用于木质素回收的板式蒸发浓缩系统技术方案

本技术提供一种热能利用充分、能耗低的用于木质素回收的板式蒸发浓缩系统。它包括预热器、一效蒸发器、一效汽水分离器、一效旋风分离器、二效蒸发器、二效汽水分离器、二效旋风分离器、蒸汽喷射泵，高压蒸汽与一效蒸发器的进汽口相通；二效汽水分离器的出汽口、二效旋风分离器的上部出汽口、冷凝器的进汽口均相通，冷凝器的冷凝水出口与不凝气罐的冷凝水进口相通，不凝气罐的上部出气口与真空泵相连；所述一效、二效蒸发器均为降膜板式蒸发器；一效汽水分离器的出汽口、一效旋风分离器的上部出汽口、二效蒸发器的进汽口、蒸汽喷射泵的低压蒸汽进汽口均相通，蒸汽喷射泵的出汽口与一效蒸发器的进汽口相通。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种把木质素浓缩到较高浓度进行回收利用的板式蒸发浓缩装置。
技术介绍
木质素是对羟基肉桂醇类的酶脱氢聚合物，它由四种醇单体(对香豆醇、松柏醇、5-羟基松柏醇、芥子醇)构成，是一种广泛存在于植物体中的无定形的、分子结构中含有氧代苯丙醇或其衍生物结构单元的芳香性高聚物。木质素是构成植物细胞壁的成分之一，具有使细胞相连的作用。在植物组织中具有增强细胞壁及黏合纤维的作用，形成纤维支架，具有强化木质纤维的作用。其组成与性质比较复杂，并具有极强的活性。不能被动物所消化，在土壤中能转化成腐殖质。木质素及其衍生物具有多种功能性且成本低廉，可作为分散剂、吸附剂/解吸剂、石油回收助剂、浙青乳化剂，它在有机肥料原材料、混凝土、冶炼业、耐火材料和陶瓷等领域都有重要的应用。在自然界中，木质素的储量仅次于纤维素，而且每年都以500亿吨的速度再生。制浆造纸工业每年要从植物中分离出大约1.4亿吨纤维素，同时得到5000万吨左右的木质素副产品，但迄今为止，超过95 %的木质素仍以“黑液”直接排入江河或浓缩后烧掉，很少得到有效利用。我国是一个农业大国，若能将大量的黑液中木质素回收利用，这将有利于改善目前资源紧张、环境恶化的状况，对人类社会实现可持续发展具有重要经济和社会意义。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种热能利用充分、能耗低的用于木质素回收的板式蒸发浓缩系统。本技术是用于木质素回收的板式蒸发浓缩系统，包括预热器、一效蒸发器、一效汽水分离器、一效旋风分离器、二效蒸发器、二效汽水分离器、二效旋风分离器，预热器的物料通道的出料口与一效蒸发器的进料口相通，一效蒸发器的出料口与一效旋风分离器的进料口相通；高压蒸汽与一效蒸发器的进汽口相通；一效蒸发器的冷凝水出口与一效汽水分离器的冷凝水进口相通；一效旋风分离器的出料口与二效蒸发器的进料口相通，二效蒸发器的出料口与二效旋风分离器的进料口相通；二效蒸发器的冷凝水出口与二效汽水分离器的冷凝水进口相通；二效汽水分离器的出汽口、二效旋风分离器的上部出汽口、冷凝器的进汽口均相通，冷凝器的冷凝水出口与不凝气罐的冷凝水进口相通，不凝气罐的上部出气口与真空泵相连；其特征是:所述一效、二效蒸发器均为降膜板式蒸发器；本板式蒸发浓缩系统还包括蒸汽喷射泵，一效汽水分离器的出汽口、一效旋风分离器的上部出汽口、二效蒸发器的进汽口、蒸汽喷射泵的低压蒸汽进汽口均相通，蒸汽喷射泵的出汽口与一效蒸发器的进汽口相通。上述的预热器包括一级预热器、二级预热器和三级预热器，一级、二级、三级预热器的物料通道依次串联；三级预热器的物料通道的出料口与一效蒸发器的进料口相通；三级预热器的热媒通道的进口与高压蒸汽相通；一效、二效汽水分离器的出液口均与二级预热器的热媒通道的进口相通；一级预热器的热媒通道的进口与二效旋风分离器的上部的出汽口相通。本技术的有益效果:木质素溶液具有粘度高，沸点升高值大，胶体性等特点。因其沸点升高值较大，本技术采用二效设计，使其每效有比较大的温差，根据其粘度高，胶体性的特点，蒸发器采用降膜板式蒸发器，系统整体采用二效板式降膜TVR (蒸汽喷射泵)顺流蒸发，浓缩过程中一效产生的二次蒸汽，一部分作为二效加热蒸汽，另一部分被TVR抽吸与新鲜蒸汽混合作为一效加热蒸汽，二效部分二次蒸汽以及一效和二效的加热蒸汽冷凝水都用于加热物料液，热能得到充分利用，浓缩过程在由真空泵产生的负压状态下进行。附图说明图1是用于木质素回收的板式蒸发浓缩系统示意图。具体实施方式参见图1所示的用于木质素回收的板式蒸发浓缩系统，它包括一级板式预热器11、二级板式预热器12和三级板式预热器13，一效板式蒸发器21、一效汽水分离器22、一效旋风分离器23、二效板式蒸发器31、二效汽水分离器32、二效旋风分离器33、蒸汽喷射泵4、冷凝器5、不凝气罐6、真空泵7、平衡罐8等。