CN209917287U - 一体式升膜浓缩*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种一体式升膜浓缩***，属于原料液浓缩领域，包括贮罐、蒸发器以及冷凝器；其中，贮罐与蒸发器连通，用于为蒸发器提供原料液；蒸发器为一体式升膜蒸发器，一体式升膜蒸发器为一个或多个连续相连，用于将贮罐提供的原料液蒸发浓缩并分离出浓缩液和二次蒸汽，浓缩液通过浓缩液管道排出；冷凝器与蒸发器相连，用于将二次蒸汽冷凝。本实用新型提供的一体式升膜浓缩***，由于采用一个或多个一体式升膜蒸发器，使浓缩效率得以大幅提高，同时简化了***结构、简化了整个***的工作流程、减少了占地面积、降低了成本。

Description

一体式升膜浓缩***

技术领域

本实用新型属于原料液浓缩技术领域，更具体地说，是涉及一种一体式升膜浓缩***。

背景技术

在制药、化工、食品等领域需要对诸如配制、提取、萃取的原料液进行蒸发浓缩处理，蒸发掉原料液内的溶剂以得到所需浓缩液。现有技术中对原料药液的蒸发浓缩处理主要通过蒸发器来实现。

现有技术中的蒸发器一般由加热室、蒸发室和连通器组成。加热室用于将原料液加热，蒸发室用于蒸发、汽液分离，连通器则是将汽液分离后的液体重新回到加热室继续加热再进入蒸发室蒸发分离，形成一个循环状态。

众所周知，蒸发器的最重要的参数指标为蒸发效率和蒸发量，而影响蒸发量的主要因素之一是蒸发面积，液体的蒸发是在液体的表面发生的，现有蒸发器的蒸发室一般为独立的结构，且为筒式，为增大蒸发面积一般选择增加筒体直径，并将加热液体在筒内旋转运行，由于结构等因素的影响，筒体直径受到限制，从而影响蒸发效率，进而到***的生产能力。影响蒸发效率的主要因素之一是汽液分离速度，即二次蒸汽从蒸发表面的移除速度，移除越快效率越高，现有技术中，由于加热器和蒸发器独立设置，限制了汽液分离的速度，从而也影响到蒸发效率。

浓缩***一般包括蒸发器和冷凝器，由于现有技术中的蒸发器的蒸发室为独立结构，使得整个蒸发器结构复杂，进而使得整个浓缩***的结构复杂，占地面积大；另一方面由于现有技术中的蒸发器的蒸发效率较低，从而影响到浓缩***的生产能力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种一体式升膜浓缩***，能够解决的现有技术中的浓缩***结构流程复杂、控制监测困难、易结垢、占地面积大等问题，主要解决热敏原料液浓缩和蒸发效率低的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种浓缩***，包括：贮罐、蒸发器以及冷凝器；其中，所述贮罐与所述蒸发器连通，用于为所述蒸发器提供原料液；所述蒸发器为一体式升膜蒸发器，所述一体式升膜蒸发器为一个或多个依次连接，用于将所述贮罐提供的原料液蒸发浓缩并分离出浓缩液和二次蒸汽，所述浓缩液通过浓缩液管道排出；所述冷凝器与所述蒸发器相连，用于将所述二次蒸汽冷凝成冷凝水并通过冷凝水出口排出。其中冷凝器为一个或多个，多个冷凝器串联在一起。

进一步地，所述多个一体式升膜蒸发器为两个，包括一效蒸发器和二效蒸发器；其中所述一效蒸发器和所述二效蒸发器的原料液进出口依次连通，且所述一效蒸发器的原料液进口与所述贮罐连通；所述一效蒸发器的热源蒸汽进口与工业蒸汽连通，所述二效蒸发器的热源蒸汽进口与所述一效蒸发器的二次蒸汽出口相连；所述二效蒸发器的二次蒸汽出口与所述冷凝器相连。

进一步地，还包括分离器，所述分离器的入口与所述二效蒸发器的冷凝水出口相连，所述分离器的蒸汽出口以及液体出口与所述冷凝器相连。

进一步地，所述多个一体式升膜蒸发器为三个，包括一效蒸发器、二效蒸发器和三效蒸发器；其中所述一效蒸发器、二效蒸发器和三效蒸发器的原料液进出口依次连通，且所述一效蒸发器的原料液进口与所述贮罐连通；所述一效蒸发器的热源蒸汽进口与工业蒸汽连通，所述二效蒸发器和所述三效蒸发器的热源蒸汽进口分别与上一效的蒸发器的二次蒸汽出口相连；所述三效蒸发器的二次蒸汽出口与所述冷凝器相连。

