一种节能高效降膜蒸发方法和系统技术方案

本发明专利技术属于蒸发器技术领域，具体涉及一种节能高效降膜蒸发方法和系统。所述方法是指气态物质与进入蒸发器前的混合料液进行热交换。所述系统包括储料装置、蒸发系统、衬套式冷却系统和收集系统，所述蒸发系统包括壳体、排气机构、进料机构和加热机构，所述衬套式冷却系统包括外壳和设置在外壳内的至少一个内管，所述储料装置与衬套式冷却系统相连。本发明专利技术提供的技术方案利用气态需要冷却而进料需要加热的需求，实现了体系内能量交换，同时降低了加热混合料的能耗和冷却气态物质的能耗。另外，通过雾化喷头可以获得使得部分进料直接雾化分离，防液泛层可以防止重相物质误排出。防液泛层可以防止重相物质误排出。防液泛层可以防止重相物质误排出。

【技术实现步骤摘要】
一种节能高效降膜蒸发方法和系统


[0001]本专利技术属于蒸发器
，具体涉及一种节能高效降膜蒸发方法和系统。

技术介绍

[0002]蒸发器是通过热交换的方式将含有不挥发性溶质的溶液加热至沸腾状况，使部分溶剂汽化并被移除，从而提高溶剂中溶质的浓度。
[0003]膜式蒸发器是单循环蒸发器，是为了解决加热室内滞料量大，致使物料在高温下停留时间长，特别不适合处理热敏性物料而设计的新型蒸发器。
[0004]在膜式蒸发器中溶液只通过加热室一次即可得到需要的组成，停留时间仅为数秒或10余秒钟，因此膜式蒸发器是单循环蒸发器。
[0005]膜式蒸发器操作过程中溶液沿加热管壁呈膜状流动。膜式蒸发器分为升膜蒸发器和降膜蒸发器。升膜、降膜中的这个膜指的是，蒸发器在操作过程中原料液是沿着加热管壁呈膜状流动。
[0006]降膜式蒸发器是料液是从蒸发器的顶部加入，在重力作用下沿管壁成膜状下降，并在此过程中蒸发增浓，在其底部得到浓缩液。由于成膜机理不同于升膜式蒸发器，故降膜式蒸发器可以蒸发浓度较高、粘度较大、热敏性的物料。
[0007]降膜蒸发体系包括降膜蒸发器和蒸发冷凝器，混合液经降膜蒸发器加热后，沸点低的物质变为蒸汽，沸点高的物质仍为液体从降膜蒸发器下部流出，沸点低的物质为气态，除非是液态水，否则一般都不能直接排放，需要通过蒸发冷凝器转化为液体进行回收和处理，这一冷凝过程增加了很多能耗。

