一种基于热流逸效应的煮糖工段抽真空系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于热流逸效应的煮糖工段抽真空系统，努森泵装置，其包括至少一组努森泵组，每组努森泵组的热腔换热器的进口与乏汽管的第一出口连接，每组努森泵组的冷腔换热器的出口与废汽管的进口连接；冷凝器，其汁汽出口与努森泵装置的进气口连接；煮糖罐，其包括煮糖汁汽室和煮糖加热体，煮糖汁汽室的汁汽出口与冷凝器的汁汽进口连接；以及蒸发罐，其包括蒸发汁汽室和蒸发加热体，蒸发汁汽室的汁汽出口与煮糖罐的煮糖加热体的进口连接，蒸发加热体的进口与废汽管的出口连接。本发明专利技术的努森泵装置可以直接与制糖生产过程相结合，以充分利用糖厂自备发电产生的余(废)热，减少电能和机械能等高品位能源的消耗，运行可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种基于热流逸效应的煮糖工段抽真空系统
本专利技术涉及真空
，特别涉及一种基于热流逸效应的煮糖工段抽真空系统。
技术介绍
制糖业是轻工业领域中耗能较大的一个产业。糖厂煮糖罐的低温汁汽一般需要被冷凝或抽取，才能获得所需的真空度，这也是维持糖厂正常生产的必要条件。糖厂煮糖时，需要煮糖汁汽室保持真空度在0.085-0.094MPa。煮糖罐内真空度不稳定必然会引起蒸汽压力不稳定，进而导致罐内的温度不稳定。如果罐内温度随时波动，温度突然升高时蔗糖溶解度增大，糖膏母液的过饱和度减低；而温度突然降低时，过饱和度就迅速增高，引起蔗糖析出过快，可能产生粘晶或伪晶。因此，对煮糖汁汽室抽取真空是制糖工艺流程中最为关键的一步。制糖工艺流程中的真空系统一般由真空泵、冷凝器、清水泵及其附属管道等组成。在上述设备中，除冷凝器之外，真空泵、清水泵均有运动部件，长期运行需要消耗大量电能，且由于运动部件磨损造成种种问题，影响制糖工艺流程的正常进行。另外，早期将罗茨式真空泵用于制糖工艺的抽真空过程中，在多个煮糖罐之间共用一个系统，由于各罐间歇煮糖时间不一致，真空系统不稳定，得到的结晶产物不理想。有些糖厂的蒸发和煮糖工段也共用同一个真空母系统内，如果人为操作不当，煮糖与蒸发工段都将引起真空压力波动，甚至导致停榨。近年来，改进后的水喷射式抽真空技术也应用于糖厂制糖工艺流程中。水喷射冷凝器是把淋洒式冷凝器和真空泵的冷凝和抽真空的两个工序合并在一个设备中完成。但水喷射式冷凝器用水量较大，且受到外部水源温度影响，如果对煮糖罐汁气室出口的汁汽冷凝不充分，真空度将很难达到要求。另外，在制糖业的生产过程往往会伴随大量余(废)热排放，其中至少有一半未得到合理利用，造成能源浪费和环境污染。如能合理利用这些余(废)热资源，结合到工艺生产过程中，可有效提高能源利用率，为我国节能减排目标的实现打下坚实的基础。因此，如何在制糖工艺中改善上述几种情况，既能满足系统一定的真空度要求，保持真空系统稳定持续运行，又能减少工业余(废)热的排放和冷却水用量，是制糖业亟待解决的普遍性的技术难题。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于热流逸效应的煮糖工段抽真空系统，从而克服现有的抽真空系统结构复杂、故障率高、真空度不稳定和需要消耗大量高品位能源的缺点。为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于热流逸效应的煮糖工段抽真空系统，包括：努森泵装置，其包括至少一组努森泵组，该努森泵装置的每组所述努森泵组的冷腔换热器的进口与冷却水供水管连接，且该努森泵装置的每组所述努森泵组的冷腔换热器的出口与冷却水回水管连接；该努森泵装置的每组所述努森泵组的热腔换热器的进口与乏汽管的第一出口连接，且所述乏汽管的第一出口设置有一第一调节阀，该努森泵装置的每组所述努森泵组的冷腔换热器的出口与废汽管的进口连接；该努森泵装置的每组所述努森泵组的主进口与进气口连接，且所述进气口设置有一真空阀，且该努森泵装置的每组所述努森泵组的主出口与排气