CN2614078Y

CN2614078Y - 全效蒸发浓缩装置

Info

Publication number: CN2614078Y
Application number: CN 03216691
Authority: CN
Inventors: 柳云珍; 宋世楼; 贾欲雪
Original assignee: 柳云珍
Priority date: 2003-05-04
Filing date: 2003-05-04
Publication date: 2004-05-05
Anticipated expiration: 2013-05-04

Abstract

一种对溶液的全效蒸发、浓缩装置，用于对溶液节能、高效的蒸发、浓缩。该装置的典型构造为由一个蒸发罐和三个换热器及多个调节阀门组成，蒸发罐和三个换热器都是压力容器，能够实现对余热和二次蒸汽充分利用，仅需要消耗少量的外部能量就能够对溶液连续、高效的蒸发、浓缩。

Description

全效蒸发浓缩装置

所属技术领域

本实用新型涉及一种对溶液节能高效蒸发浓缩的装置。

背景技术

目前公知的对溶液蒸发或浓缩是采用蒸发反应罐，在夹层中通入蒸汽，进行加热蒸发、浓缩。为了提高热量的利用效率，将第一个蒸发罐中产生的二次蒸汽，引入第二个蒸发罐作为热源，依次类推，称为单效蒸发、双效蒸发、多效蒸发。这种蒸发浓缩装置存在着占用工作场所面积大，设备复杂，加热蒸汽的余热不能充分利用，无论效数多少，总有一次蒸汽不能利用的问题。这里也存在一种技术偏见：对溶液蒸发、浓缩必须消耗热能，要提高热能利用效率，就必须增加蒸发的效数。

发明内容

为了克服现有蒸发、浓缩装置的缺点，本实用新型提供一种蒸发、浓缩装置，该装置结构简单，消耗少量热能就能实现对溶液的蒸发、浓缩。

本实用新型解决其技术问题的技术方案是：1、对用蒸汽为载热介质间接加热的蒸发、浓缩装置，由蒸发罐、三个换热器、一个或三个输液泵及多个调节阀门组成。蒸发罐是一个密闭的压力容器，顶部有二次蒸汽导出口，中上部有加热蒸汽余热出口，在加热蒸汽余热出口的上部有三个原料液入口，每个入口连接蒸发罐内的喷头，下部有蒸发完成液出口和加热蒸汽入口，蒸发罐内设有夹层或者盘管、列管加热装置；换热器是一个密闭的压力容器，内部设有夹层或者盘管、列管换热装置，顶部设有原料液出口，中上部设有载热介质入口，下部设有原料液入口和加热蒸汽冷凝液出口。三个换热器中第一个为余热换热器，用来吸收来自蒸发器加热器中加热蒸汽的余热，第二个换热器为二次蒸汽换热器，用来吸收来自蒸发罐二次蒸汽的热量，第三个换热器为蒸发完成液换热器，用来吸收来自蒸发罐蒸发完成液的热量。输液泵用来向三个换热器输送原料液，可以用一个泵通过三个调节阀向三个换热器输送原料液，也可以用三个泵分别独立的向三个换热器输送原料液。蒸发罐的加热蒸汽入口通过调节阀门同加热蒸汽供给管道相连，加热蒸汽余热出口同第一个换热器加热器入口连接，蒸发罐的第一个喷头通过蒸发罐第一个原料液入口同第一个换热器原料液出口连接，蒸发罐的二次蒸汽导出口同第二个换热器加热器入口连接，蒸发罐的第二个喷头通过蒸发罐第二个原料液入口同第二个换热器原料液出口连接，蒸发罐的蒸发完成液出口与第三个换热器加热器入口连接，蒸发罐的第三个喷头通过蒸发罐第三个原料液入口同第三个换热器原料液出口连接。第一个换热器加热蒸汽冷凝液出口通过调节阀门同加热蒸汽冷凝液接收器连接，原料液入口通过调节阀门同输液泵连接，第二个换热器加热器出口通过阀门同二次蒸汽冷凝液接受器连接，原料液入口通过调节阀门同输液泵连接，第三个换热器加热器出口通过调节阀门同蒸发完成液接受器连接，原料液入口通过调节阀门同输液泵连接。

