一种热泵蒸发浓缩系统

文档序号:1384693 发布日期:2020-08-18 浏览:34次 >En<

阅读说明:本技术 一种热泵蒸发浓缩系统 (Heat pump evaporation concentration system ) 是由 陈�峰 刘洪涛 于 2020-04-27 设计创作,主要内容包括:本发明公开一种热泵蒸发浓缩系统,以提高有机溶剂的回收利用率及系统的能源利用率。热泵蒸发浓缩系统,用于蒸发浓缩含有机溶剂原料液,热泵蒸发浓缩系统包括:有机溶剂水蒸汽发生系统以及含有机溶剂原料液浓缩系统,有机溶剂水蒸汽发生系统包括第一换热器,以及与第一换热器连通的生蒸汽管道和原料液输入管道;含有机溶剂原料液浓缩系统包括依次连通的蒸汽喷射器、第二换热器以及蒸发器,其中:第一换热器与蒸汽喷射器通过一次蒸汽管道连通;蒸汽喷射器与第二换热器通过蒸汽喷射管道连通;第二换热器与有机溶剂提取取管道连通,且第二换热器与蒸发器通过汽液混合管道和液体管道连通;蒸发器与蒸汽喷射器通过二次蒸汽管道连通。(The invention discloses a heat pump evaporation and concentration system, which aims to improve the recovery utilization rate of an organic solvent and the energy utilization rate of the system. The heat pump evaporation concentration system is used for evaporating and concentrating the raw material liquid containing the organic solvent, and comprises: the organic solvent steam generating system comprises a first heat exchanger, a raw steam pipeline and a raw material liquid input pipeline, wherein the raw steam pipeline and the raw material liquid input pipeline are communicated with the first heat exchanger; contain organic solvent feed solution concentrated system including steam ejector, second heat exchanger and the evaporimeter that communicates in proper order, wherein: the first heat exchanger is communicated with the steam ejector through a primary steam pipeline; the steam ejector is communicated with the second heat exchanger through a steam injection pipeline; the second heat exchanger is communicated with the organic solvent extraction pipeline, and the second heat exchanger is communicated with the evaporator through a vapor-liquid mixing pipeline and a liquid pipeline; the evaporator is communicated with the steam ejector through a secondary steam pipeline.)

一种热泵蒸发浓缩系统

技术领域

本发明涉及蒸发设备技术领域,特别是涉及一种热泵蒸发浓缩系统。

背景技术

蒸发浓缩是工业生产中非常典型的化工单元操作,广泛应用在化工、轻工、食品、制药、海水淡化以及污水处理等工业生产过程中。

工业生产中常被蒸发的物料为水溶液。并且常用饱和蒸汽作为加热源,而从溶液中蒸发出来的“二次蒸汽”由于压力低、品质低且不利于运输,基本达不到用气条件。因此这部分二次蒸汽直接排放至大气,或被冷却系统冷凝或用到一些低压蒸汽设备,造成污染和能源浪费。

目前,蒸发浓缩领域主要有三种工艺:传统的多效蒸发(Multiple EffectEvaporator,MEE)、热力蒸汽再压缩(Thermal Vapor Re-compression,TVR)、机械蒸汽再压缩(Mechanical Vapor Re-compression,MVR)。多效蒸发工艺需花费外界热源提供热量,加热物料使前效蒸发产生的二次有机溶剂蒸汽用作下一效的加热热源,再用冷却塔等装置生产冷却水来冷却末效蒸发的二次有机溶剂蒸汽。而热力蒸汽再压缩在传统工艺基础上增设一个喷射泵,花费部分外界热源,来引射物料产生的部分二次有机溶剂蒸汽,升温升压后作为物料加热的热源。

目前,通常采用热力蒸汽再压缩工艺对中药进行浓缩,在该浓缩过程中需要使用引射器使生蒸汽对中药中的有机溶剂进行引射,但这样会降低有机溶剂的浓度以及品质,不利于有机溶剂的回收再利用。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种热泵蒸发浓缩系统,以提高有机溶剂的回收利用率以及系统的能源利用率。

本发明实施例提供了一种热泵蒸发浓缩系统,用于蒸发浓缩含有机溶剂原料液,所述热泵蒸发浓缩系统包括:有机溶剂水蒸汽发生系统以及含有机溶剂原料液浓缩系统,所述有机溶剂水蒸汽发生系统包括第一换热器,以及与所述第一换热器连通的生蒸汽管道和原料液输入管道;所述含有机溶剂原料液浓缩系统包括依次连通的蒸汽喷射器、第二换热器以及蒸发器,其中:

所述第一换热器与所述蒸汽喷射器通过一次蒸汽管道连通;所述蒸汽喷射器与所述第二换热器通过蒸汽喷射管道连通;所述第二换热器与有机溶剂提取管道连通,且所述第二换热器与所述蒸发器通过汽液混合管道和液体管道连通;所述蒸发器与所述蒸汽喷射器通过二次蒸汽管道连通。

在本技术方案任一实施例中,可选的,所述含有机溶剂原料液浓缩系统还包括设置于所述第一换热器与所述蒸汽喷射器之间的汽液分离器和增压装置,所述第一换热器与所述汽液分离器通过汽液混合管道连通;所述汽液分离器、所述增压装置以及所述蒸汽喷射器通过一次蒸汽管道依次连通,所述汽液分离器与所述第二换热器通过液体管道连通。

在本技术方案实施例中,可选的,所述增压装置为节流阀。

在本技术方案任一实施例中,可选的,所述蒸汽喷射器为一个,所述第二换热器为一个,所述蒸发器为一个;

所述第二换热器包括第一原料液进口和第一原料液出口,所述蒸发器包括第二原料液进口和第二原料液出口;所述第一原料液进口通过液体管道分别与所述汽液分离器以及所述第二原料液出口连通,所述第一原料液出口与所述第二原料液进口通过汽液混合管道连通。

在本技术方案实施例中,可选的,所述蒸汽喷射器为一个,所述第二换热器为至少两个,所述蒸发器与所述第二换热器的数量相同,且所述第二换热器与所述蒸发器交替设置,其中:

所述蒸汽喷射器与首端第二换热器通过蒸汽喷射管道连通,依次连通的所述第二换热器与所述蒸发器为一个蒸发浓缩组;针对相邻的两个所述蒸发浓缩组,上一蒸发浓缩组的所述蒸发器与下一蒸发浓缩组的所述第二换热器通过二次蒸汽管道连通;

末端蒸发器与所述蒸汽喷射器通过二次蒸汽管道连通。

在本技术方案任一实施例中,可选的,所述第二换热器包括第一原料液进口和第一原料液出口,所述蒸发器包括第二原料液进口和第二原料液出口;针对每个所述蒸发浓缩组,所述第一原料液进口通过液体管道分别与所述汽液分离器以及所述第二原料液出口连通,所述第一原料液出口与所述第二原料液进口通过汽液混合管道连通。

在本技术方案实施例中,可选的,所述第二换热器为至少两个,所述蒸发器与所述第二换热器的数量相同,所述蒸汽喷射器与所述第二换热器的数量相同,所述第二换热器与所述蒸发器交替设置,所述蒸汽喷射器与所述第二换热器一一对应连通,其中:

所述增压装置与首端蒸汽喷射器通过一次蒸汽管道连通,所述蒸发器与相邻的所述蒸汽喷射器通过二次蒸汽管道连通。

在本技术方案任一实施例中,可选的,所述第二换热器包括第一原料液进口和第一原料液出口,所述蒸发器包括第二原料液进口和第二原料液出口;

依次连通的所述蒸汽喷射器、所述第二换热器以及所述蒸发器为一个蒸发浓缩组,针对每个所述蒸发浓缩组,所述第一原料液进口通过液体管道分别与所述汽液分离器以及所述第二原料液出口连通,所述第一原料液出口与所述第二原料液进口通过汽液混合管道连通。

