一种外循环电极加热真空蒸发器论文和设计-蓝日卫

全文摘要

一种外循环电极加热真空蒸发器由电极加热器、真空蒸发罐、水喷射真空泵、循环泵、进料泵组成，其特征是：废酸输送管与电极加热器的废酸进口管连接；电极加热器的热废酸出口管与进料泵的进口管连接；进料泵的出口管与真空蒸发罐的进料管连接；真空蒸发罐的蒸汽出口管与水喷射真空泵的进气管连接，将水蒸汽冷凝及抽真空；真空蒸发罐的循环出口管与循环泵进口管连接；循环泵的出口管与电极加热器的废酸进口管连接；在真空蒸发罐下部设置浓废酸排出管，与浓废酸输送管连接；在真空蒸发罐底部设置排渣出口管，与渣液输送管连接。它具有加热效率高、结构简单、工作可靠、易于清洗、安装方便等优点。

主设计要求

1.一种外循环电极加热真空蒸发器，由电极加热器(1)、真空蒸发罐(2)、水喷射真空泵(3)、循环泵(4)、进料泵(5)组成，其特征是：废酸输送管与电极加热器(1)的废酸进口管连接；电极加热器(1)的热废酸出口管与进料泵(5)的进口管连接；进料泵(5)的出口管与真空蒸发罐(2)的进料管连接；真空蒸发罐(2)的蒸汽出口管与水喷射真空泵(3)的进气管连接，将水蒸汽冷凝及抽真空；真空蒸发罐(2)的循环出口管与循环泵(4)进口管连接；循环泵(4)的出口管与电极加热器(1)的废酸进口管连接；在真空蒸发罐(2)下部设置浓废酸排出管，与浓废酸输送管连接；在真空蒸发罐(2)底部设置排渣出口管，与渣液输送管连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种外循环电极加热真空蒸发器，其特征在于：电极加热器(1)由多组并联轮换工作，以保证真空蒸发器连续运行。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及化工、食品、制药等工业领域液体浓缩操作过程，具体是一种采用电极加热法浓缩钛白废酸的外循环电极加热真空蒸发器。

背景技术

在化工、食品、制药等工业领域内，有许多液体原料、半成品需要浓缩，加工成产品；有许多液体废料为了满足环保的要求，对废酸、废液的浓缩处理，一般都采用蒸汽加热蒸发的操作过程。

例如，在硫酸法钛白粉生产中，最难解决的是废酸的有效回用，因为含酸浓度为20％左右的废酸要占处理废物的70％，废酸的浓缩除杂处理回用或再用一直是行业内挥之不去又接纳不了的严重问题。

纵观国内外硫酸法钛白粉企业处理废酸的方法，采用废酸浓缩是最主要的方法，国外一些大型硫酸法钛白粉企业都使用浓缩法处理废酸。废酸浓缩法就是加热废酸，使硫酸浓度增加，然后返回酸解工序。目前，浓缩法一般采用多效蒸发浓缩，采用的蒸发设备为列管式石墨蒸发器，但存在难以克服的几个问题：(1)能耗高；(2)蒸发管道易堵塞，运行不稳定；(3)设备材质要求高，投资大；(4)操作复杂，维修困难。

至今也没发现相关文献报道一种加热效率高、热交换充分、不易堵塞、结构简单、易于清洗、运行稳定、操作容易、易于清洗、投资省，又适用于中小型硫酸法钛白粉企业浓缩钛白废酸的外循环电极加热真空蒸发器。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种加热效率高、热交换充分、不易堵塞、结构简单、易于清洗、投资省的浓缩钛白废酸的蒸发设备，具体是一种外循环电极加热真空蒸发器。

本实用新型是这样实现的，一种外循环电极加热真空蒸发器由电极加热器、真空蒸发罐、水喷射真空泵、循环泵、进料泵组成，其特征是：废酸输送管与电极加热器的废酸进口管连接；电极加热器的热废酸出口管与进料泵的进口管连接；进料泵的出口管与真空蒸发罐的进料管连接；真空蒸发罐的蒸汽出口管与水喷射真空泵的进气管连接，将水蒸汽冷凝及抽真空；真空蒸发罐的循环出口管与循环泵进口管连接；循环泵的出口管与电极加热器的废酸进口管连接；在真空蒸发罐下部设置浓废酸排出管，与浓废酸输送管连接；在真空蒸发罐底部设置排渣出口管，与渣液输送管连接。

