[發(fā)明專利]有機溶劑回收用的多效逆流降膜蒸發(fā)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710157884.1
• 申請日: 2007-10-31
• 公開（公告）號: CN101229449A
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發(fā)明（設計）人: 馬學虎;白濤;孫力;劉春祥;林載祁
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B01D1/26
• 分類號: B01D1/26
• 代理公司: 大連星海專利事務所
• 代理人: 史學松

技術領域

本發(fā)明涉及化學工程領域中，用多效逆流降膜蒸發(fā)系統(tǒng)回收有機溶劑的新工藝，新技術，新裝置。主要用于有機溶劑水溶液植物提取液蒸發(fā)濃縮過程的溶劑回收，同時獲得濃縮液或結晶產(chǎn)品。

背景技術

從植物資源中提取有效成分，品種繁多，性能各異。這些有效成分提取液往往是功能性食品、化妝品及生物制藥的原料。

植物提取應根據(jù)植物中有效成分的性質(zhì)，選擇溶劑水或有機溶劑例如乙醇、乙醚、丙酮、石油醚等作提取劑。根據(jù)提取物的性質(zhì)及伴生雜質(zhì)的選擇性，選擇不同的溶劑和提取方法，通過實驗研究，確定生產(chǎn)工藝條件。

目前，食品工業(yè)及制藥工業(yè)提取液的濃縮普遍使用外循環(huán)蒸發(fā)器，這種蒸發(fā)器傳熱系數(shù)低，傳熱溫差大。若采用單效蒸發(fā)，效率低，能耗大，只能間歇操作。中藥材提取液，多使用這種蒸發(fā)器，選用水作溶劑，采用蒸煮法，提取后分離液固，收集藥液進行濃縮。通常用的單效外循環(huán)蒸發(fā)器為WZ型，多效外循環(huán)蒸發(fā)器為順流式WZS型。

外循環(huán)蒸發(fā)器有以下幾方面缺點：

1、這種蒸發(fā)器只能間歇生產(chǎn)操作，當原料液的溶劑蒸出后，需要停機卸料，生產(chǎn)能力低。

2、這種外循環(huán)蒸發(fā)器蒸發(fā)過程溶液流動為自然循環(huán)，其推動力受加熱蒸汽的溫度或壓力影響很大。當蒸汽的溫度(或壓力)高時，傳熱溫差大，循環(huán)速度大，蒸發(fā)量大。這種蒸發(fā)器傳熱溫差不宜低于7℃，當溫差小于7℃時，傳熱量小，循環(huán)速度低，蒸發(fā)量很小。

3、這種蒸發(fā)器如果不做成多效，單效蒸發(fā)器能耗大，冷卻水用量也大。

4、這種外循環(huán)多效順流蒸發(fā)器，加熱蒸汽與原料液由一效進入平行流動至末效，末效溶液濃度高，粘度大，末效溫度還低，當遇有高粘性物料時，溶液流動緩慢，傳熱不好，蒸發(fā)量小，甚至停止蒸發(fā)，不能工作。

5、采用這種外循環(huán)多效順流蒸發(fā)器，不能用于含水有機溶劑提取液的蒸發(fā)濃縮。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決使用外循環(huán)蒸發(fā)器或常規(guī)蒸發(fā)器，用于含水有機溶劑提取液蒸發(fā)濃縮過程，有機溶劑回收帶來的困難。本發(fā)明提供的有機溶劑回收用的多效逆流降膜蒸發(fā)系統(tǒng)新工藝，新技術可設計制造一種真空低溫蒸發(fā)，能耗低，高收率，有機溶劑回收濃度高的蒸發(fā)濃縮裝置，該生產(chǎn)裝置連續(xù)和間歇生產(chǎn)都可使用，操作簡單，控制方便。

本發(fā)明的技術方案是：

多效逆流降膜蒸發(fā)系統(tǒng)包括：首效蒸發(fā)器(1)、汽液分離器(2)、凝液罐(3)、結晶室(4)、末效蒸發(fā)器(5)、循環(huán)泵(6)、凝液泵(12)和閥門(V)，末效蒸發(fā)器還帶有原料液A的過濾器(11)、流量計(10)、預熱器(7)、冷卻器(8)、盤管低溫冷卻器(9)和凝液泵(12)；在具有2～6效逆流降膜蒸發(fā)系統(tǒng)中，各個設備的連接是：各效降膜蒸發(fā)器均與各自的循環(huán)泵(6)連接，蒸發(fā)器中出來的二次蒸汽出口與各自的汽液分離器(2)連接，加熱蒸汽冷凝液的出口管與各自的凝液罐(3)連接并各帶1臺凝液泵(12)構成一效，首效蒸發(fā)器的下端與結晶室(4)連接；各效間蒸汽通過汽液分離器二次蒸汽出口管與后效連接，溶液通過循環(huán)泵分支管路與前一效連接；首效蒸發(fā)器與外來蒸汽E的管連接；末效蒸發(fā)器的汽液分離器二次蒸汽出口管與原料液A的預熱器(7)連接，冷凝液管連于冷卻器(8)，冷卻器又連接盤管低溫冷卻器(9)，盤管低溫冷卻器再連接凝液泵(12)和真空泵G；原料液管線經(jīng)過過濾器(11)、流量計(10)進入原料液預熱器(7)，組成了多效逆流降膜蒸發(fā)系統(tǒng)。

降膜蒸發(fā)器的結構：頂部有溶液分配室(13)，內(nèi)設置兩層篩板(14)，篩孔(15)交錯布置，構成溶液分布裝置，中部為列管式加熱室(16)，殼程為加熱蒸汽空間并收集冷凝液；管程為溶液降液管(17)，由列管組成；底部為汽液分離室(18)，連接處開有長方形二次蒸汽出口(19)，分離室汽壁有汽液分離器回流液入口(20)和原料液進口接管(21)，室底開有溶液出口(22)。位于蒸發(fā)器旁的汽液分離器(2)為園筒型，二次蒸汽進口管道為渦旋式，截面為長方形，頂部二次蒸汽出口設有檔液板。

末效降膜蒸發(fā)器設置的盤管低溫冷卻器，它分上下兩層，中間用檔板(23)隔開，上下層設有汽相連通管道(24)和液相連通管道(25)，冷卻管由園型管盤十圈，盤管(26)套成四層，冷卻水進出口各匯集為一條管子引出，盤管低溫冷卻器上層頂部開有真空管道出口(27)，下層底部開有溶劑出口(28)并接有溢流出口管(29)。

各效降膜蒸發(fā)器凝液罐頂與汽液分離器出口管之間，設置氣相連通管。下面用三效逆流降膜蒸發(fā)系統(tǒng)(見圖2)說明工藝流程：