CN206730539U - 一种液体蒸发浓缩装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种液体蒸发浓缩装置。本实用新型的装置中至少由两台蒸发器串联布置，装置中预热器的进料输入端与废液输送管线连通、预热器的输出端与蒸发器的进料端连通，各蒸发器的进料输入端与输出端间设置有其上带有循环泵的循环管路，前一级蒸发器的冷不凝气排出端和后一级蒸发器的蒸汽入口端连通，末级蒸发器的蒸汽输出端与预热器蒸汽入口端连通，装置中设有一个喷射泵引入末级蒸发器的二次蒸汽。本实用新型充分利用了***中的能量，形成一种新的压力和温度平衡，将末效蒸汽升温加压后回用于***，从而实现蒸汽的循环利用，克服了现有技术的不足，节能降耗的效果非常明显，大大降级了设备的投资运行成本。

Description

一种液体蒸发浓缩装置

技术领域

本实用新型涉及一种液体蒸发浓缩装置，特别是一种工业生产中需要进行浓缩处理的工艺，以及对生活和工业废水进行蒸发浓缩，形成蒸馏水和浓废液，进一步对废物利用并做无害化处理，回收废水中的其它工业产品，并进行水资源重复利用的装置。本实用新型装置中包括蒸发器、废液预热器、冷凝水罐及连通各蒸发器与其它设备之间的工艺管线、工艺水泵和阀门。

背景技术

蒸发装置及其***工艺在国民生产中有着非常重要的地位，工业生产中经常承担着分解、萃取、分离、浓缩等不同形式的工艺内容，比如食品行业中的牛奶、果汁、饮料的浓缩和高温灭菌；又比如在工业生产中需要将某种溶液保持在特定的浓度下实现某种特定的工艺方式，都需要一套完备的蒸发***来保证和实现。同时蒸发工艺也是海水淡化、污水处理回用等行业的主要工业手段。因此对蒸发***和装备的技术升级和节能减排是一个严峻和急迫的课题。

在蒸发工艺***中为了实现节能的目的，一般采用多效蒸发设备串联布置的形式，多效蒸发的应用是一个最为基本的传统模式，目前的应用范围仍然十分广泛。传统多效蒸发***中末效蒸发器与冷凝器相连，在冷凝器中注入大量的清水将末效蒸发器的二次蒸汽冷却，然后利用真空泵抽取不凝性气体及空气，以便形成***之间的温度和压力差值，保证***能够正常工作。末效蒸发器中的二次蒸汽温度和压力都比较低，但是蒸汽的潜热又非常巨大，在传统多效蒸发***中没有办法直接应用，反而要设置一些工艺装备利用清水去冷却，清水被加热后送冷却塔冷却，冷却后又回用于冷凝器，形成一个反复耗能的过程。传统多效蒸发不管如何增加效数，但末效的二次蒸汽不能回用也是一个基本事实，造成了能量的浪费和***的增加，土地使用的加大，因此怎样有效利用末效的二次蒸汽成为高效节能的方向，也是当下提高蒸发使用效率、降低能源消耗的有效途径，是目前传统蒸发***面临的技术瓶颈。

发明内容

本实用新型提供一种可解开目前传统蒸发***面临的技术瓶颈、克服现有技术不足的液体蒸发浓缩装置。

本实用新型一种液体蒸发浓缩装置，包括：蒸发器，预热器，连通的管路、连通动力蒸汽的管路及设置于各管路上的阀门，所述装置中至少由两台蒸发器串联布置，蒸发器的冷凝水排出端与冷凝水罐连通，预热器的进料输入端与废液输送管线连通，预热器的输出端与蒸发器的进料端连通，各蒸发器的进料输入端与输出端间设置有其上带有循环泵的循环管路，其中：前一级蒸发器的冷不凝气排出端和后一级蒸发器的蒸汽入口端连通，末级蒸发器的蒸汽输出端与预热器蒸汽入口端连通，装置中设有一个喷射泵，喷射泵的输入端与动力蒸汽连通，喷射泵输出端与一级蒸发器的蒸汽入口管连通，喷射泵旁路与末级蒸发器的二次蒸汽输出端连通。

优选地，本实用新型的液体蒸发浓缩装置中设置有两级预热器，其中一级预热器的加热介质输入端与动力蒸汽管连通，一级预热器的进料输入端与废液输送管线连通、被加热物料的输出端与二级预热器的被加热介质输入端连通，二级预热器的被加热介质输出端与末级蒸发器的进料输入端连通。

