全文摘要
本实用新型涉及蒸馏技术领域的一种低温节能蒸发装置，管壳式蒸发器内部设置若干条蒸发管，蒸发管左右端为进出料口，管壳式蒸发器内壳与蒸发管之间形成容纳冷媒的壳程；制冷压缩机的制冷端连接上部壳程冷媒出口，制冷压缩机的制热端连接位于料液槽中的盘管，盘管另一端通过节流阀连接下部壳程冷媒进口；闪蒸罐上部通过节流阀连接料液槽底部，闪蒸罐下部通过循环泵与料液槽右边底部相连，闪蒸罐上部侧面连通进料口，出料口连接冷凝水泵和真空泵；本实用新型对蒸汽冷却成液体时放出的热量进行再利用，用于加热待蒸馏液体，能耗降低；进行物料浓缩中，能耗仅为电加热蒸发的10%，物料浓缩温度不超过33℃，物料不变质，节能效果非常显著。
主设计要求
1.一种低温节能蒸发装置，其特征在于：其包括相互交叉关联的制冷制热系统和浓缩蒸馏系统；所述制冷制热系统包括制冷压缩机和管壳式蒸发器，管壳式蒸发器内部设置若干条蒸发管，蒸发管轴线方向的左右端汇集为进出料口，管壳式蒸发器内壳与蒸发管圆周之间形成容纳冷媒的壳程；所述制冷压缩机的制冷端连接管壳式蒸发器上部壳程的冷媒出口，制冷压缩机的制热端连接位于料液槽中的盘管，盘管另一端连接管壳式蒸发器下部壳程的冷媒进口；所述浓缩蒸馏系统包括闪蒸罐，闪蒸罐的上部连接所述料液槽左边底部，闪蒸罐的下部通过循环泵与料液槽右边底部相连，所述闪蒸罐的上部侧面连通所述管壳式蒸发器的进料口，管壳式蒸发器出料口下部连接冷凝水泵，管壳式蒸发器出料口上部连接真空泵。
设计方案
1.一种低温节能蒸发装置，其特征在于：
其包括相互交叉关联的制冷制热系统和浓缩蒸馏系统；
所述制冷制热系统包括制冷压缩机和管壳式蒸发器，管壳式蒸发器内部设置若干条蒸发管，蒸发管轴线方向的左右端汇集为进出料口，管壳式蒸发器内壳与蒸发管圆周之间形成容纳冷媒的壳程；所述制冷压缩机的制冷端连接管壳式蒸发器上部壳程的冷媒出口，制冷压缩机的制热端连接位于料液槽中的盘管，盘管另一端连接管壳式蒸发器下部壳程的冷媒进口；
所述浓缩蒸馏系统包括闪蒸罐，闪蒸罐的上部连接所述料液槽左边底部，闪蒸罐的下部通过循环泵与料液槽右边底部相连，所述闪蒸罐的上部侧面连通所述管壳式蒸发器的进料口，管壳式蒸发器出料口下部连接冷凝水泵，管壳式蒸发器出料口上部连接真空泵。
2.根据权利要求1所述的一种低温节能蒸发装置，其特征在于：在所述闪蒸罐上部与所述料液槽左边底部之间设置节流阀；在所述盘管与管壳式蒸发器冷媒进口之间，也设置节流阀。
设计说明书
技术领域
本发明涉及蒸馏技术及设备制造领域，具体是一种低温节能蒸发装置。
背景技术
液体由液相变成气相要吸收大量的热，由气相变成液相时要放出大量的热。传统的蒸馏水生产过程，就是对液体的水加热至其沸点以上，使之变成蒸汽，然后再对蒸汽进行冷却，得到纯净的蒸馏水。
使用传统方法生产蒸馏水，不管是使用煤、燃气、燃油加热，或者是使用电加热，能耗都很大，除了对水加热的效率不高之外，另一原因是蒸汽冷却成蒸馏水时放出的热量没有回收再利用。
为了提高加热效率，本申请发明人王骏，2017年申请了专利《一种蒸汽冷凝蒸发技术及装置》申请号2017109329889，公开了一种蒸汽冷凝蒸发技术，主要内容是将密闭的蒸发器内物料蒸发出来的蒸汽冷凝成蒸馏液，并排出蒸发器外，降低蒸发器内的蒸汽压，蒸汽冷凝成蒸馏液时放出的热量经过热泵系统升温并对蒸发器内的物料进行加热，维持蒸发过程持续进行，实现低能耗蒸发分离蒸馏液；使生产蒸馏液的能耗仅为使用电、空气能、MVR技术加热蒸馏装置的25%－80%，节能效果显著。以上专利技术，已得到普遍的应用，但某些物料只能在低温下蒸发，当物料的蒸发温度要求不超过50℃时，以上专利就无能为力，或虽能勉强运行，但性价比却不合算。以上专利技术，已得到普遍的应用，在应用实践中，发现一些问题，本发明是对该专利技术的一项改进优化方案，提供一种新的具体应用装置。
