[实用新型]高效率低能耗的高倍浓缩装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种原料液浓缩装置。

背景技术

浓缩技术被应用在多种不同行业，例如在蛋白、酶、染料、果汁、茶汁、医药制剂等行业中，普遍存在浓缩纯化过程，但传统的浓缩分离工艺，通常采用多级真空蒸发、多效蒸发、闪蒸等技术，存在能耗大、温度高、破坏有效成分、占地面积大等缺点。而在化工、医药、冶金等行业，已采用膜浓缩技术处理废水，其能耗相对减小，并且克服了温度高、破坏有效成分和占地面积大的问题，但是现有的膜回收工艺中回收率较低，废水中很多有价值成分被浪费掉，即使采用多级膜进行浓缩，一定程度提高浓缩效果，但投资成本和运行成本都较高。

发明内容

本实用新型提供一种高效率低能耗的高倍浓缩装置，包括原料液输送装置，所述原料液输送装置包括原料泵和输送管道，其特征是，还包括依次与所述原料泵相连的高压泵和膜装置，所述膜装置包括浓缩液出口和透过液出口，所述浓缩液出口依次通过一压力交换器和一增压泵与所述膜装置进口相连通，且压力交换器还与原料泵出口相连通，所述压力交换器能使直接或间接来自原料泵的低压的料液和来自膜装置的浓缩液交换能量和传递物料，得到压力较高的回流液和压力较低的排出液，回流液经增压泵增压后回流进入所述膜装置，所述膜装置为高倍浓缩装置中唯一的膜浓缩设备。 

优选的，所述增压泵与压力交换器为合体结构。 

优选的，所述输送管道包括连通高压泵和膜装置的管道，所述压力交换器的回流液的出口通过增压泵与所述管道连通。

优选的，所述原料泵和高压泵之间还设有预处理装置。

优选的，所述压力交换器与预处理装置出口相连通。

优选的，还包括控制压力交换器进出料液量的若干阀门。

优选的，所述膜装置为反渗透装置或纳滤装置。

本实用新型所达到的有益效果：

1.本实用新型高倍浓缩装置，通过设计浓缩液出口依次经压力交换器和增压泵与膜装置相连通，使得直接或间接来自原料泵的低压的料液与来自膜装置的浓缩液交换能量和传递物料，得到压力较高的回流液和压力较低的排出液，一方面回流液进行循环膜浓缩，令本实用新型装置只通过一段膜浓缩即达到高回收效率，大大降低投资成本和运行成本，并有利于形成错流减少膜的污堵，另一方面由于回流液具有较高的压力能，经少许增压后即可进入膜装置，降低了高压泵的能量消耗。

而且压力交换器还与原料泵出口相连通，可以直接利用系统进入高压泵之前的料液与浓缩液进行能量交换，更有效节能。

本实用新型装置的巧妙连接结构设计使得浓缩过程中能量交换与物料传递同步进行，通过简单的结构获得高回收率和低能耗的效果，相比普通多段膜浓缩工艺的设备甚至可节能50%以上。本实用新型高倍浓缩装置，用于物料分离时，由于大部分浓缩液包含在回流液内重新返回原系统，达到要求的小部分浓缩液得以收集，如此原水中的有价物质可以高浓度的得到回收利用。用于废水处理时，由于装置的高回收率，可实现大量水资源的工艺回用，最终废水排放量大大减少。

2.设计增压泵与压力交换器为合体结构，即增压泵可直接设置在压力交换器的高压料液出口管道中，降低管路消耗，提高效率和减小空间占用。

3. 可以设置高压料液出口与高压泵和膜装置之间的管道相连，令由增压泵流出的高压料液与上游经高压泵增压的料液混合后再一同进入膜装置，优化能量分配。

4.原料泵和高压泵之间还可设置预处理装置，先行去除原料液中的固体颗粒杂质，尤其是设置保安滤器，保护膜装置。压力交换器的低压料液进口也可直接与预处理装置出口相连通，使经过预处理的原料液参与能量交换。

5. 在压力交换器的低压料液出口设置阀门，通过该阀门与压力交换器本身即可控制低压料液进口流量、高压料液进口流量和低压料液出口流量，有利于调整参与能量交换的高压料液与低压料液的量，获得合适的能量传递和系统回收率。

6. 使用本实用新型高倍浓缩装置进行料液处理，在实现浓水回流的同时也实现了能量的回收利用，既提高回收率，又显著降低能耗。其中系统回收率可达90%以上。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例高倍浓缩装置应用在料液处理的系统框图；

图2是本实用新型优选实施例高倍浓缩装置中增压泵与压力交换器的连接关系图；

其中：1、增压泵，2、压力交换器，4、高压料液进口，5、高压料液出口，6、高压料液出口，7、低压料液进口，8、低压料液出口。

具体实施方式