进一步地，还包括分离器，所述分离器的入口与所述二效蒸发器和所述三效蒸发器的冷凝水出口相连，所述分离器的蒸汽出口以及液体出口与所述冷凝器相连。

进一步地，所述冷凝器包括壳体和设置在所述壳体内部的冷却管，所述二次蒸汽进入所述壳体内走壳程，冷却水进入所述冷却管内走管程。

进一步地，还包括连通所述多个一体式升膜蒸发器和所述贮罐的回流管道，用于将不合格的浓缩液回流至所述贮罐重新进入浓缩***进行浓缩。

进一步地，还包括连通所述多个一体式升膜蒸发器和所述浓缩液贮罐的浓缩液管道，用于将合格的浓缩液输送到所述浓缩液贮罐。

进一步地，所述还包括与所述多个一体式升膜蒸发器和所述冷凝器相连的排污管道，用于清洗***时排出污水。

进一步地，所述贮罐分别与原料液管道、纯化水管道、饮用水管道和CIP管道连通。

本实用新型提供的一体式升膜浓缩***有益效果在于：

本实用新型的一体式升膜浓缩***，其蒸发器采用了一体式升膜蒸发器，使浓缩效率得以大幅提高；同时简化了***结构、简化了整个***的工作流程、减少了占地面积、降低了成本、防止结垢提高了料液收率、提高了热敏料液的适用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一体式升膜浓缩***中的一体式升膜蒸发器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一效浓缩***的结构示意图

图3为本实用新型实施例提供的双效浓缩***的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的三效浓缩***的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1-蒸发室；2-换热管；3-原料液贮箱；31-原料液进口；32-原料液出口；4-热源蒸汽入口；5-冷凝水出口；6-中心管；7-分离室；8-蒸汽出口；

9-汽液分离器；91-集液板；92-收集管；93-壳体；94-盖板；95-周向出口；

10-浓缩液贮箱；11-液位口；12-视镜口；13-压力表口；14-温度表口；15-破真空口；16-排放口

100-贮罐；101-原料液管道；102-纯化水管道；103-饮用水管道；104-CIP管道；200-蒸发器；300-冷凝器；301-冷凝水出口；400-浓缩液管道；500-工业蒸汽；600-分离器；700-回流管道；800-排污管道。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，首先对本实用新型使用到的一体式升膜蒸发器进行说明。

一体式升膜蒸发器，包括蒸发室1，蒸发室1内竖直设置有多根换热管2，底部设置有与换热管2连通的原料液贮箱3，顶部一侧设置有热源蒸汽入口4，底部一侧设置有冷凝水出口5；换热管2包括预热段和蒸发段，蒸发室1用于将来自原料液贮箱3内的原料液加热蒸发成汽液混合物；位于蒸发室1顶部的分离室7，分离室7底部设置有用于将汽液混合物分离出浓缩液和二次蒸汽的汽液分离器9，顶部设置有用于排出二次蒸汽的蒸汽出口8；中心管6，与汽液分离器9连通，用于回收汽液分离器9分离出的浓缩液；以及浓缩液贮箱10，与中心管6连通，用于收集从中心管6内流入的浓缩液。

本实用新型提供的一体式升膜蒸发器，工作过程为：热源蒸汽从位于蒸发室1顶部的热源蒸汽入口4进入蒸发室1，对位于其中的换热管2进行加热，释放完热量后，从底部的冷凝水出口5排出；原料液自蒸发室1底部的原料液贮箱3进入换热管2，依次经过预热段和蒸发段，形成汽液混合物，从换热管2顶部进入分离室7底部的汽液分离器9，经汽液分离器9分离出二次蒸汽和浓缩液，其中二次蒸汽从分离室7顶部的蒸汽出口8排出，浓缩液被导入中心管6，沿着中心管6流入浓缩液贮箱10。

本实用新型提供的一体式升膜蒸发器，其蒸发室将加热和蒸发两种功能集成为一体，同时将分离室7设置在蒸发室1顶部，从蒸发室1出来的汽液混合物直接被位于分离室7底部的汽液分离器9分离，这种直接分离的意义在于，现有技术中的蒸发面积受限于蒸发室的筒体直径，而本实用新型由于加热和蒸发为一体，因此，蒸发面积不受设备结构的影响，同时在蒸发的过程中正好满足了二次蒸汽快速移除的条件。具体地，蒸发面积为蒸发段占用的换热管的面积，由于预热段占用的换热管面积较小，蒸发段占用的换热管面积较大，一般超过整体换热面积的85％，因此，本实用新型的蒸发面积可以达到所有换热管面积总和的85％以上，蒸发面积的增加以及汽液的快速分离显著提高了本实用新型的蒸发效率。

