资小，占地面积小，高效节能。

Description

用于挥发性物质分离、料液浓缩和物料提纯的系统装置

技术领域

本实用新型涉及化工分离设备技术领域，更具体的，涉及一种用于挥发性物质分离、料液浓缩和物料提纯的系统装置。

背景技术

水平管降膜蒸发器是将料液自加热室上料液口加入，经液体分布及成膜装置，均匀分配到各换热管外壁上，在重力及气流作用下，形成均匀膜状自上而下流动。流动过程中，被管程加热介质加热汽化，蒸汽在管内迅速上升，料液受到高速上升蒸汽的带动，沿管壁形成膜状上升，并继续蒸发。产生的蒸汽进入换热器冷凝，以充分利用蒸汽的潜热，液相则由分离室排出。例如，中国专利申请号为201920300669.0的实用新型公开了“一种水平管降膜蒸发器”，它包括至少一根换热管，换热管由上至下呈多层分布，所述管换热管顶部设置有液体分布器和二次蒸汽出口，所述液体分布器的一端设置有进料口，所述水平换热管底部设置有储液筒体，所述储液筒体底部设置有出料口。物料从进料口进入液体分布器分布均匀后喷入首层换热管上，在换热管表面形成液膜并在重力作用下，落到下层换热管上，经各层换热管加热蒸发，物料逐渐浓缩，蒸发得到的二次蒸汽由二次蒸汽出口排出，浓缩液则降落至储液筒体。该水平管降膜蒸发器是管外溶液蒸发、管内蒸汽冷凝的双侧相变装置，其传热系数是竖管降膜蒸发器的二倍，且水平布液均匀，换热效率高，设备运行平稳可靠。

双锥回转真空干燥机为双锥形的回转罐体，罐内在真空状态下，向夹套内通入蒸汽或热水进行加热，热量通过罐体内壁与湿物料接触，湿物料吸热后蒸发的水汽，通过真空泵经真空排气管被抽走。例如，中国专利申请号为201120414760.9的实用新型公开了“一种双锥回转真空干燥机”，该双锥回转真空干燥机包括筒体、空心轴、抽真空管和真空过滤器，空心轴位于筒体的一侧且与筒体固定连接，真空过滤器位于筒体的内部，其中，抽真空管穿过空心轴和筒体并且与真空过滤器连接，该双锥回转真空干燥机还包括进液管，该进液管穿过抽真空管伸入筒体中。由于该实用新型提供的双锥回转真空干燥机还包括伸入筒体中的进液管，所以可以在真空、旋转状态下通过进液管向筒体中加入液体物料，从而使本实用新型提供的双锥回转真空干燥机能够很好地满足需要先在真空、旋转状态下进行物料混合、浸渍，然后进行真空干燥的要求。

强制循环式蒸发器，适用于有结垢性、结晶性、热敏性(低温)、高浓度、高粘度并且含不溶性固形物等化工、食品、制药、环保工程、废液蒸发回收等行业的蒸发浓缩。例如，中国专利申请号为201720387415.8的实用新型公开了一种“强制循环式蒸发器”，其包括分离器以及加热器，所述加热器与所述分离器之间通过管路连接，所述加热器的底部与所述分离器的底部通过第一管路连接，所述加热器的顶部与所述分离器的筒体部通过第二管路连接；加热器包括圆柱状筒体、设置在圆柱状筒体上部的第一盖板以及设置在所述圆柱状筒体下部的第二盖板，所述圆柱状筒体内部设置有第一换热区、第二换热区以及下降管，所述下降管设置在所述第一换热区与所述第二换热区之间，所述第一换热区与所述第二换热区的横截面相等，所述下降管的横截面小于所述第一换热区和所述第二换热区的横截面。本实用新型提供一种强制循环式蒸发器，其蒸发效果好，并且运行成本较低，使用寿命长。

