專利名稱：組合式溶液濃縮蒸發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
實(shí)用新型是對(duì)多效蒸發(fā)中最終濃縮效濃縮蒸發(fā)裝置的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
溶液蒸發(fā)濃縮常采用降膜蒸發(fā)及強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)，蒸發(fā)水分濃縮溶液。 降膜蒸發(fā)器具有效數(shù)多、循環(huán)量小、蒸汽消耗低、動(dòng)力消耗少的特點(diǎn)，但 隨著水分蒸發(fā)濃度提高，溶液流動(dòng)性變差會(huì)出現(xiàn)粘壁、干化、最終導(dǎo)致蒸
發(fā)管堵塞，因此只適用于較低濃度和/或流動(dòng)性好溶液蒸發(fā)濃縮；強(qiáng)制循環(huán) 蒸發(fā)，則彌補(bǔ)其不足，用于高濃度、高粘度時(shí)蒸發(fā)濃縮，但缺點(diǎn)是動(dòng)力消 耗大，蒸發(fā)強(qiáng)度低。因此物料溶液多效蒸發(fā)濃縮，在低濃度時(shí)采用降膜蒸 發(fā)工藝，而隨著水分蒸發(fā)濃度提高，物料流動(dòng)性變差，根據(jù)物料性質(zhì)不同， 一般濃度濃縮至20-40%以上時(shí)，則只能采用強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)至最終濃度，兩 類蒸發(fā)濃縮裝置分開單獨(dú)設(shè)置。然而為實(shí)現(xiàn)多效蒸發(fā)中蒸汽合理匹配，在 蒸發(fā)效數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，往往還未達(dá)到需要采用強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)溶液濃度時(shí)，也只 能轉(zhuǎn)為采用強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)，這樣使得強(qiáng)制循環(huán)溶液量增加，從而導(dǎo)致蒸發(fā) 動(dòng)力消耗增加，蒸發(fā)成本大；此外，過早采用強(qiáng)制循環(huán)，還會(huì)降低出液速 度。這種按蒸汽匹配設(shè)計(jì)效數(shù)，提前轉(zhuǎn)入強(qiáng)制蒸發(fā)現(xiàn)象客觀存在，長期均 未能突破解決，成為行業(yè)慣例。例如中國專利CN200410024000.1公開的碳 分母液蒸發(fā)結(jié)晶析鹽工藝，即采取兩段蒸發(fā)，首先將母液進(jìn)行低濃度降膜 蒸發(fā)，再進(jìn)行高濃度強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)。

實(shí)用新型內(nèi)容
實(shí)用新型目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種能有效降低蒸 發(fā)濃縮能源消耗，并且可提高出液速度，設(shè)備成本低的組合式溶液濃縮蒸 發(fā)器。
實(shí)用新型目的實(shí)現(xiàn)，主要改進(jìn)是將最終濃縮效由單一強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)， 改為部分采用降膜蒸發(fā)，部分采用強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)的組合蒸發(fā)，從而克服現(xiàn) 有技術(shù)的不足，實(shí)現(xiàn)實(shí)用新型目的。具體說，實(shí)用新型組合式溶液濃縮蒸 發(fā)器，其特征在于由降膜蒸發(fā)裝置與強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)裝置按物料串聯(lián)組合， 兩蒸發(fā)裝置出料分別與各自分離裝置循環(huán)連接。
