CN215876263U

CN215876263U - 一种蒸发器

Info

Publication number: CN215876263U
Application number: CN202122168904.3U
Authority: CN
Inventors: 陈朝宇; 吴燕鹏; 刘翔
Original assignee: Guangzhou My Source Technology Co ltd
Current assignee: Guangzhou My Source Technology Co ltd
Priority date: 2021-09-08
Filing date: 2021-09-08
Publication date: 2022-02-22
Anticipated expiration: 2031-09-08

Abstract

一种蒸发器，包括框架、控制单元、通过管道连接的预热器、加热器、气液分离器、循环泵、蒸汽压缩机、蒸汽发生器；所述预热器、所述加热器、所述气液分离器、所述循环泵、所述蒸汽压缩机层叠设置在所述框架上并与所述控制单元电连接；所述预热器、所述加热器、所述气液分离器依次连接；所述循环泵连接在所述气液分离器液体出口与所述加热器之间；所述蒸汽压缩机连接在所述气液分离器气体出口与所述加热器之间；所述蒸汽发生器与所述气液分离器相接并向其提供蒸汽。与现有技术相比较，本实用新型的蒸发器预热时间少、效率高、蒸汽产生效率和蒸发量高，运行稳定，而且结构紧凑。

Description

一种蒸发器

技术领域

本实用新型涉及蒸汽机械再压缩技术领域，特别是涉及一种蒸发器。

背景技术

MVR是蒸汽机械再压缩技术(mechanical vapor recompression)的简称，利用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。其工作过程中低温的蒸汽在蒸发器中经压缩机压缩，温度、压力提高，热焓增加，然后高温的蒸汽进入换热器冷凝，从而实现蒸汽潜热的充分利用。MVR技术主要应用于蒸发浓缩物料、蒸发结晶物料，与传统多效蒸发相比，具有节能优势。

但是，MVR技术中普遍需要对成分复杂的液体物料进行蒸发，因而所需工艺复杂，操作繁琐，使得现有技术中的MVR蒸发器普遍结构庞大，占地面积广。而且需要加热一定时间才能到达气液分离的温度，从而导致效率低。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的在于，提供一种蒸发器，在利用MVR技术的基础上，提高效率。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种蒸发器，包括框架、控制单元、通过管道连接的预热器、加热器、气液分离器、循环泵、蒸汽压缩机、蒸汽发生器；所述预热器、所述加热器、所述气液分离器、所述循环泵、所述蒸汽压缩机层叠设置在所述框架上并与所述控制单元电连接；所述预热器、所述加热器、所述气液分离器依次连接；所述循环泵连接在所述气液分离器液体出口与所述加热器之间；所述蒸汽压缩机连接在所述气液分离器气体出口与所述加热器之间；所述蒸汽发生器与所述气液分离器相接并向其提供蒸汽。

与现有技术相比，本实用新型的蒸发器可在设备内部温度较低时，通过蒸汽发生器为气液分离器提供足够的热量，减少预热时间，提高效率，并设有预热器，提高蒸汽产生的效率和蒸发量，其紧凑结构，使得减少设备的占用空间。此外，加热器连有循环泵，提高液体在加热器流速的同时，所产生的湍流能降低结垢，保证设备长期稳定运行。

进一步，还包括冷凝水罐和冷凝水泵；所述冷凝水罐与所述加热器相连并储存其产生的冷凝水；所述冷凝水泵连接在所述冷凝水罐与所述预热器之间，实现冷凝水的再利用或排出。

进一步，还包括喷头；所述喷头位于所述气液分离器气体出口，并与所述冷凝水泵连接以向所述气体出口喷淋水雾，从而降低进入蒸汽压缩机的蒸汽温度，保护蒸汽压缩机。

进一步，所述循环泵与所述蒸汽压缩机的输入端分别通过弹性联轴器与电机连接，在提高传动效率的同时，降低噪声和摩擦力，延长使用寿命，且维护方便。

进一步，所述加热器、所述气液分离器和所述蒸汽压缩机外均包裹有保温棉，以将三者隔热分离，防止工作时热能的相互干扰。

进一步，所述预热器为列管式或板式换热器；所述加热器为板式换热器，以提高换热效率。

进一步，所述蒸汽压缩机为罗茨蒸汽压缩机或螺杆压缩机，以减少设备体积的同时，提高压缩效能。

进一步，所述盐腿筒体连接在所述气液分离器液体出口并设有可开闭的第一出口和第二出口；所述第一出口连接所述循环泵，且所述第二出口位于所述盐腿筒体底部，使得盐分含量较低的液体流向循环泵，盐分含量较高的液体流出***，从而减少结垢。