在本技术方案实施例中,可选的,所述第二原料液出口与原料液收集管道连通。

在本技术方案任一实施例中,可选的,所述热泵蒸发浓缩系统还包括设置于所述第二换热器的浓度检测装置,所述浓度检测装置用于检测所述第二原料液出口处的原料液浓度。

在本技术方案实施例中,可选的,所述热泵蒸发浓缩系统还包括与所述第一换热器连通的冷凝水排出管道。

采用本技术方案的热泵蒸发浓缩系统,首先,生蒸汽通过生蒸汽管道进入至第一换热器,含有机溶剂原料液通过原料液输入管道进入至第一换热器,这样生蒸汽与含有机溶剂原料液在第一换热器中进行换热形成有机溶剂水共沸物蒸汽以及第一浓缩液;然后,有机溶剂水共沸物蒸汽通过蒸汽喷射器喷射入第二换热器,含有机溶剂原料液和第一浓缩液流入至第二换热器,第二换热器中的有机溶剂水共沸物蒸汽与含有机溶剂原料液和第一浓缩液进行换热,含有机溶剂原料液和第一浓缩液中的有机溶剂蒸发形成有机溶剂蒸汽,有机溶剂水共沸物蒸汽冷却形成有机溶剂水冷凝液,有机溶剂水冷凝液通过有机溶剂提取管道进入有机溶剂提取取系统;之后,有机溶剂蒸汽夹带着原料液进入蒸发器,形成二次有机溶剂蒸汽以及浓缩原料液;最后,二次有机溶剂蒸汽进入蒸汽喷射器被有机溶剂水共沸物蒸汽引射入第二换热器,浓缩原料液流入第二换热器继续进行蒸发浓缩。

在本技术方案的热泵蒸发浓缩系统中,通过设置第一换热器以使含有机溶剂原料液蒸发形成有机溶剂水共沸物蒸汽,用于引射二次有机溶剂蒸汽,其避免了二次有机溶剂蒸汽的浪费,从而有效的提高了热泵蒸发浓缩系统的能源利用率;并且,有机溶剂水共沸物蒸汽冷却后形成的有机溶剂水冷凝液可以通过有机溶剂提取管道直接进入有机溶剂提取取系统,从而使有机溶剂水冷凝液的有机溶剂提取过程得到了简化,又因为有机溶剂水冷凝液中有机溶剂的浓度较大,有机溶剂提取后有机溶剂的品质较好,可以继续使用,因此,采用本技术方案的热泵蒸发浓缩系统可以有效的提高有机溶剂的回收利用率。

基于相同的发明构思,本技术方案还提供了一种利用如前所述的热泵蒸发浓缩系统制备浓缩液的方法,包括有机溶剂水蒸汽发生过程和原料液浓缩过程,所述方法包括:

原料液通过第一换热器与生蒸汽换热,产生第一浓缩液和有机溶剂水共沸物蒸汽;

有机溶剂水共沸物蒸汽进入喷射器中引射第一有机溶剂蒸汽进入第二换热器;

第一浓缩液进入第二换热器;

第一有机溶剂蒸汽与第一浓缩液在第二换热器中换热后冷凝为有机溶剂溶液,进入有机溶剂提取取管道;

第一浓缩液在第二换热器中换热后进入蒸发器中,形成浓缩原料液和第二有机溶剂蒸汽;

第二有机溶剂蒸汽进入引射器被引射;

浓缩原料液回流入第二换热器进行反复蒸发浓缩,当浓度达到要求后收集。

通过本技术方案的制备浓缩液的方法对含有机溶剂原料液进行蒸发浓缩,在得到满足浓度要求的基础上,避免了二次有机溶剂蒸汽的浪费,从而有效的提高了热泵蒸发浓缩系统的能源利用率;并且,还能够得到浓度较大、品质较好的有机溶剂溶液,提高了有机溶剂的回收利用率。

附图说明

图1为本发明一实施例的热泵蒸发浓缩系统结构示意图;

图2为本发明另一实施例的热泵蒸发浓缩系统结构示意图;

图3为本发明又一实施例的热泵蒸发浓缩系统结构示意图;

图4为本发明一实施例的热泵蒸发浓缩系统结构示意图;

图5为本发明实施例的制备浓缩液的方法流程图。

附图标记:

1-乙酸乙酯水蒸汽发生系统;

101-第一换热器;

102-生蒸汽管道;

103-原料液输入管道;

2-含乙酸乙酯原料液浓缩系统;

201-汽液分离器;

202-增压装置;

203-蒸汽喷射器;

2031-首端蒸汽喷射器;

2032-末端蒸汽喷射器;

204-第二换热器;

2041-首端第二换热器;

2042-末端第二换热器;

2043-第一原料液进口;

2044-第一原料液出口;

205-蒸发器;

2051-首端蒸发器;

2052-末端蒸发器;

2053-第二原料液进口;

2054-第二原料液出口;

206-蒸发浓缩组;

3-汽液混合管道;

4-一次蒸汽管道;

5-液体管道;

6-蒸汽喷射管道;

7-有机溶剂提取管道;

8-二次蒸汽管道;

