一种蒸发浓缩系统的制作方法

本发明涉及蒸发设备技术领域，特别是涉及一种蒸发浓缩系统。

背景技术：

蒸发浓缩是工业生产中非常典型的化工单元操作，广泛应用在化工、轻工、食品、制药、海水淡化以及污水处理等工业生产过程中。

工业生产中常被蒸发的物料为水溶液。并且常用饱和蒸汽作为加热源，而从溶液中蒸发出来的“二次蒸汽”由于压力低、品质低且不利于运输，基本达不到用气条件。因此这部分二次蒸汽直接排放至大气，或被冷却系统冷凝或用到一些低压蒸汽设备，造成污染和能源浪费。

目前，蒸发浓缩领域主要有三种工艺：传统的多效蒸发(multipleeffectevaporator，mee)、热力蒸汽再压缩(thermalvaporre-compression，tvr)、机械蒸汽再压缩(mechanicalvaporre-compression，mvr)。多效蒸发工艺需花费外界热源提供热量，加热物料使前效蒸发产生的二次有机溶剂蒸汽用作下一效的加热热源，再用冷却塔等装置生产冷却水来冷却末效蒸发的二次有机溶剂蒸汽。而热力蒸汽再压缩在传统工艺基础上增设一个喷射泵，花费部分外界热源，来引射物料产生的部分二次有机溶剂蒸汽，升温升压后作为物料加热的热源。

目前，通常采用热力蒸汽再压缩工艺对中药进行浓缩，在该浓缩过程中需要使用引射器使生蒸汽对中药中的有机溶剂进行引射，但这样会降低有机溶剂的浓度以及品质，不利于有机溶剂的回收再利用。

技术实现要素：

本发明实施例的目的是提供一种蒸发浓缩系统，以提高系统的能源利用率。

本发明实施例提供了一种蒸发浓缩系统，用于蒸发浓缩含有机溶剂原料液，所述蒸发浓缩系统包括：依次连通的蒸汽喷射器、第一换热器、蒸发器以及第二换热器，其中：

所述蒸汽喷射器与生蒸汽管道连通，且与所述第一换热器通过蒸汽喷射管道连通；所述第一换热器与所述蒸发器通过第一液体循环管道和第二液体循环管道连通；所述蒸发器与所述第二换热器通过二次蒸汽管道连通；所述第二换热器与冷水管道连通，且与所述蒸汽喷射器通过三次蒸汽管道连通。

在本技术方案任一实施例中，可选的，所述蒸发浓缩系统还包括与所述第二换热器连通的有机溶剂提取管道。

在本技术方案实施例中，可选的，所述蒸汽喷射器为一个，所述第一换热器为一个，所述蒸发器为一个，所述第二换热器为一个；

所述第一换热器包括第一原料液进口和第一原料液出口，所述蒸发器包括第二原料液进口、第三原料液进口和第二原料液出口；所述第一原料液进口通过所述第一液体循环管道与所述第二原料液出口连通，所述第一原料液出口与所述第三原料液进口通过所述第二液体循环管道连通，含有机溶剂原料液通过第二原料液进口进入所述蒸发器。

在本技术方案任一实施例中，可选的，所述蒸汽喷射器为一个，所述第一换热器为至少两个，所述蒸发器与所述第一换热器的数量相同，且所述第一换热器与所述蒸发器交替设置，其中：

所述蒸汽喷射器与首端第一换热器通过蒸汽喷射管道连通，次第一换热器与所述第二换热器通过三次蒸汽管道连通。

在本技术方案实施例中，可选的，所述第一换热器包括第一原料液进口和第一原料液出口，所述蒸发器包括第二原料液进口、第三原料液进口和第二原料液出口；

依次连通的所述第一换热器与所述蒸发器为一个蒸发浓缩组，针对每个所述蒸发浓缩组，所述第一原料液进口通过所述第一液体循环管道与所述第二原料液出口连通，所述第一原料液出口与所述第三原料液进口通过所述第二液体循环管道连通，含有机溶剂原料液通过第二原料液进口进入所述蒸发器。