进一步，还包括出料泵；所述出料泵入口与所述第二出口连接，其出口通过三通阀分别通往所述盐腿筒体和出料口，以便于盐分含量较高的液体流出***或循环流动，进一步减少结垢。

进一步，所述循环泵和/或所述出料泵内设有机械密封；还包括冷却***；所述冷却***对所述机械密封进行冷却，提高密封性。

进一步，所述冷却***包括通过管道依次连接并形成回路的水泵、水换热器和水罐；所述机械密封设有入口与出口，所述水换热器连接所述机械密封的入口，所述水罐连接在所述机械密封的出口以通入冷却水冷却，从而进一步提高密封性。

进一步，所述水泵、所述水换热器和所述水罐的出入口均采用轴封，以保证密封性。

进一步，所述框架设为自下而上3层结构；所述预热器位于最下层一侧，所述加热器位于另外一侧且安装在中层；所述气液分离器安装在最上层并延伸至最下层；所述盐腿筒体连接在所述气液分离器下方；所述蒸汽压缩机位于最上层；所述循环泵位于最下层并在所述加热器的正下方；所述冷凝水罐位于所述气液分离器的下方；所述冷凝水泵位于最下层；所述水泵、所述水罐均位于所述框架最下层，所述水换热器位于所述框架中层；所述出料泵安装在所述框架最下层；所述控制单元位于最下层并与所述加热器同侧，从而使得紧凑结构。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1为本实用新型中蒸发器的整体结构示意图；

图2为本实用新型中蒸发器一个投影方向的整体立体图；

图3为本实用新型中蒸发器另一个投影方向的整体立体图；

图4为本实用新型中循环泵、盐腿筒体以及出料泵之间的安装示意图；

图5为本实用新型中冷却***的结构示意图；

图6为本实用新型一个实施例中循环泵的局部剖视图。

具体实施方式

具体地，请结合参阅图1至图3，本实用新型的蒸发器包括通过管道(未标注)连接的预热器10、加热器20、气液分离器30、循环泵40、蒸汽压缩机50以及框架60、控制单元70。液体物料从所述预热器10入口进入所述预热器10内进行预热。所述预热器10的出口与所述加热器20的入口连接。所述加热器20的出口连接至所述气液分离器30的入口，预热的液体物料在所述加热器20中加热并进入所述气液分离器30内进行气液分离。所述气液分离器30设有气体出口(图未示)和液体出口(图未示)。所述气体出口与所述蒸汽压缩机50入口连接，且压缩后的高温、高压气体从所述蒸汽压缩机50出口重新进入所述加热器20进行加热，实现向所述加热器20提供二次蒸汽。所述液体出口连接至所述循环泵40的入口。高温液体从所述循环泵40出口重新进入所述加热器20内。通过所述循环泵40加大液体物料在所述加热器20内的流速，并形成湍流，从而降低所述加热器20内发生结垢的可能性，保证长期稳定运行。在所述循环泵40作用下，液体物料多次循环进入所述加热器20、所述气液分离器30中，并在蒸发作用下浓度逐渐提高。当液体物料变为所需浓度的浓缩液时，打开连接在所述加热器20与所述循环泵40之间的管道，排出浓缩液。所述框架60分别对所述预热器10、所述加热器20、所述气液分离器30、所述循环泵40和所述蒸汽压缩机50进行支撑。所述控制单元70分别与所述预热器10、所述加热器20、所述气液分离器30、所述循环泵40、所述蒸汽压缩机50电连接以控制其开关。

进一步，还包括冷凝水罐80和冷凝水泵90。所述冷凝水罐80与所述加热器20连接。二次蒸汽在所述加热器20遇冷而产生的冷凝水流入所述冷凝水罐80内。所述冷凝水泵90连接在所述冷凝水罐80与所述预热器20之间并与所述控制单元70电连接，在所述冷凝水泵90的作用下，冷凝水从所述冷凝水罐80流入所述预热器20以用于重新加热，或从所述预热器20排出该蒸发器外。进一步，还包括喷头100。所述喷头100位于所述气体出口且与所述冷凝水泵90连接。在所述蒸汽压缩机50温度过高时，在所述冷凝水泵90作用下，冷凝水流至所述喷头100，并产生水雾进行喷淋，从而降低进入所述蒸汽压缩机50的蒸汽温度，保护所述蒸汽压缩机50。

