[发明专利]将液体快速浓缩成高浓度液体的制备方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用液体空间喷雾并被快速浓缩成高浓度液体的装置及工艺方法，尤其涉及一种适用于有高浓度要求的高粘度、易结垢、热敏性的液体的浓缩工艺及装置。

背景技术

目前，在液体蒸发浓缩技术领域中主要采用的设备有标准式蒸发器、外循环升降膜式蒸发器、板式蒸发器、水平管式喷淋蒸发器等，但这些设备用于蒸发浓缩稻麦草制浆废液、糖汁、酒精生产废液等粘度大、易结垢的溶液时，特别当需要高浓度的浓缩液时，这些装置的传热效能更低、且易于结垢，结垢后设备内清垢劳动强度大，设备维护成本高，有些由于结构原因无法清垢，使得设备被迫报废，以至难以经济合理地运行。

申请号为200620024482的专利要求的造纸黑液热风直接蒸发浓缩装置，采用浓缩塔下部进热风，上部配置进料管束，这种装置由于料液并没有被雾化，而是成线条状液膜，因此，蒸发能力不高，而且采用管束后管束外和喷淋口易于结垢，甚至堵塞喷淋口，且装置的结构复杂，不利于维修和清垢。

申请号为200510125381的专利要求保护的一种获得高度浓缩的可流动的甜菜碱水溶液的方法，该专利为了获得高浓度的浓缩液，实际并没有采用了浓缩的方法，而是采用了添加化学增稠剂的办法。

综上，目前为了获得高浓度的浓缩液未有本专利申请的装置和工艺报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种蒸发强度大，传热系数高，操作弹性大、不怕结垢、操作简单、能够连续运行的、特别适合于需要高浓度、易结垢的液体的快速浓缩方法及装置。

为解决上述技术问题，本发明浓缩液的制备方法采用如下技术方案：在塔器内将待浓缩的液体通过雾化装置雾化成雾滴，且按质量比1∶(5-15)比例把液体和温度为350-750℃的空气混合接触，对雾化成微米级的雾滴进行快速蒸发浓缩，并将浓缩后的进行气液分离，制得高浓度的浓缩液体。

为了进一步提高雾滴的蒸发和浓缩的浓度，所述通过雾化装置雾化的雾滴细小至微米级。

本发明浓缩装置采用如下技术方案：包括快速浓缩塔器，在所述的快速浓缩塔器上设置有出液口、空气流通的通道以及气体排出口，在所述的快速浓缩塔器上端还设有一液体雾化器，在所述的雾化器上设置有进液口和雾化液出口，所述的雾化液出口设置在快速浓缩塔器的内部，所述的通道的进气端设置在快速浓缩塔器外部，通道的出气端设置在雾化液出口周围。

为了进一步提高浓缩液的浓度，在所述的快速浓缩塔器上端还设置高温气体分配器，在高温气体分配器上设置有进气端和出气端，进气端和出气端之间形成所述的空气流通的通道。

通道内要求通以高温空气，所以采用一热风炉提供高温空气，该热风炉与气体分配器的进气端相连。

在所述的快速浓缩塔器内还设置有一压力监测器，在所述的气体排出口上还连接一气液分离器，该气液分离器包括漩流器和分离器。

所述的快速浓缩塔器由相互连接的圆柱筒体和锥形筒体构成，圆柱筒体位于锥形筒体的上端，所述的压力监测器设置在圆柱筒体上，所述的气体排出口设置在锥形筒体。

还包括浓缩液贮槽、待浓缩液贮槽以及液体输送泵，所述的浓缩液贮槽设置在快速浓缩塔器的下端，所述的待浓缩液贮槽通过液体输送泵与液体雾化器的进液口连接。

与现有技术相比：本发明浓缩液的制备方法具有如下优点：

1、本发明在浓缩过程中通过雾化装置将待浓缩液进行雾化，把待浓缩液体雾化成雾滴，雾滴与温度为350-750℃空气以1∶(5-15)比例接触，雾滴快速蒸发并浓缩，整个过程在20-30s内完成，同时提高了浓缩液的浓度。

2、通过雾化的方式，可以把液体的表面积大幅提高，例如，1cm³的正方体液体的表面积只有6×10^-4m²，而如果被雾化成50μm的球形雾滴，其表面积变为72m²，扩大了12万倍。而增加了传热传质的表面积，会大大地提高了装置的蒸发和浓缩速率，使得溶液的浓缩能够在几十秒内完成。

3、本发明的制备方法具有操作方便，液体从进到出一次完成达到要求的高浓度。

4、本发明的制备方法无须象其他蒸发器需要不断地循环液体使得液体不断蒸发达到浓缩的目的，因此，对于热敏性的液体液非常适用。

与现有技术相比，本发明浓缩装置具有如下优点：