在本技术方案任一实施例中，可选的，所述蒸汽喷射器为一个，所述第二换热器为一个，所述第一换热器为至少两个，所述蒸发器与所述第一换热器的数量相同，所述第一换热器与所述蒸发器交替设置，其中：

所述蒸汽喷射器与首端第一换热器通过蒸汽喷射管道连通，次第一换热器与所述第二换热器通过三次蒸汽管道连通；

所述蒸发浓缩系统还包括与所述末端蒸发器连通的有机溶剂提取管道。

在本技术方案实施例中，可选的，所述第一换热器包括第一原料液进口和第一原料液出口，所述蒸发器包括第二原料液进口、第三原料液进口和第二原料液出口；

依次连通的所述第一换热器与所述蒸发器为一个蒸发浓缩组，针对每个所述蒸发浓缩组，所述第一原料液进口通过所述第一液体循环管道与所述第二原料液出口连通，所述第一原料液出口与所述第三原料液进口通过所述第二液体循环管道连通，含有机溶剂原料液通过第二原料液进口进入所述蒸发器。

在本技术方案任一实施例中，可选的，所述第二原料液出口与原料液收集管道连通。

在本技术方案实施例中，可选的，所述蒸发浓缩系统还包括设置于所述蒸发器的浓度检测装置，所述浓度检测装置用于检测所述第二原料液出口处的原料液浓度。

在本技术方案实施例中，可选的，所述蒸发浓缩系统还包括与所述第一换热器连通的冷凝水收集管道。

采用本技术方案的蒸发浓缩系统，首先，生蒸汽通过生蒸汽管道，以及蒸汽喷射器进入至第一换热器，含有机溶剂原料液通过原料液输入管道进入至蒸发器后形成二次有机溶剂蒸汽，并且蒸发器中的有机溶剂原料液通过第一液体循环管道回流至第一换热器，这样生蒸汽与含有机溶剂原料液在第一换热器中进行换热形成冷凝水以及第一浓缩液；然后，冷水通过冷水管道进入第二换热器，第一浓缩液通过第二液体循环管道回流至蒸发器，第二换热器中的二次有机溶剂蒸汽与冷水进行换热，形成水蒸汽；最后，水蒸气通过三次蒸汽管道进入蒸汽喷射器，被生蒸汽引射入第一换热器。

在本技术方案的蒸发浓缩系统中，通过生蒸汽引射二次有机溶剂蒸汽，其避免了二次有机溶剂蒸汽的浪费，从而有效的提高了蒸发浓缩系统的能源利用率。

基于相同的发明构思，本技术方案还提供了一种利用如前所述的蒸发浓缩系统制备浓缩液的方法，所述方法包括：

原料液进入蒸发器，产生第一浓缩液和有机溶剂蒸汽；

有机溶剂蒸汽通过二次蒸汽管道进入第二换热器；

第一浓缩液回流入第一换热器换热后产生第二浓缩液和冷凝水；

冷水通过冷水管道进入第二换热器与有机溶剂蒸汽换热后生产水蒸气，有机溶剂蒸汽冷凝为有机溶剂溶液，进入有机溶剂提取管道；

生蒸汽进入喷射器中引射水蒸气进入第一换热器；

第二浓缩液回流入蒸发器进行反复蒸发浓缩，当浓度达到要求后收集。

通过本技术方案的制备浓缩液的方法对含有机溶剂原料液进行蒸发浓缩，在得到满足浓度要求的基础上，避免了二次有机溶剂蒸汽的浪费，从而有效的提高了蒸发浓缩系统的能源利用率；并且，还能够得到浓度较大、品质较好的有机溶剂溶液，提高了有机溶剂的回收利用率。