9-原料液收集管道;

10-冷凝水排出管道。

具体实施方式

为提高乙酸乙酯的回收利用率以及系统的能源利用率,本发明实施例提供了一种热泵蒸发浓缩系统。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,以下举实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1至图4所示,本发明实施例提供了一种热泵蒸发浓缩系统,用于蒸发浓缩含乙酸乙酯原料液,热泵蒸发浓缩系统包括:乙酸乙酯水蒸汽发生系统1以及含乙酸乙酯原料液浓缩系统2,乙酸乙酯水蒸汽发生系统1包括第一换热器101,以及与第一换热器101连通的生蒸汽管道102和原料液输入管道103;含乙酸乙酯原料液浓缩系统2包括依次连通的蒸汽喷射器203、第二换热器204以及蒸发器205,其中:

第一换热器101与蒸汽喷射器203通过一次蒸汽管道4连通;蒸汽喷射器203与第二换热器204通过蒸汽喷射管道6连通;第二换热器204与有机溶剂提取管道7连通,且第二换热器204与蒸发器205通过汽液混合管道3和液体管道5连通;蒸发器205与蒸汽喷射器203通过二次蒸汽管道8连通。

采用本技术方案的热泵蒸发浓缩系统,首先,生蒸汽通过生蒸汽管道102进入至第一换热器101,含乙酸乙酯原料液通过原料液输入管道103进入至第一换热器101,这样生蒸汽与含乙酸乙酯原料液在第一换热器101中进行换热形成乙酸乙酯水共沸物蒸汽以及第一浓溶液;然后,乙酸乙酯水共沸物蒸汽通过蒸汽喷射器203喷射入第二换热器204,含乙酸乙酯原料液和第一浓溶液经液体管道5流入至第二换热器204,第二换热器204中的乙酸乙酯水共沸物蒸汽与第一浓溶液进行换热,第一浓溶液中的乙酸乙酯蒸发形成乙酸乙酯蒸汽,乙酸乙酯水共沸物蒸汽冷却形成乙酸乙酯水冷凝液,乙酸乙酯水冷凝液通过有机溶剂提取管道7进入有机溶剂提取系统;之后,乙酸乙酯蒸汽夹带着原料液经汽液混合管道3进入蒸发器205,形成二次乙酸乙酯蒸汽以及浓缩原料液;最后,二次乙酸乙酯蒸汽进入蒸汽喷射器203被乙醇水共沸物蒸汽引射入第二换热器204,浓缩原料液经液体管道5流入第二换热器204继续进行蒸发浓缩。

在本技术方案的热泵蒸发浓缩系统中,通过设置第一换热器101以使含乙酸乙酯原料液蒸发形成乙酸乙酯水共沸物蒸汽,用于引射二次乙酸乙酯蒸汽,其避免了二次乙酸乙酯蒸汽的浪费,从而有效的提高了热泵蒸发浓缩系统的能源利用率。并且,乙酸乙酯水共沸物蒸汽冷却后形成的乙酸乙酯水冷凝液可以通过有机溶剂提取管道7直接进入有机溶剂提取系统,从而使乙酸乙酯水冷凝液的有机溶剂提取过程得到了简化,又因为乙酸乙酯水冷凝液中乙酸乙酯的浓度较大,有机溶剂提取后乙酸乙酯的品质较好,可以继续使用,因此,采用本技术方案的热泵蒸发浓缩系统可以有效的提高乙酸乙酯的回收利用率。

如图1所示,在本技术方案任一实施例中,可选的,含乙酸乙酯原料液浓缩系统还包括设置于第一换热器101与蒸汽喷射器203之间的汽液分离器201和增压装置202,第一换热器101与汽液分离器201通过汽液混合管道3连通;汽液分离器201、增压装置202以及蒸汽喷射器203通过一次蒸汽管道4依次连通,汽液分离器201与第二换热器204通过液体管道5连通。

在本实施例中,生蒸汽与含乙酸乙酯原料液在第一换热器101中进行换热形成乙酸乙酯水共沸物蒸汽以及第一浓溶液;然后,乙酸乙酯水共沸物蒸汽在气液分离器201中与液体原料液分离,分离后的乙酸乙酯水共沸物蒸汽被增压装置202增压后通过蒸汽喷射器203喷射入第二换热器204,含乙酸乙酯原料液和第一浓溶液经液体管道5流入至第二换热器204,第二换热器204中的乙酸乙酯水共沸物蒸汽与第一浓溶液进行换热。

