一種液氣聯(lián)動(dòng)的強(qiáng)制循環(huán)熱泵低溫蒸發(fā)濃縮結(jié)晶裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型為一種液氣聯(lián)動(dòng)的強(qiáng)制循環(huán)熱泵低溫蒸發(fā)濃縮結(jié)晶裝置，該裝置包括蒸發(fā)器、蒸汽噴射器、二次蒸汽冷凝器、原料罐、加熱蒸汽凝液罐、二次蒸汽凝液罐、真空泵和惰性氣體儲(chǔ)罐；所述蒸發(fā)器的又包括：惰性進(jìn)氣分布裝置、立式列管加熱室II、液氣出口噴嘴、汽液分離室、除沫器、液位計(jì)、料液分布裝置、連通管、立式列管加熱室I。本實(shí)用新型采用兩級(jí)串聯(lián)低溫蒸汽加熱，并利用液汽聯(lián)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)了無泵強(qiáng)制循環(huán)，實(shí)現(xiàn)了高溫鍋爐蒸汽在低溫蒸發(fā)中的直接利用。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，操作和清洗方便，尤其適用于濃縮度較高情況下的熱敏物料蒸發(fā)或結(jié)晶。
【專利說明】一種液氣聯(lián)動(dòng)的強(qiáng)制循環(huán)熱泵低溫蒸發(fā)濃縮結(jié)晶裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及節(jié)能減排及化工分離的【技術(shù)領(lǐng)域】，主要針對化工、制藥、食品中， 小批量、高蒸發(fā)強(qiáng)度的熱敏性物料低溫間歇蒸發(fā)濃縮或結(jié)晶的工藝和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 在蒸發(fā)濃縮操作中，熱敏性物料對蒸發(fā)溫度以及加介質(zhì)的溫度比較敏感。尤其在 醫(yī)藥領(lǐng)域，部分產(chǎn)品不耐高溫，甚至要求濃縮溫度不能超過40°C。如果蒸發(fā)溫度稍高，或在 高溫以上停留過長時(shí)間，則會(huì)出藥效下降、甚至變質(zhì)的現(xiàn)象。為了降低藥液的蒸發(fā)溫度，傳 統(tǒng)工藝一般采用低溫（小于l〇〇°C )水（油）浴加熱，刮板真空蒸發(fā)。該工藝雖然保證了低 溫蒸發(fā)，但存在傳熱效率低的缺點(diǎn)。這主要是因?yàn)楣伟逭舭l(fā)器一般采用夾套加熱，并以低溫 導(dǎo)熱油或水為熱源，利用顯熱加熱，因此相對以蒸汽加熱的列管換熱器而言，其傳熱效率較 低。而對于刮板蒸發(fā)，一般要求被蒸發(fā)介質(zhì)一次性經(jīng)過傳熱表面，故藥液停留時(shí)間短，且為 保證換熱表面液膜的均勻分布，刮板蒸發(fā)器的傳熱面積一般都受處理量限制。刮板蒸發(fā)器 較低的傳熱效率，較低的停留時(shí)間，以及受限的傳熱面積，必然導(dǎo)致刮板蒸發(fā)器蒸發(fā)強(qiáng)度不 高，因此，大濃縮比的情況必須采用多臺(tái)不同面積的刮板蒸發(fā)器串聯(lián)操作。
[0003] 然而在實(shí)際生產(chǎn)中，很多藥液都屬于濃縮比大，處理量小的情況。因此傳統(tǒng)的刮板 蒸發(fā)器已不能滿足這個(gè)要求，故尋求一種新的蒸發(fā)濃縮方法就顯得十分重要。為此，本發(fā)明 提供了一種高效率的低溫間歇蒸發(fā)濃縮結(jié)晶裝置及方法。相比傳統(tǒng)刮板蒸發(fā)濃縮工藝，該 工藝可以低溫蒸汽為熱源，并選用立式列管換熱器為加熱室，同時(shí)利用液-氣聯(lián)動(dòng)強(qiáng)制循 環(huán)，使藥液在分離室內(nèi)呈噴動(dòng)狀態(tài)，極大提高了傳熱效率。不僅如此，該方法還具有操作簡 單、設(shè)備投資少，傳熱效率高、能耗低的特點(diǎn)。