[发明专利]连续式多表面两相结构恒温真空脱水方法及其装置和应用

说明书

技术领域

本发明涉及了化工生产连续脱水技术，具体是指连续式多表面两相结构恒温真空脱水方法及其装置和应用。

背景技术

在许多化工过程，都需要对原材料、半成品或成品的水含量指标进行严格的控制，特别是在易吸水的和对水敏感的化工过程中，水含量的合格与否直接影响着成品的质量，而且在连续化生产中，高达标、窄分布的水含量是保证产出高质量产品的必要条件。可是，对在脱水工艺温度下，呈液态的原材料、半成品及成品时，传统的脱水方法采用的是外夹套加热、内搅拌式真空脱水罐，这种传统的脱水装置传热、传质效果差，能耗高，属间歇式操作，效率低，不同批次间的水含量分布宽，稳定性差；也有采用蒸馏、分馏、“喷雾—气爆”及分子膜等连续式脱水方法，但这些方法也存在效率低、稳定性差或设备造价昂贵等局限。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种连续式多表面两相结构恒温真空脱水方法，其可实现节能、高效、连续性和高稳定性脱水过程。

本发明的另一目的在于提供实现上述连续式多表面两相结构恒温真空脱水方法的连续式多表面两相结构恒温真空脱水装置。

本发明的再一目的在于提供上述连续式多表面两相结构恒温真空脱水方法的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：本连续式多表面两相结构恒温真空脱水方法，包括以下步骤：

(1)向内加热管束的内腔循环通入热媒或启动电磁加热器，迅速将保温罐体内表面与内加热管束外表面形成的密闭多表面恒温料腔升温至脱水工艺温度；

(2)启动真空系统，将所述密闭多表面恒温料腔内的空气抽走，形成多表面恒温真空料腔脱水环境；

(3)启动进料控制阀，将经预热的待脱水的新鲜料液通过新进料切割喷洒头，喷洒到内加热管束上呈挂淋状态，使所述多表面恒温真空料腔脱水环境内形成了表面积非常丰富的“液—汽”两相结构，料液中的水分子汽化进入到汽相，并由真空系统不断地抽走，料液则挂淋至保温罐的底部；

(4)启动循环泵，将保温罐底部的料液泵送至循环料切割喷洒头，进行循环切割喷洒，实现循环挂淋；

(5)控制系统根据传感器动态检测到保温罐底的积料液位，调节进料控制阀、循环控制阀，控制积料液位不高于内加热管束的底端，形成最佳挂淋密度，控制系统再根据温度、真空度、水含量等传感器检测到的参数值，控制内加热管束的加热功率，控制真空泵的功率，控制进料控制阀、出料控制阀的启闭，使保温罐内“液—汽”两相结构达到动态平衡，从而实现对料液的连续式多表面两相结构恒温真空脱水。

为更好地实现本发明，所述脱水工艺温度根据料液自身的沸点决定。

所述保温罐底部的积料量与进料量体积之比为30％～50％，具体根据料液粘度而定。

实现上述连续式多表面两相结构恒温真空脱水方法的连续式多表面两相结构恒温真空脱水装置，包括保温罐、真空系统、循环泵、控制系统，保温罐内设有内加热管束、切割喷洒头，切割喷洒头设于内加热管束的上方；切割喷洒头与保温罐的进料控制阀、循环泵出口旁路的循环控制阀分别连接；循环泵的入口与保温罐底部连通，循环泵的出口设有出料控制阀；真空系统与保温罐顶部的抽真空口连接；所述控制系统与进料控制阀、循环控制阀、出料控制阀、真空系统连接，且与保温罐内设有的料温、液位、真空度、水含量传感器分别连接。通过控制系统，控制整个脱水装置运行，实现进料、循环和出料的平衡。

为更好地实现本发明，所述切割喷洒头包括新进料切割喷洒头、循环料切割喷洒头，新进料切割喷洒头与所述进料控制阀连接，循环料切割喷洒头与所述循环料控制阀连接。

所述新进料切割喷洒头、循环料切割喷洒头各自独立、互不连通，分别对新进料和循环料进行切割喷洒。

所述内加热管束为多表面载体螺旋列管，其内腔可以均布安装有电磁加热器或者设置热媒循环管循环通入热媒，从而对多表面载体螺旋列管进行立体式均匀加热，故称之为内加热。采用热媒加热时，保温罐顶部、底部相应设有的内加热输出口、内加热输入口与内加热管束内腔的热媒循环管分别连通；采用电磁加热器时，保温罐无需设内加热输入、输出口。保温罐体内表面与内加热管束(多表面载体螺旋列管)外表面形成密闭的多表面恒温料腔，此料腔通过保温罐的抽真空口与真空系统相连接，进一步形成了多表面恒温真空料腔。

所述切割喷洒头、循环泵及循环泵的进出口管等与料液接触的部件均设有自加热装置，即在所述切割喷洒头、循环泵及循环泵的进出口管内腔或外壁设有热媒循环管或安装电磁加热器，避免停机后料液冷凝堵塞。