一种低温常压蒸发器的浓液干化系统及工艺的制作方法

1.本发明属于液体处理技术领域，具体涉及一种低温常压蒸发器的浓液干化系统及工艺。


背景技术：

2.目前，配套蒸发器使用的浓液干化系统种类繁多，应用广泛，主要类型如下：以电热管、导热油、蒸汽等高温热源为媒介的沸腾类干化系统，如刮板蒸发器、桨叶干燥机、盘式烘干机、耙式干燥机、转筒干燥机等，其共同点是都是通过浓液在换热器/加热器表面沸腾汽化，致使水分蒸发，再使用通风机把水分及时排走或靠自己的压力排走，最终形成干物料。而排出的蒸汽经处理后直排大气或使用冷却水冷凝成水。以电热管、导热油、蒸汽、燃气等高温热源为媒介的通风烘干类的干化系统，如电热烘箱、蒸汽烘箱、燃气烘箱、隧道式烘箱等，其共同点是通过热风吹过浓液表面，形成的水分蒸发，原理是风干，可以应用在液体或固体的脱水，吹出的含水蒸气的热风直排大气或经处理后排放到大气中。以热泵提供的热源和冷源为媒介的通风烘干类的干化系统，如空气能烘干机、低温干化机，其共同点是通过热泵产生的热风来进行烘干，烘干后的含水蒸气的热风使用热泵产生的冷源进行冷凝或者直排大气。
3.以上配套蒸发器使用的浓液干化系统中，蒸发器和浓液干化系统相互独立，为两套不同的系统，而蒸汽的能源和浓液干化系统的能源亦相互独立。设置单独的一套浓液干化系统造价较高，往往是蒸发器造价的25％～200％的造价。以上浓液干化系统无论采取哪种类型，存在结构复杂，造价昂贵，设备投资大，余热无法有效利用，能耗高，易造成能源浪费，并且会对环境造成污染，


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在造价高、能耗大，易对环境造成污染的缺点，而提出的一种低温常压蒸发器的浓液干化系统及工艺。该系统通风烘干机循环风使用常压单效/双效蒸发器的系统循环风设计，无需额外热源，无需额外通风机，就可实现对该蒸发器产生的浓液进行干化处理，最终形成固态或浓稠状物料，达到干化的目的，可降低投入成本，以及能耗，并可实现在干化过程中，无排放，不会污染环境。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.设计一种低温常压蒸发器的浓液干化系统，包括蒸发水循环系统、冷凝水循环系统、预热热水循环系统、风循环系统、蒸发塔、冷凝塔和通风干燥机，其特征在于，所述蒸发塔的底部连接有热循环槽，所述冷凝塔的底部连接有冷循环槽；所述热循环槽通过管道经蒸发循环泵连接至热泵冷凝器底部的进液口，所述热泵冷凝器的顶部排液口通过管道连接至所述蒸发塔的上部一侧的进液口，形成所述蒸发水循环系统；所述冷循环槽通过管道经冷凝循环泵连接至热泵蒸发器下部一侧的进液口，所述热泵蒸发器上部一侧的排液口通过管道连接至冷凝塔上部一侧的进液口，形成所述冷凝水循环系统；所述热泵蒸发器顶部的
排气口通过管道经压缩机、热泵冷凝器、膨胀阀回流至热泵蒸发器下部的进气口，所述压缩机上连接有余热热水槽，所述余热热水槽通过管道经热水循环泵连接至通风干燥机的热水进口，所述通风干燥机的热水出口通过管道连接至所述余热热水槽，形成所述预热热水循环系统；所述蒸发塔顶部一侧通过管道经节能器的通道b连接至冷凝塔下部的一侧，所述冷凝塔顶部一侧通过管道经节能器的通道a、循环风机输送至通风干燥机的循环风进口，风干燥机的循环风出口经过管道连接至蒸发塔的下部一侧，形成所述风循环系统；所述热循环槽的底部一侧通过管道连接至通风干燥机的浓液进口。
7.与现有技术相比，采用本发明提出的一种低温常压蒸发器的浓液干化系统，有益效果在于：
8.(1)、本发明采用通风烘干机，结构简单、造价低，通风烘干机烘干浓液的能源使用热泵系统余热，能耗低，循环风采用常压单效/双效蒸发器的循环风，无需额外风机，省去相关风机的投资和能耗。
9.(2)、本发明通风烘干机出来的循环风中水分最终返回蒸发器的冷凝水中，通过蒸发器排出系统外，实现了烘干和水分冷凝的全过程，无排放，无二次污染的环保问题，通风烘干机的循环风为全过程闭路循环，无排放，不会污染环境。
10.(3)、本发明以较低的能耗和造价实现了蒸发器浓液的处理，降低用户成本，烘干过程全程低压低温过程，无安全隐患。