整個(gè)蒸發(fā)系統(tǒng)只需外界提供高壓鍋爐蒸汽、冷 卻水、真空系統(tǒng)即可，無額外功率（回轉(zhuǎn)機(jī)械）引入，因而避免了泄露與堵塞的問題，可為小 批量、高濃縮度（有結(jié)晶）熱敏性物料的蒸發(fā)提供了一條小投入、安全節(jié)能、切實(shí)可行的有 效途徑。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 本實(shí)用新型提供了一種液-氣聯(lián)動(dòng)強(qiáng)制循環(huán)低溫噴動(dòng)蒸發(fā)裝置，可以有效解決現(xiàn) 有小批量、高濃縮比、熱敏性物料間歇濃縮操作的技術(shù)瓶頸。該系統(tǒng)采用立式列管蒸汽加熱 方式，采用連續(xù)進(jìn)料、一次出料的設(shè)計(jì)，并利用液氣連續(xù)進(jìn)入所形成的壓差推動(dòng)力，加速系 統(tǒng)內(nèi)藥液循環(huán)，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化傳熱、減小傳熱面積的目的。與回轉(zhuǎn)機(jī)械（軸流泵等）強(qiáng)制循環(huán)方 式相比，該強(qiáng)制循環(huán)方式能耗顯著降低，并避免了回轉(zhuǎn)機(jī)械帶來的泄露以及結(jié)晶堵塞等問 題。其次系統(tǒng)中蒸汽噴射泵的利用，實(shí)現(xiàn)了高溫鍋爐蒸汽在低溫蒸發(fā)中的直接利用，進(jìn)一步 強(qiáng)化了蒸發(fā)器的傳熱效率，降低了傳熱面積。
[0005] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：
[0006] -種液氣聯(lián)動(dòng)的強(qiáng)制循環(huán)熱泵低溫蒸發(fā)濃縮結(jié)晶裝置，該裝置包括蒸發(fā)器、蒸汽 噴射器、二次蒸汽冷凝器、原料罐、加熱蒸汽凝液罐、二次蒸汽凝液罐、真空泵和惰性氣體儲(chǔ) 罐；
[0007] 所述蒸發(fā)器的又包括：惰性進(jìn)氣分布裝置、立式列管加熱室II、液氣出口噴嘴、汽 液分離室、除沫器、液位計(jì)、料液分布裝置、連通管、立式列管加熱室I ;
[0008] 其中汽液分離室頂部設(shè)置有二次蒸氣出口；汽液分離室的側(cè)方設(shè)置有液位計(jì)，汽 液分尚室內(nèi)腔上方設(shè)置有除沫器、正下方設(shè)置有液氣出口噴嘴；所述的液氣出口噴嘴與立 式列管加熱室II的上管廂連通；所述立式列管加熱室II殼程上設(shè)置有蒸汽進(jìn)口，并且下 管廂內(nèi)設(shè)置有惰性進(jìn)氣分布裝置，惰性進(jìn)氣分布裝置側(cè)方設(shè)置有惰性氣體進(jìn)口；所述汽液 分離室下部還與立式列管加熱室I上管廂中的料液進(jìn)口分布裝置連通，并在連通管路上設(shè) 置有料液進(jìn)口；所述立式列管加熱室I殼程下部設(shè)置有冷凝水出口；所述立式列管加熱室I 與立式列管加熱室II殼程之間設(shè)置有聯(lián)通管，并且兩下管廂之間用管路串接；所述串接管 路下設(shè)置料液排除口；
[0009] 所述蒸氣噴射器的頂部為生蒸氣進(jìn)口，底部為混合蒸氣出口、側(cè)方為二次蒸汽進(jìn) □。
[0010] 其中，所述蒸汽噴射器中生蒸汽進(jìn)口與高壓蒸汽連接，二次蒸汽進(jìn)口與汽液分離 室頂部的二次蒸汽出口連通，混合蒸氣出口與立式列管加熱室II殼程上設(shè)置的蒸汽進(jìn)口 連通；
[0011] 所述立式列管加熱室I殼程下部冷凝水出口與加熱蒸汽凝液罐的中部連接；
[0012] 所述加熱蒸汽凝液罐底部設(shè)置有排水口，通過管路經(jīng)閥門，冷凝水可定期排放；上 部設(shè)有連通口，與二次蒸汽入口連通。