这样能够将在第一换热器101中形成的乙酸乙酯水共沸物蒸汽以及第一浓溶液通过汽液分离器201分离后分别进入第二换热器204,并且通过增压装置202对乙酸乙酯水共沸物蒸汽增压后,可以提高其进入效率,并能够更好的实现引射乙酸乙酯蒸汽的效果。

如图2所示,在本技术方案的一个具体实施例中,蒸汽喷射器203为一个,第二换热器204为一个,蒸发器205为一个;

第二换热器204包括第一原料液进口2043和第一原料液出口2044,蒸发器205包括第二原料液进口2053和第二原料液出口2054;第一原料液进口2043通过液体管道5分别与汽液分离器201以及第二原料液出口2054连通,第一原料液出口2044与第二原料液进口2053通过汽液混合管道3连通。

在本实施例中,可选的,增压装置202为节流阀。

在本实施例中,可选的,第二原料液出口2054与原料液收集管道9连通。

进一步的,在本实施例中,可选的,热泵蒸发浓缩系统还包括设置于第二换热器205的浓度检测装置(图中未示出),浓度检测装置用于检测第二原料液出口2054处的原料液浓度。

更进一步的,在本实施例中,可选的,热泵蒸发浓缩系统还包括与第一换热器101连通的冷凝水排出管道10。

在本技术方案实施例中,增压装置202为节流阀,当然也可以为其它可以实现对气体增压的增加装置。节流阀初始时为关闭状态,在采用本技术方案的热泵蒸发浓缩系统对含乙酸乙酯原料液进行蒸发浓缩时,首先,生蒸汽通过生蒸汽管道102进入至第一换热器101,含乙酸乙酯原料液通过原料液输入管道103进入至第一换热器101,这样生蒸汽与含乙酸乙酯原料液在第一换热器101中进行换热蒸发形成乙酸乙酯水共沸物蒸汽和第一浓缩液。

然后,乙酸乙酯水共沸物蒸汽在汽液分离器201中与第一浓缩液分离,分离后的乙酸乙酯水共沸物蒸汽压力升高后打开节流阀,乙酸乙酯水共沸物蒸汽通过蒸汽喷射器203喷射入第二换热器204,含乙酸乙酯原料液和分离后的第一浓缩液经液体管道5流入至第二换热器204,第二换热器204中的乙酸乙酯水共沸物蒸汽与含乙酸乙酯原料液和第一浓缩液进行换热,第二换热器204中保持一定的真空状态,含乙酸乙酯原料液和第一浓缩液中的乙醇蒸发形成乙酸乙酯蒸汽,乙酸乙酯水共沸物蒸汽冷却形成乙酸乙酯水冷凝液,乙酸乙酯水冷凝液通过有机溶剂提取管道7进入有机溶剂提取系统。

之后,乙酸乙酯蒸汽夹带着原料液经汽液混合管道3进入蒸发器205,形成二次乙酸乙酯蒸汽以及浓缩原料液。

最后,二次乙酸乙酯蒸汽进入蒸汽喷射器203被乙酸乙酯水共沸物蒸汽引射入第二换热器204,浓缩原料液经液体管道5流入第二换热器204继续进行蒸发浓缩。

在蒸发浓缩的后期,原料液中的乙酸乙酯蒸发完毕,第一换热器101在持续加热下温度升高,原料液中的水分被蒸发出来冷却后形成冷凝水,冷凝水通过与第一换热器101连通的冷凝水排出管道10流入废液收集系统。而蒸发器205中的浓缩原料液回流至第二换热器204中,进行反复的蒸发浓缩,当设置于第二换热器204的浓度检测装置检测到蒸发器205的第二原料液出口2054处的原料液浓度达到一定值时,可以使浓缩原料液通过与第二原料液出口2054连通的原料液收集管道9流出并收集,此时,蒸发浓缩过程完毕。

采用本技术方案实施例的热泵蒸发浓缩系统,可以有效的提高热泵蒸发浓缩系统的能源利用率。并且,能够使乙酸乙酯水冷凝液的有机溶剂提取过程得到了简化,又因为乙酸乙酯水冷凝液中乙酸乙酯的浓度较大,有机溶剂提取后乙酸乙酯的品质较好,可以继续使用,因此,采用本技术方案的热泵蒸发浓缩系统可以有效的提高乙酸乙酯的回收利用率。