工藝過程為前效蒸發(fā)出料溶液，首先進(jìn)入組合工藝降膜蒸發(fā)循環(huán)濃 縮，降膜蒸發(fā)至需采用強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)濃度時(shí)，轉(zhuǎn)入強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)，強(qiáng)制循 環(huán)蒸發(fā)至出料濃度時(shí)出料。降膜蒸發(fā)及強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)出料，經(jīng)各自分離裝 置進(jìn)行料液、汽體分離，蒸汽排出供下效加熱或作其他用途，物料則分別 進(jìn)入降膜循環(huán)蒸發(fā)，及強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)。工藝管路中各段均設(shè)置有閥進(jìn)行控 制和切換。
最終濃縮效中降膜與強(qiáng)制循環(huán)溶液濃度分割，根據(jù)蒸發(fā)物料不同而不 同， 一個(gè)遵循的原則是，盡可能使強(qiáng)制蒸發(fā)循環(huán)量最小化，即能用降膜蒸 發(fā)時(shí)，則用降膜蒸發(fā)，需要用強(qiáng)制循環(huán)才將其切出分割進(jìn)入強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)。
為減小設(shè)備布置面積，和相應(yīng)連接管道，降低設(shè)備等價(jià)，本發(fā)明溶液 蒸發(fā)濃縮裝置， 一種較好是將降膜蒸發(fā)與強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)各自的分離裝置， 按內(nèi)外套合組合成一個(gè)，外分離器采用旋風(fēng)分離器，內(nèi)分離器采用重力分 離器，外旋風(fēng)分離器與降膜蒸發(fā)裝置按物料循環(huán)連接，內(nèi)重力分離器與強(qiáng) 制循環(huán)蒸發(fā)裝置按物料循環(huán)連接。試驗(yàn)認(rèn)為，組合分離器，外旋風(fēng)分離器 直徑，較好為內(nèi)重力分離器直徑的1.2 — 2.5倍；外旋風(fēng)分離器高度，較好
為內(nèi)重力分離器高度的1.0—2.5倍。
實(shí)用新型組合式溶液濃縮蒸發(fā)器，由于在最終濃縮效，采用按物料串 聯(lián)組合部分降膜蒸發(fā)，部分強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)組成組合蒸發(fā)器，充分發(fā)揮了降 膜蒸發(fā)效能高、電耗少和強(qiáng)制循環(huán)抗堵塞、抗積垢優(yōu)點(diǎn)，集兩者優(yōu)點(diǎn)，克 服了其相應(yīng)不足，得到互補(bǔ)支持，較原最終濃縮效單一采用強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)， 具有顯著高的傳熱效能和優(yōu)越的抗積垢性能，蒸發(fā)濃縮動(dòng)力消耗低，可以
節(jié)約動(dòng)力消耗50-80%，并且強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)量大大減少，顯著提高了出液速 度，可以提高出液速度3-10倍。兩蒸發(fā)裝置按物料串聯(lián)組合，充分提高了 能源的使用效能，尤其是共用一個(gè)組合分離器，還可以減少設(shè)備占地面積、 連接管道，及制造成本，降低工程造價(jià)。重力分離器與旋風(fēng)分離器內(nèi)外套 合，在旋風(fēng)分離器中增加的內(nèi)蒸發(fā)室，不僅有效消除了旋風(fēng)分離中間低分 離上升汽流的影響，而且增大了汽體與器壁的接觸面積，顯著提高了分離 能力，優(yōu)于通常單一旋風(fēng)分離器；內(nèi)蒸發(fā)室，又使垂直上升汽體在旋風(fēng)分 離汽體帶動(dòng)下呈旋轉(zhuǎn)氣流，使單一低效的重力分離變?yōu)橛浶У碾x心分離，
也提高了分離效果，整個(gè)分離器綜合效果顯著。本發(fā)明工藝及裝置，特別 適用于濃縮比大、物料特性隨濃度變化大的物質(zhì)的濃縮蒸發(fā)，例如含有蛋 白、膠體一類物料及粘度和積垢性隨濃度升高物料的蒸發(fā)。
以下結(jié)合一個(gè)具體實(shí)施方式
，示例性說明實(shí)用新型，以使對(duì)實(shí)用新型 組合裝置有更好的理解，但示例中具體細(xì)節(jié)，不應(yīng)理解為對(duì)實(shí)用新型的具 體限定。

圖1為實(shí)用新型組合蒸發(fā)濃縮裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為套合組合分離器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以50T/h酒精廢液四效蒸發(fā)為例，進(jìn)料濃度3.5%，進(jìn)料量55.56T/h， 出料濃度35%，出料量5.56T/h，平均每效蒸發(fā)量12.5T/h，濃度超過25% 時(shí)須采用強(qiáng)制循環(huán)。