[0013] 所述原料罐通過管路經(jīng)閥門與設(shè)置在立式列管加熱室I和汽液分離室之間連通 管的料液進(jìn)口連接；
[0014] 所述惰性氣體儲(chǔ)罐通過管路經(jīng)閥門與設(shè)置在惰性進(jìn)氣分布裝置側(cè)方的惰性氣體 進(jìn)口連接；
[0015] 所述二次蒸汽冷凝器殼程上方設(shè)置有蒸汽進(jìn)口，并與汽液分離室頂部的二次蒸氣 出口連接，殼程下方設(shè)置有冷凝水出口，并與二次蒸汽凝液罐連接；所述二次蒸汽冷凝器頂 部的上管廂中設(shè)置有冷卻水出口，底部的下管廂中設(shè)置有冷卻水進(jìn)口，并通過管路經(jīng)閥門 與冷卻水連接。
[0016] 所述二次蒸汽凝液罐頂部通過管路經(jīng)閥門與真空泵連接，底部設(shè)置有排水口，冷 凝水通過管路經(jīng)閥門，可定期排放。
[0017] 本實(shí)用新型的創(chuàng)新點(diǎn)在于
[0018] 1，以立式列管加熱室串聯(lián)雙級(jí)加熱代替原有夾套加熱；立式列管加熱室與汽液分 離室采用串聯(lián)方式，一起構(gòu)成蒸發(fā)介質(zhì)封閉的循環(huán)流通回路。該方式的實(shí)施一方面能極大 提高設(shè)備單位體積的傳熱面積；另一方面，有利于減小設(shè)備體積。
[0019] 2,采用液-氣聯(lián)動(dòng)強(qiáng)制循環(huán)方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)軸流泵強(qiáng)制循環(huán)；傳統(tǒng)間歇濃縮過程， 蒸發(fā)器一般采用物料一次性加入蒸發(fā)器，本實(shí)用新型在工藝中增加了原料罐和相對惰性氣 體儲(chǔ)罐，并在汽液分離室與加熱室之間，以及兩加熱室之間分別增加了原料進(jìn)口和氣體進(jìn) 口和相應(yīng)的液體、氣體分布調(diào)節(jié)裝置，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)料、間歇出料、液-氣聯(lián)動(dòng)強(qiáng)制循環(huán)工 藝方式。該方式的利用一方面可以利用系統(tǒng)內(nèi)（真空）外（常壓）的壓力差為動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)強(qiáng) 制循環(huán)，提高傳熱效率；令一方面，氣相的引入還可降低藥液因局部過熱而引起結(jié)焦問題。
[0020] 3,以低壓蒸汽為熱源代替?zhèn)鹘y(tǒng)水浴或油浴的加熱方式；在蒸發(fā)設(shè)備中，增加了一 臺(tái)蒸汽噴射泵，該蒸汽噴射泵進(jìn)口與高壓蒸汽相連，引射口與加熱蒸汽冷凝液儲(chǔ)罐相連，出 口與加熱室相連。該裝置連接方法不僅可使高壓蒸汽降溫至負(fù)壓，而且使加熱蒸汽與加熱 蒸汽冷凝水形成一個(gè)獨(dú)立的封閉回路，避免了加熱溶劑蒸汽與加熱水蒸汽互混，尤其適用 于被蒸發(fā)溶劑為非水溶劑的工況。
[0021] 本實(shí)用新型的有益效果為：本實(shí)用新型采用液氣聯(lián)動(dòng)強(qiáng)制循環(huán)熱泵低溫蒸發(fā)，整 個(gè)工藝結(jié)構(gòu)緊湊（也可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制），設(shè)備占地面積小，高度可根據(jù)廠房結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整 (小于一般廠房層高4-6m)，僅需外界提供企業(yè)常用的0. Ι-lMPa蒸汽、冷卻介質(zhì)和真空系 統(tǒng)，而無其它額外電功率輸入，從而保證了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。