CN103585773B - 一种真空搅拌式节能蒸发装置 - Google Patents

Abstract

一种真空搅拌式节能蒸发装置，包括底部设有渣出料泵的搅拌式蒸发器，蒸发器通过板式换热器一与进料泵连接，蒸发器顶部气体出口设有丝网除沫装置，蒸发器的外侧设有加热夹套，蒸发器与另一设有热媒出口及热媒进口的板式换热器二连接，蒸发器还与加压风机连接，蒸发器内部设有搅拌器；搅拌器包括搅拌笼，搅拌笼内设有搅拌笼上端环和搅拌笼中间环及搅拌笼下端环，上端环、中间环和下端环三环通过四周均匀布设的搅拌笼连接板和定位管固接成一体，搅拌笼通过上端环由紧固组件固定于转盘上，搅拌笼连接板外部布设有紧定螺钉、限位套、搅拌块安装组件及搅拌块，搅拌块安装组件底部封板处设有压簧，搅拌器的外径与蒸发器的内径相互匹配。

Description

一种真空搅拌式节能蒸发装置

技术领域

本发明涉及一种用于高浓废液处理的节能蒸发装置，特别涉及一种真空搅拌式节能蒸发装置。

背景技术

改革开放以来，中国经济迅猛发展，在发展的同时，也付出了惨重的代价，环境污染，资源浪费，食品安全等问题都是我们亟待解决的问题。

当今中国，大量农田荒芜，有客观因素，也有人为因素，其中，未经有效处理的废液直接排放是导致荒芜的主要原因。

被未经有效处理的废液污染的土地，百年内无法种植，代价是非常沉重的。

“科技是第一生产力”是无数国家提升国民经济的动力源。“自主创新”是每个企业增强竞争力、发挥主观能动性的中心点。在废液处理行业，质量更好、成本更低、构思更巧妙、实用性更强的新产品层出不穷。

现有技术中，真空升膜或降膜蒸发装置是由蒸发器和真空泵组成，蒸发装置的加热器为列管换热器，蒸发器与加热器为两个独立的设备，物料在加热器中被一次蒸汽加热，形成的汽液混合物通过管路进入蒸发器，汽液分离，其中二次蒸汽通过水环式真空泵抽出蒸发器，被冷媒冷凝成水排出***。

这类装置的主要问题是物料浓缩率有限，达到一定程度后，因物料的粘度变大，流动性变差，换热效率下降，浓缩效果变差，且蒸发过程产生的二次蒸汽没有利用，需耗费大量冷却水来冷凝降温，能耗大。

而现有的MVR蒸发器虽利用了二次蒸汽，但蒸发器中加热面上由于没有强制性的物料更新推动装置，换热效率不高，浓缩率有限。

上述结构的蒸发器，在运行过程中还是会形成一定的沉淀，特别是某些粘度较大的物质，沉淀现象比较严重，需要定期清理容器内壁，操作复杂，人力消耗大，成本高，维护保养麻烦。

现有技术中暂无可对蒸发器内液态物料边蒸发边进行充分搅拌，防止粘性物料沉淀在换热面上结垢，阻碍换热，换热效率高，物料浓缩率高，且耗能极少的的真空蒸发器。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种应用于物料经常规升膜或降膜蒸发浓缩到一定程度后进一步节能蒸发浓缩的换热效率高、物料浓缩率高、节能、降耗、结构合理、安全性能好、使用寿命长的真空搅拌式节能蒸发装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种真空搅拌式节能蒸发装置，包括底部设有渣出料泵的搅拌式蒸发器，所述蒸发器通过板式换热器一与进料泵连接，所述蒸发器顶部气体出口设有丝网除沫装置，蒸发器的外侧设有加热夹套，所述蒸发器与另一设有热媒出口及热媒进口的板式换热器二连接，所述蒸发器还与加压风机连接，所述蒸发器内部设有搅拌器；

所述搅拌器包括搅拌笼，所述搅拌笼内设有搅拌笼上端环和搅拌笼中间环及搅拌笼下端环，所述上端环、中间环和下端环三环通过四周均匀布设的搅拌笼连接板和定位管固接成一体，所述搅拌笼通过上端环由紧固组件固定于转盘上，搅拌笼连接板外部布设有紧定螺钉、限位套、搅拌块安装组件及搅拌块，所述搅拌块安装组件底部封板处设有压簧，所述搅拌器的外径与蒸发器的内径相互匹配；

