本实用新型涉及一种浓缩器。
背景技术：
在大规模工业生产中，往往需蒸发大量水分，这就需要消耗大量能源加热原料使其中的水分受热形成蒸汽。为了减少加热蒸汽的消耗，可采用多效蒸发。即将加热蒸汽通入第一蒸发器，则原料受热而沸腾，原料蒸发产生的二次蒸汽当作加热蒸汽，引入下一个蒸发器，只要后者蒸发室压力和溶液沸点均较原来蒸发器中的为低，则引入的二次蒸汽即能起加热热源的作用。同理，第二个蒸发器新产生的新的二次蒸汽又可作为第三蒸发器的加热蒸汽。这样，每一个蒸发器即称为一效，将多个蒸发器连接起来一同操作，即组成一个多效蒸发系统。加入生蒸汽的蒸发器称为第一效，利用第一效二次蒸汽加热的称为第二效，依此类推，产生循环利用，多次重复利用了热能，显著地降低了热能耗用量，这样大大降低了成本，也增加了效率。但是在正常生产过程中，二次蒸汽压力、温度较低，进入蒸发器的速度较小，容易造成后续蒸发器蒸发效果差，而生蒸汽的压力、温度都较高，直接进入第一蒸发器，会造成较多的能源浪费。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能耗低的浓缩器。
为解决上述技术问题，本实用新型包括平衡罐、分离装置、板式冷凝器，其特征是所述平衡罐的进料口连接有进料管，所述平衡罐的出料口连接有出料管，所述出料管上安装有进液泵，所述分离装置包括板式蒸发器和分离罐，所述板式蒸发器的蒸汽进口连接有蒸汽进管，所述板式蒸发器的原料出口通过分离管与分离罐的进口连接，所述分离管与分离罐相切设置；所述分离装置为两组或两组以上，所述出料管与第一级分离装置的板式蒸发器的原料进口连接；前一级分离装置的分离罐的液相出口通过送液管与后一级分离装置的板式蒸发器的原料进口连通，所述送液管上设有送液泵，所述送液管在送液泵出液口的后方连接有送液回流管，所述送液回流管与前一级分离装置的板式蒸发器的原料进口连通，最后一级分离装置的分离罐底部的液相出口连接有出液管，所述出液管上连接有排液管和浓缩液回液管，所述排液管上设有出液泵，所述浓缩液回液管上设有循环泵，所述浓缩液回液管与最后一级分离装置的板式蒸发器的原料进口连通；前一级的分离装置的分离罐的气相出口与后一级的分离装置的板式蒸发器的蒸汽进口通过管路连通，最后一级分离装置的分离罐顶部的气相出口通过管路与板式冷凝器的溶媒进口连通；第一级分离装置的板式蒸发器的蒸汽进管的端部与喷射泵出口连接，所述喷射泵的进口连接有新鲜蒸汽总管，所述喷射泵的吸气口连接有吸气管，所述吸气管至少与剩余分离装置的板式蒸发器的其中一个板式蒸发器的蒸汽通道连通；所述第一级分离装置的板式蒸发器的蒸汽凝水出口连接有排水管，所述排水管的端部连接有凝水泵，所述凝水泵的出液口连接有蒸汽凝水管，所述蒸汽凝水管上连接有凝水分支管，所述凝水分支管与第一级分离装置的板式蒸发器的蒸汽进管连通；其余分离装置的板式蒸发器的蒸汽凝水出口连接有排溶媒凝水管。
所述板式冷凝器的溶媒凝水出口连接有排放管，所述排放管上安装有冷凝器汽水分离器，所述冷凝器汽水分离器的出气口通过管路与真空泵连通，所述排放管与排放泵的进液口连接，所述排放泵的出液口连接有溶媒凝水管，所述溶媒凝水管上连接有溶媒回液管，所述溶媒回液管与平衡罐的进料口连通；所述排溶媒凝水管与排放泵的进液口连接。
所述排水管上安装有第一汽水分离器，所述排溶媒凝水管上安装有第二汽水分离器，所述第一汽水分离器和第二汽水分离器的出气口通过管路分别与板式冷凝器的溶媒进口连通。
所述排液管上连接有浓缩液回流管，所述浓缩液回流管与平衡罐的进料口连通；所述浓缩液回液管和出液管上连接有将两者连通的返回管。
