专利名称：将液体快速浓缩成高浓度液体的制备方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用液体空间喷雾并被快速浓縮成高浓度液体的装置及工 艺方法，尤其涉及一种适用于有高浓度要求的高粘度、易结垢、热敏性的液体的 浓縮工艺及装置。
背景技术：
目前，在液体蒸发浓縮技术领域中主要采用的设备有标准式蒸发器、外循环 升降膜式蒸发器、板式蒸发器、水平管式喷淋蒸发器等，但这些设备用于蒸发浓 縮稻麦草制浆废液、糖汁、酒精生产废液等粘度大、易结垢的溶液时，特别当需 要高浓度的浓縮液时，这些装置的传热效能更低、且易于结垢，结垢后设备内清 垢劳动强度大，设备维护成本高，有些由于结构原因无法清垢，使得设备被迫报 废，以至难以经济合理地运行。申请号为200620024482的专利要求的造纸黑液热风直接蒸发浓縮装置，采 用浓縮塔下部进热风，上部配置进料管束，这种装置由于料液并没有被雾化，而 是成线条状液膜，因此，蒸发能力不高，而且采用管束后管束外和喷淋口易于结 垢，甚至堵塞喷淋口，且装置的结构复杂，不利于维修和清垢。申请号为200510125381的专利要求保护的一种获得高度浓縮的可流动的甜 菜碱水溶液的方法，该专利为了获得高浓度的浓縮液，实际并没有采用了浓縮的 方法，而是采用了添加化学增稠剂的办法。综上，目前为了获得高浓度的浓縮液未有本专利申请的装置和工艺报道。发明内容本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种蒸发强 度大，传热系数高，操作弹性大、不怕结垢、操作简单、能够连续运行的、特别 适合于需要高浓度、易结垢的液体的快速浓縮方法及装置。为解决上述技术问题，本发明浓縮液的制备方法采用如下技术方案 在塔器内将待浓縮的液体通过雾化装置雾化成雾滴，且按质量比l: (5-15)比例把液体和温度为350-75(TC的空气混合接触，对雾化成微米级的雾滴进行快速蒸 发浓縮，并将浓縮后的进行气液分离，制得高浓度的浓縮液体。为了进一步提高雾滴的蒸发和浓縮的浓度，所述通过雾化装置雾化的雾滴细 小至微米级。本发明浓縮装置采用如下技术方案包括快速浓縮塔器，在所述的快速浓縮 塔器上设置有出液口、空气流通的通道以及气体排出口，在所述的快速浓縮塔器 上端还设有一液体雾化器，在所述的雾化器上设置有进液口和雾化液出口，所述 的雾化液出口设置在快速浓縮塔器的内部，所述的通道的进气端设置在快速浓縮 塔器外部，通道的出气端设置在雾化液出口周围。为了进一步提高浓縮液的浓度，在所述的快速浓縮塔器上端还设置高温气体 分配器，在高温气体分配器上设置有进气端和出气端，进气端和出气端之间形成 所述的空气流通的通道。通道内要求通以高温空气，所以采用一热风炉提供高温空气，该热风炉与气 体分配器的进气端相连。在所述的快速浓縮塔器内还设置有一压力监测器，在所述的气体排出口上还 连接一气液分离器，该气液分离器包括漩流器和分离器。所述的快速浓縮塔器由相互连接的圆柱筒体和锥形筒体构成，圆柱筒体位于 锥形筒体的上端，所述的压力监测器设置在圆柱筒体上，所述的气体排出口设置 在锥形筒体。还包括浓縮液贮槽、待浓縮液贮槽以及液体输送泵，所述的浓縮液贮槽设置 在快速浓缩塔器的下端，所述的待浓縮液贮槽通过液体输送泵与液体雾化器的进 液口连接。与现有技术相比本发明浓缩液的制备方法具有如下优点1、 本发明在浓縮过程中通过雾化装置将待浓縮液进行雾化，把待浓缩液体雾化成雾滴，雾滴与温度为350-75(TC空气以l: (5-15)比例接触，雾滴快速蒸 发并浓縮，整个过程在20-30s内完成，同时提高了浓縮液的浓度。