專利名稱：板式蒸發(fā)器以及在精制糖廠蒸發(fā)系統(tǒng)中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制糖生產(chǎn)設(shè)備的改進(jìn)，特別是針對精制糖廠的糖汁蒸發(fā)設(shè)備的改進(jìn)及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
蒸發(fā)是糖廠熱力系統(tǒng)的中心，既是高溫蒸汽的消耗者，也是低溫蒸汽的供應(yīng)站，還是鍋爐入爐水及其他工藝用水的主要來源。隨著工業(yè)技術(shù)的迅猛發(fā)展，糖廠的蒸發(fā)系統(tǒng)及設(shè)備亦不斷地改進(jìn)和創(chuàng)新，種類非常繁多。長期以來糖廠用蒸發(fā)罐主要是以非膜式的列管式蒸發(fā)罐為主。我國糖廠使用的標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)罐(亦稱Robert式蒸發(fā)罐)以及在其基礎(chǔ)上發(fā)展的外循環(huán)式蒸發(fā)罐和多降液管蒸發(fā)罐，都屬于非膜式蒸發(fā)罐。而目前中國的甘蔗糖廠中，蒸發(fā)系統(tǒng)使用的大多是基于標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)罐的五效真空蒸發(fā)。近年來，經(jīng)濟(jì)方面的原因迫使糖廠不斷地減少蒸汽消耗，因此，目前以多效蒸發(fā)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的、更為有效的蒸發(fā)設(shè)備及蒸發(fā)系統(tǒng)的重要性日益突出。從能源經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)出發(fā)，就更有效的蒸發(fā)系統(tǒng)來說，其基礎(chǔ)是具有高K值、能以低溫差運(yùn)行的蒸發(fā)罐。而各種板式蒸發(fā)罐就是傳統(tǒng)羅伯特式和普通降膜式蒸發(fā)罐的一種替代產(chǎn)品。自從1987年以來，制糖工業(yè)就巳經(jīng)取得了使用板式蒸發(fā)罐的經(jīng)驗(yàn)。板式蒸發(fā)罐技術(shù)可細(xì)分為升膜式和降膜式兩種。與普通循環(huán)和連續(xù)流動(dòng)蒸發(fā)罐相比，這種新技術(shù)可保證較短的蔗汁停留時(shí)間，較低色素形成，減少維修工作且具有更好的傳熱性能，是一種能提高能源經(jīng)濟(jì)性的設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠高效節(jié)能蒸發(fā)設(shè)備，解決目前糖廠使用的標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)罐的五效真空蒸發(fā)的蒸汽消耗高、時(shí)間長、效果不好的問題，并縮短精制糖廠的糖汁蒸發(fā)時(shí)間。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的將現(xiàn)有糖廠的非膜式的列管式蒸發(fā)罐(Robert式蒸發(fā)罐)或者外循環(huán)式蒸發(fā)罐和多降液管蒸發(fā)罐用板式蒸發(fā)器代替，并將現(xiàn)有糖廠的五效真空蒸發(fā)變成三效預(yù)熱器的兩效蒸發(fā)系統(tǒng)。