實(shí)施例參見附圖，出料效采用降膜與強(qiáng)制循環(huán)組合蒸發(fā)工藝。
工藝過程先按設(shè)計(jì)采用降膜蒸發(fā)，當(dāng)降膜蒸發(fā)至最終濃縮效，前出 料物料先進(jìn)行降膜蒸發(fā)，由進(jìn)料口ll，經(jīng)循環(huán)管13進(jìn)入降膜蒸發(fā)器1，加 熱后蒸發(fā)出料經(jīng)管3進(jìn)入組合式分離器4，分離后汽體由蒸氣排出口 14排 出供下效加熱；分離后液體經(jīng)引流管12，與降膜蒸發(fā)循環(huán)管合并，由泵2 再次循環(huán)蒸發(fā)。當(dāng)降膜蒸發(fā)濃縮至強(qiáng)制循環(huán)濃度時(shí)，經(jīng)過料管10、泵7、 強(qiáng)制循環(huán)管9，進(jìn)入強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器5蒸發(fā)濃縮，強(qiáng)制循環(huán)出料經(jīng)循環(huán)管8， 進(jìn)入組合分離器4，分離汽體由排汽口 14排出供下效加熱，分離后液體， 再次經(jīng)循環(huán)管9、泵7進(jìn)入強(qiáng)制循蒸發(fā)器5循環(huán)蒸發(fā)，至濃度達(dá)到出料要求 時(shí)，經(jīng)出料口6出料排出。各管路上均有閥門控制物料流量。
組合分離器分離過程，降膜蒸發(fā)出料，經(jīng)管3切向進(jìn)入組合分離器4， 沿外筒15螺旋上升，將液滴甩向器壁獲得離心分離，分離后液體由底部出 料口12排出，進(jìn)入降膜蒸發(fā)器循環(huán)管路；強(qiáng)制蒸發(fā)出料經(jīng)管8，由內(nèi)套的 重力分離器汽化管16進(jìn)入，在內(nèi)夾套17中汽化分離，物料下落由內(nèi)筒排 液口9，進(jìn)入循環(huán)管，再次強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)，汽體向上經(jīng)錐帽帽18捕沫裝置 撞擊，分離物料后汽體則與外筒降膜旋轉(zhuǎn)汽體混合，帶動(dòng)旋流作離心汽料
分離，部分竄流至中心的汽流，經(jīng)排汽口下方捕沬裝置例如錐帽19撞擊， 再次分離其中物料，分離蒸汽則由蒸汽排出口 14排出，供下效加熱或作其 .他用途。
降膜蒸發(fā)出料效的進(jìn)料量為總進(jìn)料量減去前三效的蒸發(fā)量，55.56 — 12.5X3 = 18.06 T/h，降膜蒸發(fā)器1進(jìn)料濃度10.77%，進(jìn)料量18.06 T/h， 在降膜蒸發(fā)器中循環(huán)蒸發(fā)至濃度25%時(shí)，蒸發(fā)器出料量7.78T/h，降膜蒸發(fā) 器蒸發(fā)量10.28T/ h。蒸發(fā)器運(yùn)行濃度25%，所需傳熱面積650m2，所需循 環(huán)泵流量Q-300m，揚(yáng)程H-20m ，功率P=30kw;
強(qiáng)制循環(huán)由前級(jí)降膜蒸發(fā)出料濃度25°/。物料，引入強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器5， 循環(huán)蒸發(fā)至濃度35%時(shí)出料，蒸發(fā)器進(jìn)料量7.78T/h。蒸發(fā)器出料量5.56T/ h，蒸發(fā)器蒸發(fā)量2.22T/ h。蒸發(fā)器運(yùn)行濃度35%，所需傳熱面積240m2， 所需循環(huán)泵流量Q=200m，揚(yáng)程H-30m ，功率P=37kw。
組合汽液分離器為4)2150X5200。
比較例采用通常蒸發(fā)方案出料效采用強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)濃縮，進(jìn)料量
為總進(jìn)料量減去前三效的蒸發(fā)量，55.56—12.5X3 = 18.06 T/h，此時(shí)出料效 的進(jìn)料濃度為10.77%，出料效的出料濃度為35%。出料效運(yùn)行濃度為35%， 所需強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)傳熱面積1220m2，所需循環(huán)泵流量Q=1000m，揚(yáng)程 H=30m ，功率P-160kw，所配汽液分離器為4> 2400X5500。