本實(shí)用新型采用蒸汽噴射 泵，將0. Ι-lMPa的高壓蒸汽降至負(fù)壓，同時(shí)能有效回收冷凝液的熱量，可節(jié)能10-30%。蒸 汽降溫降壓后，尤其適用于高熱敏性物料的濃縮蒸發(fā)。本實(shí)用新型中蒸發(fā)器采用雙立式列 管加熱室串聯(lián)設(shè)計(jì)，濃縮液出口處于設(shè)備最底端，整套濃縮設(shè)備無死角，易于清理和沖洗。 本實(shí)用新型采用液氣聯(lián)動(dòng)強(qiáng)制循環(huán)，與自然循環(huán)相比，其傳熱系數(shù)可提高2-4倍，適用于高 濃縮度或有結(jié)晶出現(xiàn)的物料蒸發(fā)濃縮體系。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 附圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中所述的短管噴動(dòng)低溫蒸發(fā)濃縮結(jié)晶系統(tǒng)的工藝流 程圖。
[0023] 圖中：1蒸發(fā)器；2蒸汽噴射器；3二次蒸汽冷凝器；4原料罐；5二次蒸汽凝液罐；6 加熱蒸汽凝液罐；7真空泵，8惰性氣體儲(chǔ)罐，9-13閥門。
[0024] 附圖2是蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025] 其中：101惰性進(jìn)氣分布裝置、102立式列管加熱室IIU03液氣出口噴嘴、104汽 液分離室、105除沫器、106液位計(jì)、107料液分布裝置、108連通管、109立式列管加熱室I。
[0026] 附圖3是蒸汽噴射器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 其中：201生蒸氣進(jìn)口、202混合蒸氣出口、203二次蒸氣進(jìn)口。

【具體實(shí)施方式】
[0028] 本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】參照附圖1-3詳細(xì)說明如下，但僅作為說明，并不是 限制本實(shí)用新型。
[0029] -種液氣聯(lián)動(dòng)的強(qiáng)制循環(huán)熱泵低溫蒸發(fā)濃縮結(jié)晶裝置，是利用高壓蒸汽，液氣聯(lián) 動(dòng)強(qiáng)制循環(huán)的低溫蒸汽熱泵蒸發(fā)濃縮結(jié)晶裝置。
[0030] 該裝置包括蒸發(fā)器（1)、蒸汽噴射器（2)、二次蒸汽冷凝器（3)、原料罐（4)、加熱蒸 汽凝液罐（5)、二次蒸汽凝液罐￠)、真空泵（7)和惰性氣體儲(chǔ)罐（8);
[0031] 所述蒸發(fā)器（1)的又包括：惰性進(jìn)氣分布裝置（101)、立式列管加熱室II (102)、液 氣出口噴嘴（103)、汽液分離室（104)、除沫器（105)、液位計(jì)（106)、料液分布裝置（107)、 連通管（108)、立式列管加熱室1(109);
[0032] 其中汽液分離室（104)頂部設(shè)置有二次蒸氣出口；汽液分離室（104)的側(cè)方設(shè)置 有液位計(jì)（106)，汽液分離室（104)內(nèi)腔上方設(shè)置有除沫器（105)、正下方設(shè)置有液氣出口 噴嘴（103);所述的液氣出口噴嘴（103)與立式列管加熱室II (102)的上管廂連通；所述 立式列管加熱室11(102)殼程上設(shè)置有蒸汽進(jìn)口，并且下管廂內(nèi)設(shè)置有惰性進(jìn)氣分布裝置 (101)，惰性進(jìn)氣分布裝置（101)側(cè)方設(shè)置有惰性氣體進(jìn)口；所述汽液分離室（104)下部還 與立式列管加熱室1(109)上管廂中的料液進(jìn)口分布裝置（107)連通，并在連通管路上設(shè)置 有料液進(jìn)口；所述立式列管加熱室1(109)殼程下部設(shè)置有冷凝水出口；所述立式列管加熱 室1(109)與立式列管加熱室II (102)殼程之間設(shè)置有聯(lián)通管（108)，并且兩下管廂之間用 管路串接；所述串接管路下設(shè)置料液排除口；