附图说明

图1为本发明一实施例的蒸发浓缩系统结构示意图；

图2为本发明另一实施例的蒸发浓缩系统结构示意图；

图3为本发明又一实施例的蒸发浓缩系统结构示意图；

图4为本发明实施例的制备浓缩液的方法流程图。

附图标记：

1-蒸汽喷射器；

2-第一换热器；

201-首端第一换热器；

202-次第一换热器；

203-第一原料液进口；

204-第一原料液出口；

3-蒸发器；

301-首端蒸发器；

302-末端蒸发器；

303-第二原料液进口；

304-第三原料液进口；

305-第二原料液出口；

4-第二换热器；

5-生蒸汽管道；

6-蒸汽喷射管道；

7-第一液体循环管道；

8-第二液体循环管道；

9-冷水管道；

10-二次蒸汽管道；

11-三次蒸汽管道；

12-蒸发浓缩组；

13-有机溶剂提取提管道；14-原料液收集管道；

15-冷凝水收集管道。

具体实施方式

为提高乙酸乙酯的回收利用率以及系统的能源利用率，本发明实施例提供了一种蒸发浓缩系统。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1至图3所示，本发明实施例提供了一种蒸发浓缩系统，用于蒸发浓缩含乙酸乙酯原料液，蒸发浓缩系统包括：依次连通的蒸汽喷射器1、第一换热器2、蒸发器3以及第二换热器4，其中：

蒸汽喷射器1与生蒸汽管道5连通，且与第一换热器2通过蒸汽喷射管道6连通；第一换热器2与蒸发器3通过第一液体循环管道7和第二液体循环管道8连通；蒸发器3与第二换热器4通过二次蒸汽管道10连通；第二换热器4与冷水管道9连通，且与蒸汽喷射器1通过三次蒸汽管道11连通。

采用本技术方案的蒸发浓缩系统，首先，生蒸汽通过生蒸汽管道5，以及蒸汽喷射器1进入至第一换热器2，含乙酸乙酯原料液通过原料液输入管道进入至蒸发器3后形成二次乙酸乙酯蒸汽，并且蒸发器3中的乙酸乙酯原料液通过第一液体循环管道7回流至第一换热器2，这样生蒸汽与含乙酸乙酯原料液在第一换热器2中进行换热形成冷凝水以及第一浓缩液；然后，冷水通过冷水管道9进入第二换热器4，第一浓缩液通过第二液体循环管道8回流至蒸发器3，第二换热器4中的二次乙酸乙酯蒸汽与冷水进行换热，形成水蒸汽；最后，水蒸气通过三次蒸汽管道11进入蒸汽喷射器1，被生蒸汽引射入第一换热器2。

在本技术方案的蒸发浓缩系统中，通过生蒸汽引射二次乙酸乙酯蒸汽，其避免了二次乙酸乙酯蒸汽的浪费，从而有效的提高了蒸发浓缩系统的能源利用率。

如图1所示，在本技术方案的一个具体实施例中，蒸汽喷射器1为一个，第一换热器2为一个，蒸发器3为一个，第二换热器4为一个；

第一换热器2包括第一原料液进口203和第一原料液出口204，蒸发器3包括第二原料液进口303、第三原料液进口304和第二原料液出口305；第一原料液进口203通过第一液体循环管道7与第二原料液出口305连通，第一原料液出口204与第三原料液进口302通过第二液体循环管道8连通，含乙酸乙酯原料液通过第二原料液进口303进入蒸发器。

在本实施例中，可选的，蒸发浓缩系统还包括与第二换热器4连通的有机溶剂提取管道13。

在本实施例中，可选的，第二原料液出口305与原料液收集管道14连通。

进一步的，在本实施例中，可选的，蒸发浓缩系统还包括设置于蒸发器3的浓度检测装置(图中未示出)，浓度检测装置用于检测第二原料液出口305处的原料液浓度。

更进一步的，在本实施例中，可选的，蒸发浓缩系统还包括与第一换热器2连通的冷凝水收集管道15。

在本技术方案实施例中，首先，生蒸汽通过生蒸汽管道5，以及蒸汽喷射器1进入至第一换热器2，含乙酸乙酯原料液通过原料液输入管道进入至蒸发器3后形成二次乙酸乙酯蒸汽，并且蒸发器3中的乙酸乙酯原料液通过第一液体循环管道7回流至第一换热器2，这样生蒸汽与含乙酸乙酯原料液在第一换热器2中进行换热形成冷凝水以及第一浓缩液。

