基于熱泵及升膜蒸發(fā)原理的通用型蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通用型蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置，特別是一種采用熱泵及升膜蒸發(fā)原理的實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源與環(huán)保環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)重，對(duì)各個(gè)行業(yè)的節(jié)能與環(huán)保的要求越來(lái)越高，尤其是化工行業(yè)?；ば袠I(yè)是能耗大戶(hù)，每年的消耗占全國(guó)的一大部分，而且又是污染大戶(hù)，其節(jié)能與環(huán)保的要求刻不容緩。當(dāng)前，燒堿行業(yè)主要以電解食鹽水后濃縮淡堿的方法來(lái)生產(chǎn)燒堿的。從濃度10%的淡堿蒸發(fā)濃縮到濃度30% — 40%的燒堿綜合耗能約占整個(gè)燒堿生產(chǎn)耗能的25%。目前燒堿蒸發(fā)多采用雙效順流、三效順流強(qiáng)制循環(huán)、三效逆流強(qiáng)制循環(huán)、四效順流等流程。高純度生產(chǎn)目前多采用離子交換膜法，利用低品位的廢熱加熱溶液使溶液中的水分蒸發(fā)而達(dá)到濃縮溶液的目的。
[0003]燒堿在紡織印染工業(yè)中主要用于絲光工藝，絲光可以提高纖維光澤和織物對(duì)染料的吸收，是織物染整預(yù)處理過(guò)程中的重要工序，在紡織印染行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。在絲光過(guò)程中需要用濃堿液對(duì)織物進(jìn)行處理，結(jié)束后有大量的稀堿液作為廢水排放，直接排放不但會(huì)造成堿的浪費(fèi)，還會(huì)造成環(huán)境污染，不符合節(jié)能減排的方針政策。
[0004]針對(duì)絲光廢堿液的回收，本發(fā)明采用機(jī)械壓縮式熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)對(duì)絲光廢堿液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮后回收再用，系統(tǒng)采用雙效逆流板式升膜蒸發(fā)工藝，將廢堿液蒸發(fā)濃縮到絲光工藝需要的堿液濃度后重新用于絲光工藝。本發(fā)明具有很大的通用性，適用于化工及食品等行業(yè)相關(guān)蒸發(fā)操作的前處理和海水淡化操作處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)絲光廢堿液的回收，而提供一種基于熱泵及升膜蒸發(fā)原理的通用型蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置，對(duì)堿液回收，化工及食品等行業(yè)的節(jié)能減排提供技術(shù)創(chuàng)新。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種基于熱泵及升膜蒸發(fā)原理的通用型蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置，包括稀堿泵、第一預(yù)熱器、第二預(yù)熱器、二效蒸發(fā)器、二效汽液分離器、羅茨鼓風(fēng)機(jī)、一效蒸發(fā)器、一效汽液分離器、濃堿閃蒸罐、濃堿泵、一效冷凝水閃蒸罐、二效冷凝水閃蒸罐、中間泵、一效冷凝水調(diào)節(jié)閥、二效冷凝水調(diào)節(jié)閥、冷凝水泵、第三預(yù)熱器、濃堿罐、冷凝水回收器，所述二效汽液分離器和二效冷凝水閃蒸罐通過(guò)羅茨鼓風(fēng)機(jī)連接一效蒸發(fā)器，所述第三預(yù)熱器通過(guò)一效蒸發(fā)器連接一效汽液分離器，所述第一預(yù)熱器和第二預(yù)熱器通過(guò)二效蒸發(fā)器連接二效汽液分離器。
[0007]所述一效汽液分離器通過(guò)二效蒸發(fā)器連接二效冷凝水閃蒸罐，所述一效蒸發(fā)器通過(guò)一效冷凝水閃蒸罐連接二效蒸發(fā)器。所述一效冷凝水閃蒸罐通過(guò)一效冷凝水調(diào)節(jié)閥連接冷凝水泵；所述二效冷凝水閃蒸罐通過(guò)二效冷凝水調(diào)節(jié)閥連接凝水泵，所述凝水泵連接第三預(yù)熱器。所述二效汽液分離器通過(guò)中間泵連接第三預(yù)熱器。所述一效汽液分離器連接濃堿閃蒸罐，濃堿閃蒸罐通過(guò)濃堿泵連接第二預(yù)熱器。所述第一預(yù)熱器和第二預(yù)熱器連接稀堿泵，所述第一預(yù)熱器連接濃堿罐，所述第二預(yù)熱器連接冷凝水回收器。
[0008]本發(fā)明的有益效果在于:
1)利用羅茨鼓風(fēng)機(jī)作為動(dòng)力來(lái)源產(chǎn)生高溫、高壓的加熱蒸汽，從而代替?zhèn)鹘y(tǒng)以鍋爐產(chǎn)生加熱蒸汽的方式；
2)利用板式換熱器代替?zhèn)鹘y(tǒng)降膜蒸發(fā)器作為蒸發(fā)濃縮裝置，可以減少板式換熱器出口的液滴夾帶，提高溶液的濃度；
3)利用板式換熱器作為換熱裝置，其換熱溫差小，效率高；
4)該實(shí)驗(yàn)裝置只在啟運(yùn)過(guò)程需要外界提供加熱蒸汽，系統(tǒng)正常運(yùn)行后，不需外界提供；
5)利用閃蒸罐建立輔助閃蒸系統(tǒng)，補(bǔ)充系統(tǒng)的蒸汽量，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
[0009]本發(fā)明通過(guò)基于熱泵及升膜蒸發(fā)原理的通用型蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)，對(duì)堿液回收，化工及食品等行業(yè)的節(jié)能減排提供技術(shù)創(chuàng)新。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0012]如圖1所示，一種基于熱泵及升膜蒸發(fā)原理的通用型蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置，包括稀堿泵1、第一預(yù)熱器2、第二預(yù)熱器3、二效蒸發(fā)器4、二效汽液分離器5、羅茨鼓風(fēng)機(jī)6、一效蒸發(fā)器7、一效汽液分離器8、濃堿閃蒸罐9、濃堿泵10、一效冷凝水閃蒸罐11、二效冷凝水閃蒸罐12、中間泵13、一效冷凝水調(diào)節(jié)閥14、二效冷凝水調(diào)節(jié)閥15、冷凝水泵16、第三預(yù)熱器17、濃堿罐18、冷凝水回收器19。
[0013]二效汽液分離器5和二效冷凝水閃蒸罐12通過(guò)羅茨鼓風(fēng)機(jī)6連接一效蒸發(fā)器7，第三預(yù)熱器17通過(guò)一效蒸發(fā)器7連接一效汽液分離器(8)，第一預(yù)熱器2和第二預(yù)熱器3通過(guò)二效蒸發(fā)器4連接二效汽液分離器5。一效汽液分離器8通過(guò)二效蒸發(fā)器4連接二效冷凝水閃蒸罐12，一效蒸發(fā)器7通過(guò)一效冷凝水閃蒸罐11連接二效蒸發(fā)器4。一效冷凝水閃蒸罐11通過(guò)一效冷凝水調(diào)節(jié)閥14連接冷凝水泵16 ;二效冷凝水閃蒸罐12通過(guò)二效冷凝水調(diào)節(jié)閥15連接凝水泵16，凝水泵16連接第三預(yù)熱器17。二效汽液分離器5通過(guò)中間泵13連接第三預(yù)熱器17。一效汽液分離器8連接濃堿閃蒸罐9，濃堿閃蒸罐9通過(guò)濃堿泵10連接第二預(yù)熱器3。第一預(yù)熱器2和第二預(yù)熱器3連接稀堿泵I，第一預(yù)熱器2連接濃堿罐18，所述第二預(yù)熱器3連接冷凝水回收器19。
[0014]I)系統(tǒng)在啟動(dòng)過(guò)程中，需要從外界輸入蒸汽，保證蒸發(fā)運(yùn)行。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后關(guān)閉外界補(bǔ)氣，用羅茨鼓風(fēng)機(jī)6維持系統(tǒng)運(yùn)行，為保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，在羅茨鼓風(fēng)機(jī)6吸氣管路中補(bǔ)充少量蒸汽，由蒸汽調(diào)節(jié)閥控制補(bǔ)氣量；
2)為了避免系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，加熱蒸汽量的逐漸減少，需要輔助閃蒸系統(tǒng)補(bǔ)充壓縮機(jī)入口的蒸汽量。一效冷凝水閃蒸罐11和二效冷凝水閃蒸罐12均安裝磁翻板液位計(jì)，監(jiān)視其液位，維持穩(wěn)定運(yùn)行。
[0015]本裝置將雙效的冷凝水及出口濃堿與料液進(jìn)行換熱的方式，提升料液的入口溫度，提高系統(tǒng)的熱利用效率。機(jī)械壓縮式熱泵雙效蒸發(fā)系統(tǒng)可以利用低品位的二次蒸汽熱量，壓縮機(jī)壓縮二次蒸汽提高出口蒸汽的溫度、壓力用于溶液的蒸發(fā)濃縮。相比于純多效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，本系統(tǒng)有效降低了蒸汽使用量，提高了熱能利用率，具有明顯的節(jié)能效益，適用于化工及食品等行業(yè)相關(guān)蒸發(fā)操作的前處理和海水淡化操作處理。