专利名称：适合易挥发物质溶液浓缩的组合式节能装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及混合物质溶液的浓縮装置。
背景技术：
在生物发酵、生物制药等行业中，利用微生物代谢产生人们所需要的 产物越来越被人类所依赖，由于利用微生物代谢产生的终端产物浓度往往 较低，浓縮是生物化工提取过程中不可缺少的环节，浓缩设备的优劣往往 决定产品的质量和生产成本高低。
随着世界能源价格的高涨，生产企业越来越多地采用双效、三效或多 效的浓縮设备以减少蒸汽或其他能源的消耗。有些生物化工产品如丙酮酸、 乙酸、乙酸乙酯等有机产品属于易挥发产品，在浓縮的过程中容易随着二 次水蒸气流失，造成产品损失，影响产品收得率，造成产品生产成本的上 升同时还带来对环境的污染。对于这类产品的浓縮，通常采用的方法是控 制蒸发温度和真空度，尽量减少产品的挥发。
在浓縮度比例不高的情况下(稀溶液状态)，带出的产品酸不是很多， 但随着浓縮进行当浓度达到和超过一定含量时，蒸发出的二次蒸汽带出的 产品酸或酯就越来越多，产品的流失也越来越多。为了不让这些产品损失 和污染环境，提出的方法往往是，收集这些二次蒸汽的冷凝水再通过其它 方法进行回收处理，但能源消耗会大大增加。
以丙酮酸浓縮为例，1000kg含丙酮酸4呢的水溶液，浓縮至50%浓度， 并且控制二次蒸汽冷凝水中丙酮酸含量不高于0.2%，如果第一步采用三效 浓縮，浓縮至丙酮酸浓度16%，第二步采用精馏方式浓縮至丙酮酸浓50%，蒸汽的消耗量为557kg，不能令人接受。 发明内容
本实用新型的目的是提供一种适合易挥发物质溶液浓縮的组合式节能 装置，以克服现有技术存在的上述缺陷。
本实用新型适合易挥发物质溶液浓縮的组合式节能装置，包括
依次通过管线串连连接的3 5个蒸发器；
分别与所述的蒸发器通过管线相连接的加热器，前一个蒸发器顶部的
二次蒸汽出口与后一个加热器的加热介质入口相连通；
设置在最后一个蒸发器顶部并与蒸发器相连通的精馏塔； 入口与所述精馏塔顶部的蒸汽出口通过管线相连通的冷凝冷却器，冷
凝冷却器的出口通过回流泵与精馏塔上部的回流口相连通。 所述蒸发器、加热器、精馏塔和回流泵均为通用的设备。 本实用新型浓縮和精馏同步进行，设备紧凑，縮短了工作周期，大大
减少了场地和设备投资，热能利用率高，蒸汽消耗节省近40%，物料受热
状态时间短，特别针对热敏性物料，具有回收率高等特点。
图1为本实用新型的适合易挥发物质溶液浓縮的组合式节能设备的结 构示意图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型合易挥发物质溶液浓縮的组合式节能装置，包括: 依次通过管线串连连接的3 5个蒸发器1;
分别与所述的蒸发器1通过管线相连接的加热器2，前一个蒸发器1顶 部的二次蒸汽出口 101与后一个加热器2的加热介质入口 201相连通；设置在最后一个蒸发器1顶部并与蒸发器1相连通的精馏塔3;
入口 401与所述精馏塔3顶部的蒸汽出口 301通过管线相连通的冷凝 冷却器4，冷凝冷却器4的出口 402通过回流泵5与精馏塔3上部的回流口 302相连通；
优选的，所述冷凝冷却器4的出口 402与所述的回流口 302之间设有 接液罐7，冷凝冷却器4的冷凝液，先进入接液罐7，然后由所述回流泵5 将部分冷凝液作为回流液打入精馏塔3;
优选的，蒸发器l的数量和加热器2的数量为3个。