所述浓缩液回液管上安装有质量流量计，所述质量流量计的信号输出端与控制器电连接，所述出液泵和循环泵的控制端分别与控制器电连接。
所述板式冷凝器的冷凝水进口连接有循环水进管、冷凝水出口连接有循环水出管，所述循环水进管在靠近板式冷凝器处连接有第一清洗出管，所述第一清洗出管上设有第一清洗阀，所述循环水出管在靠近板式冷凝器处连接有第一清洗进管，所述第一清洗进管上设有第二清洗阀。
所述出料管上连接有第一清洗分支管，所述第一清洗分支管上还连接有多个第二清洗分支管，第二清洗分支管分别与板式冷凝器的溶媒进口、各级分离装置中的板式蒸发器的原料进口和分离罐连通。
所述分离装置为两组，第一级分离装置的分离罐的气相出口与第二级分离装置的板式蒸发器的蒸汽进口通过管路连通，第一级分离装置的板式蒸发器的蒸汽进口连接有蒸汽进管，所述蒸汽进管上安装有喷射泵，所述喷射泵的吸气口通过管路与第二级分离装置的板式蒸发器的蒸汽通道连通；第一级分离装置的分离罐底部的液相出口连接有送液管，所述送液管上设有送液泵，所述送液管在送液泵出液口的后方连接有送液回流管，所述送液回流管与第一级分离装置的板式蒸发器的原料进口连通，所述送液管与第二级分离装置的板式蒸发器的原料进口连通；第二级分离装置的分离罐底部的液相出口连接有出液管，所述出液管上连接有排液管和浓缩液回液管，所述排液管上设有出液泵，所述浓缩液回液管上设有循环泵，所述浓缩液回液管与第二级分离装置的板式蒸发器的原料进口连通。
所述分离装置为三组，第一级分离装置的分离罐的气相出口与第二级分离装置的板式蒸发器的蒸汽进口通过管路连通，第一级分离装置的板式蒸发器的蒸汽进口连接有蒸汽进管，所述蒸汽进管上安装有喷射泵，所述喷射泵的吸气口通过管路分别与第二级分离装置的板式蒸发器和第三级分离装置的板式蒸发器的蒸汽通道连通，或者所述喷射泵的吸气口通过管路与第二级分离装置的板式蒸发器和第三级分离装置的板式蒸发器的其中一个板式蒸发器的蒸汽通道连通；第一级分离装置的分离罐底部的液相出口连接有送液管，所述送液管上设有送液泵，所述送液管在送液泵出液口的后方连接有送液回流管，所述送液回流管与第一级分离装置的板式蒸发器的原料进口连通，所述送液管与第二级分离装置的板式蒸发器的原料进口连通；第二级分离装置的分离罐底部的液相出口连接有送液管，所述送液管上设有送液泵，所述送液管在送液泵出液口的后方连接有送液回流管，所述送液回流管与第二级分离装置的板式蒸发器的原料进口连通，所述送液管与第三级分离装置的板式蒸发器的原料进口连通；第三级分离装置的分离罐底部的液相出口连接有出液管，所述出液管上连接有排液管和浓缩液回液管，所述排液管上设有出液泵，所述浓缩液回液管上设有循环泵，所述浓缩液回液管与第三级分离装置的板式蒸发器的原料进口连通。
采用上述结构后，本实用新型中，新鲜蒸汽总管上设置喷射泵，第一级分离装置的板式蒸发器的蒸汽进管与其他分离装置的板式蒸发器的蒸汽进管分别与喷射泵的出口和吸气口连接，新鲜蒸汽由于压力大、温度高在进入喷射泵后可对其他的分离装置的板式蒸发器的蒸汽通道内的溶媒蒸汽进行抽吸，新鲜蒸汽压力降低的同时将溶媒蒸汽的压力提高，可提高其他分离装置的板式蒸发器的蒸发强度，节约大量高品位的蒸汽；第一级分离装置的板式蒸发器的部分蒸汽的凝水通过凝水分支管进入蒸汽进管与高压、高温的蒸汽混合，凝水吸热蒸发成蒸汽，从而降低了蒸汽的压力及温度，通过调节凝水与蒸汽的比例，使进入第一级分离装置的板式蒸发器的蒸汽的温度及压力维持在最适宜的温度，保护板式蒸发器的同时，还可防止物料过热，提高物料的蒸发效果，由于凝水的温度还较高，通过对凝水的利用，还可降低能源消耗；本实用新型为强制循环，比传统设备的自然循环强度高，因此不易结垢，物料的浓缩密度高；本实用新型中选用板式蒸发器，其换热板片较薄，换热效率高，设备结构紧凑，热量损失少；板式蒸发器可拆卸，维护方便，并且可在一定程度上增加板片以扩大设备蒸发能力。
