专利名称：一种蒸发系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于热交换领域，具体为一种应用蒸汽的热交换系统。
背景技术：
蒸发浓缩及结晶操作是广泛应用的化工单元操作，广泛应用于石油化工、煤化工、水处理、海水淡化、食品医药行业、化工原料等行业，在蒸发浓缩及结晶操作过程中，普遍存在能耗高、结垢、挂壁等问题，针对以上问题，在现有技术条件下，有通过采用降膜蒸发器或板式蒸发器达到提高换热效率降低能耗的目的，也有通过采用多相流或三相流 蒸发器解决结垢及挂壁的问题，但降膜蒸发器或板式蒸发器因结构原因不能解决结垢或挂壁问题，工程应用中遇到有结垢或挂壁倾向的物料不能适用；多相流或三相流蒸发器也因结构特点存在换热效果不理想的问题。自降膜式蒸发器和多相流蒸发器具有各自的优势和缺点，如何结合二者的优势、避开各自的缺点，达到更好的蒸发效果、延长设备寿命，是摆在该领域技术人员面前的一大课题。
实用新型内容针对现有技术存在的不足之处，本实用新型的目的是提出多相流蒸发器和降膜式蒸发器有机结合的高效蒸发系统。本实用新型的另一目的是提出一种应用所述蒸发系统的蒸发物料的方法。实现上述目的的具体技术方案为—种蒸发系统，包括至少一个降膜蒸发器、多相流蒸发装置和至少一个沉降筒；所述降膜蒸发器设置有蒸汽入口和蒸汽出口、物料入口和物料出口 ；所述沉降筒设置有被浓缩物料入口、浓缩物出口和上清液出口 ；多相流蒸发装置的物料入口和降膜蒸发器的物料出口连接，多相流蒸发装置物料出口和沉降筒的被浓缩物料入口连接，沉降筒的上清液出口与多相流蒸发装置的物料入口连接。所述多相流蒸发装置包括多相流蒸发器和蒸发分离室，所述多相流蒸发器设置有加热装置，蒸发分离室和降膜蒸发器连接。其中，所述蒸发系统还包括表面冷凝器和真空泵，降膜蒸发器的蒸汽出口与表面冷凝器连接，表面冷凝器与真空泵连接。其中，所述降膜蒸发器的数量N为1-5，降膜蒸发器互相串联连接，第N个降膜蒸发器的蒸汽出口与表面冷凝器连接。N的数目根据需要进行设计，但一般不超过5个，超过此数目，则达不到蒸发分离的目的，降膜蒸发器多了要增加设备投资，还会影响经济效益。其中，所述蒸发系统还包括循环泵，循环泵的数目为N+1个。其中，所述串联是以连接多相流蒸发装置的降膜蒸发器起计数，前一个降膜蒸发器的蒸汽出口与后一个降膜蒸发器的蒸汽入口连接，前一个降膜蒸发器的物料入口与后一个降膜蒸发器的物料出口连接。[0014]其中，所述沉降筒的数目为1-10个。用本实用新型的系统蒸发物料的步骤包括待蒸发的物料原液进入降膜蒸发器，然后进入多相流蒸发装置，在多相流蒸发装置内被加热并分离为蒸汽和被浓缩物料，被浓缩物料进入沉降筒分离并排出浓缩物，沉降筒分离出的上清液重新进入多相流蒸发装置，进行再次蒸发。上清液蒸发最后得到的蒸汽可以排放或者冷凝回收。待蒸发物料依次进入降膜蒸发器和多相流蒸发装置，不仅换热充分，而且多相流蒸发装置还具有自除垢的功能，因此，尤其适于废水的处理。其中，用于加热的一次蒸汽进入多相流蒸发装置换热；多相流蒸发装置内分离的二次蒸汽进入降膜蒸发器，换热后产生第2个二次蒸汽，经过降膜蒸发器的换热，从最后一个降膜蒸发器产生的二次蒸汽进入表面冷凝器。降膜蒸发器适于粘度大的物料的处理。蒸汽多级换热，可以使蒸汽的热能充分被利用。一次蒸汽温度为90-300°C，根据待蒸发物料的不同，可选择温度不同的一次蒸汽。 其中，最后产生的二次蒸汽进入表面冷凝器，通过真空泵排出。其中，所述待蒸发的物料原液最先进入最后一个降膜蒸发器，物料和蒸汽采用逆流的方式换热。本实用新型的有益效果在于本实用新型特别设计的包括自降膜式蒸发器、多相流蒸发装置等的高效蒸发系统及其操作方法，将换热效率很高的自降膜式蒸发装置与具有自除垢功能的多相流蒸发器有机结合起来，适合石油化工、煤化工、水处理、海水淡化、食品医药行业、化工原料生产等领域大量物料的蒸发浓缩及结晶操作，尤其适合各种废水的蒸发浓缩或脱盐，实现废水零排放。该蒸发系统具有换热效率高、且具有防垢、防挂壁现象的功能，不仅大大提高了换热效率，还大大延长了洗效周期，提高了生产效率。