本装置的工作过程是这样的：蒸发罐中因为溶液的蒸发而形成一定的压力，迫使二次蒸汽从蒸发罐顶部二次蒸汽出口、第二个换热器的加热器入口进入第二个换热器，原料液在输液泵的推动下从第二个换热器的底部原料液入口进入第二个换热器，与蒸发罐来的二次蒸汽进行逆流热交换，二次蒸汽被冷凝，冷凝液通过第二个换热器加热器出口、调节阀门进入二次蒸汽冷凝液接受器，热量被原料液吸收，原料液被加热到与蒸发罐内的温度接近，在输液泵的推动下通过第二个换热器原料液出口、蒸发罐第二个原料液入口喷入蒸发罐，在蒸发罐内，由于原料液的温度已接近罐内温度，仅需要增加很少的热量，原料液中的水分就迅速蒸发，原料液得到浓缩，并由于蒸发罐下部的溶液水分蒸发量高于上部，形成上稀下浓的浓度梯度。增加的这部分热量，来自于外接加热蒸汽供给管道，蒸汽经过蒸发罐内加热器将部分热量传递给原料液，载有余热的蒸汽从蒸发罐加热蒸汽余热出口、第一个换热器加热器入口进入第一个换热器内热交换装置，将热量传递给输液泵由第一个换热器原料液入口输送进第一个换热器内的原料液后，经过第一个换热器加热器出口、调节阀门进入加热蒸汽冷凝液接收装置。进入第一个换热器内的原料液被加热至接近蒸发罐内的温度后，在输液泵的推动下，经过第一个换热器原料液出口、蒸发罐第一个原料液入口，进入蒸发罐第一个喷头，喷入蒸发罐内进行蒸发、浓缩。蒸发完成液经过蒸发罐底部的蒸发完成液出口进入第三个换热器加热器入口，将热量传递给输液泵由第三个换热器原料液入口输送进第三个换热器内的原料液后，经过调节阀门进入蒸发完成液接受装置。进入第三个换热器的原料液被加热至接近蒸发罐内的温度后，经过第三个换热器原料液出口、蒸发罐第三个原料液入口，进入蒸发罐第三个

喷头喷入蒸发罐内进行蒸发、浓缩。通过调节各个调节阀门，控制流量，控制温度、压力，使蒸发、浓缩过程达到最佳状态，由此周而复始的运行，实现对原料液的连续蒸发、浓缩。

2、当蒸发完成液不需要冷却时，整个装置中去掉第三个换热器。

3、当蒸发罐采用电或其他方法直接加热，且蒸发完成液不需要冷却时，由于没有载热介质，整个装置中去掉第一、第三个换热器，蒸发罐内也就不采用夹层或盘管、列管等加热装置。

本实用新型的有益效果是，该蒸发、浓缩装置，对热量进行了充分回收利用，几乎不需要外部补充热量，就可以实现对原料液的连续蒸发、浓缩，大量的节约了能源，降低了生产成本，同时由于蒸发、浓缩是连续的，较现有技术，减少了设备数量和体积，提高了生产效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为现有技术n效蒸发、浓缩装置框图。

图2为本实用新型蒸发、浓缩装置框图。

图3为本实用新型蒸发、浓缩装置蒸发罐典型结构外形图和纵向剖面图。

图4为本实用新型蒸发、浓缩装置换热器典型结构外形图和纵向剖面图。

图5为本实用新型蒸发、浓缩装置第二实施例框图。

图6为本实用新型蒸发、浓缩装置第三实施例框图。

图1中S为加热蒸汽，V为二次蒸汽，F为原料液，T为蒸发完成液，I、II、n为效数，下标1

、2、n与效数相对应。

具体实施方式

图2为本实用新型典型的蒸发、浓缩装置结构框图。图中V为蒸发罐，H₁、H₂、H₃为换热器，P为输液泵，FM₁至FM₇为调节阀门，S为加热蒸汽，T为蒸发完成液，D₁为加热蒸汽冷凝液，D₂为二次蒸汽冷凝液，F为原料液，L₁、L₂、L₃为冷凝液接收器。加热蒸汽管道通过调节阀门FM₂与蒸发罐V的加热蒸汽入口1连接，2为蒸发罐加热蒸汽余热蒸汽出口，通过管道连接换热器H₁的加热器入口3，H₁加热器出口4通过阀门FM₁连接到加热蒸汽冷凝液接收器L₁。蒸发罐二次蒸汽出口5通过管道与换热器H₂的加热器入口6连接，加热器出口7通过调节阀门FM₃连接到二次蒸汽冷凝液接收器L₂。蒸发罐蒸发完成液出口8通过管道连接换热器H₃加热器入口9，其加热器出口10通过调节阀门FM₅连接蒸发完成液接收器L₃。输液泵P通过调节阀门FM₇连接H₁原料液入口11，H₁原料液出口12通过管道连接V的第一个原料液入口13。输液泵P通过调节阀门FM₄连接H₂原料液入口14，H₂原料液出口15通过管道连接V的第二个原料液入口16，输液泵P通过调节阀门FM₆连接H₃原料液入口17，H₃原料液出口18通过管道连接V的第三个原料液入口19，由此组成整套装置。

