CN109276898B - 一种果汁浓缩与香精回收一体化*** - Google Patents
一种果汁浓缩与香精回收一体化*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及蒸发和精馏技术领域，尤其涉及一种果汁浓缩与香精回收一体化***。该***包括蒸发器、第一精馏塔、第二精馏塔、第一蒸汽压缩机、第二蒸汽压缩机、气液分离器、第一再沸器、第二再沸器、第一预热器和第二预热器，其中所述蒸发器连接所述气液分离器，所述气液分离器连接所述第一精馏塔，所述第一精馏塔连接所述第二蒸汽压缩机，所述第二蒸汽压缩机连接所述第二再沸器，所述第二再沸器连接所述第一预热器，所述第一预热器分别通过第一分支管路和第二分支管路对应连接所述第一精馏塔的回流入口和果汁储罐。本发明将热泵蒸发与精馏相结合，蒸发器塔底冷凝液和塔顶蒸汽得到了充分的利用，并充分利用二次蒸汽的潜热，回收了潜热，提高了热效率。
Description
技术领域
本发明涉及蒸发和精馏技术领域，尤其涉及一种果汁浓缩与香精回收一体化***。
背景技术
蒸发蒸馏被广泛应用于水处理、化工、制药、食品、海水淡化、制盐等诸多行业。蒸发蒸馏是个高能耗的过程，蒸发工艺是这些行业中的耗能大户，因此这些行业的主要生产消费在于能源消耗费用。
目前，国内现有的涉及蒸发工序的各行业普遍采用多效蒸发技术用于蒸发浓缩，工作过程需要保持提供大量生蒸汽，并需配置燃煤锅炉及冷却***。现有***存在的问题是：整体结构复杂，体积庞大；能耗高，运行成本急剧上升，同时燃煤造成环境污染。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种果汁浓缩与香精回收一体化***，解决现有技术存在的结构复杂，能耗高，运行成本高的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种果汁浓缩与香精回收一体化***，包括蒸发器、第一精馏塔、第二精馏塔、第一蒸汽压缩机、第二蒸汽压缩机、气液分离器、第一再沸器、第二再沸器、第一预热器和第二预热器；
其中，所述蒸发器的底部出料口连接所述气液分离器，所述气液分离器的底部出料口连接所述第一精馏塔；
所述第一精馏塔的顶部蒸汽出口连接所述第二蒸汽压缩机的入口，所述第二蒸汽压缩机的出口连接所述第二再沸器的热物流入口，所述第二再沸器的热物流出口连接所述第一预热器的热物流进口，所述第一预热器的热物流出口分别通过第一分支管路和第二分支管路对应连接所述第一精馏塔的回流入口和果汁储罐；
所述蒸发器的顶部二次蒸汽出口连接所述第一蒸汽压缩机的入口，所述第一蒸汽压缩机的出口连接所述第一再沸器的热物流入口，所述第一再沸器的热物流出口连接所述第二精馏塔的进料口，所述第二精馏塔的顶部蒸汽出口连接所述蒸发器的蒸汽入口，所述蒸发器的冷凝液出口分别通过第三分支管路和第四分支管路对应连接所述第二精馏塔的回流入口和香精储罐。
进一步地，还包括进料管以及设置在所述进料管上的原料进料泵，其中所述进料管连接所述第一预热器的冷物流入口，所述第一预热器的冷物流出口连接所述第二预热器的冷物流入口，所述第二预热器的冷物流出口连接所述蒸发器，在所述第二预热器与所述蒸发器之间的连接管路上设有进料节流阀。
进一步地，所述第二预热器的热物流入口连接所述第四分支管路，在所述第四分支管路上设有香精产品泵；所述第二预热器的热物流出口连接所述香精储罐，在所述第二预热器与所述香精储罐之间的连接管路上设有香精溶液节流阀。