然后，二次乙酸乙酯蒸汽通过二次蒸汽管道10进入第二换热器4，冷水通过冷水管道9进入第二换热器4，第二换热器4中的二次乙酸乙酯蒸汽与冷水进行换热，形成水蒸汽以及乙酸乙酯冷凝液，水蒸气通过三次蒸汽管道11进入蒸汽喷射器1，被生蒸汽引射入第一换热器2；乙酸乙酯冷凝液通过有机溶剂提取管道13进入有机溶剂提取系统。

最后，第一浓缩液通过第二液体循环管道8回流至蒸发器3继续进行蒸发浓缩。

在蒸发浓缩的后期，原料液中的乙酸乙酯蒸发完毕，第一换热器2在持续加热下温度升高，原料液中的水分被蒸发出来冷却后形成冷凝水，该冷凝水通过与第一换热器2连通的冷凝水收集管道15流入废液收集系统。而蒸发器3中的浓缩原料液回流至第一换热器2中，进行反复的蒸发浓缩，当设置于蒸发器3的浓度检测装置检测到蒸发器3的第二原料液出口305处的原料液浓度达到一定值时，可以使浓缩原料液通过与第二原料液出口305连通的原料液收集管道14流出并收集，此时，蒸发浓缩过程完毕。

采用本技术方案实施例的蒸发浓缩系统，可以有效的提高蒸发浓缩系统的能源利用率。并且，能够使乙酸乙酯水冷凝液的有机溶剂提取过程得到了简化，又因为乙酸乙酯水冷凝液中乙酸乙酯的浓度较大，有机溶剂提取后乙酸乙酯的品质较好，可以继续使用，因此，采用本技术方案的蒸发浓缩系统可以有效的提高乙酸乙酯的回收利用率。

如图2所示，在本技术方案另一具体实施例中，蒸汽喷射器1为一个，第二换热器4为一个，第一换热器2为至少两个，蒸发器3与第一换热器2的数量相同，且第一换热器2与蒸发器3交替设置，其中：

蒸汽喷射器1与首端第一换热器201通过蒸汽喷射管道6连通，次第一换热器202与第二换热器4通过三次蒸汽管道11连通。

在本实施例中，可选的，蒸发浓缩系统还包括与第二换热器4连通的有机溶剂提取管道13。

在本技术方案实施例中，可选的，第一换热器2包括第一原料液进口203和第一原料液出口204，蒸发器3包括第二原料液进口303、第三原料液进口304和第二原料液出口305；

依次连通的第一换热器2与蒸发器3为一个蒸发浓缩组12，针对每个蒸发浓缩组12，第一原料液进口203通过第一液体循环管道7与第二原料液出口305连通，第一原料液出口204与第三原料液进口304通过第二液体循环管道8连通，含乙酸乙酯原料液通过第二原料液进口303进入蒸发器3。

在本实施例中，可选的，第二原料液出口305与原料液收集管道14连通。

进一步的，在本实施例中，可选的，蒸发浓缩系统还包括设置于蒸发器3的浓度检测装置，浓度检测装置用于检测第二原料液出口305处的原料液浓度。

更进一步的，在本实施例中，可选的，蒸发浓缩系统还包括与第一换热器2连通的冷凝水收集管道15。

以蒸汽喷射器1为一个，第二换热器4为一个，第一换热器2为两个，蒸发器3为两个为例对本实施例进行详细说明，第一换热器2以及蒸发器3为多个时的实施方式类似。

在本技术方案实施例中，首先，生蒸汽通过生蒸汽管道5，以及蒸汽喷射器1进入至首端第一换热器201，含乙酸乙酯原料液通过原料液输入管道14进入至各蒸发器3后形成二次乙酸乙酯蒸汽，并且蒸发器3中的乙酸乙酯原料液通过第一液体循环管道7回流至第一换热器2，这样生蒸汽与含乙酸乙酯原料液在第一换热器2中进行换热形成冷凝水以及第一浓缩液。