所述搅拌块安装组件包括固接的导向轴、槽板和封板，搅拌块由搅拌块紧固组件固定在搅拌块安装组件上，与蒸发器壁接触的搅拌块外壁设有斜槽。

所述加压风机设于蒸发器的二次蒸汽出口。

所述加压风机的出口通过管道与蒸发器的加热夹套的二次蒸汽进口连接。

所述蒸发器的出料口通过管道与渣出料泵连接。

所述蒸发器的加热夹套的冷凝水出口通过管道与板式换热器一的热介进口连接；所述进料泵通过管道与板式换热器一的冷介进口连接。

所述板式换热器一的冷介出口通过管道与板式换热器二的冷介进口连接。

所述板式换热器二的冷介出口与蒸发器的进料口连接，所述板式换热器一的热介进口与蒸发器的加热夹套的冷凝水出口通过管道连接；所述板式换热器二的热介进口与外供热媒进口连接。

所述蒸发器为立式结构；所述搅拌器设有用于固定搅拌部件位置的定位管。

所述搅拌器定位管沿搅拌器轴向设置。

所述搅拌笼上端环和搅拌笼中间环及搅拌笼下端环径向设置。

本发明采用上述技术方案后，可以达到以下有益效果：

1、创造性。本发明结构合理，解决了现有技术的缺陷，搅拌性能好，换热效率高，浓缩效果好，其合理的设计，解决了一直困扰本领域的问题，市场上暂无发现有类似产品。

2、减少了沉淀物。本发明针对现有技术的缺陷做了一系列的改进，解决了常规升降膜蒸发器的耗能大和换热器易结垢问题，及现有的MVR蒸发器易结垢、物料浓缩率有限的问题，能将高浓废液的含水率降到5％以内，且回收水经简单生化处理后可回用或达到国家地表水一级排放标准直接排放。

3、节能、降耗。本发明充分地利用了二次热效能，降低工业废弃物的处理成本，比现有技术降低能耗成本60%左右，节约了能量，适应国家“节能﹒减排”的要求。

4、二次利用率高。经本发明处理过的废液，由于净化率高，水分或溶剂可充分回收利用。

5、经济实用。本发明适应现今社会更经济实用的要求。

6、安全性更好。本发明采用此结构后，安全系数大大增加，故安全性更好。

7、美观。本发明结构新颖、美观，具备现代社会简洁、实用的审美要求。

8、成本低。本发明只需对现有技术加以改造即可完成，成本低廉。

9、适用范围广、环保。本发明的结构可广泛适用于净化任何废液，可适用于药厂、化工厂、服装厂、铝型材厂、皮革厂等，适应当今社会环保需要。

10、使用寿命长。本发明较现有技术更牢固、可靠、减轻了现有废液处理设备的负担，延长了设备的使用寿命，具有广阔的市场经济效益。

附图说明

图1为本发明的***流程图；

图2为本发明中搅拌器A-A向的剖面图；

图3为本发明中搅拌器的俯视图；

图4为本发明中搅拌器B-B向的剖视图；

图5为本发明中搅拌块及安装组件的结构示意图。

附图标记说明

在图1中

1、蒸发器  11、丝网除沫装置  12、搅拌器13、加热夹套  14、进料口  15、出料口  16、二次蒸汽出口  17、二次蒸汽进口   18、冷凝水出口    2、加压风机    3、板式换热器一    4、板式换热器二    5、进料泵6、    渣出料泵；

在图2中

121、紧固组件    122、转盘            123、搅拌笼上端环124、搅拌笼连接板    125、搅拌块紧固组件  126、紧定螺钉   127、限位套   128、压簧            129、搅拌块安装组件     1210、搅拌块  1211、搅拌笼中间环   1212、定位管1213、搅拌笼下端环；

在图3中

1212、定位管；

在图4中

124、搅拌笼连接板  1212、定位管  126、紧定螺钉127、限位套     128、压簧     1210、搅拌块   1211、搅拌笼中间环      1291、导向轴  1292、槽板      1293、封板；

在图5中

1291、导向轴        1292、槽板      1293、封板125、搅拌块紧固组件     1210、搅拌块    12101、斜槽。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明：