技术实现思路

[0008]本专利技术提供了一种节能高效降膜蒸发方法和系统，用以解决目前降膜蒸发器分离效率及能耗高的问题。
[0009]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：所述节能高效降膜蒸发方法，其通过蒸发器加热料液使其中轻相转化为气态，重相保持液态实现分离，其中气态物质与进入蒸发器前的混合料液进行热交换，实现轻相的冷却凝结同时料液的预加热。
[0010]本文中轻相是指混合料液中沸点较低，在降膜蒸发器中从上面溢出的物质，重相是指混合料液中沸点较高，在蒸发器中保持为液相从蒸发器下部流出的物质。利用气态需要冷却而进料需要加热的需求，实现了体系内能量交换，同时降低了加热混合料的能耗和冷却气态物质的能耗。
[0011]可选地，进行热交换的气态物质和混合料液在相互隔离的区域运行，通过隔离的介质实现热传递。
[0012]可选地，所述气态物质和混合料液从相反方向进入和流出。
[0013]本专利技术还提供了一种节能高效降膜蒸发系统包括储料装置、蒸发系统、衬套式冷却系统和收集系统，所述蒸发系统包括壳体、设置在壳体内从上到下依次设置的排气机构、
进料机构和加热机构，所述衬套式冷却系统包括外壳和设置在外壳内的至少一个内管，所述储料装置与衬套式冷却系统相连，若所述蒸发系统中的进料机构进料口与衬套式冷却系统的外壳相通时，则所述排气机构排气口就与衬套式冷却系统的内管相通；若所述蒸发系统中的进料机构进料口与衬套式冷却系统的内管相通时，则所述排气机构排气口就与衬套式冷却系统的外套相通，所述收集系统包括与蒸发系统出料口相连的收集重相物质的重相收集装置和与衬套式冷却系统出料口相连的收集轻相物质的轻相收集装置。
[0014]可选的，所述蒸发系统中的进料机构进料口与衬套式冷却系统的外壳相通，所述排气机构排气口与衬套式冷却系统的内管相通。
[0015]可选地，所述衬套式冷却系统为多级衬套式冷却系统，其包括至少两级衬套式冷却器，第一级衬套式冷却器与排气机构和进料机构相连，最后一级衬套式冷却器与储料装置相连，在第一级衬套式冷却器冷却后气液混合物进入后一级衬套式冷却器，依此经过逐级衬套冷却器被冷却，储料装置出来的料液从最后一级衬套式冷却器进入前一级衬套冷却器，依此经过逐级衬套冷却器被加热。
[0016]可选地，还包括辅助冷凝系统，所述辅助冷凝系统包括至少一个板式换热器和/或至少一个冷风机组的子单元。
[0017]可选地，所述辅助冷凝系统中各子单元通过并联和/或串联连接。
[0018]可选地，所述进料机构包括与外部相通的进料口、与进料口相连的进料管、设置在进料管上的雾化喷头和位于雾化喷头下方的液膜生成器。
[0019]将料液经过雾化喷头可以获得足够小粒径的液体颗粒，这样利于料液的均布，最重要的是液体颗粒在特别小时，无需进入主蒸发器加热就可以直接汽化上升，而沸点较低的相更容易实现汽化，借助喷头就可以实现一部分的物质分离。
[0020]可选地，所述雾化喷头为超声波喷头。
[0021]可选地，所述排气机构包括位于雾化喷头上方的防液泛层和防液泛层之上的排气口。
[0022]由于雾化喷头会存在气相和液相物质一并上行的可能，降低了两物质的分离效率，增加一个防液泛层即可有效将两者加以分离，分离出的气相从排气口出去，液相回到主蒸发器中。
[0023]可选地，所述防液泛层的材料为分子筛。
[0024]可选地，所述蒸发系统还包括为加热机构提供热能的水热循环机构。
[0025]可选地，所述重相收集装置还通过泵与进料机构相连，所述轻相收集装置还通过泵与储料装置相连。
[0026]本专利技术提供的技术方案利用气态需要冷却而进料需要加热的需求，实现了体系内能量交换，同时降低了加热混合料的能耗和冷却气态物质的能耗。另外，通过雾化喷头可以获得使得部分进料直接雾化分离，防液泛层可以防止重相物质误排出。总的来说，本专利技术提供的技术方案在分离混合料液时，能耗大大降低，提高提纯效率和回收效率。
附图说明
[0027]图1是本专利技术所述节能高效降膜蒸发系统一具体实施方式的结构示意图。
[0028]图中所示：
[0029]10
‑
储料装置；
[0030]20
‑
蒸发系统、21
‑
壳体、22
‑
排气机构、221
‑
防液泛层、222
‑
排气口、23
‑
进料机构、231
‑
进料口、232
‑
进料管、233
‑
雾化喷头、24
‑
加热机构、25
‑
水热循环机构；
[0031]30
‑
衬套式冷却系统、31
‑
第一级衬套式冷却器、311
‑
第一外壳、312
‑
第一内管、313
‑
第一入口、314
‑
第一出口、315
‑
第二入口、316
‑
第二出口、32
‑
第二级衬套式冷却器、321
‑
第二外壳、322
‑
第二内管、323
‑
第三入口、324
‑
第三出口、325
‑
第四出口、326
‑
第五出口；
[0032]40
‑
辅助冷凝系统、41
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种节能高效降膜蒸发方法，其特征在于，通过蒸发器加热料液使其中轻相转化为气态，重相保持液态实现分离，其中气态物质与进入蒸发器前的混合料液进行热交换，实现轻相的冷却凝结同时料液的预加热。2.一种节能高效降膜蒸发系统，其特征在于，包括储料装置、蒸发系统、衬套式冷却系统和收集系统，所述蒸发系统包括壳体、设置在壳体内从上到下依次设置的排气机构、进料机构和加热机构，所述衬套式冷却系统包括外壳和设置在外壳内的至少一个内管，所述储料装置与衬套式冷却系统相连，若所述蒸发系统中的进料机构进料口与衬套式冷却系统的外壳相通时，则所述排气机构排气口就与衬套式冷却系统的内管相通；若所述蒸发系统中的进料机构进料口与衬套式冷却系统的内管相通时，则所述排气机构排气口就与衬套式冷却系统的外套相通，所述收集系统包括与蒸发系统出料口相连的收集重相物质的重相收集装置和与衬套式冷却系统出料口相连的收集轻相物质的轻相收集装置。3.根据权利要求2所述节能高效降膜蒸发系统，其特征在于，所述蒸发系统中的进料机构进料口与衬套式冷却系统的外壳相通，所述排气机构排气口与衬套式冷却系统的内管相通。4.根据权利要求2所述节能高效降膜蒸发系统，其特征在于，所述衬套式冷却系统为多级衬套式冷却系统，其包括至...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪国强，张巨兵，宋玉春，
申请(专利权)人：杜马司科学仪器江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：