图I是本实用新型实施例I的蒸发系统。图I中，I为多相流蒸发器，2为I效降膜蒸发器，3为II效降膜蒸发器，4为III效降膜蒸发器，5为IV效降膜蒸发器，6为V效降膜蒸发器，7为表面冷凝器，13为真空泵，9、10、11为沉降筒，12为多相流蒸发分离室，4、8、15、16、17、18为循环泵。
具体实施方式
现以以下最佳实施例来说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。实施例中，除非特殊说明，所使用的设备和方法均为本领域常规的设备和方法。实施例I :一种高效蒸发系统参见图I。本实施例的蒸发系统包括5个降膜蒸发器2、3、4、5、6，一个多相流蒸发装置，以及表面冷凝器7，真空泵13，6个循环泵8、14、15、16、17、18，3个沉降筒9、10、11。5个降膜蒸发器2、3、4、5、6分别为I效降膜蒸发器、II效降膜蒸发器、III效降膜蒸发器、IV效降膜蒸发器、V效降膜蒸发器，降膜蒸发器体积均为10m3。该多相流蒸发装置包括圆柱形多相流蒸发器I和多相流蒸发分离室12。多相流蒸发分离室12的体积为10m3。多相流蒸发器I设置有中部的蒸汽入口和上部的蒸汽出口、底部的物料入口和顶部的物料出口 ；3个沉降筒9、10、11为圆柱形，分别包括其顶部的被浓缩液入口、底部的浓缩物出口和上部的上清液出口。多相流蒸发器I的物料入口通过循环泵14、物料管线和I效降膜蒸发器2的物料出口连接。多相流蒸发器I的物料出口通过物料管线和蒸发分离器12的物料入口连接，多相流蒸发分离器12的被浓缩液出口和沉降筒9、10、11的被浓缩液入口通过物料管线连接，沉降筒9、10、11的泥水出口通过循环泵8和物料管线与多相流蒸发器I的物料入口连接。5个降膜蒸发器串联连接，V效降膜蒸发器6的蒸汽出口和表面冷凝器7通过蒸汽管线连接，表面冷凝器7连接有真空泵13。实施例2 :使用实施例I的蒸发系统蒸发物料需浓缩物料为5wt%含盐废水，多相流蒸发装置内的固体颗粒为惰性的刚玉(直径3-5mm)颗粒。含盐废水的进料速度为5000Kg/h。 含盐废水首先进入V效降膜蒸发器6，通过循环泵18，依次进入IV效降膜蒸发器
5、循环泵17、III效降膜蒸发器4、循环泵16、II效降膜蒸发器3、循环泵15、I效降膜蒸发器2、循环泵14、多相流蒸发器I、多相流蒸发分离器12、沉降筒9、10、11。通过沉降将浓缩得到的盐泥(浓缩物)排出沉降筒9、10、11，同时处于沉降筒上部的废水(上清液)通过循环泵8重新打入多相流蒸发器1，进行再次蒸发最终形成浓缩盐泥从沉降筒9、10、11排出。蒸汽流程为一次蒸汽首先进入多相流蒸发器1，同时从多相流蒸发分离室12产生的二次蒸汽进入I效降膜蒸发器2，I效降膜蒸发器2产生的二次蒸汽进入II效降膜蒸发器3，II效降膜蒸发器3产生的二次蒸汽进入III效降膜蒸发器4，III效降膜蒸发器4产生的二次蒸汽进入IV效降膜蒸发器5，IV效降膜蒸发器5产生的二次蒸汽进入V效降膜蒸发器6，V效降膜蒸发器6产生的二次蒸汽进入表面冷凝器7，通过真空泵13排出。