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本發(fā)明的精制糖廠蒸發(fā)系統(tǒng)，包括蒸發(fā)器和汽水分離器，其特征在于使用板式蒸發(fā)器取代外循環(huán)式列管式蒸發(fā)罐和多降液管蒸發(fā)罐，將五效真空蒸發(fā)變成三效預(yù)熱器的兩效蒸發(fā)系統(tǒng)，它包括預(yù)熱器、板式蒸發(fā)器和汽水分離器，糖汁由泵輸出后接一效預(yù)熱器(PHl)，加熱汽源使用二效板式蒸發(fā)器經(jīng)汽水分離器分離后的汁汽；一效預(yù)熱器糖汁出口管接去二效預(yù)熱器，加熱汽源使用一效板式蒸發(fā)器經(jīng)汽水分離后的汁汽；二效預(yù)熱器糖汁出口管接三效預(yù)熱器，三效預(yù)熱器加熱汽源使用降溫降壓后的混合蒸汽；一效板式蒸發(fā)器接混合蒸汽管作為加熱汽源，一效板式蒸發(fā)器出口接汽水分離器經(jīng)分離后，糖汁去往二效板式蒸發(fā)器，分離后的汁汽接二效板式蒸發(fā)器及二效預(yù)熱器作為加熱汽源使用，而二效汽水分離器出口管接一效預(yù)熱器和冷凝器。
所述的三效預(yù)熱器的兩效蒸發(fā)系統(tǒng)，預(yù)熱器采用的是板式換熱器，板式換熱器由一組波紋板片，橡膠密封墊和一副金屬框架組成，板片之間構(gòu)成流道并由密封墊密封，冷熱流體在密封墊的引導(dǎo)下分別交替地流過各自的流道并通過板片傳遞熱量。所述的汽水分離器是一個(gè)壓力容器，內(nèi)部有相關(guān)進(jìn)氣構(gòu)件和液滴捕集構(gòu)件，氣體由上部出口，液相由下部收集，飽和氣體在降溫或者加壓過程中，一部分可凝氣體組分形成小液滴隨氣體一起流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)凝液回收或者氣相凈化。所述的板式蒸發(fā)器可以看成是由一個(gè)板式加熱室和一個(gè)汁汽分離罐結(jié)合而成的蒸發(fā)罐。加熱室由一定數(shù)量的金屬板組合而成。兩板之間交替作為加熱蒸汽的通道和糖汁通道。糖汁在通道中可以呈升膜、降膜或升降膜的移動(dòng)。物料從板間通過，并被蒸汽加熱而蒸發(fā)。汽液混合物從出口處排出，然后進(jìn)入汽水分離器，在分離器中將汽液分離，從而獲得濃縮物料和二次蒸汽。在多級蒸發(fā)中，濃縮的物料和二次蒸汽將進(jìn)入下一級蒸發(fā)器，繼續(xù)蒸發(fā)。采用上述板式蒸發(fā)器以后，糖廠的糖汁蒸發(fā)工藝流程為帶有三效預(yù)熱器的兩效蒸發(fā)系統(tǒng)，先將物料經(jīng)過三效板式預(yù)熱器加熱，使之達(dá)到合適的蒸發(fā)溫度，然后進(jìn)入板式蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮。本發(fā)明是二效蒸發(fā)，在經(jīng)過蒸發(fā)后的糖漿都經(jīng)過氣液分離器對糖漿和汁汽進(jìn)行氣液分離。分離后的糖汁進(jìn)入下效蒸發(fā)(煮糖工段煮煉)，汁汽抽去作為下一效蒸發(fā)器或預(yù)熱器熱源。本發(fā)明精制糖廠蒸發(fā)系統(tǒng)的有益效果本發(fā)明蒸發(fā)系統(tǒng)采用的板式蒸發(fā)器是近年發(fā)展起來的一種新型高效節(jié)能蒸發(fā)設(shè)備，和傳統(tǒng)的管式蒸發(fā)器比較，具有如下特色和優(yōu)點(diǎn)(I)本發(fā)明蒸發(fā) 系統(tǒng)使用板式蒸發(fā)器，對熱能利用效率高，故能使用較低溫度的熱源，對于提高糖廠熱力利用有著顯著效果。同時(shí)，板式蒸發(fā)器具有熱效率高，結(jié)垢速率低，運(yùn)行周期長，操作靈活簡便等特點(diǎn)，且整套系統(tǒng)占地面積小，對于廠房空間局限要求不高，適用范圍廣，是一種值得推廣的新型蒸發(fā)系統(tǒng)。(2)傳熱效率高，K值一般為3500 5800kW/(m2*K)，比管殼式蒸發(fā)器高2 4倍，因而在同等條件下所需傳熱面積??；(3)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，特別適用于老廠改造、技改等充分利用原有設(shè)備，克服空間局限的場合；(4)質(zhì)量輕，傳熱板薄，耗用金屬量少，每平方米加熱面積約消耗金屬10kg，僅為列管式加熱器的1/3 1/4 ；(5)加熱物料在加熱器中停留時(shí)間短，內(nèi)部死角少，衛(wèi)生條件好，適用于熱敏性物料的加熱；(6)操作靈活，設(shè)備余量大，可以根據(jù)需要增加或減少板片的數(shù)量以改變其加熱面積，或改變工作條件，設(shè)備規(guī)格的幅度很大，每片換熱片的尺寸，小的可到O. 