CN104645646A - 全热和潜热回收型多效真空蒸发浓缩装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全热和潜热回收型多效真空蒸发浓缩装置，加热室和蒸发室均分为一级和二级，待蒸发料液通过管道进入加热室的受热层；受水器上端连接二级蒸发室的蒸汽出口，受水器的左侧下端与二级加热室之间设有回流横管，二级蒸发室和二级加热器加热层中排出的蒸汽和蒸汽凝结水在受水器内进行气水分离，获得二次蒸汽和蒸汽凝结水；蒸汽循环回收装置包括真空泵和循环管道，分离后的二次蒸汽通过真空泵加压泵入一级加热室的加热层，为其提供全部或部分加热源。本发明，将在加热蒸发过程中产生的二次蒸汽加压泵入一级加热室,作为一级加热室的部分或全部热量,节省能量,实现对负压二次蒸汽中的潜热回收，节省了冷却二次蒸汽的循环冷却水。

Description

全热和潜热回收型多效真空蒸发浓缩装置

技术领域

本发明涉及多效真空蒸发浓缩装置，具体涉及全热和潜热回收型多效真空蒸发浓缩装置。

背景技术

多效真空蒸发浓缩装置是目前常用的蒸发浓缩设备，用于对料液进行蒸发浓缩，现有的多效真空蒸发浓缩装置通常是将待蒸发料液经过多级加热和蒸发装置后，在受水器内进行气水分离，分离后得到的高温蒸汽凝结水进入凝结水收集罐，然后对凝结水收集罐夹层注入循环冷却水，将高温蒸汽凝结水冷却后排放，分离后得到的蒸汽通过冷凝、冷却器处理成常温凝结水后排放，经冷却后的不凝气体真空排气或进入其他处理，这种蒸发冷凝方式没有对能源进行充分的利用，浪费了大量的能源以及循环冷却水补水，而且工艺复杂，具有很大的局限性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的多效真空蒸发浓缩装置工艺复杂、因能源不能够充分利用而产生浪费的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种全热和潜热回收型多效真空蒸发浓缩装置，包括加热室、蒸发室、受水器，所述加热室包括依次设置的一级加热室和二级加热室，待蒸发料液通过料液管道进入所述一级、二级加热室的受热层，所述一级加热室的加热层的下端连接第一疏水器，在所述一级加热室内形成的蒸汽凝结水经所述第一疏水器定期排出；

所述蒸发室包括依次倒置设置的一级蒸发室和二级蒸发室，所述一级蒸发室通过管道连接设置于所述一级加热室和所述二级加热室之间，所述二级蒸发室的左侧连接所述二级加热室；

所述受水器的上端通过弯管连接所述二级蒸发室右侧的蒸汽出口，所述受水器的左侧下端与所述二级加热室之间设有连通的回流横管，由所述二级蒸发室排出的蒸发蒸汽和所述二级加热器加热层中排出的多余的蒸汽以及蒸汽凝结水在所述受水器内进行气水分离，获得二次蒸汽和蒸汽凝结水，所述受水器的下端连接第二疏水器，经分离后的蒸汽凝结水进入所述第二疏水器，并定期排出；

蒸汽循环回收装置，包括真空泵和循环管道，经分离后的二次蒸汽通过所述真空泵绝热压缩后泵入所述循环管道，并经所述循环管道进入所述一级加热室，为所述一级加热室提供全部或部分加热源，所述真空泵的下端连接第三疏水器，以排出蒸汽压缩产生的蒸汽凝结水。

在上述方案中，还包括凝结水显热回收装置，所述凝结水显热回收装置包括换热器、高温凝结水回收罐，所述换热器串联并入所述一级加热室和所述二级加热室的料液管道上，所述第一、第二和第三疏水器分别通过管路连接至所述高温凝结水回收罐的入水口，所述高温凝结水回收罐的出水口接通所述换热器。

在上述方案中，所述高温凝结水回收罐与所述换热器之间设有输送泵，经回收后的高温蒸汽凝结水通过所述输送泵泵入所述换热器的加热层内，与经过所述换热器受热层内的待蒸发料液换热，所述高温蒸汽凝结水得到降温后排放，所述待蒸发料液得到预热后进入所述一级、二级加热室内加热。

在上述方案中，所述第一、第二和第三疏水器两侧的管路上分别设有阀门控制组件。

在上述方案中，所述一级加热室和所述二级加热室的下端分别设有清洗废水管道，所述清洗废水管道上设有控制阀门。

在上述方案中，所述真空泵为专用高背压真空泵。

在上述方案中，所述一级加热室的上端设有蒸汽压力表和安全阀。

在上述方案中，所述一级、二级加热室为列管式或板式换热器，并分别由传热壁板隔成相应的受热层和加热层。

在上述方案中，所述专用高背压真空泵配设变频电机,所述变频电机由PLC控制器控制。

在上述方案中，所述加热室和所述蒸发室还可以为三级或三级以上。

本发明，将在加热蒸发过程中产生的蒸汽用真空抽出并绝热压缩后泵入一级加热室的加热层,作为一级加热室的部分或全部热量,节省了给一级加热室加热的能量,从而实现对真空蒸发形成的负压二次蒸汽中的潜热进行回收，达到了充分节能的目的，同时，二次蒸汽不需要冷凝，二次蒸汽凝结水冷却介质可采用待蒸发料液，省去了大量的循环冷却水，既节约了循环冷却水冷却塔和输送泵所需的大量电能，还节约了循环冷却水补水。