口连接；冷凝器，其汁汽出口与所述努森泵装置的所述进气口连接；该冷凝器内设置有雾化喷淋器，所述雾化喷淋器的进口与所述冷却水供水管连接，且所述雾化喷淋器的进口设置有一第二调节阀，所述冷凝器的冷凝水出口与第一凝结水回水管连接；煮糖罐，其包括煮糖汁汽室和煮糖加热体，所述煮糖汁汽室的汁汽出口与所述冷凝器的汁汽进口连接，所述煮糖加热体的出口与第二凝结水回水管连接；以及蒸发罐，其包括蒸发汁汽室和蒸发加热体，所述蒸发汁汽室的汁汽出口与所述煮糖罐的所述煮糖加热体的进口连接，所述蒸发加热体的进口与所述废汽管的出口连接，且所述蒸发加热体的出口与第三凝结水回水管连接。优选地，上述技术方案中，还包括除沫器，所述除沫器内储存有除沫工质，所述冷凝器的汁汽出口与所述除沫器通过一真空管进行连接，且所述真空管与所述除沫器连接的一端位于所述除沫工质内，所述除沫器的出口与所述努森泵装置的所述进气口连接。优选地，上述技术方案中，所述除沫工质为水。优选地，上述技术方案中，还包括一减温减压装置，所述减温减压装置的进口与所述乏汽管的第二出口连接，且所述减温减压装置的出口与所述蒸发罐的所述蒸发加热体的进口连接。优选地，上述技术方案中，所述努森泵装置的每组所述努森泵组的冷腔的底部设置有一凝结水出口，且每个所述凝结水出口与所述第四凝结水回水管连接。优选地，上述技术方案中，所述努森泵装置的每组所述努森泵组的热腔换热器和冷腔换热器均为螺旋管式换热器。优选地，上述技术方案中，所述努森泵装置的每组所述努森泵组的微通道薄膜由一种具有微米孔或纳米孔的蜂窝状材料制成，且所述蜂窝状材料的平均孔径不大于不凝缩气体分子的平均自由程。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1.本专利技术的每组努森泵组的热腔通过热腔换热器来利用自备发电产生的余(废)热，即利用乏汽来加热热腔，以使热腔维持在较高的温度，而冷腔采用冷却水进行冷却，以使热腔和冷腔之间具有适宜的温差，确保热流逸效应发生的外部条件并产生较显著的热流逸效应，即努森泵装置在热能驱动下产生热流逸效应，不断抽取冷凝器中的不凝缩气体，进而保证煮糖工艺所需的真空度，且该努森泵装置可以直接与制糖生产过程相结合，以充分利用糖厂自备发电产生的余(废)热，减少电能和机械能等高品位能源的消耗；该抽真空系统无运动部件，不产生噪声，且努森泵装置为模块化设计，可根据实际需要对努森泵进行串并联组合，不用另设一套单独的对不凝缩气体抽真空的辅助系统，简化结构；该抽真空系统可单独应用于每个煮糖罐系统中，使各煮糖罐在间歇煮糖时不互相干扰，生产稳定；该抽真空系统不受天气和冷却水温度的影响，可使煮糖罐的达到比水喷射冷凝器系统更高的真空度，降低糖浆蒸发温度，减少加热蒸汽用量，提高蒸发速率，缩短煮糖时间；努森泵装置不仅可对冷凝器中的不凝缩气体进行抽吸，还可使用于干式逆流冷凝器中，提高冷凝出水温度和冷凝水冷凝效率，极大的减少冷凝器中冷却水的用量，减少循环供水所需的能耗，节能减排。2.本专利技术的抽真空系统还包括一除沫器，且除沫器内存有一定量的水，除沫器设置于冷凝器与努森泵装置之间，以除去从冷凝器出来的气体中夹带的泡沫和杂质，保证努森泵装置的正常运行。3.本专利技术的抽真空系统还包括一减温减压装置，减温减压装置将乏汽管和蒸发加热体的进口连接起来，将乏汽管的乏汽降温降压后再通入蒸发罐的蒸发加热体中，其中，废汽管内的气体为与努森泵装置的每组努森泵组的热腔换热后的乏汽，将其通过废气管输送至蒸发加热体中加热蒸发罐内的糖汁，节省能源，当该乏汽不能为蒸发罐提供足够的热量时，打开减温减压装置，通过减温减压装置进行补充。附图说明图1是根据本专利技术的基于热流逸效应的煮糖工段抽真空系统的结构示意图。图2是根据本专利技术的努森泵装置的结构示意图。图3是根据本专利技术的第N级努森泵的结构示意图。