参见图1

图1为本发明的***流程图。在图1中，一种真空搅拌式节能蒸发装置，包括顶部气体出口设有丝网除沫装置11、底部设有渣出料泵6的搅拌式蒸发器1，所述带有加热夹套13的蒸发器1通过板式换热器3与进料泵5连接，所述蒸发器1与另一设有热媒出口及热媒进口的板式换热器4连接，所述蒸发器1还与加压风机2连接。

所述加压风机2与搅拌式蒸发器1的二次蒸汽出口16及加热夹套13的二次蒸汽进口17连接。

所述搅拌式蒸发器1的加热夹套13的冷凝水出口18通过管道与板式换热器3的热介进口连接。

所述进料泵5通过管道与板式换热器3的冷介进口连接。

所述板式换热器3的冷介出口通过管道与板式换热器4的冷介进口连接。

所述板式换热器4的冷介出口与搅拌式蒸发器1的进料口14连接。

所述搅拌式蒸发器1的出料口15通过管道与渣出料泵6连接。

所述板式换热器3的热介进口与蒸发器1的加热夹套13的冷凝水出口18通过管道连接。

所述板式换热器4的热介进口与外供热媒进口连接。

本发明在搅拌式蒸发器1的二次蒸汽气体出口16增设了至少一套加压风机2。

加压风机2的排出口通过管道与搅拌式蒸发器的加热夹套13的二次蒸汽进口17连接，搅拌式蒸发器1的加热夹套13的冷凝水出口18通过管道与板式换热器3的热介进口连接。

搅拌式蒸发器1可采用立式结构，便于料渣排出。

参见图2

图2为本发明中的搅拌器A-A的剖面图。在图2中，蒸发器的搅拌器1包括搅拌笼，所述搅拌笼内设有搅拌笼上端环123和搅拌笼中间环1211及搅拌笼下端环1213，所述上端环、中间环和下端环三环通过四周均匀布设的搅拌笼连接板124和定位管1212固接成一体，所述搅拌笼通过搅拌笼上端环123由紧固组件121固定于转盘122上。

搅拌笼外壁布设有搅拌块1210，搅拌块1210通过搅拌笼连接板124及搅拌块紧固组件125和紧定螺钉126及搅拌块安装组件129连接成刚性的一体搅拌笼。

所述搅拌笼的紧定螺钉126与限位套127固接，搅拌块安装组件129设有压簧128，搅拌笼中间设有用于纠错的定位管1212，定位管1212使搅拌器12在搅拌时始终处于预设的位置，不致产生偏离。

参见图3

图3为本发明中搅拌器的俯视图。在图3中，搅拌器12的定位管1212沿搅拌器轴向设置，该结构使搅拌笼始终于蒸发器中定位搅动，不致产生偏离。保证了搅拌的最佳效率。

参见图4

图4为本发明中搅拌器B-B的剖视图。在图4中，搅拌笼连接板124外部布设有紧定螺钉126、限位套127、搅拌块安装组件129及搅拌块1210，所述搅拌块安装组件129底部封板1293处设有压簧128，所述搅拌器12的外径与蒸发器1的内径相互匹配。

所述搅拌块安装组件129包括固接的导向轴1291、槽板1292和封板1293，搅拌块1210由搅拌块紧固组件125固定在搅拌块安装组件129上。

搅拌笼上端环123和搅拌笼中间环1211及搅拌笼下端环1213径向设于搅拌笼中。

参见图5

图5为本发明中搅拌块及安装组件的结构示意图。在图5中，每个搅拌块安装组件129至少由两根导向轴1291和四块槽板1292及一块封板1293通过搅拌块紧固组件125连接成刚性一体件。

搅拌笼连接板124沿轴向开有径向孔，且每个方向的搅拌笼连接板124的径向孔在轴向上有一定错开，以保证搅拌器在加热面上搅拌时无死角。

搅拌块紧固组件125的导向轴1291套上压簧128（参见图2）后穿过搅拌笼连接板124的径向孔，然后在轴上装上限位套127，用紧定螺钉126将限位套127（参见图2）固定在导向轴1291上，导向轴1291可在搅拌笼连接板124的径向孔中径向浮动。

搅拌器12在未装入蒸发器时，装上搅拌块1210的搅拌块安装组件129在压簧128作用下，沿径向呈发散状态；装入蒸发器后，搅拌块1210紧贴蒸发器内壁运行，压簧128的设置，保证了搅拌块1210在运行时的缓冲力，使搅拌器12的搅拌效果处于最佳状态，同时使机械磨损降到最低。