[0033] 所述蒸氣噴射器（2)的頂部為（201)生蒸氣進(jìn)口，底部為（202)混合蒸氣出口、側(cè) 方為（203)二次蒸汽進(jìn)口。
[0034] 其中，所述蒸汽噴射器（2)中生蒸汽進(jìn)口（201)與高壓蒸汽連接，二次蒸汽進(jìn) 口（203)加熱蒸汽凝液罐（5)頂部的出口連通，混合蒸氣出口（202)與立式列管加熱室 11(102)殼程上設(shè)置的蒸汽進(jìn)口連通；
[0035] 所述立式列管加熱室I (109)殼程下部冷凝水出口與加熱蒸汽凝液罐（5)的中部 連接；
[0036] 所述加熱蒸汽凝液罐（5)底部設(shè)置有排水口，通過管路經(jīng)閥門，冷凝水可定期排 放；上部設(shè)有連通口，與二次蒸汽入口（203)連通。
[0037] 所述原料罐（4)通過管路經(jīng)閥門（10)與設(shè)置在立式列管加熱室I (109)和汽液分 離室（104)之間連通管的料液進(jìn)口連接；
[0038] 所述惰性氣體儲(chǔ)罐（8)通過管路經(jīng)閥門（11)與設(shè)置在惰性進(jìn)氣分布裝置（101) 側(cè)方的惰性氣體進(jìn)口連接；
[0039] 所述二次蒸汽冷凝器（3)殼程上方設(shè)置有蒸汽進(jìn)口，并與汽液分離室（104)頂部 的二次蒸氣出口連接，殼程下方設(shè)置有冷凝水出口，并與二次蒸汽凝液罐（6)連接；所述 二次蒸汽冷凝器（3)頂部的上管廂中設(shè)置有冷卻水出口，底部的下管廂中設(shè)置有冷卻水進(jìn) 口，并通過管路經(jīng)閥門與冷卻水連接。
[0040] 所述二次蒸汽凝液罐（6)頂部通過管路經(jīng)閥門（13)與真空泵（7)連接，底部設(shè)置 有排水口，冷凝水通過管路經(jīng)閥門，可定期排放。
[0041] 蒸發(fā)操作時(shí)，首先啟動(dòng)真空泵（7)，使整個(gè)系統(tǒng)處于高真空狀態(tài)。然后打開進(jìn)料 閥（10)，使料液在外界大氣壓下自動(dòng)由原料罐（4)進(jìn)入料液分布裝置（107)，經(jīng)分布后料 液進(jìn)入立式列管加熱室1(109)的管程（在此可進(jìn)行一級(jí)加熱），然后經(jīng)立式列管加熱室 11(102)的下管廂，并在氣相升力的帶動(dòng)下，快速進(jìn)入立式列管加熱室11(102)的管程（在 此可進(jìn)行二級(jí)加熱），加熱后的高溫氣-汽-液混合流體進(jìn)入液氣出口噴嘴（103)形成噴 動(dòng)效果，并在汽液分離室（104)中進(jìn)行汽液分離。分離后的液體在重力的作用下，再次進(jìn)入 立式列管加熱室II (109)，進(jìn)入下一次循環(huán)加熱蒸發(fā)過程。分離后的二次蒸汽與少量惰性 氣體從上部的二次蒸汽出口流出。流出的二次蒸汽則進(jìn)入二次蒸汽冷凝器（3)的殼程，與 管程的冷能水進(jìn)行能量交換，冷凝水則通過下部的冷凝水出口進(jìn)入二次蒸汽凝液罐￠)，少 數(shù)不凝惰性氣體則通過真空泵（7)排除系統(tǒng)之外。打開閥門（9)，高壓生蒸汽從生蒸汽進(jìn) 口（201)進(jìn)入，經(jīng)噴射后依次進(jìn)入列管加熱室11(102)和加熱室1(109)的殼程，與管程低 溫物料進(jìn)行熱量交換，冷卻后的冷凝水經(jīng)閥門（15)進(jìn)入加熱蒸汽凝液罐（5)。并在凝液罐 (5)中閃蒸，蒸發(fā)后的蒸汽則通過上部的連通管從二次蒸汽入口（203)進(jìn)入蒸汽噴射器，并 與高壓蒸汽混合，形成低壓加熱蒸汽進(jìn)入列管加熱室II (102)和加熱室1(109)的殼程。
