CN217887011U - 一种物料低温浓缩设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及低温浓缩领域，公开一种物料低温浓缩设备，物料由循环泵(14)送入热泵的冷凝器(12)管程加热，之后进入闪蒸器(10)，物料在闪蒸器(10)内发生真空蒸发，产生蒸汽进入热泵的蒸发器(15)管程被冷凝成液态水，蒸汽由气态相变成液态水时的潜热通过热泵输送给冷凝器(12)管程内的物料。如此循环，使物料中的水份不断蒸发，浓度提高。蒸发过程，物料温度始终控制在20℃‑60℃之间。
Description
技术领域
本实用新型涉及低温浓缩领域，尤其涉及一种物料低温浓缩设备。
背景技术
MVR技术是将二次蒸汽进行机械压缩后，提升二次蒸汽的饱和温度，再用作热源为蒸发提供热能的技术，该技术已在很多行业得到广泛应用，例如申请号为201910030300.7的一种MVR蒸发装置。但是如果物料要求在较低的温度下蒸发，或者是物料的沸点温升过高，则MVR技术则没有经济价值。如某物料需要在10℃饱和蒸汽下蒸发，对应的饱和蒸汽密度仅为9.37克/方，那么每蒸发1公斤水，需要产出106.7方蒸汽，而在90℃的饱和蒸汽下，饱和密度是419克/方，同样蒸发一公斤水，其蒸汽量只有2.4方，两者相差45倍，意味着，蒸汽压缩机的流量相差45倍，因此基本上无法采用MVR技术。另一方面，MVR技术适合的物料沸点温升为0-15℃，如果沸点温升过高，压缩机做功太大，能较系统很低，也无经济价值。但是如果在低温下蒸发，同样物料，其沸点温升低很多，因此压缩机做功也会低很多，如50％浓度的硫酸，在100℃饱和蒸汽下蒸发，其沸点温升为24.5℃，而在10℃的饱和蒸汽下蒸发，其沸点温升则为12.8℃，因此在低下下蒸汽，压缩机做功会少很多。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术中MVR不适用于低温或高沸点物料的蒸汽的缺点，提供一种物料低温浓缩设备。
一种低温浓缩设备，包括闪蒸器和抽取闪蒸器内蒸汽的真空泵；还包括热泵和循环泵，热泵包括蒸发器和冷凝器，循环泵与冷凝器内的管程连接，冷凝器内的管程与闪蒸器连通；闪蒸器顶端与蒸发器的管程连通，蒸发器的管程另一端口与真空泵连通。闪蒸器内的物料所产生的低温蒸汽直接由热泵的蒸发器进行冷凝，同时将蒸汽冷凝所释放出的热量通过热泵的管路系统输送给热泵的冷凝器，对冷凝器管程内的物料进行加热。
作为优选，还包括物料槽，闪蒸器和循环泵都通过管路与物料槽连通，循环泵抽取物料槽内的物料并将其循环在闪蒸器和冷凝器的管程之间。闪蒸器内的物料浓缩后能够通过管路回流到物料槽中。
作为优选，包括气液分离器，蒸发器内的管程与气液分离器一端口连接，真空泵与气液分离器另一端口连接，气液分离器的下端口安装有排液管。气液分离器能够将未冷凝的蒸汽抽出，液化后的冷凝水被统一排出。
作为优选，还包括凝水槽，气液分离器的排液管连接到凝水槽上。
作为优选，闪蒸器上设有上管接头，上管接头通过法兰与蒸发器连接，闪蒸器内产生的低温蒸汽通过上管接头输送到蒸发器的管程中。
作为优选，闪蒸器上设有下管接头，下管接头设在上管接头的下方，下管接头通过法兰与冷凝器连接，冷凝器内的管程中物料经过加热后通过下管接头输送给闪蒸器。
本实用新型由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：
闪蒸器内的物料所产生的低温蒸汽直接由热泵的蒸发器进行冷凝，同时将蒸汽冷凝所释放出的热量通过热泵的管路系统输送给热泵的冷凝器，对冷凝器管程内的物料进行加热。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中，10—闪蒸器、11—物料槽、12—冷凝器、13—真空泵、14—循环泵、15—蒸发器、16—气液分离器、17—排液管、18—凝水槽、19—压缩机、101—上管接头、102—下管接头。
具体实施方式
下面结合附图1与实施例对本实用新型作进一步详细描述。
实施例1
一种低温浓缩设备，包括闪蒸器10、物料槽11、冷凝器12和真空泵13，物料槽11通过循环泵14与冷凝器12的管程连接，物料槽11内的物料通过循环泵14输送到冷凝管12的管程中，冷凝器12工作时能够对其管程内的物料进行加热，冷凝器12的管程与闪蒸器10连通，闪蒸器10接收冷凝器12管程中的物料，并在闪蒸器10内进行蒸发。低温浓缩设备包括热泵，热泵包括蒸发器15，闪蒸器10顶端与蒸发器15的管程连通，蒸发器15的管程另一端口与真空泵13连通，闪蒸器10蒸发后的蒸汽通过蒸发器15的管程内，蒸发器15工作时将其管程内的蒸汽冷凝成液态水；蒸发器15的壳程与冷凝器12的壳程连通，蒸发器15管程内的蒸汽冷凝成液态水时放出热量，该热量通过热泵的管路系统输送给冷凝器12，从而利用该热量来对冷凝器12管程内的物料进行辅助加热。
闪蒸器10通过管路与物料槽11连通，物料能够闪蒸器10和物料槽11中循环，从而将物料槽11内的物料浓缩到设定的浓度。