蒸汽从I效降膜蒸发器2至V效降膜蒸发器6温度依次降低，初始温度200°C，最后为105°C。蒸汽耗量为2000kg/h。真空泵排出的蒸汽杂质含量符合排放标准，其液体电导率在I μ s · cnT1以下。对于生产过程中蒸发器换热管内表面的垢层，可由具有自除垢功能的多相流蒸发装置的固体颗粒自行清除，所以有效预防了块状垢层对蒸发器的堵塞。实施例3 :用于粘度大的物料的蒸发系统及蒸发过程本实施例的蒸发系统包括多相流蒸发器、多相流蒸发分离室。多相流蒸发分离室的体积为5m3。2个降膜蒸发器，表面冷凝器，真空泵，3个循环泵，3个沉降筒，蒸汽管线和物料管线。其连接方式和相对位置与实施例I相同。降膜蒸发器体积均为5m3。需浓缩物料为12wt%玉米淀粉浆料，粘度2. 4厘泊。多相流蒸发装置内的固体颗粒为惰性的刚玉(直径3-5mm)颗粒。物料和蒸汽的流程与实施例2相同。物料的进料速度为600g/min，蒸汽耗量100kg/ho用真空泵控制降膜蒸发器的真空度，一次蒸汽的温度为95°C，最后产生的二次蒸汽温度为44°C。从沉降筒得到浓度为60wt%的浓缩浆料，粘度12厘泊。表面冷凝器产生的蒸汽通过真空泵排放。以上的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保
护范围内。
权利要求1.一种蒸发系统，其特征在于，包括至少一个降膜蒸发器、多相流蒸发装置和至少一个沉降筒； 所述降膜蒸发器设置有蒸汽入口和蒸汽出口、物料入口和物料出口 ；所述沉降筒设置有被浓缩物料入口、浓缩物出口和上清液出口 ；多相流蒸发装置的物料入口和降膜蒸发器的物料出口连接，多相流蒸发装置物料出口和沉降筒的被浓缩物料入口连接，沉降筒的上清液出口与多相流蒸发装置的物料入口连接。
2.如权利要求I所述的蒸发系统，其特征在于，所述蒸发系统还包括表面冷凝器和真空泵，降膜蒸发器的蒸汽出口与表面冷凝器连接，表面冷凝器与真空泵连接。
3.如权利要求I或2任一所述的蒸发系统，其特征在于，所述降膜蒸发器的数量N为1-5，降膜蒸发器互相串联连接，最后一个降膜蒸发器的蒸汽出口与表面冷凝器连接。
4.如权利要求I所述的蒸发系统，其特征在于，所述多相流蒸发装置包括多相流蒸发器和蒸发分离室，所述蒸发分离室和所述降膜蒸发器连接，所述多相流蒸发器设置有加热 装直。
5.如权利要求3所述的蒸发系统，其特征在于，所述串联是以连接多相流蒸发装置的降膜蒸发器起计数，前一个降膜蒸发器的蒸汽出口与后一个降膜蒸发器的蒸汽入口连接，前一个降膜蒸发器的物料入口与后一个降膜蒸发器的物料出口连接。
6.如权利要求I所述的蒸发系统，其特征在于，所述沉降筒的数目为1-10个。
专利摘要本实用新型提供一种蒸发系统，包括至少一个降膜式蒸发器和一个多相流蒸发装置、至少一个沉降筒。本实用新型提供高效蒸发系统，将换热效率很高的自降膜式蒸发器与具有自除垢功能的多相流蒸发装置有机结合起来，适合石油化工、煤化工、水处理、等领域大量物料的蒸发浓缩及结晶操作，尤其适合各种废水的蒸发浓缩或脱盐，实现废水零排放。该蒸发系统具有换热效率高、且具有防垢、防挂壁现象的功能，不仅提高了换热效率，还大大延长了洗效周期，提高了生产效率。
文档编号B01D1/00GK202700108SQ201220338019
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月11日 优先权日2012年7月11日
发明者司继松, 王智博, 王荣春, 陈杰 申请人:蓝星(北京)化工机械有限公司