[发明专利]一种半复叠式热泵双效蒸发浓缩系统

说明书

一种半复叠式热泵双效蒸发浓缩系统，涉及双效蒸发浓缩系统技术领域。用于解决现有双效蒸发浓缩系统能耗较高，真空度偏低的问题。本发明包括第一压缩机、第一节流膨胀阀、壳管式换热器、热泵第二冷凝器、一效蒸发罐、二效蒸发罐、凝结水收集罐、第一汁汽管路、第二汁汽管路、第三汁汽管路、总乏汽管路和总凝结水管路。本发明利用半复叠式热泵技术原理，深度回收一效、二效汁汽凝结水的显热废热，最大程度的减少了系统的热浪费，能够有效降低系统能耗，节约的系统能耗约为复叠式制冷的87％；同时还可提高系统真空度，蒸发浓缩效果是双效蒸发浓缩效果3‑4倍，更为绿色环保，具有显著的经济价值和推广应用价值，可实现节能生产的目的。

技术领域

本发明涉及双效蒸发浓缩系统技术领域，具体涉及一种半复叠式热泵双效蒸发浓缩系统。

背景技术

蒸发浓缩是工业中典型的化工单元操作，在制药、奶粉、氨基酸、环保水处理等工业生产工艺中运用广泛，因此提高蒸发浓缩系统的运行效率、降低工艺能耗具有重要意义。目前，许多工厂采用常规的双效蒸发浓缩系统，该系统由锅炉提供生蒸汽作为一效蒸发的热源，利用冷却水通过水-汽冷凝器来凝结二效的汁汽，将二效汁汽的废热排出系统。通过系统能量守恒分析和平衡计算，容易发现水-汽冷凝器排放的废热几乎等于锅炉提供生蒸汽的供给热量，也就是说生蒸汽的热量都被浪费了，造成了双效蒸发系统的能耗较高，运行经济费用偏高。

此外，为了保障双效蒸发系统的传热效果和运行稳定性，双效蒸发系统需要较高的真空度。只有当二效汁汽凝结水被冷却降至越低的温度时，双效蒸发系统才能够维持较高的真空度，但是传统方法一般采用冷却塔提供冷却水，冷却水的温度较高而且不稳定(受气候条件影响)，导致水-汽冷凝器的冷却效果不佳，二效汁汽凝结水的出口温度普遍较高，一般在40℃左右，难以保障双效蒸发系统维持较高的真空度。

本发明要解决的技术问题是：

现有的双效蒸发浓缩系统存在二效汁汽的废热被浪费，缺少回收利用，系统能耗较高；自然冷却水水温较高，易受气候条件影响不稳定，导致二效汁汽凝结水出口温度较高，水-汽冷凝器的冷却效果不佳，真空度难以维持在较高的水平。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案：

本发明提供了一种半复叠式热泵双效蒸发浓缩系统，包括第一压缩机、第一节流膨胀阀、热泵第一冷凝器、第一蒸发罐、第二蒸发罐、壳管式换热器、热泵第二冷凝器、第一出料阀、第一进料阀、第二进料阀、第二出料阀、第三进料阀、第三出料阀、出料泵、第二节流膨胀阀、第三节流膨胀阀、第二压缩机、凝结水收集罐、凝结水排出泵、凝结水逆止阀、抽真空控制阀、真空泵、第一进料管路、第二进料管路、第三进料管路、第一出料管路、第二出料管路、第三出料管路、第一汁汽管路、第二汁汽管路、第三汁汽管路、总乏汽管路、总凝结水管路、凝结水排出管路、抽真空管路、第一制冷剂管路、第二制冷剂管路、第一中介水循环管路、第二中介水循环管路、第三中介水管路、第四中介水管路、第三中介水循环管路、第四中介水循环管路，

第二中介水循环管路的出口端与壳管式换热器的第一热介质入口端连接，第二中介水循环管路上设置有第一节流膨胀阀，壳管式换热器的第一热介质出口端与第一压缩机的入口端连接，第一压缩机的出口端与第一中介水循环管路的入口端连接，第三中介水管路的入口端与第一中介水循环管路的中部连接，第三中介水管路的出口端与热泵第一冷凝器的第一热介质入口端连接，热泵第一冷凝器的第一热介质出口端与第四中介水管路的入口端连接，第四中介水管路的出口端与第二中介水循环管路的中部连接，第一中介水循环管路的出口端与第一蒸发罐的入口端连接，第一蒸发罐的热介质出口端与第二中介水循环管路的入口端连接，第三中介水循环管路的出口端与热泵第一冷凝器的第二热介质入口端连接，第四中介水循环管路的入口端与热泵第一冷凝器的第二热介质出口端连接，

第一进料管路上设置有第一进料阀，第一进料管路的出口端分别与第二进料管路的进口端和第三进料管路的进口端连接，第二进料管路上设置有第二进料阀，第二进料管路的出口端与第一蒸发罐的进料口端连接，第三进料管路上设置有第三进料阀，第三进料管路的出口端与第二蒸发罐的进料口端连接，