[发明专利]改进的热力蒸汽再压缩工艺及其专用热力蒸汽再压缩系统

说明书

技术领域

本发明属于物料的浓缩，特别是指一种改进的热力蒸汽再压缩工艺及其专用热力蒸汽再压缩系统。 

背景技术

蒸发器是通过加热使溶液浓缩或从溶液中析出晶粒的设备。主要由加热室和蒸发室两部分组成。加热室向液体提供蒸发所需要的热量，促使液体沸腾汽化；蒸发室使气液两相完全分离。加热室中产生的蒸汽带有大量液沫，到了较大空间的蒸发室后，这些液体借自身凝聚或除沫器等的作用得以与蒸汽分离。通常除沫器设在蒸发室的顶部。蒸发器的主要工作包括热力蒸汽再压缩（TVR）、机械蒸汽再压缩（MVR）。 

其中热力蒸汽再压缩（TVR）是分离器出来的二次蒸汽一部分在高压工作蒸汽的带动下，进入喷射器混合升温升压后，进入加热室当作加热蒸汽使用，来加热料液。另一部分进入冷凝器，冷凝后排出。加热蒸汽在加热室中凝结成水排出。管内溶液在加热蒸汽的加热下蒸发浓缩，达到要求后排出。 

据不完全统计，目前我国在医药、蔗糖、淀粉糖、化工等行业拥有5万台多效蒸发器，均属于降膜式多效蒸发器。多效蒸发器主要消耗蒸汽能耗，该蒸发器必须采用外源供气系统持续提供蒸汽，通常为5kg压力，125℃的蒸汽通过梯级利用的换热方式来蒸发掉物料中的水分，平均每蒸发掉1吨水需消耗0.5吨蒸汽；另外蒸发器还必须配备冷凝系统、物料平衡系统、真空系统，平均每蒸发掉1吨水需消耗135kg标准煤。按吨水能耗135kg标准煤计算，则全国5万台多效蒸发器按10t/h，每年需要耗能4.86亿t标准煤。 

传统的多效蒸发器是将5kg压力、125℃的蒸汽从一效进入蒸发系统，经过梯级换热后从末效排出，温度通常为85-90℃，排出的蒸汽即进入冷凝系统变成冷凝水而被废弃，极大的浪费了水的热能。 

MVR技术系利用它自身产生的二次蒸汽的能量，从而减少对外界能源的需求的一项节能技术。早在60年代，德国和法国已成功的将该技术用于化工、食品、造纸、医药、海水淡化及污水处理等领域。多效蒸发过程中，蒸发器某一效的二次蒸汽不能直接作为本效热源，只能作为次效或次几效的热源。如作为本效热源必须额外给其能量，使其温度（压力）提高。蒸汽喷射泵只能压缩部分二次蒸汽，而MVR蒸发器则可压缩蒸发器中所有的二次蒸汽。 

恽世昌于1993年发表了文献《机械蒸汽再压缩（MVR）》（《中国乳品工业》1993年4月第21卷第2期P78-P81）中提出了将MVR直接与多效蒸发器结合的理论观点，一般MVR技术可通过压缩将蒸汽温度升高8℃，故为了达到多效蒸发器的温差12-20℃，将两个MVR串联起来，使回收蒸汽经二次压缩可提升16℃。虽然该技术提出了一个新的节能改造方案，但在当时来说仅仅局限于理论研究阶段，且其自身存在着一定的缺陷：当时我国电力供应比较紧张，电气比价高，采用此技术降低了气耗，但电耗增加，在当时的情况下推广受限，目前市场上一套MVR设备的价格在200-400万。采用多台MVR设备对TVR设备进行改造，大大增加了改造费用。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的热力蒸汽再压缩工艺及其专用热力蒸汽再压缩系统，巧妙地将MVR技术对现有的热力蒸汽再压缩工艺进行改造，并提供了与之适配的专用热力蒸汽再压缩系统，在降低能耗的同时，大幅减少了设备改造费用和运行成本。 

本发明的目的之一是这样实现的： 

改进的热力蒸汽再压缩工艺，包括如下工艺步骤：

A、物料输入

物料分别经各蒸发器上部的物料输入口输入各蒸发器；

B、外源蒸汽输入

外源蒸汽分别经各蒸发器顶部的蒸汽输入端口输入各蒸发器内部，对物料进行加热浓缩；

C、MVR蒸汽增压

各蒸发器中物料浓缩后的蒸汽经气液分离器分离，其中的液相分别接物料输出泵输出，其中的气相分别输入MVR压缩机压缩；

D、增压后蒸汽输入

MVR压缩机压缩后输出的蒸汽经各蒸发器上部的补充蒸汽入口输入各蒸发器内部；

E、物料输出

重复步骤C、D达到物料浓缩要求，加热浓缩后的物料由各蒸发器底部的物料出口接物料输出泵排出。

本发明的第二个目的是这样实现的：