图3为本实用新型蒸发、浓缩装置蒸发罐典型结构外形图和纵向剖面图。A为外形图，B为纵向剖面图，图中1为二次蒸汽出口，2、3、4为原料液入口，5为加热蒸汽入口，6为加热蒸汽的余热蒸汽出口，7视镜，8为蒸发完成液出口。在剖面图中，示意2、4(3未画出)出口为喷头形状，5、6之间为加热器，其构造可以是盘管、列管、夹层及其组合。

图4为本实用新型蒸发、浓缩装置换热器典型结构外形图和纵向剖面图。A为外形图，B为纵向剖面图，图中1为加热器出口，2为加热器入口，3为原料液出口，4为原料液入口。在剖面图中，示意1、2之间为加热器，其构造可以是盘管、列管、夹层及其组合。

图5为本实用新型蒸发、浓缩装置第二实施例框图，图中各符号的含义同图2。当蒸发完成液不需要冷凝时，可以去掉第三个换热器H₃及其附属的阀门、管道等，蒸发完成液直接通过调节阀门FM₅连接到蒸发完成液接收器L₃。

图6为本实用新型蒸发、浓缩装置第三实施例框图。图中N为外部提供的能源，可以是电能、太阳能、煤、天然气、煤气等可燃物质，C是能量提供控制装置，可以是阀门、电流调节器等，图中其余各符号的含义同图2。本实施例是在外部提供的能源不是加热蒸汽等需要回收的载热介质，而是直接加热，并且蒸发完成液不需要冷却的情况下的蒸发、浓缩装置。由于没有载热介质余热回收的问题和蒸发完成液热量回收的问题，装置的结构被简化，去掉了换热器H₁、H₃及其附属的调节阀门和管道，蒸发完成液直接通过调节阀门连接到蒸发完成液接收器L₃，二次蒸汽冷凝液直接通过调节阀门FM₃连接到二次蒸汽冷凝液接收器L₂。

Claims

1、一种全效蒸发、浓缩装置，用于溶液蒸发、浓缩，由一个蒸发罐、三个换热器及多个调节阀门、一个输液泵组成，其特征是：蒸发罐的加热蒸汽入口通过调节阀门同蒸汽供给管道相连，加热蒸汽出口同第一个换热器加热器入口连接，蒸发罐的第一个原料液入口同第一个换热器原料液出口连接，蒸发罐的二次蒸汽导出口同第二个换热器加热器入口连接，蒸发罐的第二个原料液入口同第二个换热器原料液出口连接，蒸发罐的蒸发完成液出口与第三个换热器加热器入口连接，蒸发罐的第三个原料液入口同第三个换热器原料液出口连接，第一个换热器加热蒸汽冷凝液出口通过调节阀门同加热蒸汽冷凝液接收器连接，原料液入口通过调节阀门同输液泵连接，第二个换热器加热器出口通过调节阀门同二次蒸汽冷凝液接受器连接，原料液入口通过调节阀门同输液泵连接，第三个换热器加热器出口通过调节阀门同蒸发完成液接受器连接，原料液入口通过调节阀门同输液泵连接。

2、如权利要求1所述的全效蒸发、浓缩装置，其特征是：蒸发罐是压力容器，顶部有二次蒸汽导出口，中上部有加热蒸汽余热出口，在加热蒸汽余热出口的上部有三个原料液入口，每个入口连接蒸发罐内的喷头，下部有蒸发完成液出口和加热蒸汽入口，蒸发罐内设有夹层或者盘管、列管或其组合加热装置。

3、如权利要求1所述的全效蒸发、浓缩装置，其特征是：三个换热器是压力容器，内部设有夹层或者盘管、列管或其组合加热装置，顶部设有原料液出口，中上部设有加热器入口，下部设有原料液入口和加热器出口。三个换热器中第一个为余热换热器，用来吸收来自蒸发器加热装置中加热蒸汽的余热，第二个换热器为二次蒸汽换热器，用来吸收来自蒸发罐二次蒸汽的热量，第三个换热器为蒸发完成液换热器，用来吸收来自蒸发罐蒸发完成液的热量。

4、如权利要求1所述的全效蒸发、浓缩装置，其特征是：结构可以简化，当蒸发完成液不需要冷却时，整个装置中去掉第三个换热器及其附属的调节阀门、管道；当蒸发完成液不需要冷却，且蒸发罐采用电或其他方法直接加热时，整个装置中去掉第一、第三个换热器及其附属的调节阀门、管道。