CN209378478U - 一种低温节能蒸发装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及蒸馏技术领域的一种低温节能蒸发装置，管壳式蒸发器内部设置若干条蒸发管，蒸发管左右端为进出料口，管壳式蒸发器内壳与蒸发管之间形成容纳冷媒的壳程；制冷压缩机的制冷端连接上部壳程冷媒出口，制冷压缩机的制热端连接位于料液槽中的盘管，盘管另一端通过节流阀连接下部壳程冷媒进口；闪蒸罐上部通过节流阀连接料液槽底部，闪蒸罐下部通过循环泵与料液槽右边底部相连，闪蒸罐上部侧面连通进料口，出料口连接冷凝水泵和真空泵；本实用新型对蒸汽冷却成液体时放出的热量进行再利用，用于加热待蒸馏液体，能耗降低；进行物料浓缩中，能耗仅为电加热蒸发的10%，物料浓缩温度不超过33℃，物料不变质，节能效果非常显著。

Description

一种低温节能蒸发装置

技术领域

本发明涉及蒸馏技术及设备制造领域，具体是一种低温节能蒸发装置。

背景技术

液体由液相变成气相要吸收大量的热，由气相变成液相时要放出大量的热。传统的蒸馏水生产过程，就是对液体的水加热至其沸点以上，使之变成蒸汽，然后再对蒸汽进行冷却，得到纯净的蒸馏水。

使用传统方法生产蒸馏水，不管是使用煤、燃气、燃油加热，或者是使用电加热，能耗都很大，除了对水加热的效率不高之外，另一原因是蒸汽冷却成蒸馏水时放出的热量没有回收再利用。

为了提高加热效率，本申请发明人王骏，2017年申请了专利《一种蒸汽冷凝蒸发技术及装置》申请号2017109329889，公开了一种蒸汽冷凝蒸发技术，主要内容是将密闭的蒸发器内物料蒸发出来的蒸汽冷凝成蒸馏液，并排出蒸发器外，降低蒸发器内的蒸汽压，蒸汽冷凝成蒸馏液时放出的热量经过热泵***升温并对蒸发器内的物料进行加热，维持蒸发过程持续进行，实现低能耗蒸发分离蒸馏液；使生产蒸馏液的能耗仅为使用电、空气能、MVR技术加热蒸馏装置的25%－80%，节能效果显著。以上专利技术，已得到普遍的应用，但某些物料只能在低温下蒸发，当物料的蒸发温度要求不超过50℃时，以上专利就无能为力，或虽能勉强运行，但性价比却不合算。以上专利技术，已得到普遍的应用，在应用实践中，发现一些问题，本发明是对该专利技术的一项改进优化方案，提供一种新的具体应用装置。

MVR是蒸汽机械再压缩技术（mechanical vapor recompression的简称），它是重新利用它自身产生的二次蒸汽的能量，从而减少对外界能源的需求的一项节能技术。MVR技术也是很好的节能蒸发技术，但某些物料只能在低温下蒸发，当物料的蒸发温度要求不超过50℃时，MVR技术就无能为力，或虽能勉强运行，但性价比却不合算。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供简单高效的一种低温节能蒸发装置。

本发明使用的技术方案如下：

一种低温节能蒸发装置，其包括相互交叉关联的制冷制热***和浓缩蒸馏***；

所述制冷制热***包括制冷压缩机和管壳式蒸发器，管壳式蒸发器内部设置若干条蒸发管，蒸发管轴线方向的左右端汇集为进出料口，管壳式蒸发器内壳与蒸发管圆周之间形成容纳冷媒的壳程；所述制冷压缩机的制冷端连接管壳式蒸发器上部壳程的冷媒出口，制冷压缩机的制热端连接位于料液槽中的盘管，盘管另一端连接管壳式蒸发器下部壳程的冷媒进口。

所述浓缩蒸馏***包括闪蒸罐，闪蒸罐的上部连接所述料液槽左边底部，闪蒸罐的下部通过循环泵与料液槽右边底部相连，所述闪蒸罐的上部侧面连通所述管壳式蒸发器的进料口，管壳式蒸发器出料口下部连接冷凝水泵，管壳式蒸发器出料口上部连接真空泵。

进一步，在所述闪蒸罐上部与所述料液槽底部之间设置节流阀；在所述盘管与管壳式蒸发器冷媒进口之间，也设置节流阀。

制冷制热***的作用是加热待浓缩的物料和将蒸发出来的蒸汽冷却为液体。

浓缩蒸馏***用于将待浓缩的物料在料液槽和闪蒸罐之间循环受热，在闪蒸罐中蒸发，并将蒸汽输送到管壳式蒸发器的蒸发管中，冷却为液体，然后排出。

本发明的有益效果是：

1）在生产蒸馏液过程中，对蒸汽冷却成液体时放出的热量进行再利用，用于加热待蒸馏液体，大大降低能耗；

2）在进行物料浓缩过程中，不消耗外部蒸汽，仅靠制冷压缩机消耗少量电能，能耗仅为电加热蒸发的10%左右，节能效果非常显著；

3）在物料浓缩过程中，物料的温度始终不超过33℃，有利于保护物料的物理性质，不因高温而变质。

附图说明

图1为一种低温节能蒸发装置示意图。

图2为一种低温节能蒸发装置运行参数示意图。

图中，1－真空泵，2－管壳式蒸发器，3－制冷压缩机，4－盘管，5－料液槽，6－节流阀，7－循环泵，8－闪蒸罐，9－冷凝水泵，10－节流阀。

图中箭头：1）从右向左和从下往上的为冷媒流动方向，2）从上往下的为真空泵空气流动方向，3）从左向右的，图中左侧为冷凝液的流动方向，图中右侧为待蒸发液态物料流动方向。