主要附图标记说明：1-乏汽管，2-减温减压装置，3-蒸发罐，3-1-蒸发汁汽室，3-2-蒸发加热体，3-3-糖汁入口，3-4-糖浆出口，4-煮糖罐，4-1-煮糖汁汽室，4-2-煮糖加热体，4-3-糖浆入口，4-4-糖膏出口，4-5-种子入口，5-冷凝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于热流逸效应的煮糖工段抽真空系统，其特征在于，包括：努森泵装置(10)，其包括至少一组努森泵组，该努森泵装置(10)的每组所述努森泵组的冷腔换热器(N‑6)的进口与冷却水供水管(11)连接，且该努森泵装置(10)的每组所述努森泵组的冷腔换热器(N‑6)的出口与冷却水回水管(13)连接；该努森泵装置(10)的每组所述努森泵组的热腔换热器(N‑7)的进口与乏汽管(1)的第一出口连接，且所述乏汽管(1)的第一出口设置有一第一调节阀(17)，该努森泵装置(10)的每组所述努森泵组的冷腔换热器(N‑6)的出口与废汽管(16)的进口连接；该努森泵装置(10)的每组所述努森泵组的主进口与进气口(9)连接，且所述进气口(9)设置有一真空阀(8)，且该努森泵装置(10)的每组所述努森泵组的主出口与排气口(12)连接；冷凝器(5)，其汁汽出口与所述努森泵装置(10)的所述进气口(9)连接；该冷凝器(5)内设置有雾化喷淋器(5‑1)，所述雾化喷淋器(5‑1)的进口与所述冷却水供水管(11)连接，且所述雾化喷淋器(5‑1)的进口设置有一第二调节阀(5‑2)，所述冷凝器(5)的冷凝水出口与第一凝结水回水管(15)连接；煮糖罐(4)，其包括煮糖汁汽室(4‑1)和煮糖加热体(4‑2)，所述煮糖汁汽室(4‑1)的汁汽出口与所述冷凝器(5)的汁汽进口连接，所述煮糖加热体(4‑2)的出口与第二凝结水回水管(18)连接；以及蒸发罐(3)，其包括蒸发汁汽室(3‑1)和蒸发加热体(3‑2)，所述蒸发汁汽室(3‑1)的汁汽出口与所述煮糖罐(4)的所述煮糖加热体(4‑2)的进口连接，所述蒸发加热体(3‑2)的进口与所述废汽管(16)的出口连接，且所述蒸发加热体(3‑2)的出口与第三凝结水回水管(19)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种基于热流逸效应的煮糖工段抽真空系统，其特征在于，包括：努森泵装置(10)，其包括至少一组努森泵组，该努森泵装置(10)的每组所述努森泵组的冷腔换热器(N-6)的进口与冷却水供水管(11)连接，且该努森泵装置(10)的每组所述努森泵组的冷腔换热器(N-6)的出口与冷却水回水管(13)连接；该努森泵装置(10)的每组所述努森泵组的热腔换热器(N-7)的进口与乏汽管(1)的第一出口连接，且所述乏汽管(1)的第一出口设置有一第一调节阀(17)，该努森泵装置(10)的每组所述努森泵组的冷腔换热器(N-6)的出口与废汽管(16)的进口连接；该努森泵装置(10)的每组所述努森泵组的主进口与进气口(9)连接，且所述进气口(9)设置有一真空阀(8)，且该努森泵装置(10)的每组所述努森泵组的主出口与排气口(12)连接；冷凝器(5)，其汁汽出口与所述努森泵装置(10)的所述进气口(9)连接；该冷凝器(5)内设置有雾化喷淋器(5-1)，所述雾化喷淋器(5-1)的进口与所述冷却水供水管(11)连接，且所述雾化喷淋器(5-1)的进口设置有一第二调节阀(5-2)，所述冷凝器(5)的冷凝水出口与第一凝结水回水管(15)连接；煮糖罐(4)，其包括煮糖汁汽室(4-1)和煮糖加热体(4-2)，所述煮糖汁汽室(4-1)的汁汽出口与所述冷凝器(5)的汁汽进口连接，所述煮糖加热体(4-2)的出口与第二凝结水回水管(18)连接；以及蒸发罐(3)，其包括蒸发汁汽室(3-1)和蒸发加热体(3-2)，所述蒸发汁汽室(3-1)的汁汽出口与所述煮糖罐(4)的所述煮糖加热体(4-2)的进口连接，所述蒸发加热体(3-2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫乾赐，罗智楠，盘灿辉，李国华，王博韬，卢苇，王祥，张文杰，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西,45