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于熱泵及升膜蒸發(fā)原理的通用型蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置，包括稀堿泵(I)、第一預(yù)熱器(2)、第二預(yù)熱器(3)、二效蒸發(fā)器(4)、二效汽液分離器(5)、羅茨鼓風(fēng)機(jī)(6)、一效蒸發(fā)器(7)、一效汽液分離器(8)、濃堿閃蒸罐(9)、濃堿泵(10)、一效冷凝水閃蒸罐(11)、二效冷凝水閃蒸罐(12)、中間泵(13)、一效冷凝水調(diào)節(jié)閥(14)、二效冷凝水調(diào)節(jié)閥(15)、冷凝水泵(16)、第三預(yù)熱器(17)、濃堿罐(18)、冷凝水回收器(19)，其特征在于:所述二效汽液分離器(5)和二效冷凝水閃蒸罐(12)通過(guò)羅茨鼓風(fēng)機(jī)(6)連接一效蒸發(fā)器(7)，所述第三預(yù)熱器(17)通過(guò)一效蒸發(fā)器(7)連接一效汽液分離器(8)，所述第一預(yù)熱器(2)和第二預(yù)熱器(3)通過(guò)二效蒸發(fā)器(4)連接二效汽液分離器(5)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱泵及升膜蒸發(fā)原理的通用型蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述一效汽液分離器(8)通過(guò)二效蒸發(fā)器(4)連接二效冷凝水閃蒸罐(12)，所述一效蒸發(fā)器(7)通過(guò)一效冷凝水閃蒸罐(11)連接二效蒸發(fā)器(4)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱泵及升膜蒸發(fā)原理的通用型蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述一效冷凝水閃蒸罐(11)通過(guò)一效冷凝水調(diào)節(jié)閥(14)連接冷凝水泵(16);所述二效冷凝水閃蒸罐(12)通過(guò)二效冷凝水調(diào)節(jié)閥(15)連接凝水泵(16)，所述凝水泵(16)連接第三預(yù)熱器(17)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱泵及升膜蒸發(fā)原理的通用型蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述二效汽液分離器(5)通過(guò)中間泵(13)連接第三預(yù)熱器(17)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱泵及升膜蒸發(fā)原理的通用型蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述一效汽液分離器(8)連接濃堿閃蒸罐(9)，濃堿閃蒸罐(9)通過(guò)濃堿泵(10)連接第二預(yù)熱器(3)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱泵及升膜蒸發(fā)原理的通用型蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述第一預(yù)熱器(2 )和第二預(yù)熱器(3 )連接稀堿泵(I)，所述第一預(yù)熱器(2 )連接濃堿罐(18 )，所述第二預(yù)熱器(3 )連接冷凝水回收器(19 )。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種基于熱泵及升膜蒸發(fā)原理的通用型蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置，二效汽液分離器和二效冷凝水閃蒸罐通過(guò)羅茨鼓風(fēng)機(jī)連接一效蒸發(fā)器，第三預(yù)熱器通過(guò)一效蒸發(fā)器連接一效汽液分離器，第一預(yù)熱器和第二預(yù)熱器通過(guò)二效蒸發(fā)器連接二效汽液分離器。本裝置運(yùn)用逆流雙效蒸發(fā)，采用羅茨風(fēng)機(jī)作為機(jī)械式壓縮設(shè)備對(duì)二次蒸汽進(jìn)行壓縮。將雙效的冷凝水及出口濃堿與料液進(jìn)行換熱的方式，提升料液的入口溫度，提高系統(tǒng)的熱利用效率。機(jī)械壓縮式熱泵雙效蒸發(fā)系統(tǒng)可以利用低品位的二次蒸汽熱量，壓縮機(jī)壓縮二次蒸汽提高出口蒸汽的溫度、壓力用于溶液的蒸發(fā)濃縮。相比于純多效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，本裝置有效降低了蒸汽使用量，提高了熱能利用率，具有明顯的節(jié)能效益。
【IPC分類(lèi)】C02F103/30, C02F1/06, C02F1/08
【公開(kāi)號(hào)】CN104986815
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510392877
【發(fā)明人】黃理浩, 陶樂(lè)仁, 鄭志皋
【申請(qǐng)人】上海理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年7月7日