如图3所示,在本技术方案另一具体实施例中,蒸汽喷射器203为一个,第二换热器204为至少两个,蒸发器205与第二换热器204的数量相同,且第二换热器204与蒸发器205交替设置,其中:

蒸汽喷射器203与首端第二换热器2041通过蒸汽喷射管道6连通,依次连通的第二换热器204与蒸发器205为一个蒸发浓缩组206;针对相邻的两个蒸发浓缩组206,上一蒸发浓缩组的蒸发器205与下一蒸发浓缩组的第二换热器205通过二次蒸汽管道8连通;

末端蒸发器2052与蒸汽喷射器203通过二次蒸汽管道8连通。

在本技术方案实施例中,可选的,第二换热器204包括第一原料液进口2043和第一原料液出口2044,蒸发器205包括第二原料液进口2053和第二原料液出口2054;针对每个蒸发浓缩组206,第一原料液进口2043通过液体管道5分别与汽液分离器201以及第二原料液出口2054连通,第一原料液出口2044与第二原料液进口2053通过汽液混合管道3连通。

在本实施例中,可选的,增压装置202为节流阀。

在本实施例中,可选的,第二原料液出口2054与原料液收集管道9连通。

进一步的,在本实施例中,可选的,热泵蒸发浓缩系统还包括设置于第二换热器204的浓度检测装置,浓度检测装置用于检测第二原料液出口2054处的原料液浓度。

更进一步的,在本实施例中,可选的,热泵蒸发浓缩系统还包括与第一换热器101连通的冷凝水排出管道10。

以蒸汽喷射器203为一个,第二换热器204为两个,蒸发器205为两个为例对本实施例进行详细说明,第二换热器204以及蒸发器205为多个时的实施方式类似。

在本技术方案实施例中,增压装置202为节流阀,当然也可以为其它可以实现对气体增压的增加装置。如图2所示,节流阀初始时为关闭状态,在采用本技术方案的热泵蒸发浓缩系统对含乙酸乙酯原料液进行蒸发浓缩时,首先,生蒸汽通过生蒸汽管道102进入至第一换热器101,含乙酸乙酯原料液通过原料液输入管道103进入至第一换热器101,这样生蒸汽与含乙酸乙酯原料液在第一换热器101中进行换热蒸发形成乙酸乙酯水共沸物蒸汽以及第一浓缩液。

然后,乙酸乙酯水共沸物蒸汽在汽液分离器201中与第一浓缩液分离,分离后的乙酸乙酯水共沸物蒸汽压力升高后打开节流阀,乙酸乙酯水共沸物蒸汽通过蒸汽喷射器203喷射入首端第二换热器2041,含乙酸乙酯原料液和分离后的第一浓缩液经液体管道5流入至首端第二换热器2041以及末端第二换热器2042,首端第二换热器2041中的乙酸乙酯水共沸物蒸汽与含乙酸乙酯原料液和第一浓缩液进行换热,首端第二换热器2041中保持一定的真空状态,含乙酸乙酯原料液和第一浓缩液中的乙酸乙酯蒸发形成乙酸乙酯蒸汽,乙酸乙酯水共沸物蒸汽冷却形成乙酸乙酯水冷凝液,乙酸乙酯水冷凝液通过有机溶剂提取管道7进入有机溶剂提取系统。

之后,乙酸乙酯蒸汽夹带着原料液经汽液混合管道3进入首端蒸发器2051,形成二次乙酸乙酯蒸汽以及浓缩原料液,二次乙酸乙酯蒸汽进入末端第二换热器2042,末端第二换热器2042中保持更高的真空状态,二次乙酸乙酯蒸汽与末端第二换热器2042中的含乙酸乙酯原料液进行换热蒸发形成乙酸乙酯蒸汽,乙酸乙酯蒸汽夹带着原料液经汽液混合管道3进入末端蒸发器2052再次形成二次乙酸乙酯蒸汽以及浓缩原料液。

最后,在末端蒸发器2052中形成的二次乙酸乙酯蒸汽进入蒸汽喷射器203被乙酸乙酯水共沸物蒸汽引射入首端第二换热器2041,浓缩原料液经液体管道5流入末端第二换热器2042继续进行蒸发浓缩。