附图说明
下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
浓缩器包括平衡罐20、分离装置、板式冷凝器23，平衡罐20的进料口连接有进料管24，平衡罐20的出料口连接有出料管25，出料管25上安装有进液泵26，其中分离装置包括板式蒸发器21和分离罐22，板式蒸发器的蒸汽进口连接有蒸汽进管56，板式蒸发器的原料出口通过分离管32与分离罐的进口连接，分离管与分离罐相切设置且分离管由其进料端至出料端向下倾斜设置，使物料顺利流至分离罐内。
本实用新型中分离装置为两组或两组以上，其管路连接结构如下：出料管25与第一级分离装置的板式蒸发器的原料进口连接；前一级分离装置的分离罐的液相出口通过送液管与后一级分离装置的板式蒸发器的原料进口连通，送液管34上设有送液泵35，送液管在送液泵出液口的后方连接有送液回流管61，送液回流管61与前一级分离装置的板式蒸发器的原料进口连通，送液回流管与位于送液泵进液口前方的送液管的管段通过连通管62连通，用于系统运行终止后排出板式蒸发器及管道内的原料，最后一级分离装置的分离罐底部的液相出口连接有出液管50，出液管50上连接有排液管40和浓缩液回液管36，排液管40上设有出液泵39，排液管40上在出液泵39后方连接有浓缩液回流管57，浓缩液回流管57与平衡罐20的进料口连通，当系统出现问题，浓缩液不合格时可经浓缩液回流管57回流至平衡罐20再次进行蒸发；浓缩液回液管36上设有循环泵38，浓缩液回液管36与最后一级分离装置的板式蒸发器的原料进口连通，浓缩液回液管36和出液管50上连接有将两者连通的返回管37；当物料正常进行蒸发时，返回管37处于关闭状态，当整个系统停车时，返回管37开通，出液泵39可将板式蒸发器前部管路内的物料全部排出，防止物料残留；浓缩液回液管36上安装有质量流量计，质量流量计的信号输出端与控制器电连接，出液泵39和循环泵38的控制端分别与控制器电连接；前一级的分离装置的分离罐的气相出口与后一级的分离装置的板式蒸发器的蒸汽进口通过管路连通，最后一级分离装置的分离罐顶部的气相出口通过管路与板式冷凝器23的溶媒进口连通；
第一级分离装置的板式蒸发器的蒸汽进管的端部与喷射泵54出口连接，喷射泵54的进口连接有新鲜蒸汽总管53，喷射泵54的吸气口连接有吸气管55，吸气管55至少与剩余分离装置的板式蒸发器的其中一个板式蒸发器的蒸汽通道连通；第一级分离装置的板式蒸发器的蒸汽凝水出口连接有排水管33，排水管33与凝水泵30的进液口连接，凝水泵30的出液口连接有蒸汽凝水管28，蒸汽凝水管28上连接有凝水分支管29，凝水分支管29与第一级分离装置的板式蒸发器的蒸汽进管连通；其余分离装置的板式蒸发器的蒸汽凝水出口连接有排溶媒凝水管52；系统工作过程中，部分蒸汽的凝水通过凝水分支管29进入蒸汽进管与高压、高温的蒸汽混合，凝水吸热蒸发成蒸汽，从而降低了蒸汽的压力及温度，通过调节凝水与蒸汽的比例，使进入第一级板式蒸发器的蒸汽的温度及压力维持在最适宜的温度，保护板式蒸发器的同时，还可防止物料过热，提高物料的蒸发效果，由于凝水的温度还较高，通过对凝水的利用，还可降低能源消耗；