进一步地，请参阅图1，作为本实用新型提供的一体式升膜蒸发器的一种具体实施方式，汽液分离器9包括：位于分离室7底部的集液板91，下方设置有与中心管6连通的收集管92，中心设置有中心孔；和位于集液板91上方的设置壳体93，底部通过中心孔与蒸发室1连通，顶部覆盖有盖板94，盖板94的边沿伸出壳体93四周的侧壁；侧壁的顶部设置有周向出口95。从蒸发室1出来的汽液混合物直接进入汽液分离器9的壳体93内，撞击盖板94后从位于侧壁顶部的周向出口95流出，二次蒸汽绕过盖板94的边沿向上升，从而从分离室7顶部的蒸汽出口8排出，浓缩液则落在集液板91上，通过收集管92导入中心管6，最终沿着中心管6流入浓缩液贮箱10。从而完成汽液混合物的直接分离。

进一步地，请参阅图1，作为本实用新型提供的一体式升膜蒸发器的一种具体实施方式，盖板为平面或曲面，即本实施例中，盖板的形状并不局限，可以为平面，也可以为曲面，只要能实现阻挡从蒸发室喷来的汽液混合物的上升路径，使之从位于侧壁顶部的周向出口95流出的功能即可。

进一步地，请参阅图1，作为本实用新型提供的一体式升膜蒸发器的一种具体实施方式，中心管位于蒸发室内且为绝热管或位于蒸发室外。即中心管6可以位于蒸发室内也可以位于蒸发室外，但是当中心管位于蒸发室内时，中心管6为绝热管。从而保证流经中心管6的浓缩液不被分离室7中的热源蒸汽影响，使得浓缩液顺利回流。

进一步地，请参阅图1，作为本实用新型提供的一体式升膜蒸发器的一种具体实施方式，分离室7的侧壁上设置有液位口11、视镜口12、压力表口13、温度表口14以及破真空口15。便于观察液位，检测压力温度，以及破真空。

进一步地，请参阅图1，作为本实用新型提供的一体式升膜蒸发器的一种具体实施方式，原料液贮箱3一端设置有原料液进口31，另一端设置有原料液出口32。原料液从原料液进口31进入原料液贮箱3，而后进入蒸发室1中的换热管2进行升膜蒸发，其余原料液通过原料液出口32排出，从而实现原料液的循环供应。

进一步地，请参阅图1，作为本实用新型提供的一体式升膜蒸发器的一种具体实施方式，浓缩液贮箱10底部设置有排放口16、侧壁上设置有液位口11和视镜口12，便于观察浓缩液贮箱10的液位，当到达一定液位，浓缩液能够从排放口16排出。

进一步地，所述换热管的管长和直径符合升膜式蒸发器的要求，所述中心管的直径根据回流的所述浓缩液的流量确定。即原料液自蒸发室1底部的原料液贮箱3进入换热管2，受热沸腾后迅速汽化，在管中央出现蒸汽柱，蒸汽柱带动料液上升，沿管壁形成膜状，膜状流继续上升，从换热管2顶部进入分离室7底部的汽液分离器9，经汽液分离器9分离出二次蒸汽和浓缩液，其中二次蒸汽从分离室7顶部的蒸汽出口8排出，浓缩液被导入中心管6，沿着中心管6流入浓缩液贮箱10。

影响蒸发效率的另一个因素为汽液分离的速度，蒸发产生的二次蒸汽从蒸发面移除的越快蒸发的速度越高，蒸发效率也就越高。本实用新型提供的一体式升膜蒸发器在蒸发的过程中正好满足了二次蒸汽快速移除的条件，因而蒸发效率进一步提高。

请参阅图1-图4，现对本实用新型提供的一体式升膜浓缩***进行说明。

一体式升膜浓缩***，包括贮罐100、蒸发器200以及冷凝器300；其中，贮罐100与蒸发器200连通，用于为蒸发器200提供原料液；蒸发器200为上述的一体式升膜蒸发器，且一体式升膜蒸发器为一个或多个连续相连，用于将贮罐100提供的原料液蒸发浓缩并分离出浓缩液和二次蒸汽，其中浓缩液通过浓缩液管道排出；冷凝器300与蒸发器200相连，用于将二次蒸汽冷凝成冷凝水并通过冷凝水出口301排出。

