專利名稱：高效薄膜分離塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種屬于料液的濃縮和溶媒回收的分離裝置。
目前，在制藥、食品、生化、精細(xì)化工等行業(yè)廣泛使用的用于濃縮提取液的真空濃縮鍋，由于采用夾層加熱方式而使料液的受熱面積小，濃縮時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，濃縮比一般在10～151，若要提高濃縮比則過(guò)濃的濃縮液又不易排放，若溫度過(guò)高又極易破壞或改變熱敏性物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，對(duì)鍋內(nèi)加注料液和排放濃縮液是不連續(xù)的工作，也即一批料液須一鍋一鍋地濃縮，加入鍋內(nèi)的料液經(jīng)濃縮后，才能排放，然后再加入料液進(jìn)行濃縮，整個(gè)濃縮過(guò)程間斷進(jìn)行。另外，由于蒸發(fā)能力低而使?jié)饪s效率低，在濃縮過(guò)程中難以回收溶媒，要回收溶媒又需要另一套回收裝置，造成水電的大量耗費(fèi)。近年來(lái)推廣應(yīng)用的離心薄膜蒸發(fā)器，雖然具有蒸發(fā)強(qiáng)度高，料液受熱時(shí)間短，濃縮比高，但只適用于科研、院校和工礦企業(yè)的實(shí)驗(yàn)室及小批量貴重料液的濃縮，難以適用于中小企業(yè)對(duì)大量料液濃縮、回收溶媒的需要，而且由于將料液加入錐形盤中和將濃縮液從錐形盤中排放而出需要用泵體進(jìn)行才能完成進(jìn)出料液，所以耗電量也大，加熱方式又是在錐形盤外進(jìn)行，密封要求高，熱能利用率也不高，雖然能完成對(duì)料液的濃縮，但對(duì)溶媒的回收也是另配裝置而耗費(fèi)大量的冷卻水。所以，現(xiàn)在使用的濃縮分離裝置，蒸發(fā)器等都不同程度地存在著濃縮比低，電能耗量大，夾層或體外加熱方式使受熱面積小，熱能利用率低，在濃縮過(guò)程中要同時(shí)回收溶媒還需另配裝置和耗費(fèi)大量的水資源，占地面積大，拆卸清洗困難，價(jià)格也昂貴。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種不但溫度調(diào)節(jié)使用范圍廣，可同時(shí)連續(xù)進(jìn)行添加料液，濃縮及回收溶媒的分離工作，料液在濃縮過(guò)程中的濃縮時(shí)間短，對(duì)熱敏性物質(zhì)濃縮時(shí)不易破壞其分子結(jié)構(gòu)，分離效率高，濃縮比高，節(jié)約電能、節(jié)約熱能及節(jié)約水資源，體積小，價(jià)格便宜，而且適用于中小企業(yè)連續(xù)化生產(chǎn)的分離裝置。
其具體解決方案是在真空狀態(tài)下對(duì)料液進(jìn)行濃縮和溶媒回收的分離裝置，由分離室、蒸發(fā)室、冷凝室、真空泵、液化溶媒接收器、稀料液容器及安全控制系統(tǒng)構(gòu)成，在該裝置的蒸發(fā)室與冷凝室之間有一預(yù)熱室，在蒸發(fā)室內(nèi)安裝了蒸發(fā)列管，并且該裝置按從下到上的順序?qū)⒗淠?、預(yù)熱室、蒸發(fā)室及分離室通過(guò)各室間的法蘭盤連接固定為一體，用管道和軟管連接通室間及各管路，使分離塔成密閉狀態(tài)。