[发明专利]有机溶剂回收用的多效逆流降膜蒸发系统

说明书

技术领域

本发明涉及化学工程领域中，用多效逆流降膜蒸发系统回收有机溶剂的新工艺，新技术，新装置。主要用于有机溶剂水溶液植物提取液蒸发浓缩过程的溶剂回收，同时获得浓缩液或结晶产品。

背景技术

从植物资源中提取有效成分，品种繁多，性能各异。这些有效成分提取液往往是功能性食品、化妆品及生物制药的原料。

植物提取应根据植物中有效成分的性质，选择溶剂水或有机溶剂例如乙醇、乙醚、丙酮、石油醚等作提取剂。根据提取物的性质及伴生杂质的选择性，选择不同的溶剂和提取方法，通过实验研究，确定生产工艺条件。

目前，食品工业及制药工业提取液的浓缩普遍使用外循环蒸发器，这种蒸发器传热系数低，传热温差大。若采用单效蒸发，效率低，能耗大，只能间歇操作。中药材提取液，多使用这种蒸发器，选用水作溶剂，采用蒸煮法，提取后分离液固，收集药液进行浓缩。通常用的单效外循环蒸发器为WZ型，多效外循环蒸发器为顺流式WZS型。

外循环蒸发器有以下几方面缺点：

1、这种蒸发器只能间歇生产操作，当原料液的溶剂蒸出后，需要停机卸料，生产能力低。

2、这种外循环蒸发器蒸发过程溶液流动为自然循环，其推动力受加热蒸汽的温度或压力影响很大。当蒸汽的温度(或压力)高时，传热温差大，循环速度大，蒸发量大。这种蒸发器传热温差不宜低于7℃，当温差小于7℃时，传热量小，循环速度低，蒸发量很小。

3、这种蒸发器如果不做成多效，单效蒸发器能耗大，冷却水用量也大。

4、这种外循环多效顺流蒸发器，加热蒸汽与原料液由一效进入平行流动至末效，末效溶液浓度高，粘度大，末效温度还低，当遇有高粘性物料时，溶液流动缓慢，传热不好，蒸发量小，甚至停止蒸发，不能工作。

5、采用这种外循环多效顺流蒸发器，不能用于含水有机溶剂提取液的蒸发浓缩。

发明内容

本发明的目的在于解决使用外循环蒸发器或常规蒸发器，用于含水有机溶剂提取液蒸发浓缩过程，有机溶剂回收带来的困难。本发明提供的有机溶剂回收用的多效逆流降膜蒸发系统新工艺，新技术可设计制造一种真空低温蒸发，能耗低，高收率，有机溶剂回收浓度高的蒸发浓缩装置，该生产装置连续和间歇生产都可使用，操作简单，控制方便。

本发明的技术方案是：

多效逆流降膜蒸发系统包括：首效蒸发器(1)、汽液分离器(2)、凝液罐(3)、结晶室(4)、末效蒸发器(5)、循环泵(6)、凝液泵(12)和阀门(V)，末效蒸发器还带有原料液A的过滤器(11)、流量计(10)、预热器(7)、冷却器(8)、盘管低温冷却器(9)和凝液泵(12)；在具有2～6效逆流降膜蒸发系统中，各个设备的连接是：各效降膜蒸发器均与各自的循环泵(6)连接，蒸发器中出来的二次蒸汽出口与各自的汽液分离器(2)连接，加热蒸汽冷凝液的出口管与各自的凝液罐(3)连接并各带1台凝液泵(12)构成一效，首效蒸发器的下端与结晶室(4)连接；各效间蒸汽通过汽液分离器二次蒸汽出口管与后效连接，溶液通过循环泵分支管路与前一效连接；首效蒸发器与外来蒸汽E的管连接；末效蒸发器的汽液分离器二次蒸汽出口管与原料液A的预热器(7)连接，冷凝液管连于冷却器(8)，冷却器又连接盘管低温冷却器(9)，盘管低温冷却器再连接凝液泵(12)和真空泵G；原料液管线经过过滤器(11)、流量计(10)进入原料液预热器(7)，组成了多效逆流降膜蒸发系统。

降膜蒸发器的结构：顶部有溶液分配室(13)，内设置两层筛板(14)，筛孔(15)交错布置，构成溶液分布装置，中部为列管式加热室(16)，壳程为加热蒸汽空间并收集冷凝液；管程为溶液降液管(17)，由列管组成；底部为汽液分离室(18)，连接处开有长方形二次蒸汽出口(19)，分离室汽壁有汽液分离器回流液入口(20)和原料液进口接管(21)，室底开有溶液出口(22)。位于蒸发器旁的汽液分离器(2)为园筒型，二次蒸汽进口管道为涡旋式，截面为长方形，顶部二次蒸汽出口设有档液板。

末效降膜蒸发器设置的盘管低温冷却器，它分上下两层，中间用档板(23)隔开，上下层设有汽相连通管道(24)和液相连通管道(25)，冷却管由园型管盘十圈，盘管(26)套成四层，冷却水进出口各汇集为一条管子引出，盘管低温冷却器上层顶部开有真空管道出口(27)，下层底部开有溶剂出口(28)并接有溢流出口管(29)。

各效降膜蒸发器凝液罐顶与汽液分离器出口管之间，设置气相连通管。下面用三效逆流降膜蒸发系统(见图2)说明工艺流程：