闪蒸刮板浓缩器的制造方法

闪蒸刮板浓缩器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种闪蒸刮板浓缩器，属于化工设备领域。
【背景技术】
[0002]在含能材料领域经常会遇到对含盐含溶剂的热敏性物料进行分离提纯，在精细化工、医药、农药、生物提取、食品等行业经常会遇到对高粘度物料及易结晶含盐类或颗粒物料的蒸发，浓缩。目前国内外对上述物料的处理设备主要有:旋转刮板式薄膜蒸发器、升降膜刮板浓缩器等。
[0003]旋转刮板式薄膜蒸发器:其工作原理是物料在进入设备分离过程中，通过旋转刮板在蒸发器筒壁上强制成膜，进而实现在真空条件下进行降膜蒸发的工作过程。公开专利号CN 10362027A,CN 101053697A、CN 101239244A等介绍了几种旋转刮板式薄膜蒸发器的结构及工作原理，这种蒸发器适用于处理易结晶、易结垢、高粘度或热敏性的溶液。公开专利号CN 1974524A介绍了利用旋转刮板式薄膜蒸发器浓缩丙烯酰胺溶液的方法，可以将丙烯酰胺溶液浓缩到浓度为60~80%。旋转刮板式薄膜蒸发器的一个显著特点是真空度越高，溶剂挥发越充分，浓缩效果越好，但对于溶剂挥发量要求比较大，真空度要求比较高的工况，需要真空机组提供很大的抽气速率，有的甚至达到或超过了目前国内外真空机组选型的最大抽气速率；因此旋转刮板式薄膜蒸发器的一个明显缺陷是:受目前真空机组极限抽气速率的局限，对于很多溶剂挥发量要求比较大，真空度要求比较高的工况，使用该旋转刮板式薄膜蒸发器就不能达到要求的浓缩度，使其应用范围受到一定程度的局限。
[0004]升降膜刮板浓缩器:为了克服旋转刮板式薄膜蒸发器的应用范围局限，公开专利号CN 2621665Y介绍了升降膜刮板浓缩器，其工作原理是原料液经预热后由升膜蒸发器的底部进入，在汽化溶剂高速上升的带动下沿加热室管内壁成膜上升，并在上升过程中不断被蒸发，在汽液分离器中与汽化溶剂分离后进入降膜蒸发器，在重力作用下沿管内壁呈膜状下降，并在下降过程中被蒸发增浓，在汽液分离器中与汽化溶剂分离后，进入刮板减压浓缩罐进行浓缩。该升降膜刮板浓缩器由于采用了升降膜蒸发器来对物料进行溶剂预处理，减少了进入刮板浓缩器的溶剂量，因此升降膜刮板浓缩器扩展了旋转刮板式薄膜蒸发器的的应用范围，对于一些溶剂挥发量要求比较大，浓缩度要求比较高的工况也可适用。但由于升降膜蒸发器不适用于高粘度、有结晶析出或易结垢的溶液；同时由于升降膜蒸发器
[0005]采用真空工况，增加了制造成本、运行成本，溶剂回收的成本，溶剂回收率也没有常压下高。

【发明内容】

[0006]为了克服上述不足，本实用新型提供了一种集溶剂预处理和刮板浓缩于一体的新装置一闪蒸刮板浓缩器，布局紧凑、应用范围广泛、制造成本、运行成本低、溶剂回收率高。
[0007]本实用新型采用的技术方案如下:包括物料罐、加热器、闪蒸器、刮板式蒸发器、冷凝器一、冷凝器二 ；物料罐的出口经加压泵、加热器与闪蒸器的进口连接，闪蒸器顶部溶剂出口经冷凝器一与溶剂回收贮罐连接，闪蒸器下部的出料口与刮板式蒸发器的进料口连接，刮板式蒸发器的出溶剂口经真空机组、冷凝器二与溶剂回收贮罐连接。
[0008]所述进口位于闪蒸器上部，闪蒸器外壁设有加热夹套一，夹套一一侧设有加热介质进口一，另一侧设有加热介质出口一。