組裝為一體的分離裝置，減小了體積，余熱充分利用達(dá)到節(jié)能的目的，各室列管數(shù)量在兩根以上，以增大加熱，成膜及冷卻面積提高濃縮回收效率，利用真空泵抽真空，使塔內(nèi)形成負(fù)壓，稀料液在壓力作用下經(jīng)單向活塞進(jìn)入預(yù)熱室的預(yù)熱列管內(nèi)，將汽化溶媒經(jīng)汽化溶媒出口引入預(yù)熱室的預(yù)熱腔內(nèi)，加熱預(yù)熱列管中的稀溶液，同時(shí)對(duì)汽化溶媒進(jìn)行冷卻，未冷卻完全的溶媒和汽化溶媒經(jīng)過(guò)室間活接管進(jìn)入冷凝室的冷卻列管內(nèi)，在壁外冷卻水的作用下，進(jìn)一步冷凝液化而被回收。經(jīng)過(guò)預(yù)熱室預(yù)熱了的稀溶液在負(fù)壓作用下通過(guò)室間活接管進(jìn)入蒸發(fā)列管內(nèi)，進(jìn)入蒸發(fā)室的蒸汽在腔內(nèi)加熱蒸發(fā)列管，被加熱了的稀溶液在負(fù)壓作用下在蒸發(fā)列管的上端或分離斜面迅速成膜汽化分離，汽化了的溶媒從汽化溶媒出口引入預(yù)熱室，冷凝室進(jìn)行冷凝回收，濃縮了的濃縮液在重力作用下經(jīng)分離斜面流集于濃縮導(dǎo)管并流入濃縮液接收器，少量進(jìn)入濃縮液接收器中的汽化溶媒被回流管導(dǎo)入預(yù)熱腔之中，這樣，濃縮液、溶媒不斷從塔中分離回收而出，塔內(nèi)負(fù)壓逐漸增大，稀溶液又在壓力作用下單向供入塔內(nèi)，整個(gè)過(guò)程自動(dòng)連續(xù)進(jìn)行。若要控制或顯示濃縮液的溫度，則用溫度蒸汽調(diào)控器的探頭從濃縮液導(dǎo)管中攝取溫度，反饋于控制器，通過(guò)進(jìn)汽電磁閥控制進(jìn)入蒸發(fā)室蒸汽量的多少來(lái)達(dá)到，用壓力表和安全閥確保分離塔的安全運(yùn)行，當(dāng)需要清洗、修理各室內(nèi)壁及列管時(shí)，通過(guò)對(duì)各室間的法蘭盤及室間活接管的拆卸即可完成。
本實(shí)用新型的高效分離節(jié)能效果在于利用預(yù)熱列管，增大了料液的預(yù)熱面積，余熱得到了充分利用，大量排列的蒸發(fā)列管，使蒸汽加熱的表面積增大，與同加熱面積的裝置相比，節(jié)約蒸汽量達(dá)30～40％；料液在蒸發(fā)列管內(nèi)被加熱成膜汽化，使薄膜有效面積增大，蒸發(fā)量提高達(dá)15～30％，濃縮比高達(dá)115～35；由于料液經(jīng)過(guò)預(yù)熱后才進(jìn)入蒸發(fā)列管，使蒸發(fā)速度快，分離效率高；在真空狀態(tài)下的單向進(jìn)液，可連續(xù)工作；在濃縮的同時(shí)又能將汽化溶媒回收，在回收的冷卻過(guò)程中，利用其熱量加熱料液，同時(shí)完成第一次冷卻，使得第二次冷卻時(shí)用冷卻水的量大大減少，節(jié)水量可達(dá)30～40％；可用真空泵，單向活塞及控制器來(lái)控制濃縮液的溫度；在密封條件下完成連續(xù)分離，使?jié)饪s液和回收的溶媒不受污染；四室為一體及腔內(nèi)列管加熱方式，使體積是相同蒸發(fā)面積的濃縮鍋的1／5。
附圖
是高效薄膜分離塔的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，A為分離室、B為蒸發(fā)室，C為預(yù)熱室，D為冷凝室。