2、 通过雾化的方式，可以把液体的表面积大幅提高，例如，lci^的正方体 液体的表面积只有6X1041112，而如果被雾化成50um的球形雾滴，其表面积变 为72m2，扩大了12万倍。而增加了传热传质的表面积，会大大地提高了装置的 蒸发和浓縮速率，使得溶液的浓缩能够在几十秒内完成。3、 本发明的制备方法具有操作方便，液体从进到出一次完成达到要求的高 浓度。4、 本发明的制备方法无须象其他蒸发器需要不断地循环液体使得液体不断 蒸发达到浓縮的目的，因此，对于热敏性的液体液非常适用。与现有技术相比，本发明浓縮装置具有如下优点1、 本发明浓縮装置在浓缩塔器上端设置雾化器以及空气流通的通道，对待 浓縮的液体进行雾化的同时，从通道内通如高温空气对雾化的雾滴进行快速蒸发 浓縮，不仅可以提高浓縮液浓縮的浓度，还不怕由于蒸发浓縮造成液体在浓縮塔 器内结垢，即使产生了结垢也不影响设备的运行。2、 为了进一步加快雾滴的蒸发及浓縮，在浓縮塔器上端还设置高温气体分布器，将高温空气平均分配到雾化的雾滴处，提高了雾滴浓縮的均匀性以及浓縮 度。3、 本发明浓縮装置在浓縮塔器的气体排出口上连接气液分离器，对浓縮过 程中的多于气体进行气液分离，浓缩液直接回收到浓縮液贮槽中，减少浪费，并 降低排出气体的对大气的污染。4、 本发明所采用的空间喷雾快速浓縮装置采用了常压操作，大大地减少了 常规蒸发器由于需要真空带来的一系列的问题和设备、管路的特殊制作要求，同 时节省了能源。
图l是本发明装置结构示意图。图2是本发明装置的又一实施例结构示意图。
具体实施方式
下面结合图l、图2，对本发明作详细说明 实施例1一种用于制备建筑黏合剂的空间喷雾超浓浓縮工艺方法，是由输送泵4将储 存在待浓縮液贮槽5中初始浓度为20-25%的黏合剂液体送至位于浓縮塔器6顶 部地旋转式雾化装置3中，在浓縮塔器6内把它雾化成1-200微米的细雾，同时 350-75(TC热空气由高温燃煤热风炉1产生，，高温气体的温度最佳范围为480—555(TC，并由风机9送入位于浓縮塔器6顶部的高温气体分布器2，被均匀地分 配进入浓縮塔器6内，且按l: (5-15)比例把液体和高温气体充分混合接触，优 先选择比例为l: (10-15)，高温使得雾滴快速蒸发浓縮，从而最终获得浓度超过 60%的浓縮液体，从浓縮塔器6的底部排出进入浓縮液贮槽7，尾气经由气液分 离器8和风机10排入大气中。
在本实施例中，雾化器的型号为RW10T，由无锡市林洲干燥机厂生产，高温 气体分布器的型号为DAR315，由无锡市林洲干燥机厂生产。 实施例2
一种用于麦草制浆造纸黑液的空间喷雾快速超浓浓縮装置，包括包括快速浓 縮塔器6，在所述的快速浓縮塔器6上设置有出液口、空气流通的通道以及气体 排出口，在快速浓縮塔器6上端还设有一液体雾化器3，在雾化器3上设置有进 液口和雾化液出口，雾化液出口设置在快速浓縮塔器6的内部，通道的进气端设 置在快速浓縮塔器6外部，通道的出气端设置在雾化液出口周围。在快速浓縮塔 器6上端还设置高温气体分配器2，在高温气体分配器2上设置有进气端和出气 端，进气端和出气端之间形成所述的空气流通的通道。还包括一热风炉l，该热 风炉1与气体分配器2的进气端相连。在快速浓縮塔器6内还设置有一压力监测 器61，在所述的气体排出口 62上还连接一气液分离器8，该气液分离器8包括 漩流器81和分离器82。快速浓縮塔器6由相互连接的圆柱筒体和锥形筒体构成， 圆柱筒体位于锥形筒体的上端，压力监测器61设置在圆柱筒体上，气体排出口 62设置在锥形筒体。还包括浓縮液贮槽7、待浓縮液贮槽5以及液体输送泵4， 所述的浓縮液贮槽7设置在快速浓縮塔器6的下端，待浓縮液贮槽5通过液体输 送泵4与液体雾化器3的进液口连接。