板式冷凝器23的溶媒凝水出口连接有排放管44，排放管44上安装有冷凝器汽水分离器45，冷凝器汽水分离器45的出气口通过管路与真空泵43连通，此处真空泵选用水环式真空泵，排放管44与排放泵42的进液口连接，排放泵42的出液口连接有溶媒凝水管41，溶媒凝水管41上连接有溶媒回液管58，溶媒回液管58与平衡罐20的进料口连通；各个排溶媒凝水管52分别与排放泵42的进液口连接，当系统工作出现问题，气相中带出物料时，可将此部分溶媒凝水通过溶媒回液管58回流至平衡罐20，防止物料浪费。排水管33上安装有第一汽水分离器31，排溶媒凝水管52上安装有第二汽水分离器51，第一汽水分离器31和第二汽水分离器51的出气口通过管路分别与板式冷凝器23的溶媒进口连通，从而通过板式冷凝器23的冷却通道与真空泵间接连通；
板式冷凝器23的冷凝水进口连接有循环水进管48、冷凝水出口连接有循环水出管46，循环水进管48在靠近板式冷凝器23处连接有第一清洗出管49，第一清洗出管49上设有第一清洗阀，循环水出管46在靠近板式冷凝器23处连接有第一清洗进管47，第一清洗进管47上设有第二清洗阀，对板式冷凝器23的冷却通道进行反冲洗时只需从第一清洗进管47进水、从第一清洗出管49出水即可，减少清洗水的清洗路径，提高清洗水的清洗压力、速度，进而提高清洗洁净度；出料管25上连接有第一清洗分支管27，第一清洗分支管27上还连接有多个第二清洗分支管60，第二清洗分支管分别与板式冷凝器23的溶媒进口、各级分离装置中的板式蒸发器的原料进口和分离罐连通，第一清洗分支管27还通过管路与平衡罐20连通，本实用新型中第一级分离装置的板式蒸发器的原料进口由于直接与出料管25连接，故一级分离装置的板式蒸发器的原料进口处可不再设置第二清洗分支管。清洗时可先将清洗液注入平衡罐20，用进液泵26将清洗液泵入需清洗的设备，需清洗的设备通过管路与平衡罐20的顶部连通，从而使清洗液可形成环路循环，平衡罐20起到缓冲及存储的作用，提高清洗效果。
如图1所示，分离装置为两组，第一级分离装置的分离罐的气相出口与第二级分离装置的板式蒸发器的蒸汽进口通过管路连通，第一级分离装置的板式蒸发器的蒸汽进口连接有蒸汽进管，蒸汽进管上安装有喷射泵，喷射泵的吸气口通过管路与第二级分离装置的板式蒸发器的蒸汽通道连通；第一级分离装置的分离罐底部的液相出口连接有送液管34，送液管34上设有送液泵35，送液管34与第二级分离装置的板式蒸发器的原料进口连通；第二级分离装置的分离罐底部的液相出口连接有出液管50，出液管50上连接有排液管40和浓缩液回液管36，排液管40上设有出液泵39，浓缩液回液管36上设有循环泵38，浓缩液回液管36与第二级分离装置的板式蒸发器的原料进口连通。
当分离装置为三组时，其与分离装置为两组时管路连接的不同之处在于：第一级分离装置的板式蒸发器的蒸汽进口连接有蒸汽进管，蒸汽进管上安装有喷射泵，喷射泵的吸气口通过管路分别与第二级分离装置的板式蒸发器和第三级分离装置的板式蒸发器的蒸汽通道连通，或者所述喷射泵的吸气口通过管路与第二级分离装置的板式蒸发器和第三级分离装置的板式蒸发器的其中一个板式蒸发器的蒸汽通道连通，喷射泵吸气口通过管路与哪个板式蒸发器连通，需根据具体物料的温度、蒸汽的压力进行测算；第一级分离装置的分离罐底部的液相出口连接有送液管，所述送液管上设有送液泵，所述送液管与第二级分离装置的板式蒸发器的原料进口连通；第二级分离装置的分离罐底部的液相出口连接有送液管，所述送液管上设有送液泵，所述送液管与第三级分离装置的板式蒸发器的原料进口连通；第三级分离装置的分离罐底部的液相出口连接有出液管，所述出液管上连接有排液管和浓缩液回液管，所述排液管上设有出液泵，所述浓缩液回液管上设有循环泵，所述浓缩液回液管与第三级分离装置的板式蒸发器的原料进口连通。分离装置多于3组时，可根据具体情况布置喷射泵的数量、位置及管路连接关系，在此不再一一赘述。