結(jié)合附圖，其實(shí)施例是用2·5厚的不銹鋼板材分別制作分離室(A)φ300×300，蒸發(fā)室(B)φ300×600，預(yù)熱室(C)φ300×300及冷凝室(D)φ300×300的帶有法蘭盤(5)的各室外壁，在分離室(A)的頂中制有φ35的汽化溶媒出口(2)管，φ20的濃縮液導(dǎo)管出口(8)管；在蒸發(fā)室(B)的上端制有φ20的蒸汽進(jìn)口(26)管，下端制有φ10的廢汽排放口(9)管及φ35的室間活接管(10)；在預(yù)熱室(C)的上端制有φ35的汽化溶媒入口(2)管，φ35的室間活接管(10)及φ10的回流管(16)，下端制有φ20的稀料液進(jìn)口(24)管及φ35的室間活接管(23)；在冷凝室(D)的上端制有φ35的室間活接管(23)和φ20的冷卻水出口(13)管，下端制有φ20的冷卻水進(jìn)口(21)和φ20的液化溶媒接收器(19)；在φ300的園、橢園板面內(nèi)排列φ20×600～610的61根不銹鋼管制成蒸發(fā)列管(6)，所有列管的下端相通，而上端管口通過(guò)橢園面；用φ20×300的不銹鋼管各45根制成管內(nèi)聯(lián)通的預(yù)熱列管(11)和冷卻列管(14)，將各列管分別安裝并密封于各室內(nèi)，各室間通過(guò)法蘭盤(5)，室間活接管(10)(23)進(jìn)行組裝連接，利用軟管和不銹鋼管連接通液化溶媒接收器(19)，真空泵(18)，濃縮液接收器(17)、稀料液容器(20)，單向活塞(22)、汽化溶媒管道、回流管(16)、溫度蒸汽調(diào)控器(1)，并在蒸發(fā)室(B)外壁上安裝壓力表(25)和安全閥(28)，將蒸汽、冷卻水接入蒸汽進(jìn)口(26)、冷卻水進(jìn)口(21)，本分離塔制作安裝完畢投入使用。
將稀溶液置入稀料液容器(20)之中，起動(dòng)真空泵(18)使塔內(nèi)成真空狀態(tài)，稀料液在壓力作用下經(jīng)單向活塞(22)，從稀料液進(jìn)口(24)進(jìn)入預(yù)熱列管(11)，再通過(guò)室間活接管(10)進(jìn)入蒸發(fā)列管(6)，從蒸汽進(jìn)口(26)進(jìn)入蒸汽加熱腔(7)內(nèi)的蒸汽加熱蒸發(fā)列管(6)，廢液汽從廢汽排放口(9)排出，列管內(nèi)被加熱的稀料液成膜汽化，在汽化列管(6)的上端或分離斜面(4)進(jìn)行汽液分離，分離了的汽化溶煤進(jìn)入分離室腔(3)從汽化溶媒出口(2)引出進(jìn)入預(yù)熱腔(12)內(nèi)冷卻，同時(shí)對(duì)預(yù)熱列管(11)進(jìn)行加熱了預(yù)熱列管中的稀料液，未完全冷凝的溶媒和汽化溶媒，經(jīng)過(guò)室間活接管(23)進(jìn)入冷卻列管(14)，冷卻水從冷卻水進(jìn)口(21)進(jìn)入冷卻腔(15)內(nèi)對(duì)冷卻列管(14)進(jìn)行冷卻后從冷卻水出口(13)排出，被冷凝了的液化溶媒從冷卻列管出口排入液化溶媒接收器(19)之中而被回收。汽化濃縮了的濃縮液經(jīng)分離斜面(4)流集并從濃縮液導(dǎo)管(8)中流入濃縮液接收器(17)之中，隨之進(jìn)入的少量汽化溶媒又經(jīng)回流管(16)進(jìn)入預(yù)熱腔(12)內(nèi)。這樣周而復(fù)始地自動(dòng)循環(huán)進(jìn)行分離直到稀料液容器(20)之中的料液完全分離完為止，若要控制濃縮液的溫度，利用溫度 蒸汽調(diào)控器(1)，單向活塞(22)、真空泵(18)，進(jìn)汽電磁閥(27)的配合使用即可完成。在使用過(guò)程中，蒸發(fā)室內(nèi)的壓力可從壓力表(25)上顯示指示，若出現(xiàn)意外使蒸發(fā)室(B)內(nèi)壓力增大時(shí)，不但壓力表(25)顯示其壓力，而且安全閥(28)排汽降壓，確保分離塔的安全運(yùn)行。
