一種節能型多效載氣升膜單程式蒸發裝置的製作方法

2023-07-20 12:43:41 2

專利名稱：一種節能型多效載氣升膜單程式蒸發裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於化工蒸發技術領域。涉及多效載氣蒸發過程及設備。
背景技術：
多效降膜蒸發已在生產上廣泛應用，更在加熱生蒸汽進入第一效蒸發器前加置一噴射式熱壓泵，以具有較高壓力的生蒸汽進入熱壓泵，來抽吸自第一效蒸發器出來的二次蒸汽，從而增大了自熱壓泵排出的加熱蒸氣量，來加熱第一效的蒸發料液。這使第一效出來的汽化潛熱已被利用過一次的二次蒸汽，在重新進入第一效作為加熱蒸汽時，汽化潛熱獲得再一次利用，顯然節省了能耗。因之，具有噴射式熱壓泵設置的多效降膜蒸發裝置在節省能耗上是十分有益的。然而，在多效降膜式蒸發裝置中，料液自前一效進入後一效時都需要有一離心泵輸送，這就需要消耗能量，而且離心泵在減壓條件下輸送接近沸點條件下的料液，容易產生氣蝕，引起操作上的不便。

發明內容
本實用新型的目的就是提供一種設備費用與操作費用較低、操作方便、傳熱效率高的節能型多效載氣升膜單程式蒸發裝置。
本實用新型的技術解決方案是創建一種節能型多效載氣蒸發裝置，用多個單程式載氣升膜蒸發器加置一個噴射式熱壓泵組成。該節能型多效載氣蒸發裝置，包括料液槽(1)、進料泵(2)、噴射式熱壓泵(3)、多個串聯的載氣蒸發器和載氣流量計(10)、噴淋式直接接觸式冷凝器(7)、真空泵(8)和成品罐(9)。載氣蒸發器是由以加熱列管(16)組成的加熱室(11)、頂部的汽液分離室(12)和底部設有的載氣分布器(14)的進料段(13)所組成；加熱室(11)設有加熱蒸汽進入口(17)、加熱蒸汽冷凝液排出口(19)和不凝性氣體與蒸汽的混合氣引出口(18)，混合氣引出口(18)與底部進料段中的載氣分布器(14)相連，進料段(13)還設有進料口(20)，頂部的汽液分離室(12)設有除沫擋板(15)與二次蒸汽排出口(21)及濃料排出口(22)。
載氣蒸發器是2個以上，為首效載氣蒸發器(4)、第二效單程式載氣蒸發器(5)和末效單程式載氣蒸發器(6)。
使用一種節能型多效載氣蒸發裝置的載氣蒸發的方法是料液用進料泵(2)自料液槽(1)輸送到首效載氣蒸發器(4)的料液進入口進入蒸發器，具有較高壓力的生蒸汽進入噴射式熱壓泵(3)入口，於噴射式熱壓泵(3)的縮節喉頸處抽吸自首效蒸發器(4)出來的二次蒸汽，一起自噴射式熱壓泵(3)的噴出口排出，獲得排出量為進入的生蒸汽與抽吸的二次蒸汽之和的加熱蒸氣，進入首效蒸發器(4)加熱室的殼程中，加熱蒸發器內的料液使之蒸發濃縮。在首效載氣蒸發器(4)的底部有一載氣分布器，自外引入一定量的空氣作為載氣，使料液與載氣接觸時迅速汽化，進入到蒸發器的加熱蒸發列管中，在列管中受熱迅速蒸發，形成上升的膜狀流動，於加熱列管的上端衝出到蒸發器頂部的汽液分離室，經除沫擋板後，二次蒸汽由蒸汽器頂部的二次蒸汽管道排出，其中一部分進入第二效蒸發器(5)的加熱室，用來加熱第二效蒸發器中的料液，一部分進入噴射式熱壓泵(3)的縮喉低壓蒸汽抽入口，為生蒸汽驅動增壓，由熱壓泵壓出來加熱首效。在首效中的料液已經該效蒸發濃縮，自該蒸發器的料液排出管排出，進入到第二效蒸發器進料口，在第二效中進行進一步蒸發濃縮。在第二效蒸發器中，在加熱室中部設置一蒸汽與載氣的混合氣引出口，以管道連接蒸發器底部的載氣分布器，將第二效中的加熱蒸汽和載氣的混合氣引入第二效中作為載氣，促使蒸發料液在進入第二效的加熱列管時即為汽液二相混合物，增強了料液在加熱管中的上升速度和蒸發速率。在第二效中，第二效的二次蒸汽在頂部汽液分離室中除沫後，進入到再下一效作為加熱蒸汽，在其中得到進一步濃縮的料液由管道流至再下一效作為該效中被作進一步被蒸發的料液。在最後一效(6)出來的二次蒸汽進入到一噴淋式直接接觸冷凝器(7)，使蒸汽冷凝排出，冷凝器(7)連結一真空泵(8)，不斷抽出不凝氣體以保持蒸發系統必須的真空度。末效出來的已被濃縮所需濃縮的料液作為產品進入產品儲罐，產品儲罐與真空相連，以使出料順利排出。
本實用新型的有益效果是由於用單程式載氣升膜蒸發器組成多效蒸發系統，省去了在多效降膜蒸發系統所需的中間料液輸送泵，節省了設備費用與操作費用，且操作方便，便於控制。由於在蒸發操作中引入了載氣，採用載氣蒸發的技術，增強了傳熱效率，且降低了熱敏性物料的熱變質。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進一步說明。