具体地，在所述第三分支管路上设有香精回流节流阀，在所述第四分支管路上设有香精产品节流阀。
进一步地，所述第一精馏塔的塔底出口连接所述第一再沸器的冷流物进口，所述第一再沸器的冷物流出口连接所述第一精馏塔的塔底进口；所述第二精馏塔塔底出口连接所述第二再沸器的冷流物进口，所述第二再沸器的冷物流出口连接所述第二精馏塔的塔底进口。
具体地，在所述气液分离器的底部出料口与所述第一精馏塔之间的连接管路上设有果汁进料泵和果汁进料节流阀。
进一步地，所述第一预热器的热物流出口连接果汁产品管路，所述果汁产品管路分别与所述的第一分支管路、第二分支管路相连；其中所述果汁产品管路上设有果汁产品泵，所述第一分支管路上设有果汁回流节流阀，所述第二分支管路上设有果汁产品节流阀。
进一步地，所述气液分离器的顶部气体出口连接所述蒸发器。
具体地，所述第一预热器和所述第二预热器均采用板式预热器；所述第一精馏塔和所述第二精馏塔均采用填料精馏塔、板式精馏塔或混合式精馏塔；所述第一蒸汽压缩机和所述第二蒸汽压缩机均采用单螺杆压缩机或离心压缩机。
具体地，所述蒸发器、所述第一精馏塔和所述第二精馏塔的内部分别设有电加热器。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
本发明所述的果汁浓缩与香精回收一体化***，通过设置蒸发器、第一精馏塔、第二精馏塔、第一蒸汽压缩机、第二蒸汽压缩机、气液分离器、第一再沸器、第二再沸器、第一预热器和第二预热器，将热泵蒸发与精馏相结合，蒸发器的塔底冷凝液和塔顶蒸汽都得到了充分的利用，并充分利用二次蒸汽的潜热，回收了潜热，提高了热效率。
本发明所述的果汁浓缩与香精回收一体化***，结构简单，设计合理，保留了热泵***的原有优势，无需锅炉，无需生蒸汽，通过蒸发和精馏的结合得到高浓度的香精，大大节约了成本，同时进一步提高了果汁浓缩与香精回收技术的节能经济性、整体性、合理性、灵活性。
附图说明
图1是本发明实施例果汁浓缩与香精回收一体化***结构图。
图中：1：蒸发器；2：第一精馏塔；3：第二精馏塔；4：第一蒸汽压缩机；5：第二蒸汽压缩机；6：气液分离器；7：第一再沸器；8：第二再沸器；9：进料管；10：原料进料泵；11：第一预热器；12：第二预热器；13：进料节流阀；14：冷凝液泵；15：香精回流节流阀；16：香精产品节流阀；17：香精产品泵；18：香精溶液节流阀；19：香精储罐；20：果汁进料节流阀；21：果汁热物流节流阀；22：果汁产品泵；23：果汁回流节流阀；24：果汁产品节流阀；26：果汁储罐；27：果汁进料泵。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供的果汁浓缩与香精回收一体化***，包括蒸发器1、第一精馏塔2、第二精馏塔3、第一蒸汽压缩机4、第二蒸汽压缩机5、气液分离器6、第一再沸器7、第二再沸器8、第一预热器11和第二预热器12。
其中，所述蒸发器1的底部出料口连接所述气液分离器6，所述气液分离器6的底部出料口连接所述第一精馏塔2。
所述第一精馏塔2的顶部蒸汽出口连接所述第二蒸汽压缩机5的入口，所述第二蒸汽压缩机5的出口连接所述第二再沸器8的热物流入口，所述第二再沸器8热物流出口连接所述第一预热器11的热物流进口，所述第一预热器11的热物流出口分别通过第一分支管路和第二分支管路对应连接所述第一精馏塔2的回流入口和果汁储罐26。
