[發明專利]一種半復疊式熱泵雙效蒸發濃縮系統

有效

• 申請號: 202110346137.2
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN112984851B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 張承虎;姜瑞岳;姜沈陽;項敬來;趙一波
• 申請（專利權）人: 溫兄控股集團股份有限公司
• 主分類號: F25B7/00
• 分類號: F25B7/00;F25B41/20;F25B41/31;F25B49/02;B01D1/00
• 代理公司: 黑龍江立超同創知識產權代理有限責任公司 23217
• 代理人: 楊立超

一種半復疊式熱泵雙效蒸發濃縮系統，涉及雙效蒸發濃縮系統技術領域。用于解決現有雙效蒸發濃縮系統能耗較高，真空度偏低的問題。本發明包括第一壓縮機、第一節流膨脹閥、殼管式換熱器、熱泵第二冷凝器、一效蒸發罐、二效蒸發罐、凝結水收集罐、第一汁汽管路、第二汁汽管路、第三汁汽管路、總乏汽管路和總凝結水管路。本發明利用半復疊式熱泵技術原理，深度回收一效、二效汁汽凝結水的顯熱廢熱，最大程度的減少了系統的熱浪費，能夠有效降低系統能耗，節約的系統能耗約為復疊式制冷的87％；同時還可提高系統真空度，蒸發濃縮效果是雙效蒸發濃縮效果3?4倍，更為綠色環保，具有顯著的經濟價值和推廣應用價值，可實現節能生產的目的。

技術領域

本發明涉及雙效蒸發濃縮系統技術領域，具體涉及一種半復疊式熱泵雙效蒸發濃縮系統。

背景技術

蒸發濃縮是工業中典型的化工單元操作，在制藥、奶粉、氨基酸、環保水處理等工業生產工藝中運用廣泛，因此提高蒸發濃縮系統的運行效率、降低工藝能耗具有重要意義。目前，許多工廠采用常規的雙效蒸發濃縮系統，該系統由鍋爐提供生蒸汽作為一效蒸發的熱源，利用冷卻水通過水-汽冷凝器來凝結二效的汁汽，將二效汁汽的廢熱排出系統。通過系統能量守恒分析和平衡計算，容易發現水-汽冷凝器排放的廢熱幾乎等于鍋爐提供生蒸汽的供給熱量，也就是說生蒸汽的熱量都被浪費了，造成了雙效蒸發系統的能耗較高，運行經濟費用偏高。

此外，為了保障雙效蒸發系統的傳熱效果和運行穩定性，雙效蒸發系統需要較高的真空度。只有當二效汁汽凝結水被冷卻降至越低的溫度時，雙效蒸發系統才能夠維持較高的真空度，但是傳統方法一般采用冷卻塔提供冷卻水，冷卻水的溫度較高而且不穩定(受氣候條件影響)，導致水-汽冷凝器的冷卻效果不佳，二效汁汽凝結水的出口溫度普遍較高，一般在40℃左右，難以保障雙效蒸發系統維持較高的真空度。

本發明要解決的技術問題是：

現有的雙效蒸發濃縮系統存在二效汁汽的廢熱被浪費，缺少回收利用，系統能耗較高；自然冷卻水水溫較高，易受氣候條件影響不穩定，導致二效汁汽凝結水出口溫度較高，水-汽冷凝器的冷卻效果不佳，真空度難以維持在較高的水平。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案：

本發明提供了一種半復疊式熱泵雙效蒸發濃縮系統，包括第一壓縮機、第一節流膨脹閥、熱泵第一冷凝器、第一蒸發罐、第二蒸發罐、殼管式換熱器、熱泵第二冷凝器、第一出料閥、第一進料閥、第二進料閥、第二出料閥、第三進料閥、第三出料閥、出料泵、第二節流膨脹閥、第三節流膨脹閥、第二壓縮機、凝結水收集罐、凝結水排出泵、凝結水逆止閥、抽真空控制閥、真空泵、第一進料管路、第二進料管路、第三進料管路、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、總乏汽管路、總凝結水管路、凝結水排出管路、抽真空管路、第一制冷劑管路、第二制冷劑管路、第一中介水循環管路、第二中介水循環管路、第三中介水管路、第四中介水管路、第三中介水循環管路、第四中介水循環管路，

第二中介水循環管路的出口端與殼管式換熱器的第一熱介質入口端連接，第二中介水循環管路上設置有第一節流膨脹閥，殼管式換熱器的第一熱介質出口端與第一壓縮機的入口端連接，第一壓縮機的出口端與第一中介水循環管路的入口端連接，第三中介水管路的入口端與第一中介水循環管路的中部連接，第三中介水管路的出口端與熱泵第一冷凝器的第一熱介質入口端連接，熱泵第一冷凝器的第一熱介質出口端與第四中介水管路的入口端連接，第四中介水管路的出口端與第二中介水循環管路的中部連接，第一中介水循環管路的出口端與第一蒸發罐的入口端連接，第一蒸發罐的熱介質出口端與第二中介水循環管路的入口端連接，第三中介水循環管路的出口端與熱泵第一冷凝器的第二熱介質入口端連接，第四中介水循環管路的入口端與熱泵第一冷凝器的第二熱介質出口端連接，

第一進料管路上設置有第一進料閥，第一進料管路的出口端分別與第二進料管路的進口端和第三進料管路的進口端連接，第二進料管路上設置有第二進料閥，第二進料管路的出口端與第一蒸發罐的進料口端連接，第三進料管路上設置有第三進料閥，第三進料管路的出口端與第二蒸發罐的進料口端連接，