[0042] 所述的液氣聯(lián)動(dòng)的強(qiáng)制循環(huán)熱泵低溫蒸發(fā)濃縮結(jié)晶裝置的運(yùn)行過程，包括以下步 驟：
[0043] 1)首先打開羅茨真空泵（7)，然后打開真空閥門（13)，系統(tǒng)預(yù)先進(jìn)行抽真空處理。
[0044] 2)微開進(jìn)料閥門（10)，使原料進(jìn)在系統(tǒng)內(nèi)外壓差的作用下由原料罐⑷進(jìn)入蒸發(fā) 器⑴。
[0045] 3)觀察分離室液位計(jì)（106)的液位顯示，當(dāng)分離室液位計(jì)（106)顯示到達(dá)最高設(shè) 定的液位時(shí)，關(guān)閉進(jìn)料閥門（10)。
[0046] 4)打開冷卻水進(jìn)口閥門（14)，使冷卻水進(jìn)入二次蒸汽冷凝器（3)，其中所述二次 蒸汽冷凝器（3)為立式列管換熱器，冷卻水走管程，控制冷卻水流速l-2m/s。
[0047] 5)微開進(jìn)氣閥（11)，外界惰性氣體進(jìn)入惰性氣體調(diào)節(jié)裝置（101)后，迅速膨脹，并 推動(dòng)藥液沿立式列管加熱室II (102)的管程快速進(jìn)入汽液分離室（104)。調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥（11)， 使惰性氣體進(jìn)氣量控制在二次蒸汽總量的1-5% (體積百分?jǐn)?shù)）。
[0048] 6)觀察生蒸汽壓力變化，當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)壓力時(shí)，打開蒸氣閥門（9)，并保持生蒸汽壓 力穩(wěn)定。此時(shí)，噴射器開始正常工作：高壓蒸汽由生蒸氣進(jìn)口（201)進(jìn)入蒸汽噴射器（2)， 通過蒸汽噴射器的噴射作用，壓力與溫度同時(shí)下降后，作為低溫加熱熱源先后進(jìn)入立式列 管加熱室II (102)和立式列管加熱室1(109)的殼程，與藥液發(fā)生能量交換。藥液溫度逐漸 升1?，并開始沸騰。
[0049] 7)微開閥門（15)，使加熱蒸汽冷凝液在壓差下進(jìn)入加熱蒸汽凝液罐（5)，進(jìn)行閃 蒸。
[0050] 8)蒸發(fā)過程中，觀察液位計(jì)（106)的液位變化，當(dāng)分離室液位計(jì)106顯示到達(dá)最低 設(shè)定的液位時(shí)，打開進(jìn)料閥門（10)進(jìn)料，重復(fù)步驟3)。
[0051] 9)當(dāng)藥液全部加入蒸發(fā)器⑴后，關(guān)閉進(jìn)料閥（10)。
[0052] 10)觀察分離室液位計(jì)（106)上液位的變化，當(dāng)液位再次低于最低下限時(shí)，關(guān)閉蒸 汽閥門（9)。
[0053] 11)3-5分鐘后，關(guān)閉真空閥門（13);關(guān)閉冷卻水進(jìn)口閥門（14)。
[0054] 12)調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥（11)緩慢破空，待系統(tǒng)內(nèi)壓力到達(dá)常壓后，打開閥門（12)，將濃縮 完成的藥液排至指定容器或輸送至下一工段進(jìn)行后續(xù)處理；
[0055] 13)卸料完畢，對整個(gè)系統(tǒng)加清水進(jìn)行洗滌。
[0056] 實(shí)施例1
[0057] 以某藥廠28 %的D-對羥基苯甘氨酸蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶系統(tǒng)為例，其具體要求為： 單批處理量為350Kg，藥液蒸發(fā)溫度小于40度，蒸發(fā)停留時(shí)間小于1小時(shí)，最終濃度大于 67%，即蒸水強(qiáng)度大于200Kg/h。本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】和工藝、設(shè)備參數(shù)如下（不同 母液初始條件不同，傳熱系數(shù)，傳熱面積稍有差異）：