[0009]所述刮板式蒸发器包括由分离筒、置于分离筒上部的电机、置于分离筒下部的蒸发筒，分离筒上设有出溶剂口，蒸发筒上部设有进料口，蒸发筒下部设有排料口，蒸发筒外壁设有加热夹套二，夹套二一侧设有加热介质进口二，另一侧设有加热介质出口二。
[0010]所述冷凝器一一端设有冷媒进口一，另一端设有冷媒出口一，其上部设有物料入口一，下部设有物料出口一，物料入口一与溶剂出口连接，物料出口一与溶剂回收贮罐入口—连接°
[0011]所述冷凝器二一端设有冷媒进口二，另一端设有冷媒出口二，其上部设有物料入口二，下部设有物料出口二，物料出口二与溶剂回收贮罐入口二连接。
[0012]所述加热器一端设有物料入口三、另一端设有物料出口三，加热器外壁设有加热夹套三，夹套三一侧设有加热介质进口三，另一侧设有加热介质出口三，加热器物料出口三与闪蒸器的进口连接。
[0013]所述物料罐的出口通过管线一与加压泵入口连接，加压泵出口通过管线二与气动隔膜调节阀和流量计连接，流量计的另一端与加热器入口连接。
[0014]先采用闪蒸器对溶剂进行预处理，物料罐中的物料通过其下部的物料出口经加压泵加压、加热器加压后进入闪蒸器，由于闪蒸器的压力低于进料温度下溶剂所对应的饱和蒸汽压，物料进入闪蒸器后成为过热溶液而迅速的部分汽化，汽化后的溶剂进入冷凝器一进行冷凝回收，闪蒸器采用夹套加热，根据原料液的不同组成和物化性能，通过物料衡算和能量衡算，调节物料的进料压力、进料温度、进料流量以及夹套供热的热负荷，来达到所要求的浓缩度，一般情况下浓缩度可以达到60~80%。汽化后的溶剂进入冷凝器一在常压下进行冷凝回收，设备投资及动力消耗较真空工况小，溶剂回收率较真空工况高。
[0015]经过闪蒸器预处理后的物料自流进入到刮板式蒸发器强制成膜，在高真空和加热条件下除去残留溶剂，干燥浓缩后的物料自刮板式蒸发器下部出料，刮板式蒸发器侧上部设有溶剂出口，该出口与真空机组相连，该真空机组抽出的溶剂进入冷凝器二进行冷凝回收。
[0016]与现有技术相比，本实用新型显著优点是:
[0017]1、应用范围广泛，可以适用于不同组份物料的溶剂分离，尤其是热敏性物料，高粘度物料及易结晶含盐类或颗粒物料的蒸发，浓缩；在含能材料、精细化工、医药、农药、生物提取、食品等行业能获取广泛应用；解决了升降膜刮板浓缩器不能适用于高粘度、有结晶析出或易结垢溶液的难题；
[0018]2、浓缩度高，可以达到99%以上；远远高于直接闪蒸法60~80%的浓缩度；
[0019]3、操作弹性大、占地面积小、制造成本低、运行成本低、溶剂回收率高、产品质量稳定、设备容易清洗。由于闪蒸器采用常压下溶剂回收，溶剂回收效率比升降膜刮板浓缩器全部在真空工况下进行溶剂回收的效率要高，同时大幅减少了真空机组的设备投资成本和运行成本。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]图1中，物料罐(I)下部出口(2)通过管线与加压泵(3)入口连接，加压泵(3)出口通过管线与气动隔膜调节阀(4)和流量计(5)连接，流量计(5)的另一端与加热器(7)物料入口三连接，加热器(7)外壁设有加热夹套三，夹套三一侧设有加热介质进口三(9)，另一侧设有加热介质出口三(6)，加热器(7)物料出口三与闪蒸器(13)侧上部进口(10)连接，闪蒸器上部设有溶剂出口( 11)，该溶剂出口与冷凝器一(23 )上部物料入口一( 22 )连接，闪蒸器(13)外壁设有加热夹套一，夹套侧设有加热介质进口一( 12)，另一侧设有加热介质出口一(8)，闪蒸器(13)下部设有出料口( 14)。该出料口与刮板式蒸发器(19)侧中上部进料口( 15)连 接，刮板式蒸发器(19)外壁设有加热夹套二，夹套二一侧设有加热介质进口二
