[发明专利]基于热泵及升膜蒸发原理的通用型蒸发浓缩系统实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种通用型蒸发浓缩系统实验装置，特别是一种采用热泵及升膜蒸发原理的实验装置。

背景技术

随着能源与环保环境问题的日益严重，对各个行业的节能与环保的要求越来越高，尤其是化工行业。化工行业是能耗大户，每年的消耗占全国的一大部分，而且又是污染大户，其节能与环保的要求刻不容缓。当前，烧碱行业主要以电解食盐水后浓缩淡碱的方法来生产烧碱的。从浓度10%的淡碱蒸发浓缩到浓度30%—40%的烧碱综合耗能约占整个烧碱生产耗能的25%。目前烧碱蒸发多采用双效顺流、三效顺流强制循环、三效逆流强制循环、四效顺流等流程。高纯度生产目前多采用离子交换膜法，利用低品位的废热加热溶液使溶液中的水分蒸发而达到浓缩溶液的目的。

烧碱在纺织印染工业中主要用于丝光工艺，丝光可以提高纤维光泽和织物对染料的吸收，是织物染整预处理过程中的重要工序，在纺织印染行业得到广泛应用。在丝光过程中需要用浓碱液对织物进行处理，结束后有大量的稀碱液作为废水排放，直接排放不但会造成碱的浪费，还会造成环境污染，不符合节能减排的方针政策。

针对丝光废碱液的回收，本发明采用机械压缩式热泵蒸发系统对丝光废碱液进行蒸发浓缩后回收再用，系统采用双效逆流板式升膜蒸发工艺，将废碱液蒸发浓缩到丝光工艺需要的碱液浓度后重新用于丝光工艺。本发明具有很大的通用性，适用于化工及食品等行业相关蒸发操作的前处理和海水淡化操作处理。

发明内容

本发明为实现丝光废碱液的回收，而提供一种基于热泵及升膜蒸发原理的通用型蒸发浓缩系统实验装置，对碱液回收，化工及食品等行业的节能减排提供技术创新。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于热泵及升膜蒸发原理的通用型蒸发浓缩系统实验装置，包括稀碱泵、第一预热器、第二预热器、二效蒸发器、二效汽液分离器、罗茨鼓风机、一效蒸发器、一效汽液分离器、浓碱闪蒸罐、浓碱泵、一效冷凝水闪蒸罐、二效冷凝水闪蒸罐、中间泵、一效冷凝水调节阀、二效冷凝水调节阀、冷凝水泵、第三预热器、浓碱罐、冷凝水回收器，所述二效汽液分离器和二效冷凝水闪蒸罐通过罗茨鼓风机连接一效蒸发器，所述第三预热器通过一效蒸发器连接一效汽液分离器，所述第一预热器和第二预热器通过二效蒸发器连接二效汽液分离器。

所述一效汽液分离器通过二效蒸发器连接二效冷凝水闪蒸罐，所述一效蒸发器通过一效冷凝水闪蒸罐连接二效蒸发器。所述一效冷凝水闪蒸罐通过一效冷凝水调节阀连接冷凝水泵；所述二效冷凝水闪蒸罐通过二效冷凝水调节阀连接凝水泵，所述凝水泵连接第三预热器。所述二效汽液分离器通过中间泵连接第三预热器。所述一效汽液分离器连接浓碱闪蒸罐，浓碱闪蒸罐通过浓碱泵连接第二预热器。所述第一预热器和第二预热器连接稀碱泵，所述第一预热器连接浓碱罐，所述第二预热器连接冷凝水回收器。

本发明的有益效果在于：

1）利用罗茨鼓风机作为动力来源产生高温、高压的加热蒸汽，从而代替传统以锅炉产生加热蒸汽的方式；

2）利用板式换热器代替传统降膜蒸发器作为蒸发浓缩装置，可以减少板式换热器出口的液滴夹带，提高溶液的浓度；

3）利用板式换热器作为换热装置，其换热温差小，效率高；

4）该实验装置只在启运过程需要外界提供加热蒸汽，系统正常运行后，不需外界提供；

5）利用闪蒸罐建立辅助闪蒸系统，补充系统的蒸汽量，保证系统稳定运行。

本发明通过基于热泵及升膜蒸发原理的通用型蒸发浓缩系统实验装置的设计，对碱液回收，化工及食品等行业的节能减排提供技术创新。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种基于热泵及升膜蒸发原理的通用型蒸发浓缩系统实验装置，包括稀碱泵1、第一预热器2、第二预热器3、二效蒸发器4、二效汽液分离器5、罗茨鼓风机6、一效蒸发器7、一效汽液分离器8、浓碱闪蒸罐9、浓碱泵10、一效冷凝水闪蒸罐11、二效冷凝水闪蒸罐12、中间泵13、一效冷凝水调节阀14、二效冷凝水调节阀15、冷凝水泵16、第三预热器17、浓碱罐18、冷凝水回收器19。