然后，二次乙酸乙酯蒸汽通过二次蒸汽管道10进入第二换热器4，冷水通过冷水管道9进入第二换热器4，第二换热器4中的二次乙酸乙酯蒸汽与冷水进行换热，形成水蒸汽以及乙酸乙酯冷凝液，水蒸气一部分通过三次蒸汽管道11进入蒸汽喷射器1，被生蒸汽引射入第一换热器2，另一部分通过三次蒸汽管道11进入次第一换热器202与原料液进行换热；乙酸乙酯冷凝液通过有机溶剂提取管道13进入有机溶剂提取系统。

最后，第一浓缩液通过第二液体循环管道8回流至蒸发器3继续进行蒸发浓缩。

在蒸发浓缩的后期，原料液中的乙酸乙酯蒸发完毕，第一换热器2在持续加热下温度升高，原料液中的水分被蒸发出来冷却后形成冷凝水，该冷凝水通过与第一换热器2连通的冷凝水收集管道15流入废液收集系统。而蒸发器3中的浓缩原料液回流至第一换热器2中，进行反复的蒸发浓缩，当设置于蒸发器3的浓度检测装置检测到蒸发器3的第二原料液出口305处的原料液浓度达到一定值时，可以使浓缩原料液通过与第二原料液出口305连通的原料液收集管道14流出并收集，此时，蒸发浓缩过程完毕。

采用本技术方案实施例的蒸发浓缩系统，由于其设置有多个第一换热器2以及多个蒸发器3，这样可以更加充分地利用二次乙酸乙酯蒸汽，从而进一步提高蒸发浓缩系统的能源利用率。并且，能够使乙酸乙酯水冷凝液的有机溶剂提取过程得到了简化，又因为乙酸乙酯水冷凝液中乙酸乙酯的浓度较大，有机溶剂提取后乙酸乙酯的品质较好，可以继续使用，因此，采用本技术方案的蒸发浓缩系统可以有效的提高乙酸乙酯的回收利用率。

如图3所示，在本技术方案又一具体实施例中，蒸汽喷射器1为一个，第二换热器4为一个，第一换热器2为至少两个，蒸发器3与第一换热器2的数量相同，第一换热器2与蒸发器3交替设置，其中：

蒸汽喷射器1与首端第一换热器201通过蒸汽喷射管道6连通，次第一换热器202与第二换热器4通过三次蒸汽管道11连通；

蒸发浓缩系统还包括与末端蒸发器301连通的有机溶剂提取管道。

在本技术方案实施例中，可选的，第一换热器2包括第一原料液进口203和第一原料液出口204，蒸发器3包括第二原料液进口303、第三原料液进口304和第二原料液出口305；

依次连通的第一换热器2与蒸发器3为一个蒸发浓缩组12，针对每个蒸发浓缩组12，第一原料液进口203通过第一液体循环管道7与第二原料液出口305连通，第一原料液出口204与第三原料液进口304通过第二液体循环管道8连通，含乙酸乙酯原料液通过第二原料液进口303进入蒸发器3。