热泵包括压缩机19，压缩机19的出口端与冷凝器12的壳程连通，冷凝器12和蒸发器15的壳程内都流动着冷媒介质，压缩机19的进口端与蒸发器15的壳程连通，冷媒蒸汽通过压缩机19输送到冷凝器12的壳程中，冷凝器12内的冷媒从气态变成液态，该过程需要放出热量，该热量给冷凝器12内的管程进行加热。冷媒再通过膨胀阀送回到热泵的蒸发器15的壳程。蒸发器15内的冷媒从液态变成气体，该过程需要吸收热量，蒸发器15管程内的蒸汽的热量被吸收，从而将蒸发器15管程内的蒸汽冷凝成液态水。
闪蒸器10上设有上管接头101，上管接头101通过法兰与蒸发器15连接，闪蒸器10内产生的低温蒸汽通过上管接头101输送到蒸发器15的管程中。
闪蒸器10上设有下管接头102，下管接头102设在上管接头101的下方，下管接头102通过法兰与冷凝器12连接，冷凝器12内的管程中物料经过加热后通过下管接头102输送给闪蒸器10。
一种物料低温浓缩过程，包括如下步骤：
①启动真空泵13，抽出闪蒸器10及热泵的蒸发器15管程内的不凝气体，使物料达到沸腾状态，物料沸腾产生的蒸汽进入热泵的蒸发器15的管程内；
②启动循环泵14，使物料在闪蒸器10和热泵的冷凝器12管程间循环；
③启动热泵，使热泵的蒸发器15将物料沸腾所产生的水蒸汽进行冷凝，同时热泵的冷凝器给物料进行加热。
蒸发过程，物料的温度控制在20℃-60℃之间。
在低温浓缩之前，先向物料槽11内注入待浓缩的物料，同时向凝水槽18内注入清水。
循环泵14将物料槽11内的待浓缩物料输送到热泵的冷凝器12的管程，并从闪蒸器10出口回流至物料槽11，使得物料在热泵的冷凝器12和闪蒸器10之间循环，蒸发器15在抽真空的情况下其内的待浓缩物料沸腾产生蒸汽。
物料沸腾产生的蒸汽通过蒸发器15的管程被冷凝成液态水并排出；蒸汽由气态相变成液态水时的潜热通过热泵的管路系统输送给冷凝器12管程内的物料。
当物料浓度达到50％-65％时，停止浓缩，将母液转移至浓物料槽备用，再注入下一批待浓缩物料。
实施例2
实施例2与实施例1特征基本相同，不同的是低温浓缩设备包括气液分离器16，蒸发器15内的管程与气液分离器16一端口连接，真空泵13与气液分离器16另一端口连接，气液分离器16的下端口安装有排液管17。气液分离器16将蒸发器15输出的蒸汽和液态水进行分离并分别排出。
实施例3
实施例3与实施例2特征基本相同，不同的是低温浓缩设备还包括凝水槽18，气液分离器16的排液管17连接到凝水槽18上，凝水槽18用于收集气液分离器16分离出的液态水。
Claims (6)
1.一种低温浓缩设备，包括闪蒸器(10)和抽取闪蒸器(10)内蒸汽的真空泵(13)，其特征在于：还包括热泵和循环泵(14)，热泵包括蒸发器(15)和冷凝器(12)，循环泵(14)与冷凝器(12)内的管程连接，冷凝器(12)内的管程与闪蒸器(10)连通；闪蒸器(10)顶端与蒸发器(15)的管程连通，蒸发器(15)的管程另一端口与真空泵(13)连通。
2.根据权利要求1所述的一种低温浓缩设备，其特征在于：还包括物料槽(11)，闪蒸器(10)和循环泵(14)都通过管路与物料槽(11)连通，循环泵(14)抽取物料槽(11)内的物料并将其循环在闪蒸器(10)和冷凝器(12)的管程之间。
3.根据权利要求1所述的一种低温浓缩设备，其特征在于：包括气液分离器(16)，蒸发器(15)内的管程与气液分离器(16)一端口连接，真空泵(13)与气液分离器(16)另一端口连接，气液分离器(16)的下端口安装有排液管(17)。
4.根据权利要求3所述的一种低温浓缩设备，其特征在于：还包括凝水槽(18)，气液分离器(16)的排液管(17)连接到凝水槽(18)上。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种低温浓缩设备，其特征在于：闪蒸器(10)上设有上管接头(101)，上管接头(101)通过法兰与蒸发器(15)连接，闪蒸器(10)内产生的低温蒸汽通过上管接头(101)输送到蒸发器(15)的管程中。
6.根据权利要求1-4任一项所述的一种低温浓缩设备，其特征在于：闪蒸器(10)上设有下管接头(102)，下管接头(102)通过法兰与冷凝器(12)连接，冷凝器(12)内的管程中物料经过加热后通过下管接头(102)输送给闪蒸器(10)。
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| CN202221626166.0U CN217887011U (zh) | 2022-06-24 | 2022-06-24 | 一种物料低温浓缩设备 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115089987A (zh) * | 2022-06-24 | 2022-09-23 | 杭州安永环保科技有限公司 | 一种物料低温浓缩方法及设备 |
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2022
- 2022-06-24 CN CN202221626166.0U patent/CN217887011U/zh active Active
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