本实用新型提供的一体式升膜浓缩***，工作过程为：需要浓缩的原料液注入贮罐100，通过管道依次进入一个或多个一体式升膜蒸发器，通过一体式升膜蒸发器蒸发浓缩，分离出二次蒸汽以及浓缩液，浓缩液通过浓缩液管道400排出，二次蒸汽则进入冷凝器300冷凝成冷凝水并通过冷凝水出口301排出。

本实用新型提供的一体式升膜浓缩***，由于蒸发器200采用依次相连的多个一体式升膜蒸发器，一方面提高了本实用新型的蒸发效率；另一方面，简化了***结构，从而简化了整个***的工作流程，且减少了占地面积，降低了成本。

进一步地，请参阅图3，作为本实用新型提供的一体式升膜浓缩***的一种具体实施方式，多个一体式升膜蒸发器为两个，包括一效蒸发器和二效蒸发器；其中一效蒸发器和二效蒸发器的原料液进出口依次连通，且一效蒸发器的原料液进口与贮罐100连通；一效蒸发器的热源蒸汽进口与工业蒸汽500连通，二效蒸发器的热源蒸汽进口与一效蒸发器的二次蒸汽出口相连；二效蒸发器的二次蒸汽出口与冷凝器300相连。

即从贮罐100而来的原料液，依次进入一效蒸发器和二效蒸发器进行蒸发分离，其中一效蒸发器的热源为工业蒸汽500，二效蒸发器的热源为一效蒸发器分离出的高温二次蒸汽，二效蒸发器分离出的二次蒸汽则直接进入冷凝器300冷凝。这种***连接方式简单，且将一效蒸发器分离出的二次蒸汽的余热进行回收利用，作为二效蒸发器的热源，还能减少能源浪费，降低成本。

进一步地，请参阅图3，作为本实用新型提供的一体式升膜浓缩***的一种具体实施方式，还包括分离器600，分离器600的入口与二效蒸发器的冷凝水出口相连，分离器600的蒸汽出口以及液体出口与冷凝器300相连。这样将从二效蒸发器冷凝水出口流出的汽液混合物再次分离，通过冷凝器变为冷凝水，从冷凝水出口301排出，从而对二效蒸发器的二次蒸汽进行充分的回收利用。

进一步地，请参阅图4，作为本实用新型提供的一体式升膜浓缩***的一种具体实施方式，多个一体式升膜蒸发器为三个，包括一效蒸发器、二效蒸发器和三效蒸发器；其中一效蒸发器、二效蒸发器和三效蒸发器的原料液进出口依次连通，且一效蒸发器的原料液进口与贮罐100连通；一效蒸发器的热源蒸汽进口与工业蒸汽500连通，二效蒸发器和三效蒸发器的热源蒸汽进口分别与上一效的蒸发器的二次蒸汽出口相连；三效蒸发器的二次蒸汽出口与冷凝器300相连。

即从贮罐100而来的原料液，依次进入一效蒸发器、二效蒸发器和三效蒸发器进行蒸发分离，其中一效蒸发器的热源为工业蒸汽500，二效蒸发器和三效蒸发器的热源分别为上一级的蒸发器分离出的高温二次蒸汽，三效蒸发器分离出的二次蒸汽则直接进入冷凝器300冷凝。这种***连接方式简单，且将一效蒸发器和二效蒸发器分离出的二次蒸汽的余热进行回收利用，依次作为二效蒸发器和三效二次蒸汽的热源，还能减少能源浪费，降低成本。

进一步地，请参阅图4，作为本实用新型提供的一体式升膜浓缩***的一种具体实施方式，还包括分离器600，分离器600的入口与二效蒸发器和三效蒸发器的冷凝水出口相连，分离器600的蒸汽出口以及液体出口与冷凝器300相连。这样将从二效蒸发器以及三效蒸发器的冷凝水出口流出的汽液混合物再次分离，通过冷凝器变为冷凝水，从冷凝水出口301排出，从而对二效蒸发器和三效蒸发器的二次蒸汽进行充分的回收利用。

进一步地，作为本实用新型提供的一体式升膜浓缩***的一种具体实施方式，冷凝器300包括壳体和设置在壳体内部的冷却管，二次蒸汽进入壳体内走壳程，冷却水进入冷却管内走管程。这样设计冷却管内部不易堵塞，容易清洗，且冷却效率更高。

