一种热泵真空浓缩系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种热泵真空浓缩系统，包括：加热室、蒸发室、板式换热器、第一循环泵和热泵单元；蒸发室用于蒸发分离待浓缩液体与水分，蒸发室的入液口和加热室的出液口连通，蒸发室的出液口和加热室的入液口连通；蒸发室的排气口和板式换热器第一管道进口连通，热泵单元的第一出口经过第一循环泵与板式换热器第二管道进口连通，板式换热器第二管道出口和热泵单元的第一进口连通；热泵单元用于热交换，热泵单元的第二进口和加热室的出气口连通，热泵单元的第二出口和加热室的进气口连通。本实用新型专利技术提出的上述系统解决了浓缩过程中产生的二次蒸汽余热回收利用的问题，降低成本的同时又有利于环境保护。

A heat pump vacuum concentration system

【技术实现步骤摘要】
一种热泵真空浓缩系统
本技术涉及真空浓缩器
，特别是涉及一种热泵真空浓缩系统。
技术介绍
真空浓缩器是适用于化工、食品、医药等行业液体物料精制提纯的通用设备，主要有单效外循环浓缩器、双效外循环浓缩器、三效外循环浓缩器、球星浓缩器、盘管蒸发器等，其主要功能是利用蒸汽加热液体物料，在真空作用下降低沸点蒸发溶剂，产生的二次蒸汽通过冷凝器被冷却为液体后排出，达到提高液体物料浓度提纯的目的。普遍的做法是用冷却循环水将二次蒸汽冷却，通过冷却塔将热量交换到大气中。然而，二次蒸汽的热量完全散失不仅需要耗费冷却水和电能，而且将热量排放到大气中会造成废热污染。并且，冷却循环水需要设置水箱、水泵、冷却水循环管路、冷却塔，为保证冷凝器换热效率，系统补水需要软化处理，系统水的蒸发损失量约为循环水量的1-2％，需要补充的水量大，成本高。冷却循环水系统温度适宜微生物生长，冷却水在与大气交换过程中会吸入尘埃等杂质，因此还须设置杀菌、灭藻和过滤装置，增加了设备投资，运行成本。目前，浓缩器二次蒸汽热能回收的相关技术有多效浓缩器、MVR浓缩器。多效浓缩器属于传统工艺，效数越多设备越复杂，投资大，性价比低，回收期长，一般为二效、三效浓缩器，因为仍需要冷却水系统，依然存在热量损失和冷却水系统的诸多弊端。MVR浓缩器是采用压缩机将二次蒸汽压缩升温回用给初效加热室，回收热效率高，但因为二次蒸汽直接进入压缩机，对物料洁净度要求很高，不适合粘度大的品种。二次蒸汽夹带物会对初效加热室壳程造成污染，不符合化工设计规范，适用范围窄，而且MVR压缩机造价高，运行维护量大、维护专业性强、费用高。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种热泵真空浓缩系统，解决浓缩过程中产生的二次蒸汽余热回收利用的问题。为实现上述目的，本技术提供了如下方案：一种热泵真空浓缩系统，包括：加热室、蒸发室、板式换热器、第一循环泵和热泵单元；所述蒸发室用于蒸发分离待浓缩液体与水分，所述蒸发室的入液口和所述加热室的出液口连通，所述蒸发室的出液口和所述加热室的入液口连通；所述蒸发室的排气口和所述板式换热器第一管道进口连通，所述热泵单元的第一出口经过所述第一循环泵与所述板式换热器第二管道进口连通，所述板式换热器第二管道出口和所述热泵单元的第一进口连通；所述热泵单元用于热交换，所述热泵单元的第二进口和所述加热室的出气口连通，所述热泵单元的第二出口和所述加热室的进气口连通。可选的，所述热泵单元包括冷凝器和第一蒸发器，所述第一蒸发器和所述冷凝器连通，所述第一蒸发器用于利用所述冷凝器中的低温水对所述第一蒸发器中的高温水进行热交换。可选的，所述热泵单元包括第二蒸发器，所述第二蒸发器用于利用制冷剂对所述第二蒸发器中的高温水进行热交换。可选的，所述系统还包括第二循环泵，所述第二循环泵的输入端和所述热泵单元的第二出口连通，所述第二循环泵的输出端和所述加热室的进气口连通。可选的，所述系统还包括第一定压补水罐和第二定压补水罐，所述热泵单元的第一出口和所述第一循环泵间的管道与所述第一定压补水罐连通；所述热泵单元的第二出口和所述第二循环泵间的管道与所述第二定压补水罐连通。可选的，所述系统还包括第一加热器，所述第一加热器的输入端和所述热泵单元的第二出口连通，所述第一加热器的输出端和所述第二循环泵的输入端连通。可选的，所述系统还包括第二加热器，所述第二加热器的输入端和所述加热室的出气口连通，所述第二加热器的输出端和所述热泵单元的第二进口连通。可选的，所述系统还包括第三定压补水罐，所述热泵单元的第一出口和所述第一循环泵间的管道与所述第三定压补水罐连通。可选的，所述加热室的入液口位于第一水平面，所述蒸发室的出液口位于第二水平面，所述第一水平面低于所述第二水平面。可选的，所述系统还包括收液罐，所述板式换热器第一管道出口和所述收液罐连通。