优选地，本实用新型的液体蒸发浓缩装置，在二级预热器的物料输出端与末级蒸发器的进料输入端用末级蒸发器进料管连通，且连通点位于末级循环管路上的循环泵上游，所述的末级蒸发器进料管上设置有进料控制阀门，本级蒸发器输入端和输出端的循环管路与前一级蒸发器输入端和输出端的循环管路间用前一级蒸发器进料管连通，且所述的进料管上设置有进料控制阀、其连通的位置分别位于本级蒸发器循环泵的下游和前一蒸发器循环泵的上游之间，一级蒸发器的循环管路位于循环泵的下游处用三通连通浓液出料管且在浓液出料管上设置有浓液出料控制阀。

优选地，本实用新型的液体蒸发浓缩装置中的一级蒸发器进料输出端还与自身的二次蒸汽管连通。

优选地，本实用新型的液体蒸发浓缩装置中采用智能化DCS控制***。

作为最佳实施例，本实用新型的液体蒸发浓缩装置中仅设置有两级蒸发器。

本实用新型中蒸发器至少两级串联布置，设置工业喷射泵为载体，利用中压蒸汽为动力，将末级蒸发器的二次蒸汽与中压蒸汽混合，形成一种新的压力和温度平衡，回用到一级蒸发器中，从而实现蒸汽的循环利用，以达到节能减排的目的。工作时将末级蒸发器的二次蒸汽出口与蒸汽喷射泵的吸入室相连，中压蒸汽与喷射室相连，中压蒸汽受控制阀门控制，以很高的速度由喷嘴喷出，在中压蒸汽的喷射作用下，吸入室形成低压，使末级蒸发器的二次蒸汽被吸入到该腔室，两种不同压力和温度的蒸汽然后继续推进，进入到混合室，在混合室内，高能量的中压蒸汽和低能量的末级蒸发器二次蒸汽充分混合，能量相互交换，速度逐渐一致，静压力回升，再一次形成一种具有新的温度和压力平衡关系的蒸汽，送入到一级蒸发器的换热元件内，这样就形成了一个效率高、节能好的闭环蒸汽***。

本实用新型中，从蒸汽喷射泵混合室送出的蒸汽除大部分进入到一级蒸发器换热元件内，还有一少部分进入到一级预热器内。只是由于在中压蒸汽（即动力蒸汽）的推动下，利用蒸汽喷射泵尽管解决了末级二次蒸汽能位升高的问题，但同时也造成蒸汽量的增加，本实用新型采用一级预热器消耗这部分蒸汽预热，使得整个蒸发***热量进出得以平衡，保证能量充分利用。

为了保证蒸发***形成比较稳定的压力和温差关系，使蒸发工艺过程能够持续、平稳进行，则需要将***中混入的空气及其他一些不凝性气体有效排除。本实用新型中的一级蒸发器不凝性气体出口管与自身的二次蒸汽管连同，形成一定的抽吸作用；末级蒸发器的不凝性气体出口与二级预热器连同，与不凝气气体混在一起的余热蒸汽被二级预热器冷却并将待处理液加热，不凝性气体、空气等最终从一级预热器排向大气。

本实用新型中蒸发器至少两级串联布置，设置工业喷射泵为载体，利用中压蒸汽为动力，将末级蒸发器的二次蒸汽与中压蒸汽混合，形成一种新的压力和温度平衡，将末效蒸汽升温加压后回用于***，从而实现蒸汽的循环利用，克服了现有技术的不足，节能降耗的效果非常明显，大大降级了设备的投资运行成本。

附图说明

附图1为本实用新型的一个最佳实施例的示意图。

图中：1为废液输送管线，2为一级预热器，3为二级预热器进料管，4为二级预热器，5为二级蒸发器进料管，6为二级蒸发器进料控制阀，7为二级蒸发器循环泵，8为二级蒸发器，9为二级蒸发器冷凝水排出管，10为二级蒸发器冷凝水罐，11为一级蒸发器进料管，12为一级蒸发器进料控制阀，13为一级蒸发器循环泵，14为一级蒸发器，15为一级蒸发器冷凝水排出管，16为一级蒸发器冷凝水罐，17为一级蒸发器冷凝水输送管，18为一级蒸发器蒸汽入口管，19为一级蒸发器冷不凝气排出管，20为一级蒸发器二次蒸汽管，21为蒸汽喷射泵，22为二级蒸发器二次蒸汽管，23为动力蒸汽控制阀，24为动力蒸汽输送管，25为一级预热器冷凝水排出管，26为二级预热器冷凝水排出管，27为冷凝水收集罐，28为冷凝水输送泵，29为冷凝水输送管线 ，30为浓废液输送管，31为一级预热器进汽口，32为浓液出料控制阀。

