一种纤维素溶剂NMMO水溶液的蒸发浓缩装置的制作方法

本实用新型水溶液蒸发浓缩装置技术领域，具体涉及一种纤维素溶剂nmmo水溶液的蒸发浓缩装置。

背景技术：

溶剂法纤维素纤维是一种新纤维的生产工艺方法，所用溶剂是n-甲基吗啉-n-氧化物(nmm0)的水溶液。高浓nmmo与浆粕混合后进入溶解机，浆粥经溶解后形成胶液、分离纤维后的nmmo浓度为10～25％，经过蒸发浓缩后浓度达76～86％，nmmo水溶液的特点是沸点高，并在高温、高浓下，易发生分解。

现有技术中公开了cn205391766u专利，其工艺流程特征是“串联预热、一效进料、顺流蒸发、浓效联热”。包括一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器、四效蒸发器、五效蒸发器和只为一效蒸发器进料而串联预热的一级预热器、二级预热器、三级预热器、四级预热器、五级预热器。

随着该装置的生产使用，逐渐的暴露出了该技术的不足，该技术中的生产线中多效蒸发器，其能耗和nmmo浓度不能满足生产指标要求，无法实现连续不断、稳定高浓输出，工作效率低。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种纤维素溶剂nmmo水溶液的蒸发浓缩装置，用以解决传统技术中的多效蒸发器，其能耗和nmmo浓度不能满足生产指标要求，无法实现连续不断、稳定高浓输出，工作效率低的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种纤维素溶剂nmmo水溶液的蒸发浓缩装置，包括依次串联的一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器、四效蒸发器、五效蒸发器以及六效蒸发器，所述六效蒸发器上还依次连接有主表面冷凝器和副表面冷凝器；所述六效蒸发器上设有相串联的第一蒸发室与第二蒸发室；所述一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器、四效蒸发器、五效蒸发器均设有与其对应连接的一效冷凝水罐、二效冷凝水罐、三效冷凝水罐、四效冷凝水罐、五效冷凝水罐。

作为一种优化的方案，所述一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器、四效蒸发器、五效蒸发器均设有与其对应连接的一效预热器、二效预热器、三效预热器、四效预热器、五效预热器，所述一效预热器、二效预热器、三效预热器、四效预热器、五效预热器之间依次连接。

作为一种优化的方案，所述五效预热器上依次连接有浓溶剂换热器、清洁冷凝水板式预热器以及二次冷凝水板式预热器，所述二次冷凝水板式预热器还与所述副表面冷凝器相连接。

所述一效冷凝水罐还通过清洁冷凝管道连接所述清洁冷凝水板式预热器，且清洁冷凝水管道上设有清洁冷凝水泵。

作为一种优化的方案，所述一效冷凝水罐的入口与低压蒸汽管道相连通，并汇入至所述一效蒸发器上。

作为一种优化的方案，所述二效冷凝水罐的蒸汽出口连接所述三效蒸发器。

作为一种优化的方案，所述三效冷凝水罐的蒸汽出口连接所述四效蒸发器。

作为一种优化的方案，所述第二蒸发室还与所述四效冷凝水罐相连接，所述四效冷凝水罐的蒸汽出口连接所述五效蒸发器。

作为一种优化的方案，所述五效冷凝水罐的蒸汽出口连接所述六效蒸发器。

作为一种优化的方案，所述第一蒸发室、主表面冷凝器、副表面冷凝器的冷凝水以及所述五效冷凝水罐的冷凝水通过二次冷凝管道连接所述二次冷凝水板式预热器，所述二次冷凝管道还连接有二次冷凝水泵。

作为一种优化的方案，所述副表面冷凝器上还连接有真空泵。

作为一种优化的方案，所述二效冷凝水罐、三效冷凝水罐、四效冷凝水罐、五效冷凝水罐之间还依次连接。

作为一种优化的方案，所述二效蒸发器和三效蒸发器的二次蒸汽共同通过二次蒸汽管道连接所述第二蒸发室，且二次蒸汽管道上设有阀门。

作为一种优化的方案，所述一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器、四效蒸发器、五效蒸发器以及六效蒸发器上还分别对应设有各效循环泵。