进一步地，请参阅图2-图4，作为本实用新型提供的一体式升膜浓缩***的一种具体实施方式，还包括连通多个一体式升膜蒸发器和贮罐100的回流管道700，用于将不合格的浓缩液回流至贮罐100重新进入浓缩***进行浓缩。即对通过一体式升膜蒸发器分离出的浓缩液进行检测，合适浓缩液通过浓缩液管道400排出，不合适浓缩进入回流管道700回流至贮罐100，同原料液一起重新进入浓缩***进行浓缩。保证了从浓缩液管道400排出的成品浓缩液的质量。

进一步地，请参阅图2-图4，作为本实用新型提供的一体式升膜浓缩***的一种具体实施方式，还包括与多个一体式升膜蒸发器和冷凝器300相连的排污管道800，用于清洗***时排出污水。即***停工进行清洗维护时，可通过该排污管道800将污水排出。

进一步地，请参阅图2-图4，作为本实用新型提供的一体式升膜浓缩***的一种具体实施方式，贮罐100分别与原料液管道101、纯化水管道102、饮用水管道103和CIP管道104连通。从而向贮罐100内注入原料液、纯化水、饮用水以及CIP。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一体式升膜浓缩***，其特征在于，包括：贮罐、蒸发器以及冷凝器；其中，所述贮罐与所述蒸发器连通，用于为所述蒸发器提供原料液；所述蒸发器为一体式升膜蒸发器，所述一体式升膜蒸发器为一个或多个依次连接，用于将所述贮罐提供的原料液蒸发浓缩并分离出浓缩液和二次蒸汽，所述浓缩液通过浓缩液管道排出；所述冷凝器与所述蒸发器相连，用于将所述二次蒸汽冷凝成冷凝水并通过冷凝水出口排出。

2.如权利要求1所述的一体式升膜浓缩***，其特征在于，所述多个一体式升膜蒸发器为两个，包括一效蒸发器和二效蒸发器；其中所述一效蒸发器和所述二效蒸发器的原料液进出口依次连通，且所述一效蒸发器的原料液进口与所述贮罐连通；所述一效蒸发器的热源蒸汽进口与工业蒸汽连通，所述二效蒸发器的热源蒸汽进口与所述一效蒸发器的二次蒸汽出口相连；所述二效蒸发器的二次蒸汽出口与所述冷凝器相连。

3.如权利要求2所述的一体式升膜浓缩***，其特征在于，还包括分离器，所述分离器的入口与所述二效蒸发器的冷凝水出口相连，所述分离器的蒸汽出口以及液体出口与所述冷凝器相连。

4.如权利要求1所述的一体式升膜浓缩***，其特征在于，所述多个一体式升膜蒸发器为三个，包括一效蒸发器、二效蒸发器和三效蒸发器；其中所述一效蒸发器、二效蒸发器和三效蒸发器的原料液进出口依次连通，且所述一效蒸发器的原料液进口与所述贮罐连通；所述一效蒸发器的热源蒸汽进口与工业蒸汽连通，所述二效蒸发器和所述三效蒸发器的热源蒸汽进口分别与上一效的蒸发器的二次蒸汽出口相连；所述三效蒸发器的二次蒸汽出口与所述冷凝器相连。

5.如权利要求4所述的一体式升膜浓缩***，其特征在于，还包括分离器，所述分离器的入口与所述二效蒸发器和所述三效蒸发器的冷凝水出口相连，所述分离器的蒸汽出口以及液体出口与所述冷凝器相连。

6.如权利要求2或4任一项所述的一体式升膜浓缩***，其特征在于，所述冷凝器包括壳体和设置在所述壳体内部的冷却管，所述二次蒸汽进入所述壳体内走壳程，冷却水进入所述冷却管内走管程。

7.如权利要求1所述的一体式升膜浓缩***，其特征在于，还包括连通所述多个一体式升膜蒸发器和所述贮罐的回流管道，用于将不合格的浓缩液回流至所述贮罐重新进入浓缩***进行浓缩。

8.如权利要求1所述的一体式升膜浓缩***，其特征在于，还包括连通所述多个一体式升膜蒸发器和所述浓缩液贮罐的浓缩液管道，用于将合格的浓缩液输送到所述浓缩液贮罐。

9.如权利要求1所述的一体式升膜浓缩***，其特征在于，所述还包括与所述多个一体式升膜蒸发器和所述冷凝器相连的排污管道，用于清洗***时排出污水。

10.如权利要求1所述的一体式升膜浓缩***，其特征在于，所述贮罐分别与原料液管道、纯化水管道、饮用水管道和CIP管道连通。

Images