具体实施方式

附图1为本实用新型的一个由两级蒸发器构成的最佳实施例。本实用新型以下结合最佳实施例详细解说。

附图1的实施例中由两台蒸发器串联布置，其中：两级蒸发器14和8的被加热介质输入端与输出管间各设置有其上分别带有循环泵13和7的循环管路。各蒸发器的冷凝水排出端与储水罐连通。装置中设置有两级预热器2和4，一级预热器2的一级预热器进汽口端31与连通动力蒸汽的管路18连通，一级预热器2的被预热液输入端与废液输送管线1连通，一级预热器2的被加热介质输出端用二级预热器进料管3与二级预热器4的被加热介质输入端连通。二级预热器4的被加热介质输出端与二级蒸发器8的被加热介质输入端在循环管路处用二级蒸发器进料管5连通，且二级蒸发器进料管路5上设置有二级进料控制阀门6，且其连通点在二级蒸发器循环泵7的上游。二级蒸发器8的输入端输出端循环管路与一级蒸发器的输入端输出端循环管路间用一级蒸发器进料管11连通，连通点的位置位于一级蒸发器循环泵13的上游，且一级蒸发器进料管11上设置有一级进料控制阀门12。一级蒸发器14的加热介质输出端和二级蒸发器8的加热介质输入端用管路20连通。二级蒸发器8的加热介质输出端与二级预热器4加热介质输入端用管路31连通。本实施例中有一个喷射泵21,喷射泵21的旁路管22与二级蒸发器8的二次蒸汽输出端连通；喷射泵21的输入端用管路24与动力蒸汽源连通；喷射泵21的输出端通过管18与一级蒸发器的加热介质输入端连通。一级蒸发器14的循环管路上位于一级蒸发器循环泵13的下游处用三通用浓液出料管30连通，且在浓液出料管30上设置有浓液出料控制阀32。本实施例中一级蒸发器14的加热介质输出端还与自身的二次蒸汽管连通，采用这一结构可在工作中形成一定的抽吸作用。

在本实用新型TVR蒸发***及装置中，将废液由废液输送管线1送入到一级预热器2中，进而通过二级预热器进料管3被送入到二级预热器4，再经过二级蒸发器的待处理溶液进料管5进入到二级蒸发器8，开启二级蒸发器循环泵7，废液经循环管由上部送入到二级蒸发器8，并均匀分布在二级蒸发器8的各换热元件表面，同时废液由一级蒸发器进料管11进入到一级蒸发器14，装填到指定的液位，这样在整个***中装填了初步的待处理废液，装料过程结束。

启动一级蒸发器循环泵13，废液经循环管由上部送入到一级蒸发器14，并均匀分布在一级蒸发器14的各换热元件表面。微微开启中压蒸汽控制阀23，并逐渐增大阀门开度，此时由于二级蒸发器8内的废液温度很低，远远没有到达沸点，因此暂时没有二次蒸汽的产生，所以，二级蒸发器内的空气等不凝性气体被蒸汽喷射泵21抽吸带走，形成一定的真空度。中压蒸汽经蒸汽喷射泵后减压，分别进入到一级预热器和一级蒸发器内。

一级蒸发器14的废液被蒸汽慢慢加热，到达沸点后产生了二次蒸汽，随着加热的持续，一级蒸发器14二次蒸汽的产生量不断加增加，经由一级蒸发器二次蒸汽管20进入到二级蒸发器8的换热元件内，与废液充分进行热交换，二级蒸发器8内的废液被不断加热，温度不断升高，压力逐渐增大，最终达到沸点，产生二次蒸汽，由二级蒸发器二次蒸汽管22进入到蒸汽喷射泵21的吸入室，两种不同压力和温度的蒸汽然后继续推进，进入到蒸汽喷射泵21的混合室，在混合室内，高能量的中压蒸汽和低能量的二级蒸发器二次蒸汽充分混合，能量相互交换，速度逐渐一致，静压力回升，再一次形成一种具有新的温度和压力平衡关系的蒸汽，经一级蒸发器蒸汽入口管18送入到一级蒸发器14的换热元件内。二级蒸发器中的不凝性气体、空气、余热蒸汽等混合气体在***压力的驱动下进入到二级预热器4中，混合器中的蒸汽与废热产生热交换而被冷却为冷凝水，不凝性气体和空气则排大气。这样整个***就正常启动，由DCS***进行控制，自动补充料液，蒸发在持续、平稳运行。