圖1為本實用新型的設備流程圖。
其中，1.料液槽，2.進料泵，3.噴射式熱壓泵，4.首效單程式載氣升膜蒸汽器，5.第二效單程式載氣升膜蒸汽器，6.末效單程式載氣升膜蒸汽器，7.噴淋式直接接觸式冷凝器，8.真空泵，9.成晶罐，10.載氣流量計。
圖2為本實用新型中的單程式載氣升膜蒸發器結構圖。
其中11.加熱室，12.汽液分離室，13.底部進料段，14.載氣分布器，15.除沫擋板，16.加熱列管，17.加熱蒸氣進入口，18.不凝汽與蒸汽的混出氣引出口，19.蒸汽冷凝液排出口，20.料液進入口21.二次蒸汽排出口，22.濃縮料液出口。
具體實施方式
在本實用新型的一中試裝置，具有噴射式熱壓泵的雙效單程式載氣升膜蒸發器系統，I效的加熱面積為10m2，II效的加熱面積為7.5m2，熱壓泵設計的抽氣係數為0.5，蒸發按重量百分比含葡萄糖27％的料液，進料量為1600～1800kg/h，操作用表壓為5kg/cm2的生蒸汽，經熱壓泵抽吸I效蒸發器出來的二次蒸汽後，噴出的蒸汽壓力為0.7～0.8kg/cm2(絕壓)，進入I效加熱室作為加熱蒸氣。末效的真空度為600～620mmhg，獲得末效出料的葡萄糖濃縮液濃度為37～40％，出料量為1250～1350kg/h，其蒸出1kg水分消耗生蒸汽量為0.4～0.42kg生蒸汽/kg蒸出水，操作平穩，節能效果良好，且省去了中間料液輸送泵，濃糖成品的色澤較一般蒸發獲得的產品有顯著改善。效果很好。
權利要求1.一種節能型多效載氣升膜單程式蒸發裝置，其特徵在於，由料液槽(1)、進料泵(2)、噴射式熱壓泵(3)、串聯的載氣蒸發器、噴淋式直接接觸式冷凝器(7)、真空泵(8)、成品罐(9)和載氣流量計(10)所組成；載氣蒸發器是由加熱室(11)、頂部的汽液分離室(12)和底部進料段(13)構成；加熱室(11)由加熱列管(16)組成，並設有加熱蒸汽進入口(17)、加熱蒸汽冷凝液排出口(19)和不凝性氣與蒸汽的混合氣引出口(18)；頂部的汽液分離室(12)設有除沫擋板(15)與二次蒸汽排出口(21)及濃料出口(22)；底部進料段(13)設有進料口(20)和載氣分布器(14)，載氣分布器(14)與加熱室(11)上的不凝性氣與蒸汽的混合氣引出口(18)相連。
2.根據權利要求1所述的一種節能型多效載氣升膜單程式蒸發裝置，其特徵在於，串聯的載氣蒸發器是單程式的載氣升膜蒸發器，為首效載氣蒸發器(4)、第二效單程式載氣蒸發器(5)和末效單程式載氣蒸發器(6)。
專利摘要一種節能型多效載氣升膜單程式蒸發裝置屬於化工蒸發技術領域。涉及多效載氣蒸發過程及設備。它由多個單程式載氣升膜蒸發器串聯，前加置一噴射式熱壓泵組成。操作時，生蒸汽進入噴射式熱壓泵，抽吸部分首效蒸發出來的二次蒸汽，使之增壓後進入首效加熱室作為加熱蒸汽，首效加熱蒸發出來的二次蒸汽，除部分為熱壓泵抽吸外，進入到次效作為加熱蒸汽，次效蒸發出來的二次蒸汽再進入到下一效作為加熱蒸汽。各效蒸發器底部設有載氣分布器，通入空氣或本效加熱室放出的不凝性氣和蒸汽的混合氣作為載氣，藉以增強了加熱蒸發列管中的傳熱和蒸發速率。由於裝置中採用了單程式載氣升膜蒸發器，料液在蒸發器中受熱蒸發的時間短，減少了熱敏性物料在蒸發過程中的熱變質。
文檔編號B01D1/26GK2666527SQ20032010594
公開日2004年12月29日 申請日期2003年12月8日 優先權日2003年12月8日
發明者沈自求, 王軍 申請人:大連理工大學