搅拌块1210紧贴蒸发器内壁面上开有斜槽12101，工作时搅拌器12按一定方向转动时，紧贴蒸发器内壁的搅拌块1210沿加热面刮擦粘在加热壁上的粘稠料渣，并螺旋向下地推动料渣排出出料口15（参见图1），可减少并预防蒸发器加热面内壁残渣焦结，保持加热壁面“干净”，维持稳定的换热效率。

蒸发器气道上端设有丝网除沫装置11（参见图1），以除去二次蒸汽中夹带的液滴，保证蒸发出来的水分尽可能洁净。

本发明应用于具体适用环境时：

以采用常规MVR蒸发器和本发明的蒸发装置处理机械加工行业水溶性切屑油废液为例。

切屑油废液中，大于90％（质量百分比）的组分为水，其它为乳化油和杂质等。如单独采用常规MVR蒸发器，将切屑油废液中90％的水分蒸发出去时，此段过程能耗为50度电/吨。剩余物的含水率约为30％左右，由于剩余物的粘度变大，在蒸发器的换热面上流动速度变慢，甚至“结垢“，致使换热效率大幅降低，单位时间单位面积的水分蒸出量大幅减少，加压风机进出口压差变大，风机工作电流加大，耗能大幅增加，只能将剩余物的含水率控制在17％左右，此段过程耗能为170度电/吨。

采用本发明的蒸发装置处理含水率约为30％的剩余物，料渣的水分含量可降低到1％以内，回收每吨水耗能为85度电。

分析数据

处理非电解质镍电镀废液

分析数据

处理含硼废液

分析数据

处理含ＭＥＫ(丁酮methyl ethyl ketone)废液

分析数据

本发明的其他技术可采用现有技术。

本发明结构并不限于实施例所述形式，可根据适用环境需要将传动***与搅拌器的设置形式任意调整，同时，本领域的普通技术人员根据本发明做出的进一步拓展均落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种真空搅拌式节能蒸发装置，包括底部设有渣出料泵的搅拌式蒸发器，所述蒸发器通过板式换热器一与进料泵连接，所述蒸发器顶部气体出口设有丝网除沫装置，蒸发器的外侧设有加热夹套，其特征在于：所述蒸发器与另一设有热媒出口及热媒进口的板式换热器二连接，所述蒸发器还与加压风机连接，所述蒸发器内部设有搅拌器；

所述搅拌器包括搅拌笼，所述搅拌笼内设有搅拌笼上端环和搅拌笼中间环及搅拌笼下端环，所述上端环、中间环和下端环三环通过四周均匀布设的搅拌笼连接板和定位管固接成一体，所述搅拌笼通过上端环由紧固组件固定于转盘上，搅拌笼连接板外部布设有紧定螺钉、限位套、搅拌块安装组件及搅拌块，所述搅拌块安装组件底部封板处设有压簧，所述搅拌器的外径与蒸发器的内径相互匹配；

所述搅拌块安装组件包括固接的导向轴、槽板和封板，搅拌块由搅拌块紧固组件固定在搅拌块安装组件上，与蒸发器壁接触的搅拌块外壁设有斜槽；

所述加压风机设于蒸发器的二次蒸汽出口；所述加压风机的出口通过管道与蒸发器的加热夹套的二次蒸汽进口连接；所述蒸发器的出料口通过管道与渣出料泵连接；

所述蒸发器的加热夹套的冷凝水出口通过管道与板式换热器一的热介进口连接，所述进料泵通过管道与板式换热器一的冷介进口连接；

所述板式换热器一的冷介出口通过管道与板式换热器二的冷介进口连接；

所述板式换热器二的冷介出口与蒸发器的进料口连接，所述板式换热器一的热介进口与蒸发器的加热夹套的冷凝水出口通过管道连接；所述板式换热器二的热介进口与外供热媒进口连接。

2.根据权利要求1所述的一种真空搅拌式节能蒸发装置，其特征在于：所述蒸发器为立式结构；所述搅拌器设有用于固定搅拌部件位置的定位管。

3.根据权利要求1所述的一种真空搅拌式节能蒸发装置，其特征在于：所述搅拌器定位管沿搅拌器轴向设置。

4.根据权利要求1所述的一种真空搅拌式节能蒸发装置，其特征在于：所述搅拌笼上端环和搅拌笼中间环及搅拌笼下端环径向设置。