所述蒸发器1的顶部二次蒸汽出口连接所述第一蒸汽压缩机4的入口，所述第一蒸汽压缩机4的出口连接所述第一再沸器7的热物流入口，所述第一再沸器7的热物流出口连接所述第二精馏塔3的进料口，所述第二精馏塔3的顶部蒸汽出口连接所述蒸发器1的蒸汽入口，所述蒸发器1的冷凝液出口分别通过第三分支管路和第四分支管路对应连接所述第二精馏塔3的回流入口和香精储罐19。
在本发明中，所述蒸发器1的顶部蒸汽经所述第一蒸汽压缩机4的升温加压后，提高了蒸汽的热焓，被提高热焓的蒸汽进入所述第一再沸器7中，用于对所述第一精馏塔2的塔釜液进行加热，从而循环利用所述蒸发器1的顶部蒸汽的潜能。同时所述第一精馏塔2的塔顶蒸汽经所述第二蒸汽压缩机5的升温加压后，提高了蒸汽的热焓，被提高热焓的蒸汽进入所述第二再沸器8中，用于对所述第二精馏塔3的塔釜液进行加热，从而循环利用所述第一精馏塔2的顶部蒸汽的潜能。所述第二精馏塔3的塔顶蒸汽通入所述蒸发器1中，用于对蒸发器1中的料液进行加热蒸发，从而不需要外部生蒸汽，依靠***自循环来实现蒸发和精馏的目的。
进一步来说，本发明所述的***还包括进料管9以及设置在所述进料管9上的原料进料泵10，其中所述进料管9连接所述第一预热器11的冷物流入口，所述第一预热器11的冷物流出口连接所述第二预热器12的冷物流入口，所述第二预热器12的冷物流出口连接所述蒸发器1，在所述第二预热器12与所述蒸发器1之间的连接管路上设有进料节流阀13。
进一步来说，所述第二预热器12的热物流入口连接所述第四分支管路，在所述第四分支管路上设有香精产品泵17。所述第二预热器12的热物流出口连接所述香精储罐19，在所述第二预热器12与所述香精储罐19之间的连接管路上设有香精溶液节流阀18。
所述蒸发器1的冷凝液出口通过冷凝液管路分别与所述第三分支管路、所述第四分支管路相连，其中在所述冷凝液管路上设有冷凝液泵14，在所述第三分支管路上设有香精回流节流阀15，在所述第四分支管路上设有香精产品节流阀16。
进一步来说，所述第一精馏塔2的塔底出口连接所述第一再沸器7的冷流物进口，所述第一再沸器7的冷物流出口连接所述第一精馏塔2的塔底进口。所述第二精馏塔3塔底出口连接所述第二再沸器8的冷流物进口，所述第二再沸器8的冷物流出口连接所述第二精馏塔3的塔底进口。
具体来说，在所述气液分离器6的底部出料口与所述第一精馏塔2之间的连接管路上设有果汁进料泵27和果汁进料节流阀20。
具体来说，所述第二再沸器8的热物流出口通过热物流管路连接所述第一预热器11的热物流入口，在所述热物流管路上设有果汁热物流节流阀21。所述第一预热器11的热物流出口连接果汁产品管路，所述果汁产品管路分别与所述的第一分支管路、第二分支管路相连。其中所述果汁产品管路上设有果汁产品泵22，所述第一分支管路上设有果汁回流节流阀23，所述第二分支管路上设有果汁产品节流阀24。
具体来说，所述气液分离器6的顶部气体出口连接所述蒸发器1。
更具体来说，所述第一预热器11和所述第二预热器12可采用板式预热器。所述第一精馏塔2和所述第二精馏塔3可采用填料精馏塔、板式精馏塔或混合式精馏塔。所述第一蒸汽压缩机4和所述第二蒸汽压缩机5可采用单螺杆压缩机或离心压缩机。
更具体来说，所述蒸发器1、所述第一精馏塔2和所述第二精馏塔3的内部分别设有电加热器，用以对***进行补热，当然也可通过直接加补充蒸汽来补热。
