一种利用空气热泵低温蒸发浓缩酒精废液的系统的制作方法

本实用新型属于蒸发浓缩设备技术领域，具体涉及一种利用空气热泵低温蒸发浓缩酒精废液的系统。

背景技术：

溶液中心的物质分离、浓缩、结晶及提纯等工艺，都离不开蒸发。但蒸发工艺种类很多，不外分为自然蒸发、加热常压蒸发、加热减压真空蒸发及深度冷冻浓缩等。自然蒸发无能耗，效率低，占地多；加热常压蒸发耗能高，效率低；加热减压真空蒸发，耗能低，效率高，基础投资大等缺点。加热蒸发的热能，都是燃烧原油及煤类，会产生废气排放，污染大气环境，目标未能达到节能减排的目的，不符合推广现代技术的取向。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种利用空气热泵低温蒸发浓缩酒精废液的系统，达到高效节能的效果，液经过该系统处理后，拓展酒精废液的的新用途、实现酒精废液零排放，并达到变废为宝的目的。

为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种利用空气热泵低温蒸发浓缩酒精废液的系统，该系统包括酒精废液收集池、固液分离器、一级真空闪蒸装置、高压饱和装置、二级真空闪蒸装置以及冷却装置，所述酒精废液收集池的出料口通过送料管连接固液分离器，固液分离器顶部设置有出液管，固液分离器通过该出液管与一级真空闪蒸装置连接，一级真空闪蒸装置与高压饱和装置连接，高压饱和装置连接二级真空闪蒸装置；所述冷却装置分别连接一级真空闪蒸装置和二级真空闪蒸装置，并为一级真空闪蒸装置和二级真空闪蒸装置提供冷却水。

作为进一步的方案，本实用新型所述的一级真空闪蒸装置包括一级真空闪蒸器和一级水喷射冷凝器，所述一级真空闪蒸器包括上筒体和下筒体，上筒体和下筒体整体呈下大上小的圆锥体；所述下筒体内安装有垂直搅拌器，下筒体的底部设置有排污阀和排料阀，下筒体上设有与固液分离器的出液管连接的进料管，该进料管上设有进料阀；所述上筒体顶部设有抽气管，抽气管上安装有抽气阀，所述一级水喷射冷凝器的进气端与抽气管连接；所述冷却装置包括储水池和与储水池通过水管连接的一级蒸发器，一级蒸发器与一级水喷射冷凝器的进气口连接，一级水喷射冷凝器的冷凝水出口通过水管连接储水池，在储水池、一级蒸发器、一级水喷射冷凝器之间形成循环回路。

作为进一步的方案，本实用新型所述的二级真空闪蒸装置包括二级真空闪蒸器和二级水喷射冷凝器，所述二级真空闪蒸器包括上筒体和下筒体，上筒体和下筒体整体呈下大上小的圆锥体；所述下筒体内安装有垂直搅拌器，下筒体的底部设置有排污阀和排料阀，下筒体上设有与固液分离器的出液管连接的进料管，该进料管上设有进料阀；所述上筒体顶部设有抽气管，抽气管上安装有抽气阀，所述二级水喷射冷凝器的进气端与抽气管连接；所述冷却装置还包括二级蒸发器，所述二级蒸发器与二级水喷射冷凝器的进气口连接，二级水喷射冷凝器的冷凝水出口通过水管连接储水池，在储水池、二级蒸发器、二级水喷射冷凝器之间形成循环回路。

作为进一步的方案，本实用新型所述的一级真空闪蒸器和二级真空闪蒸器的上筒体内均安装有捕汁器。

作为进一步的方案，本实用新型所述的高压饱和装置包括储液罐和静态混合器，所述储液罐的进料口连接一级真空闪蒸器上的排料阀，储液罐通过管路与静态混合器连接，该管路上设置有高压泵；所述静态混合器上连接有为静态混合器提供热空气的热风管。

作为进一步的方案，本实用新型所述的热风管上沿进风方向依次设有空气热泵和风机。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

1.本实用新型所述的利用空气热泵低温蒸发浓缩酒精废液的系统能充分利用酒精废液的余热温度为90℃，进行真空闪蒸发，使酒精废液达到初步的浓缩效果，从而达到充分利用废余热作用，实现节能减排的经济效益；

2.本实用新型所述的利用空气热泵低温蒸发浓缩酒精废液的系统利用空气热泵功能提供热源以及通过冷却水在循环时的深度冷却，为真空闪蒸发器提供真空度，增加蒸发强度，提高蒸发效率，减少冷却水用量；同时减少供热系统的配套设施投资，节约投资1/2；

3.本发明所述的利用空气热泵低温蒸发浓缩酒精废液的系统可应用与盐业、糖业、海水淡化等行业的蒸发浓缩。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