具体实施方式

图1为一种低温节能蒸发装置示意图，管壳式蒸发器2内部设置二十至八十条蒸发管，蒸发管轴线方向的左右端汇集为进出料口（图中未示出），管壳式蒸发器内壳与蒸发管圆周之间形成容纳冷媒的壳程；制冷压缩机3的制冷端连接管壳式蒸发器上部壳程的冷媒出口（图中未示出），制冷压缩机的制热端连接位于料液槽中的盘管，盘管4另一端通过节流阀10连接管壳式蒸发器下部壳程的冷媒进口（图中未示出）。

闪蒸罐8的上部通过节流阀6连接料液槽5左边底部，闪蒸罐的下部通过循环泵与料液槽右边底部相连，闪蒸罐的上部侧面连通管壳式蒸发器的进料口，管壳式蒸发器出料口下部连接冷凝水泵9，管壳式蒸发器出料口上部连接真空泵1。

本发明工作过程：

1）向料液槽内充注一定量的待浓缩的液态物料；

2）启动真空泵，使管壳式蒸发器2蒸发管及与之连通的闪蒸罐形成真空；

3）打开节流阀6及循环泵7，使待浓缩的液态物料循环；

4）启动制冷压缩机，使管壳式蒸发器壳程内冷媒蒸发，产生冷媒蒸汽，经制冷压缩机加压后，冷媒蒸汽升温并送到盘管4；

5）盘管4内的高温冷媒蒸汽被料液槽内待浓缩的液态物料冷凝成液态冷媒，再经节流阀10回到管壳式蒸发器壳程中循环使用；

6）盘管4内的高温汽态冷媒被冷凝成液态冷媒的同时，料液槽内待浓缩的液态物料升温，高温待浓缩液态物料经节流阀节流进入闪蒸罐；

7）由于闪蒸罐内是真空状态，因此高温待浓缩液态物料发生闪蒸，产生蒸汽，同时浓缩液态物料降温，低温的浓缩液态物料被循环泵送回料液槽；

8）生产的蒸汽进入管壳式蒸发器蒸发管，通过换热，向壳程中的冷媒提供热量，使冷媒持续蒸发，同时管壳蒸发器蒸发管内的蒸汽被冷凝成冷凝液，维持闪蒸罐内的真空度，冷凝液经冷凝水泵9排出。

图2为一种低温节能蒸发装置运行参数示意图，选用R134A环保冷媒，它在管壳式蒸发器2的壳程内的蒸发温度为20℃，产生的20℃冷媒蒸汽，经压缩机加压后，温升到36℃，36℃的冷媒蒸汽在流经盘管时被冷凝成液态冷媒，液态冷媒经节流阀10回到管壳式蒸发器壳程。同时，汽态冷媒被冷凝成液态冷媒时的相变热，使料液槽内的待浓缩液态物料升温，温度由31℃升至33℃，加热的待浓缩液态物料经节流阀流入闪蒸罐，产出23℃的水蒸汽，同时，待浓缩液态物料自身温度降至31℃，23℃的蒸汽流入管壳式蒸发器的蒸发管内，被低温的冷媒冷凝成液态，冷凝液经冷凝水泵抽出，蒸汽液化时所放出的热量传递给冷媒，提供冷媒蒸发所需要的热量，维持冷媒持续蒸发。通过不断循环，料液槽内的待浓缩液态物料得到蒸发浓缩，浓度不但提高，直至达到生产要求。与此同时，生产出来的冷凝液经冷凝水泵抽出，作为另一个产品。

本发明在进行物料浓缩过程中，不消耗外部蒸汽，仅靠制冷压缩机消耗少量电能，工况下的能效系数可达到10，因此能耗仅为电加热蒸发的10%左右，节能效果非常显著；在物料浓缩过程中，物料的温度始终不超过33℃，有利于保护物料的物理性质，不变质。

本发明主要应用于液体物料的低温浓缩和蒸馏领域。

Claims (2)

1.一种低温节能蒸发装置，其特征在于：

其包括相互交叉关联的制冷制热***和浓缩蒸馏***；

所述制冷制热***包括制冷压缩机和管壳式蒸发器，管壳式蒸发器内部设置若干条蒸发管，蒸发管轴线方向的左右端汇集为进出料口，管壳式蒸发器内壳与蒸发管圆周之间形成容纳冷媒的壳程；所述制冷压缩机的制冷端连接管壳式蒸发器上部壳程的冷媒出口，制冷压缩机的制热端连接位于料液槽中的盘管，盘管另一端连接管壳式蒸发器下部壳程的冷媒进口；

所述浓缩蒸馏***包括闪蒸罐，闪蒸罐的上部连接所述料液槽左边底部，闪蒸罐的下部通过循环泵与料液槽右边底部相连，所述闪蒸罐的上部侧面连通所述管壳式蒸发器的进料口，管壳式蒸发器出料口下部连接冷凝水泵，管壳式蒸发器出料口上部连接真空泵。

2.根据权利要求1所述的一种低温节能蒸发装置，其特征在于：在所述闪蒸罐上部与所述料液槽左边底部之间设置节流阀；在所述盘管与管壳式蒸发器冷媒进口之间，也设置节流阀。