上述一种外循环电极加热真空蒸发器的电极加热器由多组并联轮换工作，以保证真空蒸发器连续运行。

上述一种外循环电极加热真空蒸发器适用于化工、食品、制药等工业领域液体浓缩操作过程。

本实用新型的工作原理是：操作时，将稀废酸从废酸进口管加入电极加热器内，当废酸达到最高液位后，则停止进液，然后开启加热电源，电极板通电，利用液体介质自身的高电阻特性，将电能直接转换成热能，使废酸自身发热，其热效率可达100％，当废酸加热到沸点时，通过液温和液位控制器的控制，停止供电，开启排酸阀，将热废酸排出电极加热器；通过进料泵送入真空蒸发罐，当热废酸通过喷头喷射成雾状，进入真空环境中，突发“闪蒸”，热废酸中大量水分蒸发形成水蒸汽，水蒸汽夹带着液沫通过丝网除沫器，将水蒸汽夹带的细小液沫分离；然后水蒸汽进入水喷射真空泵被冷凝，由于水喷射真空泵的抽吸作用，使真空蒸发罐处于真空负压状态；罐内的热废酸大量水分被蒸发，废酸浓度增高，向下沉降，低浓度的废酸向上翻滚，液层在罐内形成循环；另一方面，因蒸发而降温，且未达到浓度的上层废酸用循环泵送入电极加热器中继续加热，在液体底层达到浓度的浓废酸从底部浓废酸排出管排出，以此保持连续性操作；罐底浓度高的废酸由于温度下降会有结晶析出而沉于罐底，这些结晶废渣定时由排渣出口管排卸处理。

本实用新型的优点是：

1.加热效率高：由于采用电极加热方法，电热转换效率可达100％。

2.结构简单，工作可靠：利用液体传递能量、质量和热量，本身没有运动部件，故有结构简单，无需维修等特点。

3.安装方便：将电极加热器外置，体积小，重量轻，便于安装。

附图说明

图1是一种外循环电极加热真空蒸发器的结构主视示意图。

如图1所示，一种外循环电极加热真空蒸发器由电极加热器1、真空蒸发罐2、水喷射真空泵3、循环泵4、进料泵5组成。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细说明。

如图1所示本实用新型的结构主视示意图中可看到，一种外循环电极加热真空蒸发器由电极加热器1、真空蒸发罐2、水喷射真空泵3、循环泵4、进料泵5组成，其特征是：废酸输送管与电极加热器1的废酸进口管连接；电极加热器1的热废酸出口管与进料泵5的进口管连接；进料泵5的出口管与真空蒸发罐2的进料管连接；真空蒸发罐2的蒸汽出口管与水喷射真空泵3的进气管连接，将水蒸汽冷凝及抽真空；真空蒸发罐2的循环出口管与循环泵4进口管连接；循环泵4的出口管与电极加热器1的废酸进口管连接；在真空蒸发罐2下部设置浓废酸排出管，与浓废酸输送管连接；在真空蒸发罐2底部设置排渣出口管，与渣液输送管连接。

操作时，将稀废酸从废酸进口管加入电极加热器1内，当废酸达到最高液位后，则停止进液，然后开启加热电源，电极板通电，利用液体介质自身的高电阻特性，将电能直接转换成热能，使废酸自身发热，其热效率可达100％，当废酸加热到沸点时，通过液温和液位控制器的控制，停止供电，开启排酸阀，将热废酸排出电极加热器1；通过进料泵5送入真空蒸发罐2，当热废酸通过喷头喷射成雾状，进入真空环境中，突发“闪蒸”，热废酸中大量水分蒸发形成水蒸汽，水蒸汽夹带着液沫通过丝网除沫器，将水蒸汽夹带的细小液沫分离；然后水蒸汽进入水喷射真空泵3被冷凝，由于水喷射真空泵3的抽吸作用，使真空蒸发罐2处于真空负压状态；罐内的热废酸大量水分被蒸发，废酸浓度增高，向下沉降，低浓度的废酸向上翻滚，液层在罐内形成循环；另一方面，因蒸发而降温，且未达到浓度的上层废酸用循环泵4送入电极加热器1中继续加热，在液体底层达到浓度的浓废酸从底部浓废酸排出管排出，以此保持连续性操作；罐底浓度高的废酸由于温度下降会有结晶析出而沉于罐底，这些结晶废渣定时由排渣出口管排卸处理。

设计图

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