附图说明

图1为本实用新型所述的利用空气热泵低温蒸发浓缩酒精废液的系统的结构示意图；

其中，各附图标记为：10、酒精废液收集池；20、固液分离器；21、出液管；30、一级真空闪蒸装置；31、一级真空闪蒸器；311、排污阀；312、排料阀；313、进料阀；314、抽气阀；32、一级水喷射冷凝器；40、高压饱和装置；41、储液罐；42、静态混合器；43、高压泵；44、空气热泵；45、风机；50、二级真空闪蒸装置；51、二级真空闪蒸器；52、二级水喷射冷凝器；60、冷却装置；61、储水池；62、一级蒸发器；63、二级蒸发器。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型所述的利用空气热泵低温蒸发浓缩酒精废液的系统，该系统包括酒精废液收集池10、固液分离器20、一级真空闪蒸装置30、高压饱和装置40、二级真空闪蒸装置50以及冷却装置60，所述酒精废液收集池10的出料口通过送料管连接固液分离器20，固液分离器20顶部设置有出液管21，固液分离器通过该出液管21与一级真空闪蒸装置30连接，一级真空闪蒸装置与高压饱和装置40连接，高压饱和装置40连接二级真空闪蒸装置50；所述冷却装置60分别连接一级真空闪蒸装置30和二级真空闪蒸装置50，并为一级真空闪蒸装置30和二级真空闪蒸装置50提供冷却水。在本方案酒精废液从蒸馏塔底部排出，温度为≥90℃，含糖量为4％，还有氮磷钾，其糖类及有机质，固体为灰份及醋酸钙，酒精废液流入到酒精废液收集池中经过初步的沉淀可以去除大颗粒的沉淀物，然后进入到固液分离器中，固液体混合物高速进入分离器内产生高速旋转，液体往上升，进入下工序，固体往下沉，达到分离目的沉渣被排出作为有机固体复混肥原料。

作为进一步的方案，本实用新型所述的一级真空闪蒸装置30包括一级真空闪蒸器31和一级水喷射冷凝器32，所述一级真空闪蒸器31包括上筒体和下筒体，上筒体和下筒体整体呈下大上小的圆锥体；所述下筒体内安装有垂直搅拌器，下筒体的底部设置有排污阀311和排料阀312，下筒体上设有与固液分离器20的出液管连接的进料管，该进料管上设有进料阀313；所述上筒体顶部设有抽气管，抽气管上安装有抽气阀314，所述一级水喷射冷凝器32的进气端与抽气管连接；所述冷却装置60包括储水池61和与储水池61通过水管连接的一级蒸发器62，一级蒸发器与一级水喷射冷凝器32的进气口连接，一级水喷射冷凝器32的冷凝水出口通过水管连接储水池61，在储水池61、一级蒸发器62、一级水喷射冷凝器32之间形成循环回路。在该方案中，一级真空闪蒸器在工作时垂直搅拌器的搅拌速度为150mr/cm，所述进料阀安装在下筒体储料面30cm以上，一级真空闪蒸器内真空度为0.015-0.0093，温度40-48℃，当经过固液分离器之后的酒精废液温度为90℃，在正压情况进入真空闪蒸发器，实现爆汽蒸发，产出大量水蒸气由一级水喷射冷凝器抽走冷凝，达到汽液分离，利用酒精废液的余热，不消耗其他热耗，实现酒精废液蒸发浓缩效果。由于在储水池、蒸发器、一级水喷射冷凝器之间形成循环回路，15℃冷却水经过一级水喷射冷凝器喷射后，与抽出的45℃蒸汽并流进引，进行热交换后的冷却水，由15℃变为30℃以上的冷却水，并形成循环系统。

作为进一步的方案，本实用新型所述的二级真空闪蒸装置50包括二级真空闪蒸器51和二级水喷射冷凝器52，所述二级真空闪蒸器包括上筒体和下筒体，上筒体和下筒体整体呈下大上小的圆锥体；所述下筒体内安装有垂直搅拌器，下筒体的底部设置有排污阀和排料阀，下筒体上设有与固液分离器的出液管连接的进料管，该进料管上设有进料阀；所述上筒体顶部设有抽气管，抽气管上安装有抽气阀，所述二级水喷射冷凝器52的进气端与抽气管连接；所述冷却装置还包括二级蒸发器63，所述二级蒸发器63与二级水喷射冷凝器52的进气口连接，二级水喷射冷凝器52的冷凝水出口通过水管连接储水池61，在储水池61、二级蒸发器63、二级水喷射冷凝器52之间形成循环回路。在该方案中，二级真空闪蒸装置与一级真空闪蒸装完全相同，其目的是经过高压饱和装置后的水汽混合物在二级真空闪蒸装置真空密闭容内降压的条件下，进行再次闪蒸发，产生大量水蒸汽被水喷射冷凝器抽走，使汽液分离，废液得到进一步蒸发浓缩，在蒸发器底部排出合格产品，浓缩液的锤度为65Bx。它的含糖量为36％，K₂O含量为6.1％、粗蛋白为≥20％、有机质为≥40％。

作为进一步的方案，本实用新型所述的一级真空闪蒸器和二级真空闪蒸器的上筒体内均安装有捕汁器(图中未示)。

作为进一步的方案，本实用新型所述的高压饱和装置40包括储液罐41和静态混合器42，所述储液罐41的进料口连接一级真空闪蒸器31上的排料阀312，储液罐41通过管路与静态混合器42连接，该管路上设置有高压泵43；所述静态混合器42上连接有为静态混合器42提供热空气的热风管。储液池中的液体经过高压泵形成高压饱和水，高压饱和水与热空气一道进入到静态混合器中，在静态混合器的作用下，使热空气与饱和水雾化微米液滴混合均匀，饱和水雾化微米液滴被热空气加热水蒸发而汽化，增强蒸发动能。

作为进一步的方案，本实用新型所述的热风管上沿进风方向依次设有空气热泵44和风机45。在本实用新型中，空气热泵有制冷及制热功能。它能把室外温度≥20℃能加热到≥60℃，而冷剂经减压加入蒸发器管外进行蒸发吸大量热量，就能把蒸发器走管内的冷却水，进行冷却到温度为≤15℃。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。