5m2，大的可達(dá)1.3m2，每臺設(shè)備的換熱面積可在I IOOOm2之間；(7)可使用較低溫度的熱源，回收低溫?zé)嵩粗械臒崃浚錈嵛锪现g的傳熱溫差可減少到4 5°C。由于能源價(jià)格的上漲和環(huán)保的要求，工業(yè)上對節(jié)能設(shè)備的需求增長迅速，板式蒸發(fā)器的研究和應(yīng)用近年來發(fā)展很快。無論是國內(nèi)國外，作為一種新型節(jié)能蒸發(fā)設(shè)備，板式蒸發(fā)器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于冶金、食品、造紙、空調(diào)、化工及海水淡化等行業(yè)。


圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。其中1是一效板式蒸發(fā)器，2是一效汽水分離器，3是二效板式蒸發(fā)器，4是二效汽水分離器，PHl是一效預(yù)熱器，PH2是二效預(yù)熱器，PH3是二效預(yù)熱器。圖2-4是本發(fā)明板式蒸發(fā)系統(tǒng)中板式蒸發(fā)器設(shè)備圖。其中8是板式蒸發(fā)器前端板。9是板式蒸發(fā)器波紋板片。10是板式蒸發(fā)器后端板。11是蒸發(fā)器的蒸汽進(jìn)口。12是蒸發(fā)后的糖液汁汽混合物出口。13是蒸發(fā)器冷凝水出口。14是蒸發(fā)器糖汁進(jìn)口。15是板式蒸發(fā)器框架的活動(dòng)壓板，作用是固定并壓緊蒸發(fā)器板片。16是板式蒸發(fā)器框架的立柱。17是蒸發(fā)器的壓緊螺桿。18是蒸發(fā)器的壓緊螺桿的螺帽。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明是以板式蒸發(fā)器為基礎(chǔ)的帶有三效預(yù)熱器的兩效蒸發(fā)系統(tǒng)，由于板式蒸發(fā)器具有較高的傳熱K值，故體積小，結(jié)構(gòu)緊湊， 占地面積小，既達(dá)到節(jié)能降耗的效果，還能較好的解決了廠房空間局限的問題?，F(xiàn)結(jié)合附圖1說明
具體實(shí)施例方式如附圖1所示，進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)糖汁溫度為84°C，錘度為62° Bx，先經(jīng)一效預(yù)熱器PHl加熱至95°C，加熱汽源使用二效板式蒸發(fā)器3經(jīng)汽水分離器分離后的汁汽。一效預(yù)熱器出來后的糖汁再經(jīng)二效預(yù)熱器PH2加熱，使用一效板式蒸發(fā)器I經(jīng)一效汽水分離器2分離后的汁汽作為加熱汽源。從二效板式蒸發(fā)器3經(jīng)二效汽水分離器4出來的糖汁溫度為108°C，接著進(jìn)入三效預(yù)熱器PH3進(jìn)行加熱，在三效預(yù)熱器PH3中，使用降溫降壓后的混合蒸汽作為加熱熱源。經(jīng)過三效預(yù)熱后，糖汁溫度達(dá)到112°C，可以進(jìn)入板式蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)。一效板式蒸發(fā)器I使用降溫降壓后溫度為120°C的混合蒸汽進(jìn)行蒸發(fā)，蒸發(fā)后的糖汁進(jìn)入汽水分離器中進(jìn)行分離。分離后糖汁進(jìn)入下效板式蒸發(fā)器繼續(xù)蒸發(fā)，汁汽可達(dá)110°C，進(jìn)入下效板式蒸發(fā)器及二效預(yù)熱器PH2作為加熱熱源。經(jīng)二效蒸發(fā)后，糖漿錘度為73° Bx，溫度106. 19°C，可進(jìn)入煮糖工段進(jìn)行煮煉，而從二效汽水分離器出來的汁汽溫度為100°C，部