權(quán)利要求1.一種用于在真空狀態(tài)下對(duì)料液進(jìn)行濃縮和溶媒回收的分離裝置，由分離室(A)、蒸發(fā)室(B)、冷凝室(D)、真空泵(18)、液化溶媒接收器(19)、稀料液容器(20)及安全控制系統(tǒng)構(gòu)成，其特征是在該裝置的蒸發(fā)室(B)和冷凝室(D)之間有一預(yù)熱室(C)，在蒸發(fā)室(B)內(nèi)安裝了蒸發(fā)列管(6)，并且該裝置從下到上為冷凝室(D)、預(yù)熱室(C)、蒸發(fā)室(B)及分離室(A)通過(guò)各室間的法蘭盤(5)進(jìn)行連接固定，室間通過(guò)室間活接管(10)(23)連接通組合成該分離裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離裝置，其特征在于蒸發(fā)列管(6)的根數(shù)在兩根以上，并且每一列管的一端管內(nèi)相互連通，另一端通過(guò)橢園面使分離室腔(3)與蒸發(fā)列管(6)的接交面為分離斜面(4)，在預(yù)熱室(C)內(nèi)，冷凝室(D)內(nèi)各安裝有兩根以上管內(nèi)相通的預(yù)熱列管(11)和冷卻列管(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的分離裝置，其特征在于分離室(A)、蒸發(fā)室(B)、預(yù)熱室(C)、冷凝室(D)的四室外壁、蒸發(fā)列管(6)、預(yù)熱列管(11)及冷卻列管(14)為耐腐蝕的板管材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1.所述的分離裝置，其特征在于在蒸發(fā)室(B)的壁上安裝有壓力表(25)、安全閥(28)，在蒸汽進(jìn)口(26)處，濃縮液導(dǎo)管(8)處安裝有溫度蒸汽調(diào)控器(1)的進(jìn)汽電磁閥(27)和溫度探頭。
專利摘要一種用于醫(yī)藥、食品、化工及生化工業(yè)的高效薄膜分離塔，由分離室、蒸發(fā)室、冷凝室、真空泵、液化溶媒接收器稀料液容器及安全控制系統(tǒng)等構(gòu)成。其優(yōu)點(diǎn)是在真空狀態(tài)下可對(duì)料液進(jìn)行連續(xù)濃縮及回收溶媒，列管加熱方式增大其加熱表面積，蒸發(fā)量大，分離效率高，濃縮比高達(dá)15～35∶1，濃縮時(shí)間短，對(duì)熱敏性物質(zhì)的濃縮不易破壞其分子結(jié)構(gòu)，溫控范圍廣，四室組裝為一體，熱量得到充分利用，節(jié)約熱能達(dá)30～40％，增加了預(yù)熱室，節(jié)約水資源達(dá)30～40％，體積小，安裝拆洗方便，使用安全可靠。
文檔編號(hào)B01D1/22GK2098318SQ91209068
公開(kāi)日1992年3月11日 申請(qǐng)日期1991年5月26日 優(yōu)先權(quán)日1991年5月26日
發(fā)明者謝晉榮, 吳毅光 申請(qǐng)人:云南省曲靖地區(qū)第一人民醫(yī)院