在蒸发浓缩的后期,原料液中的乙酸乙酯蒸发完毕,第一换热器101在持续加热下温度升高,原料液中的水分被蒸发出来冷却后形成冷凝水,冷凝水通过与第一换热器101连通的冷凝水排出管道10流入废液收集系统。而首端蒸发器2051中的浓缩原料液经液体管道5回流至首端第二换热器2041,及末端蒸发器2052中的浓缩原料液经液体管道5回流至末端第二换热器,进行反复的蒸发浓缩。当设置于第二换热器204的浓度检测装置检测到对应的蒸发器205的第二原料液出口2054处的浓缩原料液浓度达到一定值时,可以使浓缩原料液通过与第二原料液出口2054连通的原料液收集管道9流出并收集,此时,蒸发浓缩过程完毕。

采用本技术方案实施例的热泵蒸发浓缩系统,由于其设置有多个第二换热器204以及多个蒸发器205,这样可以更加充分地利用二次乙酸乙酯蒸汽,从而进一步提高热泵蒸发浓缩系统的能源利用率。并且,能够使乙酸乙酯水冷凝液的有机溶剂提取过程得到了简化,又因为乙酸乙酯水冷凝液中乙酸乙酯的浓度较大,有机溶剂提取后乙酸乙酯的品质较好,可以继续使用,因此,采用本技术方案的热泵蒸发浓缩系统可以有效的提高乙酸乙酯的回收利用率。

如图4所示,在本技术方案又一具体实施例中,可选的,第二换热器204为至少两个,蒸发器205与第二换热器204的数量相同,蒸汽喷射器203与第二换热器204的数量相同,第二换热器204与蒸发器205交替设置,蒸汽喷射器203与第二换热器204一一对应连通,其中:

增压装置202与首端蒸汽喷射器2031通过一次蒸汽管道4连通,蒸发器205与相邻的蒸汽喷射器203通过二次蒸汽管道8连通。

在本技术方案实施例中,可选的,第二换热器204包括第一原料液进口2043和第一原料液出口2044,蒸发器205包括第二原料液进口2053和第二原料液出口2054;

依次连通的蒸汽喷射器203、第二换热器204以及蒸发器205为一个蒸发浓缩组206,针对每个蒸发浓缩组206,第一原料液进口2043通过液体管道5分别与汽液分离器201以及第二原料液出口2054连通,第一原料液出口2044与第二原料液进口2053通过汽液混合管道3连通。

在本实施例中,可选的,增压装置202为节流阀。

在本实施例中,可选的,第二原料液出口2054与原料液收集管道9连通。

进一步的,在本实施例中,可选的,热泵蒸发浓缩系统还包括设置于第二换热器204的浓度检测装置,浓度检测装置用于检测第二原料液出口2054处的原料液浓度。

更进一步的,在本实施例中,可选的,热泵蒸发浓缩系统还包括与第一换热器201连通的冷凝水排出管道10。

以蒸汽喷射器203为两个,第二换热器204为两个,蒸发器205为两个为例对本实施例进行详细说明,第二换热器204、蒸发器205以及蒸汽喷射器203为多个时的实施方式类似。

在本技术方案实施例中,增压装置202为节流阀,当然也可以为其它可以实现对气体增压的增加装置。如图4所示,节流阀初始时为关闭状态,在采用本技术方案的热泵蒸发浓缩系统对含乙酸乙酯原料液进行蒸发浓缩时,首先,生蒸汽通过生蒸汽管道102进入至第一换热器101,含乙酸乙酯原料液通过原料液输入管道103进入至第一换热器101,这样生蒸汽与含乙酸乙酯原料液在第一换热器101中进行换热蒸发形成乙酸乙酯水共沸物蒸汽以及第一浓缩液。

然后,乙酸乙酯水共沸物蒸汽在汽液分离器201中与第一浓缩液分离,分离后的乙酸乙酯水共沸物蒸汽压力升高后打开节流阀,乙酸乙酯水共沸物蒸汽通过首端蒸汽喷射器喷射2031入首端第二换热器2041,含乙酸乙酯原料液和分离后的第一浓缩液经液体管道5流入至首端第二换热器2041以及末端第二换热器2042,首端第二换热器2041中的乙酸乙酯水共沸物蒸汽与含乙酸乙酯原料液和第一浓缩液进行换热,首端第二换热器2041中保持一定的真空状态,含乙酸乙酯原料液和第一浓缩液中的乙酸乙酯蒸发形成乙酸乙酯蒸汽,乙酸乙酯水共沸物蒸汽冷却形成乙酸乙酯水冷凝液,乙酸乙酯水冷凝液通过有机溶剂提取管道7进入有机溶剂提取系统。