附图说明

图1为本发明具体实施例1的结构示意图；

图2为本发明具体实施例2的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做出详细说明。

如图1所示，本发明提供了一种全热和潜热回收型多效真空蒸发浓缩装置，包括加热室、蒸发室、受水器50，加热室包括依次设置的一级加热室10和二级加热室30,一级加热室10和二级加热室30采用列管式或板式换热器，并分别由传热壁板隔成受热层和加热层，双层隔热保温，保证加热充分并防止热能浪费。待蒸发料液通过管道进入一级加热室10和二级加热室30进行加热，蒸发室包括依次设置的一级蒸发室20和二级蒸发室40,分别对待蒸发料液进行蒸发,使得待蒸发料液得到充分浓缩。加热室和蒸发室还可以为三级或三级以上。下面结合具体实施例对本发明做出进一步说明：

具体实施例1：

如图1，一级加热室10加热层的下端连接第一疏水器13，一级加热室10的左侧上部设有蒸汽进口14,蒸汽从蒸汽进口14进入一级加热室10的加热层为其提供热量,一级加热室10对待蒸发料液进行加热,一级加热室10内形成的蒸汽凝结水经第一疏水器13定期排出,确保一级加热室10内的蒸汽为饱和干蒸汽。一级加热室10的上端设有蒸汽压力表和安全阀11,保证在预设的压力值内加热,确保生产安全。一级加热室10和二级加热室30的下端分别设有第一清洗废水管道12和第二清洗废水管道31，第一清洗废水管道12和第二清洗废水管道31上分别设有控制阀门,对设备内室的清洗废水从第一清洗废水管道12和第二清洗废水管道31流出。

一级蒸发室20通过管道连接设置于一级加热室10和二级加热室30之间，经一级加热室10加热后的料液在真空的作用下，从喷管喷入一级蒸发室20，料液喷入一级蒸发室20形成雾状，水分在一级蒸发室20内迅速蒸发,未蒸发的料液通过第一回流管21回流到一级加热室10的受热层继续加热，如此循环，直至浓缩合格。一级蒸发室20蒸发出来的蒸汽进入二级加热室30的加热层，给其受热层中的料液加热,二级蒸发室40的左侧连接二级加热室30,经过二级加热室30加热后的料液进入二级蒸发室40,在二级蒸发室40内蒸发浓缩，未蒸发的料液通过第二回流管42回流到二级加热室30的受热层继续加热，循环直至浓缩合格。

受水器50的上端通过弯管连接二级蒸发室40的右侧的蒸汽出口41，左侧下端通过回流横管32连接二级加热室40的加热层，由二级蒸发室40排出的蒸发蒸汽和二级加热器30加热层中排出的多余的蒸汽及蒸汽凝结水在受水器50内进行气水分离，分别获得二次负压蒸汽和蒸汽凝结水，受水器50的下端连接第二疏水器51，经分离后的蒸汽凝结水进入第二疏水器51，并定期排出。

本发明包括蒸汽循环回收装置，包括真空泵60和循环管道62，经受水器50汽水分离后的二次负压蒸汽由真空泵60抽出，并在绝热保温下被压缩成表压高至0.2Mpa、温度高至121摄氏度的高温再压缩蒸汽，真空泵60压缩腔连着第三疏水器61，经过真空泵60绝热压缩过程中产生的蒸汽凝结水自第三疏水器61定期排出，定期排除压缩产生的凝结水使得再压缩蒸汽为干蒸汽。高温再压缩干蒸汽进入循环管道62内，由循环管道62进入一级加热室10，能够为一级加热室10提供全部或部分加热源，节省了在一级加热室10中原本需要注入的工业蒸汽,达到了对负压二次蒸汽中的潜热进行回收的目的，同时也省去了冷凝、冷却二次蒸汽所需的大量的循环冷却水，从两个方面大大节省了能源并节水。受水器50与真空泵60的管道上设有真空表52，以检测和控制真空度变化。本发明中,真空泵60优选专用高背压真空泵，该专用高背压真空泵配设变频电机,变频电机由PLC控制器控制，操作灵活，提高自动化程度。

本发明中,疏水器两侧的管路上分别设有阀门控制组件，保证蒸汽凝结水根据需要只能单向流出。

具体实施例2：

如图2，与具体实施例1相比,增加了凝结水显热回收装置，凝结水显热回收装置包括换热器80和高温凝结水回收罐70，换热器80接入一级加热室10的进料液管道上，第一疏水器13、第二疏水器51和第三疏水器61分别通过管路连接至高温凝结水回收罐70的入水口，并将高温的蒸汽凝结水排放到高温凝结水回收罐70内。