MVR是蒸汽机械再压缩技术（mechanical vapor recompression的简称），它是重新利用它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。MVR技术也是很好的节能蒸发技术，但某些物料只能在低温下蒸发，当物料的蒸发温度要求不超过50℃时，MVR技术就无能为力，或虽能勉强运行，但性价比却不合算。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供简单高效的一种低温节能蒸发装置。
本发明使用的技术方案如下：
一种低温节能蒸发装置，其包括相互交叉关联的制冷制热系统和浓缩蒸馏系统；
所述制冷制热系统包括制冷压缩机和管壳式蒸发器，管壳式蒸发器内部设置若干条蒸发管，蒸发管轴线方向的左右端汇集为进出料口，管壳式蒸发器内壳与蒸发管圆周之间形成容纳冷媒的壳程；所述制冷压缩机的制冷端连接管壳式蒸发器上部壳程的冷媒出口，制冷压缩机的制热端连接位于料液槽中的盘管，盘管另一端连接管壳式蒸发器下部壳程的冷媒进口。
所述浓缩蒸馏系统包括闪蒸罐，闪蒸罐的上部连接所述料液槽左边底部，闪蒸罐的下部通过循环泵与料液槽右边底部相连，所述闪蒸罐的上部侧面连通所述管壳式蒸发器的进料口，管壳式蒸发器出料口下部连接冷凝水泵，管壳式蒸发器出料口上部连接真空泵。
进一步，在所述闪蒸罐上部与所述料液槽底部之间设置节流阀；在所述盘管与管壳式蒸发器冷媒进口之间，也设置节流阀。
制冷制热系统的作用是加热待浓缩的物料和将蒸发出来的蒸汽冷却为液体。
浓缩蒸馏系统用于将待浓缩的物料在料液槽和闪蒸罐之间循环受热，在闪蒸罐中蒸发，并将蒸汽输送到管壳式蒸发器的蒸发管中，冷却为液体，然后排出。
本发明的有益效果是：
1）在生产蒸馏液过程中，对蒸汽冷却成液体时放出的热量进行再利用，用于加热待蒸馏液体，大大降低能耗；
2）在进行物料浓缩过程中，不消耗外部蒸汽，仅靠制冷压缩机消耗少量电能，能耗仅为电加热蒸发的10%左右，节能效果非常显著；
3）在物料浓缩过程中，物料的温度始终不超过33℃，有利于保护物料的物理性质，不因高温而变质。
附图说明
图1为一种低温节能蒸发装置示意图。
图2为一种低温节能蒸发装置运行参数示意图。
图中，1－真空泵，2－管壳式蒸发器，3－制冷压缩机，4－盘管，5－料液槽，6－节流阀，7－循环泵，8－闪蒸罐，9－冷凝水泵，10－节流阀。
图中箭头：1）从右向左和从下往上的为冷媒流动方向，2）从上往下的为真空泵空气流动方向，3）从左向右的，图中左侧为冷凝液的流动方向，图中右侧为待蒸发液态物料流动方向。
具体实施方式
图1为一种低温节能蒸发装置示意图，管壳式蒸发器2内部设置二十至八十条蒸发管，蒸发管轴线方向的左右端汇集为进出料口（图中未示出），管壳式蒸发器内壳与蒸发管圆周之间形成容纳冷媒的壳程；制冷压缩机3的制冷端连接管壳式蒸发器上部壳程的冷媒出口（图中未示出），制冷压缩机的制热端连接位于料液槽中的盘管，盘管4另一端通过节流阀10连接管壳式蒸发器下部壳程的冷媒进口（图中未示出）。