此外，本发明所述的***，可采用工控机和PLC构成MVR系列的实时监控中心，通过软件编程，实时采集各种传感器的状态信号，从而自动控制马达的转速，阀门关闭和调节，液体的流速和流量，温度、压力的控制与调节等，使***工作达到动态平衡的状态。同时本发明所述的***还具有自动报警、自动记录参数和提供报表功能。
本发明实施例所述的果汁浓缩与香精回收一体化***，其工作原理如下：
通过所述进料管9输入的原料液，先通过所述第一预热器11加热后再进入所述第二预热器12中加热，原料液进行两次预热后再进入所述蒸发器1中进行蒸发处理，经所述蒸发器1蒸发后的蒸汽通过顶部蒸汽出口进入所述第一蒸汽压缩机4，蒸汽在所述第一蒸汽压缩机4中升温加压后，提高了蒸汽的热焓，被提高热焓的蒸汽进入所述第一再沸器7中，在所述第一再沸器7中与所述第一精馏塔2输出的塔釜液进行换热，换热后进入所述第二精馏塔3中进行精馏。
而在所述蒸发器1中经过蒸汽处理后的浓缩液，与进料一同打入所述气液分离器6中进行气液分离，从所述气液分离器6的底部出口输出的浓缩液再进入所述第一精馏塔2中进行精馏处理，所述第一精馏塔2中进行精馏处理所产生的蒸汽，通过所述第一精馏塔2的塔顶蒸汽出口进入所述第二蒸汽压缩机5，蒸汽在所述第二蒸汽压缩机5中升温加压后，提高了蒸汽的热焓，被提高热焓的蒸汽进入所述第二再沸器8中，在所述第二再沸器8中与所述第二精馏塔3输出的塔釜液进行换热，换热后进入所述第一预热器11中作为热源用于加热原料液，冷却后的冷凝液一部分通过所述第一分支管路回流进入所述第一精馏塔2，另一部分则作为产品通过所述第二分支管路流入果汁储罐26中进行收集。
而所述第二精馏塔3的塔顶蒸汽出口进入所述蒸发器1中，作为料液蒸发处理时的蒸发热源，而冷却后的冷凝液一部分通过所述第一分支管路回流进入所述第二精馏塔3，另一部分则作为产品通过所述第二分支管再打入所述第二预热器12中对进料进行预热，之后流入香精储罐19中进行收集。
综上所述，本发明所述的果汁浓缩与香精回收一体化***，将热泵蒸发与精馏相结合，蒸发器塔底冷凝液和塔顶蒸汽得到了充分的利用，并充分利用二次蒸汽的潜热，回收了潜热，提高了热效率。
本发明所述的果汁浓缩与香精回收一体化***，结构简单，设计合理，在保留热泵***的原有优势的同时，无需锅炉，无需生蒸汽，通过蒸发和精馏的结合即可得到高浓度的香精，大大节约了成本，进一步提高了果汁浓缩与香精回收技术的节能经济性、整体性、合理性、灵活性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种果汁浓缩与香精回收一体化***，其特征在于：包括蒸发器(1)、第一精馏塔(2)、第二精馏塔(3)、第一蒸汽压缩机(4)、第二蒸汽压缩机(5)、气液分离器(6)、第一再沸器(7)、第二再沸器(8)、第一预热器(11)和第二预热器(12)；
其中，所述蒸发器(1)的底部出料口连接所述气液分离器(6)，所述气液分离器(6)的底部出料口连接所述第一精馏塔(2)；
所述第一精馏塔(2)的顶部蒸汽出口连接所述第二蒸汽压缩机(5)的入口，所述第二蒸汽压缩机(5)的出口连接所述第二再沸器(8)的热物流入口，所述第二再沸器(8)热物流出口连接所述第一预热器(11)的热物流进口，所述第一预热器(11)的热物流出口分别通过第一分支管路和第二分支管路对应连接所述第一精馏塔(2)的回流入口和果汁储罐(26)；