[0058] 1)首先打開羅茨真空泵（7)，然后打開真空閥門（13)，系統(tǒng)預(yù)先進(jìn)行抽真空處理。
[0059] 2)待真空度達(dá)到-0.095后，微開進(jìn)料閥門（10)，使原料進(jìn)在系統(tǒng)內(nèi)外壓差的作用 下由原料罐（4)進(jìn)入蒸發(fā)器（1)。
[0060] 3)觀察分離室液位計(jì)（106)的液位顯示，當(dāng)分離室液位計(jì)（106)顯示到達(dá)最高設(shè) 定的液位時(shí)（200Kg料液所占的體積，預(yù)先在液位計(jì)上做好標(biāo)記），關(guān)閉進(jìn)料閥門（10)。
[0061] 4)打開冷卻水進(jìn)口閥門（14)，使冷卻水進(jìn)入二次蒸汽冷凝器（3)，其中所述二次 蒸汽冷凝器（3)為立式列管換熱器，換熱面積10-15平方米，冷卻水走管程，溫度為0°C，控 制冷卻水流速l-2m/s。
[0062] 5)微開進(jìn)氣閥（11)，外界惰性氣體進(jìn)入惰性氣體調(diào)節(jié)裝置（101)后，推動(dòng)藥液沿 立式列管加熱室11(102)的管程進(jìn)入汽液分離室（104)，其中所述列管調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥（11)，使 惰性氣體進(jìn)氣量控制在二次蒸汽總量的1-5% (體積百分?jǐn)?shù)）。
[0063] 6)觀察生蒸汽壓力變化，當(dāng)達(dá)到0.5MPa (絕對壓力）時(shí)，打開蒸氣閥門9,并保持 生蒸汽壓力穩(wěn)定（蒸汽溫度為151度）。此時(shí)，噴射器開始正常工作：0. 5MPa的高壓蒸汽由 生蒸氣進(jìn)口（201)進(jìn)入蒸汽噴射器（2)，通過蒸汽噴射器的噴射作用，壓力與溫度同時(shí)下降 后，作為加熱熱源（溫度為60-70度）先后進(jìn)入立式列管加熱室1(102)和立式列管加熱室 11(103)的殼程，與藥液發(fā)生能量交換。藥液溫度逐漸升高，并于39度左右開始沸騰。
[0064] 7)微開閥門（15)，使加熱加熱蒸汽冷凝液在壓差下進(jìn)入加熱蒸汽凝液罐（5)，進(jìn) 行閃蒸。
[0065] 8)蒸發(fā)過程中，觀察液位計(jì)（106)的液位變化，當(dāng)分離室液位計(jì)106顯示到達(dá)最 低設(shè)定的液位時(shí)（150Kg料液所占的體積，預(yù)先在液位計(jì)上做好標(biāo)記），打開進(jìn)料閥門10進(jìn) 料，重復(fù)步驟3)。
[0066] 9)當(dāng)350kg藥液全部加入蒸發(fā)器⑴后，關(guān)閉進(jìn)料閥（10)。
[0067] 10)觀察分離室液位計(jì)（106)上液位的變化，當(dāng)液位再次低于最低下限時(shí)，關(guān)閉蒸 汽閥門（9)(此時(shí)蒸出水量剛好為200Kg，即藥液質(zhì)量濃度達(dá)到67% )。
[0068] 11)3-5分鐘后，關(guān)閉真空閥門（13);關(guān)閉冷卻水進(jìn)口閥門（14)。
[0069] 12)調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥（11)緩慢破空，待系統(tǒng)內(nèi)壓力到達(dá)常壓后，打開閥門（12)，將濃縮 液排至指定容器或輸送至下一工段進(jìn)行后續(xù)處理；
[0070] 13)卸料完畢，對整個(gè)系統(tǒng)加清水進(jìn)行洗滌。
[0071] 上述實(shí)施例中，工藝參數(shù)為：生蒸汽壓力〇· 5MPa，加熱蒸汽溫度為70°C，藥液蒸發(fā) 溫度39°C，冷凝水溫度10°C。
