[实用新型]适合易挥发物质溶液浓缩的组合式节能装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及混合物质溶液的浓缩装置。

背景技术

在生物发酵、生物制药等行业中，利用微生物代谢产生人们所需要的产物越来越被人类所依赖，由于利用微生物代谢产生的终端产物浓度往往较低，浓缩是生物化工提取过程中不可缺少的环节，浓缩设备的优劣往往决定产品的质量和生产成本高低。

随着世界能源价格的高涨，生产企业越来越多地采用双效、三效或多效的浓缩设备以减少蒸汽或其他能源的消耗。有些生物化工产品如丙酮酸、乙酸、乙酸乙酯等有机产品属于易挥发产品，在浓缩的过程中容易随着二次水蒸气流失，造成产品损失，影响产品收得率，造成产品生产成本的上升同时还带来对环境的污染。对于这类产品的浓缩，通常采用的方法是控制蒸发温度和真空度，尽量减少产品的挥发。

在浓缩度比例不高的情况下(稀溶液状态)，带出的产品酸不是很多，但随着浓缩进行当浓度达到和超过一定含量时，蒸发出的二次蒸汽带出的产品酸或酯就越来越多，产品的流失也越来越多。为了不让这些产品损失和污染环境，提出的方法往往是，收集这些二次蒸汽的冷凝水再通过其它方法进行回收处理，但能源消耗会大大增加。

以丙酮酸浓缩为例，1000kg含丙酮酸4％的水溶液，浓缩至50％浓度，并且控制二次蒸汽冷凝水中丙酮酸含量不高于0.2％，如果第一步采用三效浓缩，浓缩至丙酮酸浓度16％，第二步采用精馏方式浓缩至丙酮酸浓度50％，蒸汽的消耗量为557kg，不能令人接受。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种适合易挥发物质溶液浓缩的组合式节能装置，以克服现有技术存在的上述缺陷。

本实用新型适合易挥发物质溶液浓缩的组合式节能装置，包括：

依次通过管线串连连接的3～5个蒸发器；

分别与所述的蒸发器通过管线相连接的加热器，前一个蒸发器顶部的二次蒸汽出口与后一个加热器的加热介质入口相连通；

设置在最后一个蒸发器顶部并与蒸发器相连通的精馏塔；

入口与所述精馏塔顶部的蒸汽出口通过管线相连通的冷凝冷却器，冷凝冷却器的出口通过回流泵与精馏塔上部的回流口相连通。

所述蒸发器、加热器、精馏塔和回流泵均为通用的设备。

本实用新型浓缩和精馏同步进行，设备紧凑，缩短了工作周期，大大减少了场地和设备投资，热能利用率高，蒸汽消耗节省近40％，物料受热状态时间短，特别针对热敏性物料，具有回收率高等特点。

附图说明

图1为本实用新型的适合易挥发物质溶液浓缩的组合式节能设备的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型合易挥发物质溶液浓缩的组合式节能装置，包括：

依次通过管线串连连接的3～5个蒸发器1；

分别与所述的蒸发器1通过管线相连接的加热器2，前一个蒸发器1顶部的二次蒸汽出口101与后一个加热器2的加热介质入口201相连通；

设置在最后一个蒸发器1顶部并与蒸发器1相连通的精馏塔3；

入口401与所述精馏塔3顶部的蒸汽出口301通过管线相连通的冷凝冷却器4，冷凝冷却器4的出口402通过回流泵5与精馏塔3上部的回流口302相连通；

优选的，所述冷凝冷却器4的出口402与所述的回流口302之间设有接液罐7，冷凝冷却器4的冷凝液，先进入接液罐7，然后由所述回流泵5将部分冷凝液作为回流液打入精馏塔3；

优选的，蒸发器1的数量和加热器2的数量为3个。

优选的，还包括与冷凝冷却器4顶部的真空口403相连接的真空装置6；

采用上述的装置，对重量浓度为4％的丙酮酸水溶液进行浓缩，运行过程如下：

将所述丙酮酸水溶液，经过进料管进入第一效蒸发器(即第一个蒸发器)，新鲜生蒸汽经蒸汽管对第一效加热器(即第一个加热器)加热，使第一效蒸发器中的物料与加热器中的物料产生比重差而形成自循环蒸发；

第一效蒸发器中料液丙酮酸浓度为6-8％。，第一效蒸发器的浓缩料液经管道进入第二效蒸发器(即第二个蒸发器)，第一效蒸发器蒸发产生的二次蒸汽通过管道进入第二效加热器(即第二个加热器)，用于加热第二效蒸发器中的物料，依次类推。各效蒸发器均在不同的真空度下操作，第三效蒸发器(即第三个蒸发器)内的料液丙酮酸重量浓度达到为48-50％。

第三效蒸发器的浓缩料液经管道放出，丙酮酸重量浓度约50％，浓缩蒸发产生的二次蒸汽进入精馏塔3，精馏塔3顶部的二次蒸汽进入冷凝冷却器4进行冷凝冷却，得到的冷凝液部分通过回流液泵6打入精馏塔上部，其余冷凝液可回收它用。

利用上述的装置，处理重量浓度为4％丙酮酸水溶液1000kg，可浓缩至丙酮酸浓度50％以上，冷凝水丙酮酸含量可控制小于0.2％，丙酮酸回收率达98％以上，消耗蒸汽350kg，另外较三效浓缩和精馏分步实施节省蒸汽近40％。