[實用新型]適合易揮發物質溶液濃縮的組合式節能裝置

無效

• 申請號: 200820154008.3
• 申請日: 2008-10-14
• 公開（公告）號: CN201286987Y
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發明（設計）人: 孫炳耀;章健;勞含章
• 申請（專利權）人: 上海新立工業微生物科技有限公司
• 主分類號: B01D1/00
• 分類號: B01D1/00
• 代理公司: 上海金盛協力知識產權代理有限公司
• 代理人: 羅大忱

技術領域

本實用新型涉及混合物質溶液的濃縮裝置。

背景技術

在生物發酵、生物制藥等行業中，利用微生物代謝產生人們所需要的產物越來越被人類所依賴，由于利用微生物代謝產生的終端產物濃度往往較低，濃縮是生物化工提取過程中不可缺少的環節，濃縮設備的優劣往往決定產品的質量和生產成本高低。

隨著世界能源價格的高漲，生產企業越來越多地采用雙效、三效或多效的濃縮設備以減少蒸汽或其他能源的消耗。有些生物化工產品如丙酮酸、乙酸、乙酸乙酯等有機產品屬于易揮發產品，在濃縮的過程中容易隨著二次水蒸氣流失，造成產品損失，影響產品收得率，造成產品生產成本的上升同時還帶來對環境的污染。對于這類產品的濃縮，通常采用的方法是控制蒸發溫度和真空度，盡量減少產品的揮發。

在濃縮度比例不高的情況下(稀溶液狀態)，帶出的產品酸不是很多，但隨著濃縮進行當濃度達到和超過一定含量時，蒸發出的二次蒸汽帶出的產品酸或酯就越來越多，產品的流失也越來越多。為了不讓這些產品損失和污染環境，提出的方法往往是，收集這些二次蒸汽的冷凝水再通過其它方法進行回收處理，但能源消耗會大大增加。

以丙酮酸濃縮為例，1000kg含丙酮酸4％的水溶液，濃縮至50％濃度，并且控制二次蒸汽冷凝水中丙酮酸含量不高于0.2％，如果第一步采用三效濃縮，濃縮至丙酮酸濃度16％，第二步采用精餾方式濃縮至丙酮酸濃度50％，蒸汽的消耗量為557kg，不能令人接受。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種適合易揮發物質溶液濃縮的組合式節能裝置，以克服現有技術存在的上述缺陷。

本實用新型適合易揮發物質溶液濃縮的組合式節能裝置，包括：

依次通過管線串連連接的3～5個蒸發器；

分別與所述的蒸發器通過管線相連接的加熱器，前一個蒸發器頂部的二次蒸汽出口與后一個加熱器的加熱介質入口相連通；

設置在最后一個蒸發器頂部并與蒸發器相連通的精餾塔；

入口與所述精餾塔頂部的蒸汽出口通過管線相連通的冷凝冷卻器，冷凝冷卻器的出口通過回流泵與精餾塔上部的回流口相連通。

所述蒸發器、加熱器、精餾塔和回流泵均為通用的設備。

本實用新型濃縮和精餾同步進行，設備緊湊，縮短了工作周期，大大減少了場地和設備投資，熱能利用率高，蒸汽消耗節省近40％，物料受熱狀態時間短，特別針對熱敏性物料，具有回收率高等特點。

附圖說明

圖1為本實用新型的適合易揮發物質溶液濃縮的組合式節能設備的結構示意圖。

具體實施方式

參見圖1，本實用新型合易揮發物質溶液濃縮的組合式節能裝置，包括：

依次通過管線串連連接的3～5個蒸發器1；

分別與所述的蒸發器1通過管線相連接的加熱器2，前一個蒸發器1頂部的二次蒸汽出口101與后一個加熱器2的加熱介質入口201相連通；

設置在最后一個蒸發器1頂部并與蒸發器1相連通的精餾塔3；

入口401與所述精餾塔3頂部的蒸汽出口301通過管線相連通的冷凝冷卻器4，冷凝冷卻器4的出口402通過回流泵5與精餾塔3上部的回流口302相連通；

優選的，所述冷凝冷卻器4的出口402與所述的回流口302之間設有接液罐7，冷凝冷卻器4的冷凝液，先進入接液罐7，然后由所述回流泵5將部分冷凝液作為回流液打入精餾塔3；

優選的，蒸發器1的數量和加熱器2的數量為3個。

優選的，還包括與冷凝冷卻器4頂部的真空口403相連接的真空裝置6；

采用上述的裝置，對重量濃度為4％的丙酮酸水溶液進行濃縮，運行過程如下：

將所述丙酮酸水溶液，經過進料管進入第一效蒸發器(即第一個蒸發器)，新鮮生蒸汽經蒸汽管對第一效加熱器(即第一個加熱器)加熱，使第一效蒸發器中的物料與加熱器中的物料產生比重差而形成自循環蒸發；

第一效蒸發器中料液丙酮酸濃度為6-8％。，第一效蒸發器的濃縮料液經管道進入第二效蒸發器(即第二個蒸發器)，第一效蒸發器蒸發產生的二次蒸汽通過管道進入第二效加熱器(即第二個加熱器)，用于加熱第二效蒸發器中的物料，依次類推。各效蒸發器均在不同的真空度下操作，第三效蒸發器(即第三個蒸發器)內的料液丙酮酸重量濃度達到為48-50％。

第三效蒸發器的濃縮料液經管道放出，丙酮酸重量濃度約50％，濃縮蒸發產生的二次蒸汽進入精餾塔3，精餾塔3頂部的二次蒸汽進入冷凝冷卻器4進行冷凝冷卻，得到的冷凝液部分通過回流液泵6打入精餾塔上部，其余冷凝液可回收它用。

利用上述的裝置，處理重量濃度為4％丙酮酸水溶液1000kg，可濃縮至丙酮酸濃度50％以上，冷凝水丙酮酸含量可控制小于0.2％，丙酮酸回收率達98％以上，消耗蒸汽350kg，另外較三效濃縮和精餾分步實施節省蒸汽近40％。