一效蒸发器的出料口与一效旋风分离器的进料口相通；一效蒸发器的冷凝水出口与一效汽水分离器的冷凝水进口相通；一效旋风分离器的出料口与二效蒸发器的进料口相通。二效蒸发器 的出料口与二效旋风分离器的进料口相通，二效蒸发器的冷凝水出口与二效汽水分离器的冷凝水进口相通；一效汽水分离器的出汽口、一效旋风分离器的上部出汽口、二效蒸发器的进汽口、蒸汽喷射泵的低压蒸汽进汽口均相通，蒸汽喷射泵的出汽口与一效蒸发器的进汽口相通。二效汽水分离器的出汽口、二效旋风分离器的上部出汽口、冷凝器的进料口、一级预热器的热媒通道的进口均相通。冷凝器的冷凝水出口与不凝气罐的冷凝水进口相通，不凝气罐的上部出气口与真空泵相连。一级、二级、三级预热器的物料通道依次串联；三级预热器的物料通道的出料口与一效蒸发器的进料口相通；三级预热器的热媒通道的进口与高压蒸汽相通。一效、二效汽水分离器的出液口均与二级预热器的热媒通道的进口相通。一级预热器的热媒通道的进口与二效旋风分离器的上部的出汽口相通。所述一效、二效蒸发器均为降膜板式蒸发器；使用上述板式蒸发浓缩系统对木质素溶液进行蒸发浓缩是工艺流程(二效板式降膜TVR顺流蒸发)。1、技术参数:物料:木质素(黑液)溶液；进料浓度:20% ;出料浓度:40%;进料温度:15°C ;出料温度:60°C ;第一效蒸发温度:98°C，第二效蒸发温度60°C。2、主要工艺流程:木质素(黑液)溶液(物料)来自上一道工序，其初始温度为常温15°C、浓度为20%，进料量2000kg/h，首先进入平衡罐，平衡罐内的液位由浮子阀控制。进料泵位于平衡罐下部，物料由进料泵送入一级板式预热器，一级板式预热器为二次蒸汽(二效蒸发器二次蒸汽)预热器，物料在一级板式预热器内受到二次蒸汽的加热，温度得到一定提升，紧接着进入二级板式预热器，二级板式预热器为冷凝水(一效和二效加热蒸汽冷凝水)预热器，物料在二级板式预热器内经过一效和二效混合冷凝水的加热，温度得到进一步的提升。之后进入三级板式预热器，三级板式预热器为新鲜蒸汽(生蒸汽)预热器，在三级板式预热器内物料受到新鲜蒸汽加热，温度进一步升高，物料出三级板式预热器时温度已接近一效蒸发沸点，输入一效板式蒸发器后，受到蒸汽的加热而沸腾、汽化，此时汽液混合的物料从一效板式蒸发器的出料口处出来，接着进入一效旋风分离器，汽液混合的物料在离心力的作用下被分离，液体飞向旋风分离器壁然后聚集在底部，被离心泵抽出送到二效板式蒸发器内再一次蒸发。而分离出的汽体从一效旋风分离器出汽口出来，一部分被TVR抽吸进入蒸汽喷射泵，在蒸汽喷射泵内与新鲜蒸汽混合温度和焓值得到提升，作为一效加热蒸汽；另一部分被抽送到二效板式蒸发器内做为二效加热蒸汽使用。物料在二效板式蒸发器内，再受到蒸汽的加热使之再一次的沸腾，蒸发，进入二效旋风分离器；再被二效旋风分离器分离出液体和汽体，从二效旋风分离器底部抽出的物料已被浓缩到设计的要求的浓度40% 了，被送入下一道工序或成品罐。而从二效旋风分离器顶部出来的蒸汽，一部分进入一级板式预热器，预热物料后冷却；另一部分进入冷凝器被水冷却后排放，冷却水是来自工厂的供水系统。蒸发系统的真空状态由水环式真空泵造成。本技术采用降膜板式蒸发器，板式蒸发器相比较传统的列管式蒸发器换热效率提高2-3倍，体积小，高度低，重量轻，占地面积小，维修方便，并可根据工况的变化合理调整换热面积，且运行及维护费本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于木质素回收的板式蒸发浓缩系统，它包括预热器、一效蒸发器、一效汽水分离器、一效旋风分离器、二效蒸发器、二效汽水分离器、二效旋风分离器，预热器的物料通道的出料口与一效蒸发器的进料口相通，一效蒸发器的出料口与一效旋风分离器的进料口相通；高压蒸汽与一效蒸发器的进汽口相通；一效蒸发器的冷凝水出口与一效汽水分离器的冷凝水进口相通；一效旋风分离器的出料口与二效蒸发器的进料口相通，二效蒸发器的出料口与二效旋风分离器的进料口相通；二效蒸发器的冷凝水出口与二效汽水分离器的冷凝水进口相通；二效汽水分离器的出汽口、二效旋风分离器的上部出汽口、冷凝器的进汽口均相通，冷凝器的冷凝水出口与不凝气罐的冷凝水进口相通，不凝气罐的上部出气口与真空泵相连；其特征是：所述一效、二效蒸发器均为降膜板式蒸发器；本板式蒸发浓缩系统还包括蒸汽喷射泵，一效汽水分离器的出汽口、一效旋风分离器的上部出汽口、二效蒸发器的进汽口、蒸汽喷射泵的低压蒸汽进汽口均相通，蒸汽喷射泵的出汽口与一效蒸发器的进汽口相通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚岷民，吴成刚，郭公新，武师朋，
申请(专利权)人：南京高捷轻工设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：