11.进一步的，所述通风干燥机包括风夹套、热水夹套和浓液槽，所述热水夹套位于风夹套的内部，所述浓液槽位于风夹套的底部，所述热水进口和热水出口分别连接在所述热水夹套的两端，所述循环风进口和循环风出口分别连接在所述风夹套的两端，所述浓液进口连接在浓液槽的一侧。
12.进一步的，其特征在于，所述冷循环槽的底部一侧连接有排放口。
13.本发明提出一种低温常压蒸发器的浓液干化的工艺，利用所述低温常压蒸发器的浓液干化系统，包括如下工艺流程：
14.a、风循环流程：从节能器通道a出来被预热的热风，温度约为48℃，在循环风机作用下，送入通风烘干机的风夹套中，将热水夹套表面的水气带走，完成水气的蒸发，含水气的循环风进入到蒸发塔中，参与蒸发过程，蒸发后风循环风湿度达到饱和，温度约为50℃经过节能器的通道b对从节能器通道a出来的循环风进行预热降温后，进入到冷凝塔中进行冷凝，其中的水分被冷凝下来，最终从冷循环槽中排出系统；
15.b、预热热水循环流程：热泵蒸发器的排气首先对余热热水槽中的循环水进行加热，在断循环过程中，维持温度在70～90℃，循环水经由热水循环泵，从余热热水槽中被输送至通风烘干机的热水夹套中，使热水夹套滚筒表面的水分迅速汽化，并被循环风带走，完成水分的蒸发，将物料固化在热水夹套的外表面，完成换热的热水，经过管道回流到余热热水槽中继续循环；
16.c、浓液流程：蒸发塔产生的浓液通过热循环槽以自流的方式输送到通风烘干机下部的浓液槽中，通风烘干机的热水夹套在电机的作用下缓慢旋转，将浓液槽中的浓液沾到热水夹套的外表面，在夹套内热水的作用下热水夹套外表面的水分迅速汽化，并被循环风带走，完成水分的蒸发，将物料固化在热水夹套的外表面，最终固体物或浓稠物被刮渣机刮下，完成浓液的干化。
17.进一步的，所述浓液槽的安装位置低于热循环槽的位置。
18.与现有技术相比，采用本发明提出的一种低温常压蒸发器的浓液干化工艺，有益效果在于：该系统利用热泵常压单效/双效蒸发器的压缩机提供的余热作为烘干热源，利用热泵常压单效/双效蒸发器的循环热风对热泵常压单效/双效蒸发器产生的浓液进行烘干的系统，该通风烘干机在该应用的过程中，无需额外热源，无需额外通风机，就可实现对该蒸发器产生的浓液进行干化处理，最终形成固态或浓稠状物料，达到干化的目的。
附图说明
19.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
20.图1是本发明的系统示意图；
21.图2是本发明中关于通风干燥机的结构示意图；
22.图中标记为：1、热循环槽；2、冷循环槽；21、排放口；3、余热热水槽；4、蒸发塔；5、冷凝塔；6、节能器；7、通风干燥机；71、热水进口；72、热水出口；73、循环风进口；74、循环风出口；75、浓液进口；76、风夹套；77、热水夹套；78、浓液槽；8、热泵蒸发器；9、热泵冷凝器；10、压缩机；11、膨胀阀；12、热水循环泵；13、蒸发循环泵；14、冷凝循环泵；15、循环风机。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
25.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
26.现结合说明书附图，详细说明本发明的结构特点。
27.参见图1-2，一种低温常压蒸发器的浓液干化系统，包括蒸发水循环系统、冷凝水循环系统、预热热水循环系统、风循环系统、蒸发塔4、冷凝塔5和通风干燥机7，通风干燥机7包括风夹套76、热水夹套77和浓液槽78，热水夹套77位于风夹套76的内部，浓液槽78位于风夹套76的底部，热水进口71和热水出口72分别连接在热水夹套77的两端，循环风进口73和循环风出口74分别连接在风夹套76的两端，浓液进口75连接在浓液槽78的一侧。热水夹套77在电机的驱动下可进行缓慢的旋转，将浓液槽78内的浓液附着在热水夹套77的表面上，浓液内的水分在热水夹套77表面快速汽化，并由风夹套76内通过的气流带走，达到浓液干
化的目的。
