一种梯级热泵蒸发浓缩装置的节能系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109954286A(43)申请公布日2019.07.02(21)申请号201910134599.0(22)申请日2019.02.23(71)申请人浙江龙基节能装备有限公司地址322000浙江省金华市义乌市望道路316号三楼(72)发明人俞天翔彭德其俞天兰俞秀民周艳明于华利周舒洁彭雪松吴金香张治坤冯修燕吴星(51)Int.Cl.B01D1/26(2006.01)B01D1/30(2006.01)B01D1/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种梯级热泵蒸发浓缩装置的节能系统(57)摘要本发明公开了一种梯级热泵蒸发浓缩装置的节能系统，依据溶液蒸发不同浓缩阶段中沸点上升大不相同的特点，分别设计数个高于沸点对应温升2～8℃的梯级热泵蒸发浓缩装置。每个梯级热泵蒸发浓缩装置都有降膜蒸发器、热泵和循环泵。各个梯级热泵蒸发浓缩装置的热泵相互不并联、不串联，但是各梯级热泵蒸发浓缩装置的蒸发器则按浓度高低顺序串联成为一个系统。这种梯级热泵节能蒸发系统，适合高倍蒸发浓缩、不同浓度阶段沸点上升大不相同的料液的蒸发生产，相比现有的锅炉蒸汽加热多级蒸发系统，系统节能效益巨大。CN109954286ACN109954286A权利要求书1/1页1.一种梯级热泵蒸发浓缩装置的节能系统，其特征是：依据溶液蒸发不同浓缩阶段中沸点上升大不相同的特点，分别设计高于沸点对应温升2～8℃的梯级热泵蒸发浓缩装置，梯级数的多少主要以全系统较低能耗为原则，依据不同溶液的沸点上升曲线特点和不同产品要求的蒸发浓缩倍数确定；每个梯级热泵蒸发浓缩装置都有一台降膜蒸发器(01)、一台热泵(05)和一台小流量的循环泵(02)；各梯级的热泵(05)类型和降膜蒸发器(01)的面积大小都不一定相同，均须依据该梯级溶液浓度的沸点上升大小、蒸发脱水量多少、蒸发热功率大小及其结垢特性，由设计选型和计算确定；除了沸点上升大于40℃的梯级热泵蒸发浓缩装置外，各个梯级热泵蒸发浓缩装置均各自设置独立的热泵(05)，相互不并联、不串联；但是，各梯级热泵蒸发浓缩装置的蒸发器(01)，则按浓度高低顺序串联成为一个系统；末级热泵蒸发浓缩装置(10)的降膜蒸发器(01)的浓度设计为比产品要求浓度低1％～6％，料液沸点愈高者，选择的差值也愈大；末级热泵蒸发浓缩装置(10)的降膜蒸发器(01)排放的料液到高位闪蒸罐(11)后，利用闪蒸降温释放的显热蒸发浓缩，并且利用高位闪蒸罐(11)的自身静压自流到后续的生产工位。2.如权利要求1所述的一种梯级热泵蒸发浓缩装置的节能系统，其特征是：低浓度料液蒸发浓缩阶段的梯级热泵蒸发浓缩装置，蒸发脱水量最大、沸点上升最小，最适合应用离心式热泵(16)；中浓度料液蒸发浓缩阶段的梯级热泵蒸发浓缩装置，蒸发脱水量较少，若小于4(t/h)，沸点上升较大，超过20℃，则优先采用罗茨式热泵(17)；高浓度料液蒸发浓缩阶段的梯级热泵蒸发浓缩装置，蒸发脱水量最少，沸点上升最大，若大于30℃，则优先采用螺杆式热泵(15)。3.如权利要求1所述的一种梯级热泵蒸发浓缩装置的节能系统，其特征是：降膜蒸发器(01)的内部设置有离心式除沫器(08)和丝网除沫器(09)，省去外部两级除沫器及其相应二次蒸汽管线，降低阻力，有利于提高梯级热泵蒸发浓缩装置的节能效率。4.如权利要求1所述的一种梯级热泵蒸发浓缩装置的节能系统，其特征是：系统中凡是要发生结垢或结晶的降膜蒸发器(01)和预热器(04)，均采用在线机械自动清洗技术，保障长期、连续、稳定的高效运行，提高梯级热泵节能蒸发系统的产能和节能效果。5.如权利要求1所述的一种梯级热泵蒸发浓缩装置的节能系统，其特征是：对于沸升大于40℃的梯级热泵蒸发浓缩装置的热泵(05)，可以与其中蒸发压力相同的较低沸升的梯级热泵蒸发浓缩装置的热泵(05)并联或串联，有利于低沸升的梯级热泵蒸发浓缩装置的热泵(05)提高效率，也有利于高沸升的梯级热泵蒸发浓缩装置的热泵(05)减少压缩级数和提高效率。2CN109954286A说明书1/3页一种梯级热泵蒸发浓缩装置的节能系统技术领域[0001]本发明涉及一种梯级热泵蒸发浓缩装置的节能系统，涉及初始料液浓度低、产品要求高倍数浓缩、沸点上升大的多效蒸发生产系统，提供一种能够大幅度节能的新技术。背景技术[0002]现有大工业生产技术中的高沸点盐溶液的蒸发浓缩，大多采用多效蒸发系统。不仅消耗大量的生蒸汽，而且末效蒸发器的二次蒸汽须通过直接冷凝造成大量能源浪费，还需要大型的凉水塔循环冷却水段和系统，全系统设备投资大、运行费用和操作费用高。例如，国内硫化钠生产行业的多效蒸发系统，浓度5％的原料溶液，经过150℃饱和蒸汽加热的顺流多效、强制循环蒸发，