优选的，还包括与冷凝冷却器4顶部的真空口 403相连接的真空装置6;
采用上述的装置，对重量浓度为4%的丙酮酸水溶液进行浓縮，运行过 程如下
将所述丙酮酸水溶液，经过进料管进入第一效蒸发器(即第一个蒸发 器)，新鲜生蒸汽经蒸汽管对第一效加热器(即第一个加热器)加热，使第 一效蒸发器中的物料与加热器中的物料产生比重差而形成自循环蒸发；
第一效蒸发器中料液丙酮酸浓度为6-8%。，第一效蒸发器的浓縮料液 经管道进入第二效蒸发器(即第二个蒸发器)，第一效蒸发器蒸发产生的二 次蒸汽通过管道进入第二效加热器(即第二个加热器)，用于加热第二效蒸 发器中的物料，依次类推。各效蒸发器均在不同的真空度下操作，第三效 蒸发器(即第三个蒸发器)内的料液丙酮酸重量浓度达到为48-50%。
第三效蒸发器的浓縮料液经管道放出，丙酮酸重量浓度约50%，浓縮 蒸发产生的二次蒸汽进入精馏塔3，精馏塔3顶部的二次蒸汽进入冷凝冷却 器4进行冷凝冷却，得到的冷凝液部分通过回流液泵6打入精馏塔上部， 其余冷凝液可回收它用。利用上述的装置，处理重量浓度为4%丙酮酸水溶液1000kg，可浓縮至 丙酮酸浓度50%以上，冷凝水丙酮酸含量可控制小于0.2%，丙酮酸回收率 达98%以上，消耗蒸汽350kg，另外较三效浓縮和精馏分步实施节省蒸汽近 40%。
权利要求1. 适合易挥发物质溶液浓缩的组合式节能装置，包括依次通过管线串连连接的3～5个蒸发器(1)，分别与所述的蒸发器(1)通过管线相连接的加热器(2)，前一个蒸发器(1)顶部的二次蒸汽出口(101)与后一个加热器(2)的加热介质入口(201)相连通，其特征在于，还包括设置在最后一个蒸发器(1)顶部并与蒸发器1相连通的精馏塔(3)；入口(401)与所述精馏塔(3)顶部的蒸汽出口(301)通过管线相连通的冷凝冷却器(4)，冷凝冷却器(4)的出口(402)通过回流泵(5)与精馏塔(3)上部的回流口(302)相连通。
2. 根据权利要求1所述的适合易挥发物质溶液浓縮的组合式节能装置， 其特征在于，所述冷凝冷却器(4)的出口 (402)与所述的回流口 (302) 之间设有接液罐(7)。
3. 根据权利要求1所述的适合易挥发物质溶液浓縮的组合式节能装置， 其特征在于，蒸发器(1)的数量和加热器(2)的数量为3个。
4. 根据权利要求l、 2或3所述的适合易挥发物质溶液浓縮的组合式 节能装置，其特征在于，还包括与冷凝冷却器(4)顶部的真空口 403相连 接的真空装置(6)。
专利摘要本实用新型涉及混合物质溶液的浓缩装置，提供了一种适合易挥发物质溶液浓缩的组合式节能装置，包括依次通过管线串连连接的3～5个蒸发器；分别与蒸发器通过管线相连接的加热器，前一个蒸发器顶部的二次蒸汽出口与后一个加热器加热介质入口相连通；设置在最后一个蒸发器顶部并与蒸发器相连通的精馏塔；入口与精馏塔顶部的蒸汽出口通过管线相连通的冷凝冷却器，冷凝冷却器的出口通过回流泵与精馏塔上部的回流口相连通。本实用新型浓缩和精馏同步进行，设备紧凑，缩短了工作周期，大大减少了场地和设备投资，热能利用率高，蒸汽消耗节省近40％，物料受热状态时间短，特别针对热敏性物料，具有回收率高等特点。
文档编号B01D1/00GK201286987SQ200820154008
公开日2009年8月12日 申请日期2008年10月14日 优先权日2008年10月14日
发明者劳含章, 孙炳耀, 健 章 申请人:上海新立工业微生物科技有限公司