28.其中，蒸发水循环系统由热循环槽1、蒸发循环泵13、热泵冷凝器9和蒸发塔4组成，其目的是为系统中热泵冷凝器9提供冷流体，冷流体由热循环槽1提供具有余热的蒸发液，起到对蒸发塔4内排出余热再利用。冷凝水循环系统由冷循环槽2、冷凝循环泵14、热泵蒸发器8和冷凝塔5组成，其目的是为了系统中热泵蒸发器8提供热源体，利用低温的冷凝回流液作为热源体，可提高热泵蒸发器8与冷流体的热交换效率，降低能耗。预热热水循环系统由热泵蒸发器8、压缩机10、热泵冷凝器9、膨胀阀11、余热热水槽3、热水循环泵12、通风干燥机7的热水夹套77组成，通过余热热水槽3内的热水对通风干燥机7内的热水夹套77进行加热，无需额外热源，便可实现热水夹套77的加热，减少了设备投入，同时也降低能耗。风循环系统由蒸发塔4、节能器6、冷凝塔5、循环风机15和通风干燥机7的风夹套76组成，利用冷凝塔5排出的低湿度空气对通风干燥机7中风夹套76进行通风，无需额外通风机，减少设备的投入。该通风烘干机7在该系统应用的过程中，无需额外热源，无需额外通风机，就可实现对该蒸发塔4产生的浓液进行干化处理，最终形成固态或浓稠状物料，达到干化的目的。
29.具体地，热循环槽1设置在蒸发塔4的底部，并与蒸发塔4相连，冷循环槽2设置在冷凝塔5的底部，并与冷凝塔5连接。热循环槽1通过管道经蒸发循环泵13连接至热泵冷凝器9底部的进液口，热泵冷凝器9的顶部排液口通过管道连接至蒸发塔4的上部一侧的进液口，形成蒸发水循环系统。冷循环槽2通过管道经冷凝循环泵14连接至热泵蒸发器8下部一侧的进液口，热泵蒸发器8上部一侧的排液口通过管道连接至冷凝塔5上部一侧的进液口，形成冷凝水循环系统。热泵蒸发器8顶部的排气口通过管道经压缩机10、热泵冷凝器9、膨胀阀11回流至热泵蒸发器8下部的进气口，压缩机10上连接有余热热水槽3，余热热水槽3通过管道经热水循环泵12连接至通风干燥机7的热水进口71，通风干燥机7的热水出口72通过管道连接至余热热水槽3，形成预热热水循环系统。蒸发塔4顶部一侧通过管道经节能器6的通道b连接至冷凝塔5下部的一侧，冷凝塔5顶部一侧通过管道经节能器6的通道a、循环风机15输送至通风干燥机7的循环风进口73，风干燥机7的循环风出口74经过管道连接至蒸发塔4的下部一侧，形成风循环系统。热循环槽1的底部一侧通过管道连接至通风干燥机7的浓液进口75。
30.为了便于冷循环槽2内多余的冷凝液排出，冷循环槽2的底部一侧连接有排放口21。
31.本发明还提供了一种低温常压蒸发器的浓液干化的工艺，利用低温常压蒸发器的浓液干化系统，包括如下步骤：
32.①
、风循环流程：利用热泵常压单效/双效蒸发器原理，从节能器6通道a出来被预热的热风，温度约为48℃，在循环风机15作用下，送入通风烘干机7的风夹套76中，将热水夹套77表面的水气带走，完成水气的蒸发，含水气的循环风进入到蒸发塔4中，参与蒸发过程，蒸发后风循环风湿度达到饱和，温度约为50℃经过节能器6的通道b对从节能器6通道a出来的循环风进行预热降温后，进入到冷凝塔5中进行冷凝，其中的水分被冷凝下来，最终从冷循环槽2中排出系统。
33.②
、预热热水循环流程：热泵系统中热量是过剩的，其中热能效比约为3.5，冷能效比约为2.5，热泵系统的压缩机10排气温度最高可达到95～100℃，热泵蒸发器8的排气首先对余热热水槽3中的循环水进行加热，在静态下可加热到95℃以上，在不断循环利用过程
中，根据使用量，可维持在70～90℃。循环水经由热水循环泵12，从余热热水槽3中被输送至通风烘干机7的热水夹套77中，使热水夹套77滚筒表面的水分迅速汽化，并被循环风带走，完成水分的蒸发，将物料固化在热水夹套77的外表面，完成换热的热水，经过管道回流到余热热水槽3中继续循环。
34.③
、浓液流程：蒸发塔4产生的浓液通过热循环槽1以自流的方式输送到通风烘干机7下部的浓液槽78中，为了完成自流，浓液槽78的安装位置要低于热循环槽1的位置，其流速由液位计自动控制，通风烘干机7的热水夹套77在电机的作用下缓慢旋转，将浓液槽78中的浓液沾到热水夹套77的外表面，在夹套内热水的作用下热水夹套77外表面的水分迅速汽化，并被循环风带走，完成水分的蒸发，将物料固化在热水夹套77的外表面，最终固体物或浓稠物被刮渣机刮下，完成浓液的干化。
35.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。