进一步，还包括蒸汽发生器110。所述蒸汽发生器110与所述气液分离器30相连接。该蒸发器刚启动时，设备内温度较低，所述蒸汽发生器110向所述气液分离器30提供蒸汽加热，以减少预热时间，提高效率。

进一步，所述循环泵40与所述蒸汽压缩机50的输入端分别通过弹性联轴器(图未示)与带动其运行的电机相连接，在提高传动效率的同时，降低噪声和摩擦力，以延长使用寿命，并方便维护。

进一步，请参阅图4，还包括盐腿筒体120。所述盐腿筒体120连通在所述气液分离器30的液体出口处并设有与所述循环泵40连接的第一出口121和可开关的第二出口122。所述第一出口121位于所述第二出口122的上方。优选地，所述第二出口122位于所述盐腿筒体120的底部。所述气液分离器30排出的固液混合物中结晶的盐分在重力的作用下沉积在所述盐腿筒体120的底部，打开所述第二出口122即盐分浓度较高的固液混合物排出。而盐分浓度较高的固液混合物则从所述第一出口121排出到所述循环泵40，从而减少所述循环泵40的结垢。进一步，还包括出料泵130。所述出料泵130的入口与所述第二出口122连接，其出口通过三通阀分别与所述盐腿筒体120以及出料口131连接，所述盐腿筒体120与所述出料泵130出口之间设有常开的第一阀门132，所述出料口131与所述出料泵130出口之间设有第二阀门133。关闭所述第二阀门133，所述出料泵130从所述盐腿筒体120所抽取的盐分浓度较高的固液混合物重新回流至所述盐腿筒体120内，使得所述盐腿筒体120内的液体保持流动状态而不造成堵塞。打开所述第二阀门133，所述出料泵130从所述盐腿筒体120所抽取的盐分浓度较高的固液混合物排出设备外，实现稳定出料。

进一步，请结合参阅图5和图6，还包括冷却***140，所述循环泵40与所述出料泵130内设有机械密封。所述冷却***140向所述循环泵40与所述出料泵130机械密封处提供冷却水进行冷却以保证密封效果，减少因密封不良而造成所述循环泵40与所述出料泵130内的固液混合物流出，造成污染与腐蚀设备。进一步，请参阅图5，所述冷却***140包括通过管道依次连接并形成回路的水泵141、水换热器142和水罐143，优选地，所述水泵141、所述水换热器142和所述水罐143的出入口均采用轴封以确保密封性。所述机械密封设有连通的出入口。所述水泵141连接在所述水罐143与所述水换热器142之间。所述水换热器142的出口与所述机械密封入口连接，所述机械密封的出口与所述水罐143连接。所述水泵141从所述水罐143内抽取温度较低的冷却水并使其流入所述水换热器142，然后冷却水流入所述机械密封内进行冷却，进一步提高密封性。进一步，所述水罐143设有排气口1431，以防止热交换所造成的热胀冷缩。在一个实施例中，如图6所示，以所述循环泵40为例，其为杭州碱泵有限公司生产、型号为AZ100-80-160的泵体，所述机械密封41位于泵体内部并设置在泵体的进出口42旁以进行密封，所述机械密封41设有连通泵体内部与外部的冷冻结构43，所述水换热器14与所述水罐143分别连接在所述冷冻结构43的出入口，从而实现所述冷却***140通过所述冷冻结构43向泵体内部通入冷却水并循环排出以进行冷却，由于泵体中设置具有冷冻结构的机械密封为现有技术，此处不做详细说明。

在本实施例中，所述框架60自下而上分为3层。所述预热器10为列管式或板式换热器，并位于所述框架60最下层的右侧。所述加热器20为板式换热器，且位于所述框架60中层的左侧。所述气液分离器30固定在所述框架60的最上层且延伸至所述框架60的最下层。所述蒸汽压缩机50为罗茨蒸汽压缩机或螺杆压缩机，并安装在所述框架60的最上层。所述循环泵40位于所述框架60最下层，且位于所述加热器20正下方。所述冷凝水罐80位于所述气液分离器30下方。所述盐腿筒体120与所述气液分离器30连接为一体。所述冷凝水泵90位于所述框架60的最下层。所述控制单元70安装在所述框架60的最下层的左侧。所述水泵141、所述水罐143均位于所述框架60最下层，所述水换热器142位于所述框架60中层。所述出料泵130安装在所述框架60最下层。所述预热器10、所述加热器20、所述气液分离器30、所述循环泵40、所述蒸汽压缩机50、所述冷凝水罐80、所述冷凝水泵90、所述出料泵130和所述冷却***140在所述框架60上层叠设置并通过管道连接，从而使得该蒸发器结构紧凑，减少占用空间。