高温凝结水回收罐70的出水口接通换热器80，换热器80内设加热层和受热层，高温凝结水回收罐70与换热器80之间设有输送泵71，经回收后的高温蒸汽凝结水通过输送泵71泵入换热器80的加热层内，与经过换热器80受热层内的待蒸发料液换热，高温蒸汽凝结水得到降温后排放，待蒸发料液得到预热后进入一级加热室10和二级加热室30内加热。预热后的待蒸发料液在一级加热室10内需要的热量降低，节省能源。另外，高温蒸汽凝结水在与待蒸发料液热交换的过程中自身得到降温，省去了在生产当中排放高温蒸汽凝结水前降温冷却需要的大量循环冷却水，从而实现对高温蒸发凝结水的显热回收，既简化了生产步骤，又能使能源得到回收再利用，实用价值极高。

本发明，通过将在加热蒸发过程中产生的蒸汽泵入一级加热室,作为一级加热室的部分或全部热量,节省了给一级加热室加热的能量,从而实现对负压二次蒸汽中的潜热进行回收，达到了充分节能的目的；将高温蒸发凝结水被收集到高温凝结水回收罐70中，在蒸发器进料时与待蒸发料液进行热交换，蒸发凝结水得到降温排放，待蒸发料液得到预热，从而实现对高温蒸发凝结水的显热回收；同时，省去了冷凝、冷却二次蒸汽和冷却蒸汽凝结水所需的大量的循环冷却水，使能源得到充分利用和回收并充分节水节能，大大提高了能源利用率，具有很高的实用价值。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.全热和潜热回收型多效真空蒸发浓缩装置，包括加热室、蒸发室、受水器，其特征在于，

所述加热室包括依次设置的一级加热室和二级加热室，待蒸发料液通过料液管道进入所述一级、二级加热室的受热层，所述一级加热室的加热层的下端连接第一疏水器，在所述一级加热室内形成的蒸汽凝结水经所述第一疏水器定期排出；

所述蒸发室包括依次设置的一级蒸发室和二级蒸发室，所述一级蒸发室通过管道连接设置于所述一级加热室和所述二级加热室之间，所述二级蒸发室的左侧连接所述二级加热室；

所述受水器的上端通过弯管连接所述二级蒸发室右侧的蒸汽出口，所述受水器的左侧下端与所述二级加热室之间设有连通的回流横管，由所述二级蒸发室排出的蒸发蒸汽和所述二级加热器加热层中排出的多余的蒸汽以及蒸汽凝结水在所述受水器内进行气水分离，获得二次蒸汽和蒸汽凝结水，所述受水器的下端连接第二疏水器，经分离后的蒸汽凝结水进入所述第二疏水器，并定期排出；

蒸汽循环回收装置，包括真空泵和循环管道，经分离后的二次蒸汽通过所述真空泵绝热压缩后泵入所述循环管道，并经所述循环管道进入所述一级加热室，为所述一级加热室提供全部或部分加热源，所述真空泵的下端连接第三疏水器，以排出蒸汽压缩产生的蒸汽凝结水。

2.如权利要求1所述的全热和潜热回收型多效真空蒸发浓缩装置，其特征在于，还包括凝结水显热回收装置，所述凝结水显热回收装置包括换热器、高温凝结水回收罐，所述换热器串联并入所述一级加热室和所述二级加热室的料液管道上，所述第一、第二和第三疏水器分别通过管路连接至所述高温凝结水回收罐的入水口，所述高温凝结水回收罐的出水口接通所述换热器。

3.如权利要求2所述的全热和潜热回收型多效真空蒸发浓缩装置，其特征在于，所述高温凝结水回收罐与所述换热器之间设有输送泵，经回收后的高温蒸汽凝结水通过所述输送泵泵入所述换热器的加热层内，与经过所述换热器受热层内的待蒸发料液换热，所述高温蒸汽凝结水得到降温后排放，所述待蒸发料液得到预热后进入所述一级、二级加热室内加热。

4.如权利要求1所述的全热和潜热回收型多效真空蒸发浓缩装置，其特征在于，所述第一、第二和第三疏水器两侧的管路上分别设有阀门控制组件。

5.如权利要求1所述的全热和潜热回收型多效真空蒸发浓缩装置，其特征在于，所述一级加热室和所述二级加热室的下端分别设有清洗废水管道，所述清洗废水管道上设有控制阀门。

6.如权利要求1所述的全热和潜热回收型多效真空蒸发浓缩装置，其特征在于，所述真空泵为专用高背压真空泵。

7.如权利要求1所述的全热和潜热回收型多效真空蒸发浓缩装置，其特征在于，所述一级加热室的上端设有蒸汽压力表和安全阀。

8.如权利要求1所述的全热和潜热回收型多效真空蒸发浓缩装置，其特征在于，所述一级、二级加热室为列管式或板式换热器，并分别由传热壁板隔成相应的受热层和加热层。

9.如权利要求6所述的全热和潜热回收型多效真空蒸发浓缩装置，其特征在于，所述专用高背压真空泵配设变频电机,所述变频电机由PLC控制器控制。

10.如权利要求1所述的全热和潜热回收型多效真空蒸发浓缩装置，其特征在于，所述加热室和所述蒸发室还可以为三级或三级以上。