最后，现有的零件肋片可以增大传热面积、降低对流换热的热阻、增强设备传热能力，如制冷装置的冷凝器、散热器、空气加热器等等。

目前，在工业化生产中，挥发性物质分离、料液浓缩和物料提纯等领域通常采用上述单一设备往往具有其局限性。存在投资大、分离效率低、占地面积大、运行费用高等缺陷。

实用新型内容

本申请要解决的技术问题是提供一种用于挥发性物质分离、料液浓缩和物料提纯的系统装置。该装置投资小，占地面积小，高效、节能，用途广泛。

为解决上述技术问题，本申请提供如下的技术方案：

一种用于挥发性物质分离、料液浓缩和物料提纯的系统装置，该系统装置包括：分离装置、一级预热器、二级预热器、换热器和负压排水罐；

所述分离装置包括壳体、加热器、出气阀门、进液阀门和排液阀门；

所述分离装置的出气阀门通过管道依次和一级预热器、换热器和负压排水罐连通；

所述一级预热器包括物料进口阀门和物流出口，所述物料出口通过管道依次连通二级预热器和分离装置的进液阀门；

所述换热器上设有冷却水进口和冷却水出口；

所述负压排水罐上设有真空管道阀门和排凝液阀门。

在优选的实施方式中，所述加热器为蒸汽旋转轴加热器，所述蒸汽旋转轴加热器包括旋转轴、蒸汽进口夹套、蒸汽出口夹套、列管、第一旋转接头、第一密封结构、第一轴承、第二旋转接头、第二密封结构和第二轴承；所述旋转轴横穿过分离装置的壳体，所述旋转轴两端侧面上分别套设蒸汽进口夹套和蒸汽出口夹套，在蒸汽进口夹套和蒸汽出口夹套之间连接列管，蒸汽进口夹套、蒸汽出口夹套和列管均在分离装置壳体内部；所述旋转轴两端头内部设置为中空结构，左端头中空结构的最深处设有蒸汽进口，该蒸汽进口直接连通蒸汽进口夹套，右端头中空结构的最深处设有蒸汽出口，该蒸汽出口直接连通蒸汽出口夹套；左端头延伸出壳体的部分的外侧套设第一轴承和第一密封结构，且左端头处连接第一旋转接头；右端头延伸出壳体的部分的外侧套设第二轴承和第二密封结构，且右端头处连接第二旋转接头，该第二旋转接头外通过管道连通疏水阀，该疏水阀通过管道通向二级预热器。

在优选的实施方式中，所述分离装置的壳体呈箱型或圆筒型结构。

在优选的实施方式中，所述列管外壁上设有直肋或环肋。

在优选的实施方式中，所述旋转轴右端头延伸出壳体的部分外还套设有皮带轮，该皮带轮和一变频电机相连接。

在优选的实施方式中，所述分离装置设置为多台串联。

本实用新型的有益效果

本实用新型提供了一种用于挥发性物质分离、料液浓缩和物料提纯的系统装置，系统装置包括：分离装置、一级预热器、二级预热器、换热器和负压排水罐；所述分离装置包括壳体、加热器、出气阀门、进液阀门和排液阀门；所述分离装置的出气阀门通过管道依次和一级预热器、换热器和负压排水罐连通；所述一级预热器包括物料进口阀门和物流出口，所述物料出口通过管道依次连通二级预热器和分离装置的进液阀门；所述换热器上设有冷却水进口和冷却水出口；所述负压排水罐上设有真空管道阀门和排凝液阀门。本实用新型提供的系统装置能够用于液体物料中挥发性物质的分离，同时实现对液体物料的浓缩，从而起到物料提纯的作用；而且该装置投资小，占地面积小，高效、节能，用途广泛。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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方式，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为本实用新型的系统装置结构示意图；

图2为所述列管横截面结构示意放大图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

以下公开内容提供了许多用于实现本实用新型的不同特征的不同实施方式或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本实用新型。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本实用新型。例如，以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触形成的实施方式，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施方式。

而且，为便于描述，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅设置为描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

目前，在工业化生产中，挥发性物质分离、料液浓缩和物料提纯等领域通常采用上述单一设备往往具有其局限性。存在投资大、分离效率低、占地面积大、运行费用高等缺陷。

基于此，请结合图1，本实用新型提供一种用于挥发性物质分离、料液浓缩和物料提纯的系统装置，该系统装置包括：分离装置100、一级预热器200、二级预热器300、换热器400和负压排水罐500；

所述分离装置100包括壳体101、加热器110、出气阀门102、进液阀门103和排液阀门104；

所述分离装置100的出气阀门102通过管道依次和一级预热器200、换热器400和负压排水罐500连通；

所述一级预热器200包括物料进口阀门201和物流出口202，所述物料进口阀门201外接进液泵(图中未示出)，所述物料出口202通过管道依次连通二级预热器300和分离装置的进液阀门103；所述二级预热器300侧壁上设有蒸汽凝水阀门301；