本工艺的热风炉采用了间接式燃油热风炉，进风温度控制在350-75(TC，优 先选择380-42(TC，采用的雾化器的转速高达18000卬m，经过如图一的流程把麦 草制桨黑液从初始浓度8%浓縮到超过50%，而且可以更高，这样的高浓度完全 可以满足大型造纸厂碱回收的工艺要求。
在本实施例中，雾化器的型号为RW500，由无锡市林洲干燥机厂生产，高 温气体分布器的型号为DAR150，由无锡市林洲干燥机厂生产。
权利要求
1、一种将液体快速浓缩成高浓度液体的制备方法，其特征在于在塔器内将待浓缩的液体通过雾化装置雾化成雾滴，且按质量比1∶(5-15)比例把液体和温度为350-750℃的空气混合接触，对雾滴进行快速蒸发浓缩，并将浓缩后的进行气液分离，制得高浓度的浓缩液体。
2、 根据权利要求1所述的液体快速浓縮成高浓度液体的制备方法，其特征 在于所述通过雾化装置雾化的雾滴细小至微米级。
3、 一种用于实施权利要求1所述液体快速浓縮成高浓度液体的制备方法的 浓縮装置，包括快速浓縮塔器(6)，在所述的快速浓縮塔器(6)上设置有出液 口 (65)、空气流通的通道以及气体排出口 (62),其特征在于在所述的快速浓 縮塔器(6)上端还设有一液体雾化器(3)，在所述的雾化器(3)上设置有进液 口 (31)和雾化液出口 (32)，所述的雾化液出口 (32)设置在快速浓縮塔器(6) 的内部，所述的通道的进气端(21)设置在快速浓縮塔器(6)外部，通道的出 气端(22)设置在雾化液出口 (32)周围。
4、 根据权利要求3所述的浓縮装置，其特征在于在所述的快速浓縮塔器 (6)上端还设置高温气体分配器(2)，在高温气体分配器(2)上设置有进气端和出气端，进气端和出气端之间形成所述的空气流通的通道。
5、 根据权利要求4所述的浓縮装置，其特征在于还包括一热风炉(1)， 该热风炉(1)与气体分配器(2)的进气端相连。
6、 根据权利要求3所述的浓縮装置，其特征在于在所述的快速浓縮塔器(6) 内还设置有一压力监测器(61)，在所述的气体排出口 (62)上还连接一气 液分离器(8)，该气液分离器(8)包括漩流器(81)和分离器(82)。
7、 根据权利要求6所述的浓縮装置，其特征在于所述的快速浓縮塔器(6) 由相互连接的圆柱筒体(63)和锥形筒体(64)构成，圆柱筒体(63)位于锥形 筒体(64)的上端，所述的压力监测器(61)设置在圆柱筒体(63)上，所述的 气体排出口 (62)设置在锥形筒体(64)。
8、 根据权利要求3或4所述的浓缩装置，其特征在于还包括浓縮液贮槽(7) 、待浓縮液贮槽(5)以及液体输送泵(4)，所述的浓縮液贮槽(7)设置在 快速浓縮塔器(6)的下端，所述的待浓縮液贮槽(5)通过液体输送泵(4)与 液体雾化器(3)的进液口连接。
全文摘要
本发明公开了一种利用液体空间喷雾并被快速浓缩成高浓度液体的装置及工艺，由气体加热器、高速旋转式雾化器、快速浓缩塔器和气液分离器等组成。其特征在于是将待浓缩的液体通过雾化装置在高温气体的浓缩塔器内把液体雾化成细小至微米级的雾滴，微米级的雾滴于350-750℃的高温环境下，完成快速蒸发浓缩，从而获得高浓度的液体；其特征也在于液体的空间雾化，使得比表面积大副增加，提高了浓缩的效率。本发明公开的装置具有传热系数高，不怕结垢、操作简单、连续运行等特点，特别适合于稻麦草制浆造纸黑液、酒精废液、热敏性液体等物料和需要高浓度的液体产品的浓缩。
文档编号B01D1/16GK101259334SQ200710191728
公开日2008年9月10日 申请日期2007年12月14日 优先权日2007年12月14日
发明者周瑞君, 黄立新 申请人:中国林业科学研究院林产化学工业研究所;无锡市林洲干燥机厂