优选地，所述加热器20、所述气液分离器30和所述蒸汽压缩机50外均包裹有保温棉，以将三者相互隔热分离，防止工作时热能干扰。

相比于现有技术，本实用新型的蒸发器结构紧凑且蒸汽产生效率和蒸发量高，结垢情况少，运行稳定。即便在刚开始运行、设备内部温度较低时，仍然有足够温度进行运行，效率高，而且加热器、气液分离器和蒸汽压缩机工作相互不影响。能对冷凝水与浓缩液进行回收，能利用冷凝水进行降温，在保护设备的同时，充分利用液体物料。此外运行时噪声和摩擦力小、结垢情况少、密封性能耗、寿命长、维护方便。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种蒸发器，其特征在于：包括框架、控制单元、通过管道连接的预热器、加热器、气液分离器、循环泵、蒸汽压缩机、蒸汽发生器；所述预热器、所述加热器、所述气液分离器、所述循环泵、所述蒸汽压缩机层叠设置在所述框架上并与所述控制单元电连接；所述预热器、所述加热器、所述气液分离器依次连接；所述循环泵连接在所述气液分离器液体出口与所述加热器之间；所述蒸汽压缩机连接在所述气液分离器气体出口与所述加热器之间；所述蒸汽发生器与所述气液分离器相接并向其提供蒸汽。

2.根据权利要求1所述的蒸发器，其特征在于：还包括冷凝水罐和冷凝水泵；所述冷凝水罐与所述加热器相连并储存其产生的冷凝水；所述冷凝水泵连接在所述冷凝水罐与所述预热器之间。

3.根据权利要求2所述的蒸发器，其特征在于：还包括喷头；所述喷头位于所述气液分离器气体出口，并与所述冷凝水泵连接以向所述气体出口喷淋水雾。

4.根据权利要求1所述的蒸发器，其特征在于：所述循环泵与所述蒸汽压缩机的输入端分别通过弹性联轴器与电机连接。

5.根据权利要求1所述的蒸发器，其特征在于：所述加热器、所述气液分离器和所述蒸汽压缩机外均包裹有保温棉。

6.根据权利要求1所述的蒸发器，其特征在于：所述预热器为列管式或板式换热器；所述加热器为板式换热器。

7.根据权利要求1所述的蒸发器，其特征在于：所述蒸汽压缩机为罗茨蒸汽压缩机或螺杆压缩机。

8.根据权利要求2所述的蒸发器，其特征在于：还包括盐腿筒体；所述盐腿筒体连接在所述气液分离器液体出口并设有可开闭的第一出口和第二出口；所述第一出口连接所述循环泵，且所述第二出口位于所述盐腿筒体底部。

9.根据权利要求8所述的蒸发器，其特征在于：还包括出料泵；所述出料泵入口与所述第二出口连接，其出口通过三通阀分别通往所述盐腿筒体和出料口。

10.根据权利要求9所述的蒸发器，其特征在于：所述循环泵和/或所述出料泵内设有机械密封；还包括冷却***；所述冷却***对所述机械密封进行冷却。

11.根据权利要求10所述的蒸发器，其特征在于：所述冷却***包括通过管道依次连接并形成回路的水泵、水换热器和水罐；所述机械密封设有入口与出口，所述水换热器连接所述机械密封的入口，所述水罐连接在所述机械密封的出口以通入冷却水冷却。

12.根据权利要求11所述的蒸发器，其特征在于：所述水泵、所述水换热器和所述水罐的出入口均采用轴封。

13.根据权利要求11所述的蒸发器，其特征在于：所述框架设为自下而上3层结构；所述预热器位于最下层一侧，所述加热器位于另外一侧且安装在中层；所述气液分离器安装在最上层并延伸至最下层；所述盐腿筒体连接在所述气液分离器下方；所述蒸汽压缩机位于最上层；所述循环泵位于最下层并在所述加热器的正下方；所述冷凝水罐位于所述气液分离器的下方；所述冷凝水泵位于最下层；所述水泵、所述水罐均位于所述框架最下层，所述水换热器位于所述框架中层；所述出料泵安装在所述框架最下层；所述控制单元位于最下层并与所述加热器同侧。