之后,乙酸乙酯蒸汽夹带着原料液经汽液混合管道3进入首端蒸发器2051,形成二次乙酸乙酯蒸汽以及浓缩原料液,二次乙酸乙酯蒸汽分为两路,一路进入首端蒸汽喷射器2031,由乙酸乙酯水共沸物蒸汽引射入首端第二换热器2041,继续进行蒸发浓缩;另一路通过末端蒸汽喷射器2032进入末端第二换热器2042,末端第二换热器2042中保持更高的真空状态,二次乙酸乙酯蒸汽与末端第二换热器2042中的含乙酸乙酯原料液进行换热蒸发形成乙酸乙酯蒸汽,乙酸乙酯蒸汽夹带着原料液经汽液混合管道3进入末端蒸发器2052再次形成二次乙酸乙酯蒸汽以及浓缩原料液。

最后,在末端蒸发器2052中形成的二次乙酸乙酯蒸汽进入末端蒸汽喷射器2032被首端第二换热器2041中形成的二次乙酸乙酯蒸汽引射入末端第二换热器2042,浓缩原料液经液体管道5流入末端第二换热器2042继续进行蒸发浓缩。

在蒸发浓缩的后期,原料液中的乙酸乙酯蒸发完毕,第一换热器101在持续加热下温度升高,原料液中的水分被蒸发出来冷却后形成冷凝水,冷凝水通过与第一换热器101连通的冷凝水排出管道10流入废液收集系统。而首端蒸发器2051中的浓缩原料液经液体管道5回流至首端第二换热器2041,及末端蒸发器2052中的浓缩原料液经液体管道5回流至末端第二换热器2042,进行反复的蒸发浓缩。当设置于第二换热器204的浓度检测装置检测到对应的蒸发器205的第二原料液出口2054处的浓缩原料液浓度达到一定值时,可以使浓缩原料液通过与第二原料液出口2054连通的原料液收集管道9流出并收集,此时,蒸发浓缩过程完毕。

采用本技术方案实施例的热泵蒸发浓缩系统,由于其设置有多个第二换热器204以及多个蒸发器205,这样可以更加充分地利用二次乙酸乙酯蒸汽,从而进一步提高热泵蒸发浓缩系统的能源利用率。并且,能够使乙酸乙酯水冷凝液的提取过程得到了简化,又因为乙酸乙酯水冷凝液中乙酸乙酯的浓度较大,有机溶剂提取后乙酸乙酯的品质较好,可以继续使用,因此,采用本技术方案的热泵蒸发浓缩系统可以有效的提高乙酸乙酯的回收利用率。

如图5所示,基于相同的发明构思,本技术方案还提供了一种利用如前所述的热泵蒸发浓缩系统制备浓缩液的方法,包括乙酸乙酯水蒸汽发生过程和原料液浓缩过程,所述方法包括:

步骤001:原料液通过第一换热器与生蒸汽换热,产生第一浓缩液和乙酸乙酯水共沸物蒸汽;

步骤002:乙酸乙酯水共沸物蒸汽进入喷射器中引射第一乙乙酸乙酯蒸汽进入第二换热器;

步骤003:第一浓缩液进入第二换热器;

步骤004:第一乙乙酸乙酯蒸汽与第一浓缩液在第二换热器中换热后冷凝为乙酸乙酯溶液,进入有机溶剂提取管道;

步骤005:第一浓缩液在第二换热器中换热后进入蒸发器中,形成浓缩原料液和第二乙酸乙酯蒸汽;

步骤006:第二乙酸乙酯蒸汽进入引射器被引射;

步骤007:浓缩原料液回流入第二换热器进行反复蒸发浓缩,当浓度达到要求后收集。

通过本技术方案的制备浓缩液的方法对含乙酸乙酯原料液进行蒸发浓缩,在得到满足浓度要求的基础上,避免了二次乙酸乙酯蒸汽的浪费,从而有效的提高了热泵蒸发浓缩系统的能源利用率;并且,还能够得到浓度较大、品质较好的乙酸乙酯溶液,提高了乙酸乙酯的回收利用率。

显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

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