闪蒸罐8的上部通过节流阀6连接料液槽5左边底部，闪蒸罐的下部通过循环泵与料液槽右边底部相连，闪蒸罐的上部侧面连通管壳式蒸发器的进料口，管壳式蒸发器出料口下部连接冷凝水泵9，管壳式蒸发器出料口上部连接真空泵1。
本发明工作过程：
1）向料液槽内充注一定量的待浓缩的液态物料；
2）启动真空泵，使管壳式蒸发器2蒸发管及与之连通的闪蒸罐形成真空；
3）打开节流阀6及循环泵7，使待浓缩的液态物料循环；
4）启动制冷压缩机，使管壳式蒸发器壳程内冷媒蒸发，产生冷媒蒸汽，经制冷压缩机加压后，冷媒蒸汽升温并送到盘管4；
5）盘管4内的高温冷媒蒸汽被料液槽内待浓缩的液态物料冷凝成液态冷媒，再经节流阀10回到管壳式蒸发器壳程中循环使用；
6）盘管4内的高温汽态冷媒被冷凝成液态冷媒的同时，料液槽内待浓缩的液态物料升温，高温待浓缩液态物料经节流阀节流进入闪蒸罐；
7）由于闪蒸罐内是真空状态，因此高温待浓缩液态物料发生闪蒸，产生蒸汽，同时浓缩液态物料降温，低温的浓缩液态物料被循环泵送回料液槽；
8）生产的蒸汽进入管壳式蒸发器蒸发管，通过换热，向壳程中的冷媒提供热量，使冷媒持续蒸发，同时管壳蒸发器蒸发管内的蒸汽被冷凝成冷凝液，维持闪蒸罐内的真空度，冷凝液经冷凝水泵9排出。
图2为一种低温节能蒸发装置运行参数示意图，选用R134A环保冷媒，它在管壳式蒸发器2的壳程内的蒸发温度为20℃，产生的20℃冷媒蒸汽，经压缩机加压后，温升到36℃，36℃的冷媒蒸汽在流经盘管时被冷凝成液态冷媒，液态冷媒经节流阀10回到管壳式蒸发器壳程。同时，汽态冷媒被冷凝成液态冷媒时的相变热，使料液槽内的待浓缩液态物料升温，温度由31℃升至33℃，加热的待浓缩液态物料经节流阀流入闪蒸罐，产出23℃的水蒸汽，同时，待浓缩液态物料自身温度降至31℃，23℃的蒸汽流入管壳式蒸发器的蒸发管内，被低温的冷媒冷凝成液态，冷凝液经冷凝水泵抽出，蒸汽液化时所放出的热量传递给冷媒，提供冷媒蒸发所需要的热量，维持冷媒持续蒸发。通过不断循环，料液槽内的待浓缩液态物料得到蒸发浓缩，浓度不但提高，直至达到生产要求。与此同时，生产出来的冷凝液经冷凝水泵抽出，作为另一个产品。
本发明在进行物料浓缩过程中，不消耗外部蒸汽，仅靠制冷压缩机消耗少量电能，工况下的能效系数可达到10，因此能耗仅为电加热蒸发的10%左右，节能效果非常显著；在物料浓缩过程中，物料的温度始终不超过33℃，有利于保护物料的物理性质，不变质。
本发明主要应用于液体物料的低温浓缩和蒸馏领域。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920001250.5
申请日:2019-01-02
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:86(杭州)
授权编号:CN209378478U
授权时间:20190913
主分类号:B01D 3/00
专利分类号:B01D3/00
范畴分类:23A;
申请人:杭州安永环保科技有限公司
第一申请人:杭州安永环保科技有限公司
申请人地址:311215 浙江省杭州市萧山区萧山经济技术开发区桥南区块鸿兴路117号
发明人:王骏;王军;张玮
第一发明人:王骏
当前权利人:杭州安永环保科技有限公司
代理人:代理机构:代理机构编号:优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计