作为一种优化的方案，所述副表面冷凝器上连接有稀溶剂管道。

作为一种优化的方案，所述第二蒸发室上连接有浓溶剂管道。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

根据物料高浓高温易分解、低温易固化结晶、有效传热温差小、高沸点等特性，物料循环流程设置上采用高温低浓度、低温高浓度、同时出高浓效为高真空负压效，在高真空状态下克服高浓高沸点带来的影响，设备结构上采用一体分程设计，两组加热元件共用一个壳体，分割成两个不同的部分采用两套独立的循环布膜分配系统，实现一个壳体产出两种浓度梯度物料的目的、在加热热源上采用两种二次蒸汽进入加热元件板片组，能满足出高浓85％温度96-99℃需要，避免出现高浓低温已固化结晶；操作便捷，降低了劳动力的同时，还提高了工作效率；保证了工作过程中的稳定性；节省工作时间，结构简单，使用方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型的结构示意图；

图中：1-一效蒸发器、2-二效蒸发器、3-三效蒸发器、4-四效蒸发器、5-五效蒸发器、6-六效蒸发器、7-主表面冷凝器、8-副表面冷凝器、9-真空泵、10-一效冷凝水罐、11-二效冷凝水罐、12-三效冷凝水罐、13-四效冷凝水罐、14-五效冷凝水罐、15-一效预热器、16-二效预热器、17-三效预热器、18-四效预热器、19-五效预热器、20-浓溶剂换热器、21-清洁冷凝水板式预热器、22-二次冷凝水板式预热器、23-清洁冷凝水泵、24-各效循环泵、25-出浓液泵、26-二次冷凝水泵。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，纤维素溶剂nmmo水溶液的蒸发浓缩装置，包括依次串联的一效蒸发器1、二效蒸发器2、三效蒸发器3、四效蒸发器4、五效蒸发器5以及六效蒸发器6，六效蒸发器6上还依次连接有主表面冷凝器7和副表面冷凝器8；

六效蒸发器6上设有相串联的第一蒸发室与第二蒸发室；

一效蒸发器1、二效蒸发器2、三效蒸发器3、四效蒸发器4、五效蒸发器5均设有与其对应连接的一效冷凝水罐10、二效冷凝水罐11、三效冷凝水罐12、四效冷凝水罐13、五效冷凝水罐14；

一效蒸发器1、二效蒸发器2、三效蒸发器3、四效蒸发器4、五效蒸发器5均设有与其对应连接的一效预热器15、二效预热器16、三效预热器17、四效预热器18、五效预热器19，一效预热器15、二效预热器16、三效预热器17、四效预热器18、五效预热器19之间依次连接。

五效预热器19上依次连接有浓溶剂换热器20、清洁冷凝水板式预热器21以及二次冷凝水板式预热器22，二次冷凝水板式预热器22还与副表面冷凝器8相连接。

一效冷凝水罐10还通过清洁冷凝管道连接清洁冷凝水板式预热器21，且清洁冷凝水管道上设有清洁冷凝水泵23。

一效冷凝水罐10的入口与低压蒸汽管道相连通，并汇入至一效蒸发器1上。

二效冷凝水罐11的蒸汽出口连接三效蒸发器3。

三效冷凝水罐12的蒸汽出口连接四效蒸发器4。

第二蒸发室还与四效冷凝水罐13相连接，四效冷凝水罐13的蒸汽出口连接五效蒸发器5。

五效冷凝水罐14的蒸汽出口连接六效蒸发器6。

第一蒸发室、主表面冷凝器7、副表面冷凝器8的冷凝水以及五效冷凝水罐14的冷凝水通过二次冷凝管道连接二次冷凝水板式预热器22，二次冷凝管道还连接有二次冷凝水泵26。