所述换热器400上设有冷却水进口401和冷却水出口402；

所述负压排水罐500上设有真空管道阀门501和排凝液阀门502。

可以理解，在本发明中，液体物料自物料进口阀门201进入一级预热器200，预热后经过物流出口202输送到二级预热器300，然后自二级预热器300输送到进液阀门103，然后进入分离装置的壳体101中；分离装置的壳体101内的加热器将液体物料加热，使得液体物料中的挥发性物质变成蒸汽，自出气阀门102排出输送到一级预热器200，作为一级预热器200的热源，挥发性物质蒸汽经过一级预热器200后输送到换热器400中，由外源冷却水进行冷却换热，最后进入负压排水罐500中成为液体。这个循环过程的动力，主要由负压排水罐500的真空管道阀门501外接真空泵来提供。

在优选的实施方式中，所述加热器110为蒸汽旋转轴加热器，所述蒸汽旋转轴加热器包括旋转轴111、蒸汽进口夹套112、蒸汽出口夹套113、列管114、第一旋转接头115、第一密封结构116、第一轴承117、第二旋转接头125、第二密封结构126和第二轴承127；所述旋转轴111横穿过分离装置的壳体101，所述旋转轴111两端侧面上分别套设蒸汽进口夹套112和蒸汽出口夹套113，在蒸汽进口夹套112和蒸汽出口夹套113之间连接列管114，蒸汽进口夹套112、蒸汽出口夹套113和列管114均在分离装置壳体101内部；所述旋转轴111两端头内部设置为中空结构，左端头中空结构的最深处设有蒸汽进口118，该蒸汽进口118直接连通蒸汽进口夹套112，右端头中空结构的最深处设有蒸汽出口128，该蒸汽出口128直接连通蒸汽出口夹套113；左端头延伸出壳体的部分的外侧套设第一轴承117和第一密封结构116，且左端头顶端处连接第一旋转接头115；右端头延伸出壳体的部分的外侧套设第二轴承127和第二密封结构126，且右端头处连接第二旋转接头125，该第二旋转接头125通过管道连通一疏水阀129，该疏水阀129通过管道通向二级预热器300。

可以理解，所述蒸汽旋转轴加热器起到对液体物料的加热功能，加热蒸汽自第一旋转接头115进入旋转轴左端的中空结构，然后经过蒸汽进口118进入蒸汽进口夹套112，然后再进入列管114中，加热蒸汽在列管中对壳体101内的液体物料进行加热；自列管114中出来的蒸汽进入蒸汽出口夹套113，然后从蒸汽出口128出来，经过右端头的中空结构，再从第二旋转接头125排出，再进过疏水阀129输送到二级预热器300，对液体物料进行二次预热，加热蒸汽经二次预热器300后形成蒸汽凝水自蒸汽凝水阀门301排出。

在优选的实施方式中，所述分离装置100的壳体101呈箱型或圆筒型结构。

请结合图2，在优选的实施方式中，所述列管114外壁上设有直肋或环肋1141。

在优选的实施方式中，所述旋转轴111右端头延伸出壳体的部分侧面上还套设有皮带轮130，该皮带轮130和一变频电机(图中未示出)相连接。

在优选的实施方式中，所述分离装置100设置为多台串联。当分离装置100为多台串联使用时，一级分离装置分离出的热气体可作为二级分离装置的加热蒸汽热源使用，以此类推，最后一级分离装置分离出的热气经过一级预热器200预热液体物料，再经换热器400冷凝，最后通过负压排水罐500排出。

本实用新型提供的系统装置能够用于液体物料中挥发性物质的分离，同时实现对液体物料的浓缩，从而起到物料提纯的作用；而且该装置投资小，占地面积小，高效、节能，用途广泛。

当然此处仅仅示出该实施方式的具体数量和结构构成的其中一些形式，本领域技术人员可以理解，具体的数量和结构的选取不会形成实质性的影响，在不影响本实用新型的主体构思的前提下，本领域技术人员有能力在不付出创造性劳动的基础上，可以进行其他数量和结构的选取，此处不再赘述。