(18)，另一侧设有加热介质出口二( 16)，刮板式蒸发器(19)侧上部设有出溶剂口( 17)，通过管路与真空机组(31)入口连接；刮板式蒸发器(19)下部设有排料口(20);真空机组(31)出口与冷凝器二( 28 )物料入口二( 27 )连接。冷凝器一(23 ) 一端设有冷媒进口一( 21)，另一端设有冷媒出口一( 24 )，下部设有物料出口一(25)，该物料出口一与溶剂回收贮罐(34 )入口一( 33 )连接，冷凝器二( 28 ) 一端设有冷媒进口二( 26 )，另一端设有冷媒出口二( 29 )，下部设有物料出口二(30)，该物料出口二与溶剂回收贮罐(34)另一入口二(32)连接。
[0022]工作时，物料罐(I)中的物料通过其下部的物料出口(2)经加压泵(3)加压、加热器(7)加热后进入闪蒸器(13)，经其预处理挥发掉一部分溶剂的物料自流进入到刮板式蒸发器(19)强制成膜，在高真空和加热条件下除去残留溶剂，干燥浓缩后的物料自刮板式蒸发器下部出料，闪蒸器上部设有溶剂出口(11)，该出口与冷凝器一(23)相连，刮板式蒸发器侧上部设有出溶剂口(17)，该出溶剂口与真空机组(31)相连，该真空机组抽出的溶剂进入冷凝器二(28)，经冷凝器一(23)和冷凝器二(28)冷凝下来的溶剂进入溶剂回收贮罐(34)。
[0023]其中，加压泵(3)为柱塞泵，易于输送热敏性物料，高粘度物料及易结晶含盐类或颗粒物料。物料罐和闪蒸器之间的管路上，连接有流量调节装置，该装置由气动隔膜调节阀(4)和流量计(5)组成，通过计算机程序控制对闪蒸器入口的物料进行流量调节。闪蒸器(13)将溶剂挥发率控制在60~80%之间。真空机组(31)为罗茨水环泵真空机组，易于抽吸热敏性物料，高粘度物料及易结晶含盐类或颗粒物料的溶剂；抽出的溶剂进入冷凝器二
(28)。冷凝器一(23)和冷凝器二(28)冷凝下来的溶剂进入溶剂回收贮罐(34)。
[0024]本实用新型的溶剂挥发率多99.5 %。
[0025]采用本实用新型与现在技术分别浓缩某含能物质的甲醇溶液
[0026]物料状态:固液混合物，主要是某含能物质的甲醇溶液，固体主要是没溶解的含能物质；
[0027]物料组成:某含能物质70Kg/h
[0028]水60Kg/h
[0029]NaCl25 Kg/h
[0030]甲醇300 Kg/h
[0031]要求经过处理后甲醇和水份的除去率彡99.5 %。
[0032]现有技术一:采用旋转刮板式薄膜蒸发器。甲醇和水份的除去率为70~75%，远远达不到工艺要求的除去率。
[0033]现有技术二:采用升降膜刮板浓缩器。在升降膜蒸发器中，由于甲醇和水份的不断汽化，NaCl不断结晶，某含能物质也不断析出，物料固含量变得越来越大，逐渐附着在蒸发管内不能流动，最终操作失效。
[0034]本实用新型:采用闪蒸刮板浓缩器。根据原料液的不同组成和物化性能，通过物料衡算和能量衡算，控制物料进料压力在0.40-0.45MPa (表压)，进料温度控制在65±2°C，加热介质采用0.4MPa的蒸汽(表压)，进料流量控制在400~450 Kg/h。最终甲醇和水份的除去率为99.7%，达到了工艺要求的除去率。
【主权项】