[0072] 設(shè)備參數(shù)為：蒸發(fā)器每個(gè)加熱室傳熱面積均為5平方米，總計(jì)10平方米；整個(gè)蒸 發(fā)設(shè)備高可控制在6m，蒸發(fā)系統(tǒng)占地4平米，二次冷凝器傳熱面積10平方米，加熱蒸汽凝液 罐、二次蒸汽凝液罐、惰性氣體儲(chǔ)罐（當(dāng)惰性氣體為空氣時(shí)，可省略）以及原料罐容積均為 0. 5立方米。
[0073] 蒸發(fā)后，濃縮完成液濃度67-80% (出現(xiàn)部分結(jié)晶），設(shè)備內(nèi)無結(jié)焦或結(jié)晶粘壁現(xiàn) 象，清洗方便。蒸發(fā)時(shí)間50-60分鐘，蒸水量為200-220Kg，0. 5MPa(絕壓）蒸汽消耗約為 160Kg。
[0074] 本實(shí)用新型未盡事宜為公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1. 一種液氣聯(lián)動(dòng)的強(qiáng)制循環(huán)熱泵低溫蒸發(fā)濃縮結(jié)晶裝置，該裝置包括蒸發(fā)器、蒸汽噴 射器、二次蒸汽冷凝器、原料罐、加熱蒸汽凝液罐、二次蒸汽凝液罐、真空泵和惰性氣體儲(chǔ) 罐； 所述蒸發(fā)器的又包括：惰性進(jìn)氣分布裝置、立式列管加熱室II、液氣出口噴嘴、汽液分 離室、除沫器、液位計(jì)、料液分布裝置、連通管、立式列管加熱室I; 其中汽液分離室頂部設(shè)置有二次蒸氣出口；汽液分離室的側(cè)方設(shè)置有液位計(jì)，汽液分 尚室內(nèi)腔上方設(shè)置有除沫器、正下方設(shè)置有液氣出口噴嘴；所述的液氣出口噴嘴與立式列 管加熱室II的上管廂連通；所述立式列管加熱室II殼程上設(shè)置有蒸汽進(jìn)口，并且下管廂內(nèi) 設(shè)置有惰性進(jìn)氣分布裝置，惰性進(jìn)氣分布裝置側(cè)方設(shè)置有惰性氣體進(jìn)口；所述汽液分離室 還與立式列管加熱室I上管廂中的料液進(jìn)口分布裝置連通，并在連通管路上設(shè)置有料液進(jìn) 口；所述立式列管加熱室I殼程下部設(shè)置有冷凝水出口；所述立式列管加熱室I與立式列 管加熱室II殼程之間設(shè)置有聯(lián)通管，并且兩下管廂之間用管路串接；所述串接管路下設(shè)置 料液排除口； 所述蒸氣噴射器的頂部為生蒸氣進(jìn)口，底部為混合蒸氣出口、側(cè)方為二次蒸汽進(jìn)口； 其中，所述蒸汽噴射器中生蒸汽進(jìn)口與高壓蒸汽連接，二次蒸汽進(jìn)口與加熱蒸汽凝液 罐相連，混合蒸氣出口與立式列管加熱室II殼程上設(shè)置的蒸汽進(jìn)口連通； 所述立式列管加熱室I殼程下部冷凝水出口與加熱蒸汽凝液罐連接； 所述加熱蒸汽凝液罐底部設(shè)置有排水口；上部設(shè)有連通口，與蒸汽噴射器二次蒸汽入 口連通； 所述原料罐通過管路與設(shè)置在立式列管加熱室I和汽液分離室之間連通管的料液進(jìn) 口連接； 所述惰性氣體儲(chǔ)罐通過管路與設(shè)置在惰性進(jìn)氣分布裝置側(cè)方的惰性氣體進(jìn)口連接； 所述二次蒸汽冷凝器殼程上方設(shè)置有蒸汽進(jìn)口，并與汽液分離室頂部的二次蒸氣出口 連接，殼程下方設(shè)置有冷凝水出口，并與二次蒸汽凝液罐連接；所述二次蒸汽冷凝器頂部的 上管廂中設(shè)置有冷卻水出口，底部的下管廂中設(shè)置有冷卻水進(jìn)口，并通過管路與冷卻水連 接； 所述二次蒸汽凝液罐頂部通過管路與真空泵連接，底部設(shè)置有排水口。
【文檔編號(hào)】B01D1/00GK203829691SQ201420243839
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】陶金亮, 牛志剛, 史曉平, 魏峰 申請人:河北工業(yè)大學(xué)