分抽去作為一效預(yù)熱器熱源，剩余部分進(jìn)入冷凝器。蒸發(fā)系統(tǒng)熱力平衡計(jì)算如下表
權(quán)利要求
1.一種精制糖廠蒸發(fā)系統(tǒng)，包括蒸發(fā)器和汽水分離器，其特征在于使用板式蒸發(fā)器取代外循環(huán)式列管式蒸發(fā)罐和多降液管蒸發(fā)罐，將五效真空蒸發(fā)變成三效預(yù)熱器的兩效蒸發(fā)系統(tǒng)，它包括預(yù)熱器(PH1、PH2、PH3)、板式蒸發(fā)器(1、3)和汽水分離器(2、4)，糖汁由泵輸出后接一效預(yù)熱器(PHl)，加熱汽源使用二效板式蒸發(fā)器(3)經(jīng)汽水分離器(4)分離后的汁汽；一效預(yù)熱器(PHl)糖汁出口管接去二效預(yù)熱器(PH2)，加熱汽源使用一效板式蒸發(fā)器(I)經(jīng)汽水分離后的汁汽；二效預(yù)熱器(PH2)糖汁出口管接三效預(yù)熱器(PH3)，三效預(yù)熱器(PH3)加熱汽源使用降溫降壓后的混合蒸汽；一效板式蒸發(fā)器(I)接混合蒸汽管作為加熱汽源，一效板式蒸發(fā)器(I)出口接汽水分離器(2)經(jīng)分離后，糖汁去往二效板式蒸發(fā)器(3)，分離后的汁汽接二效板式蒸發(fā)器(3)及二效預(yù)熱器(PH2)作為加熱汽源使用，而二效汽水分離器(4)出口管接一效預(yù)熱器和冷凝器。
2.如權(quán)利要求1所述的精制糖廠蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于三效預(yù)熱器的兩效蒸發(fā)蒸發(fā)系統(tǒng)，預(yù)熱器采用的是板式換熱器，板式換熱器由一組波紋板片，橡膠密封墊和一副金屬框架組成，板片之間構(gòu)成流道并由密封墊密封，冷熱流體在密封墊的引導(dǎo)下分別交替地流過各自的流道并通過板片傳遞熱量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精制糖廠蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于汽水分離器是一個(gè)壓力容器，內(nèi)部有相關(guān)進(jìn)氣構(gòu)件和液滴捕集構(gòu)件，氣體由上部出口，液相由下部收集，飽和氣體在降溫或者加壓過程中，一部分可凝氣體組分形成小液滴隨氣體一起流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)凝液回收或者氣相凈化。
全文摘要
在精制糖糖廠生產(chǎn)中，帶有3效預(yù)熱器的兩效蒸發(fā)系統(tǒng)，先將物料經(jīng)過3效板式預(yù)熱器加熱，使之達(dá)到合適的蒸發(fā)溫度，然后進(jìn)入板式蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮。本發(fā)明是二效蒸發(fā)，在經(jīng)過蒸發(fā)后的糖漿都經(jīng)過氣液分離器對糖漿和汁汽進(jìn)行氣液分離。分離后的糖汁進(jìn)入下效蒸發(fā)(煮糖工段煮煉)，汁汽抽去作為下一效蒸發(fā)器或預(yù)熱器熱源。本蒸發(fā)系統(tǒng)使用板式蒸發(fā)器，對熱能利用效率高，故能使用較低溫度的熱源，對于提高糖廠熱力利用有著顯著效果。同時(shí)，板式蒸發(fā)器具有熱效率高，結(jié)垢速率低，運(yùn)行周期長，操作靈活簡便等特點(diǎn)，且整套系統(tǒng)占地面積小，對于廠房空間局限要求不高，適用范圍廣，是一種值得推廣的新型蒸發(fā)系統(tǒng)。
文檔編號C13B25/00GK103060480SQ20111031551
公開日2013年4月24日 申請日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者林燕, 李進(jìn)華 申請人:中國輕工業(yè)南寧設(shè)計(jì)工程有限公司