1.一种闪蒸刮板浓缩器，其特征在于:包括物料罐(I)、加热器(7)、闪蒸器(13)、刮板式蒸发器(19)、冷凝器一(23)、冷凝器二(28); 物料罐(I)的出口(2)经加压泵(3)、加热器(7)与闪蒸器(13)的进口(10)连接，闪蒸器(13)顶部溶剂出口(11)经冷凝器一(23)与溶剂回收贮罐(34)连接，闪蒸器(13)下部的出料口( 14)与刮板式蒸发器(19)的进料口( 15)连接，刮板式蒸发器(19)的出溶剂口( 17)经真空机组(31)、冷凝器二( 28 )与溶剂回收贮罐(34 )连接。
2.根据权利要求1所述的闪蒸刮板浓缩器，其特征在于:所述进口(10)位于闪蒸器(13)上部，闪蒸器(13)外壁设有加热夹套一，夹套 侧设有加热介质进口一(12)，另一侧设有加热介质出口一(8)。
3.根据权利要求1所述的闪蒸刮板浓缩器，其特征在于:所述刮板式蒸发器(19)包括由分离筒、置于分离筒上部的电机、置于分离筒下部的蒸发筒，分离筒上设有出溶剂口(17)，蒸发筒上部设有进料口(15)，蒸发筒下部设有排料口(20)，蒸发筒外壁设有加热夹套二，夹套二一侧设有加热介质进口 二( 18)，另一侧设有加热介质出口二( 16)。
4.根据权利要求1所述的闪蒸刮板浓缩器，其特征在于:所述冷凝器一(23)—端设有冷媒进口一(21)，另一端设有冷媒出口一(24)，其上部设有物料入口一(22)，下部设有物料出口一( 25 )，物料入口一( 22 )与溶剂出口( 11)连接，物料出口一( 25 )与溶剂回收贮罐(34)入口一(33)连接。
5.根据权利要求1所述的闪蒸刮板浓缩器，其特征在于:所述冷凝器二(28)—端设有冷媒进口二( 26)，另一端设有冷媒出口二( 29)，其上部设有物料入口二( 27)，下部设有物料出口二(30)，物料出口二(30)与溶剂回收贮罐(34)入口二(32)连接。
6.根据权利要求1所述的闪蒸刮板浓缩器，其特征在于:所述加热器(7)—端设有物料入口三、另一端设有物料出口三，加热器(7)外壁设有加热夹套三，夹套三一侧设有加热介质进口三(9)，另一侧设有加热介质出口三(6)，加热器(7)物料出口三与闪蒸器(13)的进P (10)连接。
7.根据权利要求1所述的闪蒸刮板浓缩器，其特征在于:所述物料罐(I)的出口(2)通过管线一与加压泵(3)入口连接，加压泵(3)出口通过管线二与气动隔膜调节阀(4)和流量计(5 )连接，流量计(5 )的另一端与加热器(7 )入口连接。
【专利摘要】一种闪蒸刮板浓缩器，包括物料罐、加热器、闪蒸器、刮板式蒸发器、冷凝器一、冷凝器二；物料罐的出口经加压泵、加热器与闪蒸器的进口连接，闪蒸器顶部溶剂出口经冷凝器一与溶剂回收贮罐连接，闪蒸器下部的出料口与刮板式蒸发器的进料口连接，刮板式蒸发器的出溶剂口经真空机组、冷凝器二与溶剂回收贮罐连接。本实用新型占地面积小、操作弹性大、蒸发效率高、运行成本低、产品质量稳定、设备容易清洗，溶剂回收率高；适宜热敏性物料，高粘度物料及易结晶含盐类或颗粒物料的蒸发，浓缩，在含能材料、精细化工、医药、农药、生物提取、食品等行业能获取广泛应用。
【IPC分类】B01D3-06, B01D1-22
【公开号】CN204502433
【申请号】CN201520163453
【发明人】曹明保, 梁新杰, 游军, 冯涛, 罗国胜, 徐志祥, 阮庆汉, 葛卫, 张俊杰
【申请人】湖北航鹏化学动力科技有限责任公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年3月23日