蒸汽进入到一级蒸发器14的换热元件后与废液进行着充分的热交换，贡献蒸汽潜热二发生相变，形成冷凝水，由一级蒸发器冷凝水排出管15进入到一级蒸发器冷凝水罐16中。

蒸汽进入到二级蒸发器8的换热元件后与废液进行着充分的热交换，贡献蒸汽潜热二发生相变，形成冷凝水，由二级蒸发器冷凝水排出管9进入到二级蒸发器冷凝水罐10中。

蒸汽进入到一级预热器2后与废液进行着充分的热交换，贡献蒸汽潜热二发生相变，形成冷凝水，由一级预热器冷凝水排出管25进入到二级蒸发器冷凝水罐10中。

二级预热器4的冷凝水、一级蒸发器冷凝水、二级蒸发器冷凝水最终汇集到冷凝水收集罐27内，由冷凝水输送泵28经冷凝水输送管线29送至其他工段当热水使用。

废液经二级蒸发器初步浓缩，又有经一级蒸发器最终浓缩，达到无害化处理所需要的浓度后由浓液出料控制阀32经浓废液输送管30送去做无害化处理及回收有用资源。新的料液由DCS控制进入***，进行连续平稳生产。本实用新型***自身零排放，有效资源得以回收利用。

以上仅是本实用新型的一个实施例，在具体就用中可以根据工艺的要求设置多级蒸发器，其具体设置方式可参照前述的实施例。

Claims (6)

1.一种液体蒸发浓缩装置，包括：蒸发器，预热器，连通的管路、连通动力蒸汽的管路及设置于各管路上的阀门，其特征在于装置中至少由两台蒸发器串联布置，蒸发器的冷凝水排出端与冷凝水罐连通，预热器的进料输入端与废液输送管线连通，预热器的输出端与蒸发器的进料端连通，各蒸发器的进料输入端与输出端间设置有其上带有循环泵的循环管路，其中：前一级蒸发器的冷不凝气排出端和后一级蒸发器的蒸汽入口端连通，末级蒸发器的蒸汽输出端与预热器蒸汽入口端连通，装置中设有一个喷射泵，喷射泵的输入端与动力蒸汽连通，喷射泵输出端与一级蒸发器的蒸汽入口管连通，喷射泵旁路与末级蒸发器的二次蒸汽输出端连通。

2.根据权利要求1所述的液体蒸发浓缩装置，其特征在于装置中设置有两级预热器，其中一级预热器的加热介质输入端与动力蒸汽管连通，一级预热器的进料输入端与废液输送管线连通、被加热物料的输出端与二级预热器的被加热介质输入端连通，二级预热器的被加热介质输出端与末级蒸发器的进料输入端连通。

3.根据权利要求2所述的液体蒸发浓缩装置，其特征在于二级预热器的物料输出端与末级蒸发器的进料输入端用末级蒸发器进料管连通，且连通点位于末级循环管路上的循环泵上游，所述的末级蒸发器进料管上设置有进料控制阀门，本级蒸发器输入端和输出端的循环管路与前一级蒸发器输入端和输出端的循环管路间用前一级蒸发器进料管连通，且所述的进料管上设置有进料控制阀、其连通的位置分别位于本级蒸发器循环泵的下游和前一蒸发器循环泵的上游之间，一级蒸发器的循环管路位于循环泵的下游处用三通连通浓液出料管且在浓液出料管上设置有浓液出料控制阀。

4.根据权利要求1或2或3所述的液体蒸发浓缩装置，其特征在于本实用新型中的一级蒸发器进料输出端还与自身的二次蒸汽管连通。

5.根据权利要求4所述的液体蒸发浓缩装置，其特征在于装置中采用智能化DCS控制***。

6.根据权利要求5所述的液体蒸发浓缩装置，其特征在于装置中设置有两级蒸发器。