所述蒸发器(1)的顶部二次蒸汽出口连接所述第一蒸汽压缩机(4)的入口，所述第一蒸汽压缩机(4)的出口连接所述第一再沸器(7)的热物流入口，所述第一再沸器(7)的热物流出口连接所述第二精馏塔(3)的进料口，所述第二精馏塔(3)的顶部蒸汽出口连接所述蒸发器(1)的蒸汽入口，所述蒸发器(1)的冷凝液出口分别通过第三分支管路和第四分支管路对应连接所述第二精馏塔(3)的回流入口和香精储罐(19)。
2.根据权利要求1所述的果汁浓缩与香精回收一体化***，其特征在于：还包括进料管(9)以及设置在所述进料管(9)上的原料进料泵(10)，其中所述进料管(9)连接所述第一预热器(11)的冷物流入口，所述第一预热器(11)的冷物流出口连接所述第二预热器(12)的冷物流入口，所述第二预热器(12)的冷物流出口连接所述蒸发器(1)，在所述第二预热器(12)与所述蒸发器(1)之间的连接管路上设有进料节流阀(13)。
3.根据权利要求1所述的果汁浓缩与香精回收一体化***，其特征在于：所述第二预热器(12)的热物流入口连接所述第四分支管路，在所述第四分支管路上设有香精产品泵(17)；所述第二预热器(12)的热物流出口连接所述香精储罐(19)，在所述第二预热器(12)与所述香精储罐(19)之间的连接管路上设有香精溶液节流阀(18)。
4.根据权利要求1所述的果汁浓缩与香精回收一体化***，其特征在于：在所述第三分支管路上设有香精回流节流阀(15)，在所述第四分支管路上设有香精产品节流阀(16)。
5.根据权利要求1所述的果汁浓缩与香精回收一体化***，其特征在于：所述第一精馏塔(2)的塔底出口连接所述第一再沸器(7)的冷流物进口，所述第一再沸器(7)的冷物流出口连接所述第一精馏塔(2)的塔底进口；所述第二精馏塔(3)的塔底出口连接所述第二再沸器(8)的冷流物进口，所述第二再沸器(8)的冷物流出口连接所述第二精馏塔(3)的塔底进口。
6.根据权利要求1所述的果汁浓缩与香精回收一体化***，其特征在于：在所述气液分离器(6)的底部出料口与所述第一精馏塔(2)之间的连接管路上设有果汁进料泵(27)和果汁进料节流阀(20)。
7.根据权利要求1所述的果汁浓缩与香精回收一体化***，其特征在于：所述第一预热器(11)的热物流出口连接果汁产品管路，所述果汁产品管路分别与所述的第一分支管路、第二分支管路相连；其中所述果汁产品管路上设有果汁产品泵(22)，所述第一分支管路上设有果汁回流节流阀(23)，所述第二分支管路上设有果汁产品节流阀(24)。
8.根据权利要求1所述的果汁浓缩与香精回收一体化***，其特征在于：所述气液分离器(6)的顶部气体出口连接所述蒸发器(1)。
9.根据权利要求1-8任一项所述的果汁浓缩与香精回收一体化***，其特征在于：所述第一预热器(11)和所述第二预热器(12)均采用板式预热器；所述第一精馏塔(2)和所述第二精馏塔(3)均采用填料精馏塔、板式精馏塔或混合式精馏塔；所述第一蒸汽压缩机(4)和所述第二蒸汽压缩机(5)均采用单螺杆压缩机或离心压缩机。
10.根据权利要求1-8任一项所述的果汁浓缩与香精回收一体化***，其特征在于：所述蒸发器(1)、所述第一精馏塔(2)和所述第二精馏塔(3)的内部分别设有电加热器。
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