實(shí)用新型組合蒸發(fā)濃縮裝置，較單一強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)濃縮裝置比較
實(shí)用新型組合蒸發(fā)濃縮裝置傳熱面積合計(jì)650m2+240m2=890m2，比 單一強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的1220m2減少330m2，節(jié)省27%;
實(shí)用新型組合蒸發(fā)濃縮裝置裝機(jī)容量合計(jì)30kw+37kw =67kw，比 單一強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的160kw減少93 kw，節(jié)省58%;
汽液分離器耗材節(jié)省25%;
出液速度提高2.32倍(18.16/7.78)。
實(shí)用新型組合蒸發(fā)濃縮裝置中，降膜蒸發(fā)器可以采用現(xiàn)有技術(shù)中多種 降膜蒸發(fā)器，無特別要求，其中一種常用為管式蒸發(fā)器。捕沬裝置還可以 采用其他結(jié)構(gòu)形式。
權(quán)利要求1、組合式溶液濃縮蒸發(fā)器，其特征在于由降膜蒸發(fā)裝置與強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)裝置按物料串聯(lián)組合，兩蒸發(fā)裝置出料分別與各自分離裝置循環(huán)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述組合式溶液濃縮蒸發(fā)器，其特征在于降膜蒸發(fā)器 與強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器共用一個(gè)組合分離器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述組合式溶液濃縮蒸發(fā)器，其特征在于組合分離器由外旋風(fēng)分離器內(nèi)重力分離器套合組合。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述組合式溶液濃縮蒸發(fā)器，其特征在于外旋風(fēng)分離 器直徑為內(nèi)重力分離器直徑1.2—2.5倍。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述組合式溶液濃縮蒸發(fā)器，其特征在于外旋風(fēng)分離 器高度為內(nèi)重力分離器高度1.0—2.5倍。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3、 4或5所述組合式溶液濃縮蒸發(fā)器，其特征 在于外旋風(fēng)分離器內(nèi)排汽口下方有捕沬裝置。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3、 4或5所述組合式溶液濃縮蒸發(fā)器，其特征 在于重力分離器上方有錐帽捕沫裝置。
專利摘要本實(shí)用新型是對(duì)多效蒸發(fā)中最終濃縮效濃縮蒸發(fā)裝置的改進(jìn)，其特征是多效蒸發(fā)濃縮降膜蒸發(fā)至最終濃縮效蒸發(fā)器，由降膜蒸發(fā)裝置與強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)裝置按物料串聯(lián)組合，兩蒸發(fā)裝置出料分別與各自分離裝置循環(huán)連接。本實(shí)用新型充分發(fā)揮了降膜蒸發(fā)器效能高、電耗少和強(qiáng)制循環(huán)抗堵塞、抗積垢優(yōu)點(diǎn)，克服了其相應(yīng)不足，使兩種蒸發(fā)工藝得到互補(bǔ)支持，較原最終濃縮效單一采用強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)，可以節(jié)約動(dòng)力消耗50-80％，提高出液速度3-10倍，并能節(jié)約設(shè)備投資。特別適用于濃縮比大、物料特性隨濃度變化大的物質(zhì)的濃縮蒸發(fā)，例如含有蛋白、膠體一類物料及粘度和積垢性隨濃度升高物料的蒸發(fā)。
文檔編號(hào)B01D1/00GK201070544SQ200720040339
公開日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2007年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月17日
發(fā)明者王三君, 王小君 申請(qǐng)人:江蘇縱橫濃縮干燥設(shè)備有限公司