[发明专利]一种用涡轮压缩风机的蒸发方法

说明书

技术领域

本发明属溶液浓缩蒸发方法，尤其是指一种用涡轮压缩风机的蒸发方法，特别是 适合大量的稀溶液蒸发，可充分节省蒸发用汽。

背景技术

传统的蒸发装置由蒸发器、汽液分离器、冷凝器等管道连接组成，物料在蒸发器 内通过与蒸汽的热交换得到浓缩，为了提高蒸发效率尽可能节约蒸汽，现在的蒸发大 多彩多效蒸发，即一效产生的二次汽作为二效蒸发器的热源，二效产生的二次汽作为 三效蒸发器的热源。虽然多效蒸发可大大节约蒸汽热能，但实际生产中，出于受传热 温差、沸点升高及物料蒸发温度和设备投资及动力消耗限制，多效不可能无限增加， 常见的多效蒸发为三效至五效蒸发。这种蒸发设备部件多，投资成本高，设备运行费 用也高。

发明内容

本发明正是为了克服上述不足，提供一种结构紧凑、蒸汽可循环利用、节能、投 资低、运行费用少的用涡轮压缩风机的蒸发方法，主要创新在于在蒸发装置中使用涡 轮压缩风机，通过涡轮压缩风机对二次汽进行机械增压，提高二次汽的饱和温度，产 生温度差，实现在蒸发器内的蒸汽循环达到节能目的。具体是这样来实施的：一种用 涡轮压缩风机的蒸发方法，其特征在于物料通过蒸发器底部和顶部的循环管于蒸发器 管内循环，物料循环管上分设有循环泵、进料口和出料口；从蒸发器下部出来的二次 汽经管道进入汽液分离器后由管道进入一涡轮压缩风机加压升温，升温后的二次汽接 入蒸发器加热室作热源；蒸发器顶部出来的不凝汽由管道接入冷凝器，冷凝水由蒸发 器底部排出。本发明所用的蒸发器选用降膜蒸发器，溶液在一个降膜蒸发器里，通过 物料循环泵在蒸发器的加热管内循环。初始蒸汽用新鲜蒸汽在管外给热，将溶液加热 沸腾产生60-80℃的二次汽，产生的二次汽经汽液分离器后由涡轮增压风机吸入，增压 后，使二次汽温度提高5-15℃，作为加热热源进入蒸发器的加热室循环蒸发。正常启 动后，涡轮压缩机将二次蒸汽吸入，经增压后变为加热蒸汽，就这样源源不断进行循 环蒸发，蒸发出的水分最终变成冷凝水排出。

为了达到良好的增压加温效果，本发明的涡轮压缩风机采用外旋式涡轮压缩风机， 同时将涡轮压缩风机的叶轮弯曲角度提高至12-16°，以提高机械效率，减少磨擦损失， 将叶轮的宽/直径设置为≤0.1，压缩比的提高有利于风压的提高，从而增大了二次汽的 温度差。为了阻挡蒸汽与外部气体的接触，本实用新型涡轮压缩风机电机端的轴上置 有机械密封。

本发明汽液分离器底部置有出料口，分离出的物料由管道进入蒸发器的物料循环 管中。

本发明冷凝器下部置有冷凝水出口和不凝汽出口，不凝汽出口管道接于一汽水分 离罐上，汽水分离罐顶部的出汽口连接一真空泵。这样，蒸发器上部排出的不凝汽经 冷凝器冷凝后就由真空泵抽走。

本发明蒸发器的蒸汽入口处连接有蒸汽补充管道，该蒸汽补充管道内的加热蒸汽 只用来补充排不凝汽的热量损失和一部分蒸汽经涡轮压缩风机压缩后变成冷凝水的热 量损失。

本发明通过在蒸发设备中增设一涡轮压缩风机加抽蒸发出的二次汽，增压后作为 蒸发器的热源，具有显著的节约蒸汽效果，蒸发运行费用仅是传统四效带热泵蒸发的 一半，整个设备投资成本低，特别适合用于大处理、低浓度蒸发的预浓缩。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

图2是涡轮压缩风机的结构图1。

图3是涡轮压缩风机的结构图2。

具体实施方式

一种用涡轮压缩风机的蒸发方法，物料通过降膜蒸发器1底部和顶部的循环管12 于降膜蒸发器1管内循环，物料循环管上分设有循环泵121、进料口122和出料口123； 从降膜蒸发器1下部出来的温度为60-80℃的二次汽经管道13进入汽液分离器2后由 管道21进入一外旋式涡轮压缩风机4加压升温，升温5-15℃后的二次汽接入降膜蒸发 器1加热室作热源，降膜蒸发器1的蒸汽入口16处还连接有蒸汽补充管道17；降膜蒸 发器1顶部出来的不凝汽由管道15接入冷凝器3，冷凝水由降膜蒸发器1底部管道14 排出；汽液分离器2底部置有出料口22，分离出的物料由管道进入降膜蒸发器1的物 料循环管12中；冷凝器3下部置有冷凝水出口31和不凝汽出口32，不凝汽出口32管 道接于一汽水分离罐5上，汽水分离罐5顶部的出汽口51连接一真空泵6。

本方法中涡轮压缩风机4的叶轮弯曲角度为12-16°，叶轮的宽/直径≤0.1，其电 机41端的轴42上置有机械密封43。

本方法在机械压缩蒸发器中，利用涡轮压缩机的压缩，将电能转化为汽体压力能， 将二次汽压力由P₂提高至P₁，二次汽温度由T₂提高至T₁，二次汽变为加热蒸汽，就这 样周而复始地进行对溶液的蒸发。