本实用新型中还设有用于冷却各个泵的冷却系统，其中冷却系统包括水箱59，水箱上部连接有冷却进水管、下部连接有冷却出水管，冷却出水管的末端与真空泵连通，冷却出水管上对应凝水泵30、循环泵38、送液泵、出液泵39、排放泵42依次设有冷却分支管用于与各个泵的冷却水进口连接，各个泵的冷却水以及本实用新型中各个管路的废水均通过管路输送至废水管，便于对废水集中处理。
以上所述管路，当其水平设置时，可沿其内流体流向略微向其出料端向下倾斜设置，其坡度可控制在0.5-1%范围内，便于物料的排出。以上所述管路上分别设有控制管路通断的控制阀，此结构设置为本领域技术人员公知技术，故不再一一赘述。本实用新型中浓缩液回液管36上安装有质量流量计，质量流量计的信号输出端与控制器电连接，出液泵39和循环泵38的控制端分别与控制器电连接，通过监控物料的相对密度，控制器判断物料是否合格，合格则开启出液泵39出液，不合格则开启循环泵38将物料重新泵入板式蒸发器继续进行蒸发浓缩。其他管路上也可分别设置电动阀，电动阀的控制端分别与控制器电连接，各个设备上设置温度、压力、液位等实时监测装置，且其信号输出端分别与控制器电连接，各个泵的控制端也分别与控制器电连接，针对工艺流程中各个设备对温度、压力等的要求，可对控制器进行编程，使其接收到监测装置发出的信号后，发出合适指令，维持整个系统自动稳定运行。具体各个设备之间的联锁控制结构，本领域的技术人员根据工艺流程要求即可设计得出，其为本领域的公知常识，故在此不再一一赘述实现本实用新型自动化的各个联锁控制结构。
物料首先输送至平衡罐20，由进液泵26输送至第一级板式蒸发器，物料在第一级板式蒸发器中快速流过，温度升高，随后进入第一级分离罐，物料经第一级板式蒸发器加热后为气液共相，通过分离管沿切线方向进入第一级分离罐，在第一级分离罐内形成漩涡，增加气液分离强度，蒸发出的溶媒蒸汽从第一级分离罐顶部流出后进入下一级的板式蒸发器，并依次类推，最后一级分离罐顶部的溶媒蒸汽进入板式冷凝器23，前一级浓缩后的物料通过分离罐底部的液相出口进入下一级的板式蒸发器进一步浓缩，最后一级浓缩后的物料通过分离罐底部的循环泵38重新进入板式蒸发器，该循环回路中安装有质量流量计，可实时检测物料相对密度，达到设定值后，切换至出液管50路，经分离罐底部的出液泵39输出，不合格时切换回平衡罐20。平衡罐20内设置液位变送器，通过控制器控制液位高度，保证整个系统连续运行。
本实用新型中新鲜蒸汽总管53上设置喷射泵，第一级分离装置的板式蒸发器的蒸汽进管与其他的分离装置的板式蒸发器的蒸汽进管分别与喷射泵的出口和吸气口连接，新鲜蒸汽由于压力大、温度高在进入喷射泵后可对其他分离装置的板式蒸发器的蒸汽通道内的溶媒蒸汽进行抽吸，新鲜蒸汽压力降低的同时将溶媒蒸汽的压力提高，可提高其他分离装置的板式蒸发器的蒸发强度，节约大量高品位的蒸汽，且保护板式蒸发器。
本实用新型为强制循环，比传统设备的自然循环强度高，因此不易结垢，物料的浓缩密度高；本实用新型中选用板式蒸发器，其换热板片较薄，换热效率高，设备结构紧凑，热量损失少；板式蒸发器可拆卸，维护方便，并且可在一定程度上增加板片以扩大设备蒸发能力；设备可全自动控制，实现连续浓缩。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型。前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。但凡在本实用新型的发明构思范围之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。