在本实施例中，可选的，第二原料液出口305与原料液收集管道14连通。

进一步的，在本实施例中，可选的，蒸发浓缩系统还包括设置于蒸发器3的浓度检测装置，浓度检测装置用于检测第二原料液出口305处的原料液浓度。

更进一步的，在本实施例中，可选的，蒸发浓缩系统还包括与第一换热器2连通的冷凝水收集管道15。

以蒸汽喷射器1为一个，第二换热器4为一个，第一换热器2为两个，蒸发器3为两个为例对本实施例进行详细说明，第一换热器2、蒸发器3为多个时的实施方式类似。

在本技术方案实施例中，首先，生蒸汽通过生蒸汽管道5，以及蒸汽喷射器1进入至首端第一换热器301，含乙酸乙酯原料液通过原料液输入管道进入至各蒸发器3后形成二次乙酸乙酯蒸汽，并且蒸发器3中的乙酸乙酯原料液通过第一液体循环管道7回流至第一换热器2，这样生蒸汽与含乙酸乙酯原料液在第一换热器2中进行换热形成冷凝水以及第一浓缩液。

然后，首端蒸发器301产生的二次乙酸乙酯蒸汽通过二次蒸汽管道10进入第二换热器4，冷水通过冷水管道9进入第二换热器4，第二换热器4中的二次乙酸乙酯蒸汽与冷水进行换热，形成水蒸汽，水蒸气一部分通过三次蒸汽管道11进入蒸汽喷射器1，被生蒸汽引射入第一换热器2，另一部通过三次蒸汽管道11进入次第一换热器202与原料液进行换热；末端蒸发器302产生的二次乙酸乙酯蒸汽通过有机溶剂提取管道13进入有机溶剂提取系统。

最后，第一浓缩液通过第二液体循环管道8回流至蒸发器3继续进行蒸发浓缩。

在蒸发浓缩的后期，原料液中的乙酸乙酯蒸发完毕，第一换热器2在持续加热下温度升高，原料液中的水分被蒸发出来冷却后形成冷凝水，该冷凝水通过与第一换热器2连通的冷凝水收集管道15流入废液收集系统。而蒸发器3中的浓缩原料液回流至第一换热器2中，进行反复的蒸发浓缩，当设置于蒸发器3的浓度检测装置检测到蒸发器3的第二原料液出口305处的原料液浓度达到一定值时，可以使浓缩原料液通过与第二原料液出口305连通的原料液收集管道14流出并收集，此时，蒸发浓缩过程完毕。

采用本技术方案实施例的蒸发浓缩系统，由于其设置有多个第一换热器2以及多个蒸发器3，这样可以更加充分地利用二次乙酸乙酯蒸汽，从而进一步提高蒸发浓缩系统的能源利用率。并且，能够使二次乙酸乙酯蒸汽的有机溶剂提取过程得到了简化，又因为二次乙酸乙酯蒸汽中乙酸乙酯的浓度较大，有机溶剂提取后乙酸乙酯的品质较好，可以继续使用，因此，采用本技术方案的蒸发浓缩系统可以有效的提高乙酸乙酯的回收利用率。

如图4所示，基于相同的发明构思，本技术方案还提供了一种利用如前所述的蒸发浓缩系统制备浓缩液的方法，包括：

步骤001：原料液进入蒸发器，产生第一浓缩液和有机溶剂蒸汽；

步骤002：有机溶剂蒸汽通过二次蒸汽管道进入第二换热器；

步骤003：第一浓缩液回流入第一换热器换热后产生第二浓缩液和冷凝水；

步骤004：冷水通过液体管道进入第二换热器与有机溶剂蒸汽换热后生产水蒸气，有机溶剂蒸汽冷凝为有机溶剂溶液，进入有机溶剂提取管道；

步骤005：生蒸汽进入喷射器中引射水蒸气进入第一换热器；

步骤006：第二浓缩液回流入蒸发器进行反复蒸发浓缩，当浓度达到要求后收集。

通过本技术方案的制备浓缩液的方法对含有机溶剂原料液进行蒸发浓缩，在得到满足浓度要求的基础上，避免了二次有机溶剂蒸汽的浪费，从而有效的提高了蒸发浓缩系统的能源利用率；并且，还能够得到浓度较大、品质较好的有机溶剂溶液，提高了有机溶剂的回收利用率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。