副表面冷凝器8上还连接有真空泵9。

二效冷凝水罐11、三效冷凝水罐12、四效冷凝水罐13、五效冷凝水罐14之间还依次连接。

二效蒸发器2和三效蒸发器3的二次蒸汽共同通过二次蒸汽管道连接第二蒸发室，且二次蒸汽管道上设有阀门。

一效蒸发器1、二效蒸发器2、三效蒸发器3、四效蒸发器4、五效蒸发器5以及六效蒸发器6上还分别对应设有各效循环泵24。

副表面冷凝器8上连接有稀溶剂管道。

第二蒸发室上连接有浓溶剂管道。

浓溶剂管道上设有出浓液泵25。

该装置从整体上包括逆流预热系统、顺流蒸发系统、冷凝水收集系统及真空系统。

逆流预热系统采用九级预热，依次串接副表面冷凝器8、二次冷凝水板式预热器22、清洁冷凝水板式预热器21、浓溶剂换热器20、五效预热器19、四效预热器18、三效预热器17、二效预热器16、一效预热器15；

顺流蒸发系统包括依次串联的一效蒸发器1、二效蒸发器2、三效蒸发器3、四效蒸发器4、五效蒸发器5、六效蒸发器6的第一蒸发室与第二蒸发室室；每一效蒸发器1包括循环泵及相应连接管路；

其中六效蒸发器6采用一体分程设计分为第一蒸发室与第二蒸发室，采用两台循环泵实现溶剂循环并配备相应管路与蒸发器连接。

低压新鲜蒸汽用于一效蒸发器1，配置单独的蒸汽减温系统及相关调节阀门，实现蒸汽输入控制；

其它效(第二蒸发室效除外)使用前效产生的二次蒸汽，末效二次蒸汽进入表面冷凝器(主、副)冷凝后，不凝汽由真空泵9抽出。正常情况下，第二蒸发室的热源是来自于二效、三效的二次蒸汽；通过相应的二次蒸汽管道与阀门与蒸发器相连接。

冷凝水收集系统采用清、污分流设计，设置回收回路并用相关管道与泵实现连接；最大限度回收显热及用于稀溶剂预热，具体描述如下：

冷凝水罐为冷凝水闪蒸罐。

一效排出的冷凝水，为新蒸汽冷凝水，作为稀溶剂的第三级预热；

二效蒸发器2的冷凝水从板片底部收集后进入二效冷凝水闪蒸罐进行闪蒸，闪蒸汽补充到三效作为热源，

冷凝水与三效冷凝水合并进入三效冷凝水闪蒸罐，闪蒸汽补充到四效作为热源，

冷凝水与四效冷凝水、第二蒸发室效冷凝水合并进入四效冷凝水闪蒸罐，闪蒸汽补充到五效作为热源，

冷凝水与五效冷凝水合并进入五效冷凝水闪蒸罐，闪蒸汽补充到ⅵ效作为热源，

第一蒸发室、主、副冷凝器的冷凝水也合并到五效冷凝水闪蒸罐的出口，然后通过二次冷凝水泵26送出，作为稀溶剂的第二级预热；的每一效蒸发器1冷凝水与冷凝水罐通过相关管道连接。

第一蒸发室/第二蒸发室效二次蒸汽依次进入主表面冷凝器7、副表面冷凝器8进行冷凝，在真空泵9的辅助作用下形成真空，其中主表面冷凝器7气相出口与副表面冷凝器8气相入口连接，副表面冷凝器8连接真空泵9组将不凝气抽出。

物料(稀溶剂)依次通过副表面冷凝器8、二次冷凝水板式预热器22、清洁冷凝水板式预热器21、浓溶剂换热器20、五效预热器19、四效预热器18、三效预热器17、二效预热器16、一效预热器15进入一效蒸发器1；

顺流蒸发系统包括依次串联的一效蒸发器1。预热器采用固定管板式结构，整个物料采用九级预热，充分利用蒸汽潜热及排出冷凝水显热，经预热后物料达到接近沸点温度进入一效蒸发器1，按照顺流模式依次进入下一效进行蒸发浓缩。

第二蒸发室效出料泵出口安装在线折光仪、检测出料浓度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。