利用上述系统装置分离废水中挥发性有机物的方法，包括如下步骤：

1)检查：检查各设备、仪表、阀门是否正常，冷却水循环是否正常；

2)进液：启动进液泵，料液进入物进口料阀门201，经过一级预热器200、二级预热器300后，进入分离装置100的壳体101内；

3)启动旋转轴：通过分离装置100的液位显示，待料液达到距旋转轴111中心约20cm时，按下旋转轴111启动按钮，使分离装置100内料液处于流动状态；

4)启动真空泵：按下与真空管道阀门501连接的真空泵启动按钮，使分离装置内拉起负压。

5)升温：待分离装置100内负压达到-0.08MPa时，打开蒸汽进阀，给分离装置100内料液升温；

6)负压排水罐排凝液：随着系统升温，达到设定温度，出气阀门102开始出气，并经过一级预热器200换热、换热器400冷凝换热形成凝液，进入负压排水罐500，实现了废水中挥发性有机物物质分离、收集；

7)排浓液：经过升温、分离，分离装置内料液会因挥发性有机物的挥发携带而减少，进料泵根据分离装置100液位设定而不断补入新料液，导致料液越来越浓，皮带轮130连接的变频电机电流上升，待达到电流上限时，排液阀门104打开，向分离装置100外排液，实现装置连续分离。

从上述实施方式可以知晓，本实用新型提供的分离方法思路清晰，易于实现和应用，通过对废水中挥发性物质的负压换热冷凝排出，对液体物料的二次预热，对液体物料的蒸汽加热，实现了三个循环，从而实现对液体物料中挥发性物质的分离，实现对液体物料的浓缩，同时起到物料提纯的作用。

本说明书中的各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。尤其，对于双面铲齿设备及其夹料方法地实施方式而言，由于其基本相似于夹料装置的实施方式，所以描述的比较简单，相关之处参见夹料装置的实施方式的部分说明即可。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施方式的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施方式或示例。

此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施方式或示例以及不同实施方式或示例的特征进行结合和组合。以上所述仅为本说明书实施方式的实施方式而已，并不用于限制本说明书实施方式。对于本领域技术人员来说，本说明书实施方式可以有各种更改和变化。凡在本说明书实施方式的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书实施方式的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种用于挥发性物质分离、料液浓缩和物料提纯的系统装置，其特征在于，该系统装置包括：分离装置、一级预热器、二级预热器、换热器和负压排水罐；

所述分离装置包括壳体、加热器、出气阀门、进液阀门和排液阀门；

所述分离装置的出气阀门通过管道依次和一级预热器、换热器和负压排水罐连通；

所述一级预热器包括物料进口阀门和物流出口，所述物料出口通过管道依次连通二级预热器和分离装置的进液阀门；

所述换热器上设有冷却水进口和冷却水出口；

所述负压排水罐上设有真空管道阀门和排凝液阀门。

2.根据权利要求1所述的系统装置，其特征在于：所述加热器为蒸汽旋转轴加热器，所述蒸汽旋转轴加热器包括旋转轴、蒸汽进口夹套、蒸汽出口夹套、列管、第一旋转接头、第一密封结构、第一轴承、第二旋转接头、第二密封结构和第二轴承。

3.根据权利要求2所述的系统装置，其特征在于：所述旋转轴横穿过分离装置的壳体，所述旋转轴两端侧面上分别套设蒸汽进口夹套和蒸汽出口夹套，在蒸汽进口夹套和蒸汽出口夹套之间连接列管，蒸汽进口夹套、蒸汽出口夹套和列管均在分离装置壳体内部。

4.根据权利要求3所述的系统装置，其特征在于：所述旋转轴两端头内部设置为中空结构，左端头中空结构的最深处设有蒸汽进口，该蒸汽进口直接连通蒸汽进口夹套，右端头中空结构的最深处设有蒸汽出口，该蒸汽出口直接连通蒸汽出口夹套。

5.根据权利要求4所述的系统装置，其特征在于：左端头延伸出壳体的部分的外侧套设第一轴承和第一密封结构，且左端头处连接第一旋转接头；右端头延伸出壳体的部分的外侧套设第二轴承和第二密封结构，且右端头处连接第二旋转接头。

6.根据权利要求5所述的系统装置，其特征在于：该第二旋转接头外通过管道连通疏水阀，该疏水阀通过管道通向二级预热器。

7.根据权利要求1所述的系统装置，其特征在于：所述分离装置的壳体呈箱型或圆筒型结构。

8.根据权利要求2所述的系统装置，其特征在于：所述列管外壁上设有直肋或环肋。

9.根据权利要求6所述的系统装置，其特征在于：所述旋转轴右端头延伸出壳体的部分外表面上还套设有皮带轮，该皮带轮和一变频电机相连接。

10.根据权利要求1所述的系统装置，其特征在于：所述分离装置设置为多台串联。

Images