根据本技术提供的具体实施例，本技术公开了以下技术效果：本技术通过热泵单元输出低温水，吸收浓缩过程中二次蒸汽的热量，在二次蒸汽冷凝的同时完成余热回收和改善冷却工况的目的，并将热量传送至加热室，解决了浓缩过程中二次蒸汽余热回收利用的难题，降低成本的同时又有利于环境保护。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例一种热水机型热泵真空浓缩系统的结构示意图；图2为本技术实施例一种直膨机型热泵真空浓缩系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术的目的是提供一种热泵真空浓缩系统，解决浓缩过程中产生的二次蒸汽余热回收利用的问题。为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。图1为本技术实施例一种热水机型热泵真空浓缩系统的结构示意图，图2为本技术实施例一种直膨机型热泵真空浓缩系统的结构示意图，如图1和图2所示，一种热泵真空浓缩系统，该系统包括：加热室1、蒸发室2、板式换热器3、第一循环泵5和热泵单元27。所述蒸发室2用于蒸发分离待浓缩液体与水分，所述蒸发室2的循环入液口13和所述加热室1的管程出液口12连通，所述蒸发室2的循环出液口14和所述加热室1的管程入液口15连通。所述蒸发室2的二次蒸汽排气口16和所述板式换热器3第一(二次蒸汽)管道进口17连通，所述热泵单元27的第一(低温冷却水)出口22经过所述第一(冷却水)循环泵5与所述板式换热器3第二(低温冷却水)管道进口20连通，所述板式换热器3第二(高温冷却水)管道出口19和所述热泵单元27的第一(高温冷却水)进口21连通；所述热泵单元27用于热交换即吸收冷却水低热值热量交换输出高热值热能，所述热泵单元27的第二(低温热媒)进口23和所述加热室1的壳程出气口25连通，所述热泵单元27的第二(高温热媒)出口24和所述加热室1的壳程进气口26连通。所述板式换热器3作为浓缩系统二次蒸汽的冷却器，冷却介质为热泵单元输出的低温冷却循环水。热泵单元27是成熟的设备，输出的冷却循环水利用浓缩系统的二次蒸汽升温，并回到热泵单元27中，热泵单元输出的高温热水输送至加热室1，液体物料自下而上吸热达到蒸发临界温度，形成气液混合物进入蒸发室2闪蒸，产生的二次蒸汽在真空作用下进入板式换热器3被冷凝进入收液罐4，间歇排出。蒸发室2内的液体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热泵真空浓缩系统，其特征在于，包括：加热室(1)、蒸发室(2)、板式换热器(3)、第一循环泵(5)和热泵单元(27)；/n所述蒸发室(2)用于蒸发分离待浓缩液体与水分，所述蒸发室(2)的入液口(13)和所述加热室(1)的出液口(12)连通，所述蒸发室(2)的出液口(14)和所述加热室(1)的入液口(15)连通；/n所述蒸发室(2)的排气口(16)和所述板式换热器(3)第一管道进口(17)连通，所述热泵单元(27)的第一出口(22)经过所述第一循环泵(5)与所述板式换热器(3)第二管道进口(20)连通，所述板式换热器(3)第二管道出口(19)和所述热泵单元(27)的第一进口(21)连通；所述热泵单元(27)用于热交换，所述热泵单元(27)的第二进口(23)和所述加热室(1)的出气口(25)连通，所述热泵单元(27)的第二出口(24)和所述加热室(1)的进气口(26)连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种热泵真空浓缩系统，其特征在于，包括：加热室(1)、蒸发室(2)、板式换热器(3)、第一循环泵(5)和热泵单元(27)；
所述蒸发室(2)用于蒸发分离待浓缩液体与水分，所述蒸发室(2)的入液口(13)和所述加热室(1)的出液口(12)连通，所述蒸发室(2)的出液口(14)和所述加热室(1)的入液口(15)连通；
所述蒸发室(2)的排气口(16)和所述板式换热器(3)第一管道进口(17)连通，所述热泵单元(27)的第一出口(22)经过所述第一循环泵(5)与所述板式换热器(3)第二管道进口(20)连通，所述板式换热器(3)第二管道出口(19)和所述热泵单元(27)的第一进口(21)连通；所述热泵单元(27)用于热交换，所述热泵单元(27)的第二进口(23)和所述加热室(1)的出气口(25)连通，所述热泵单元(27)的第二出口(24)和所述加热室(1)的进气口(26)连通。


2.根据权利要求1所述的热泵真空浓缩系统，其特征在于，所述热泵单元(27)包括冷凝器(7)和第一蒸发器(8)，所述第一蒸发器(8)和所述冷凝器(7)连通，所述第一蒸发器(8)用于利用所述冷凝器(7)中的低温水对所述第一蒸发器(8)中的高温水进行热交换。


3.根据权利要求1所述的热泵真空浓缩系统，其特征在于，所述热泵单元(27)包括第二蒸发器(28)，所述第二蒸发器(28)用于利用制冷剂对所述第二蒸发器(28)中的高温水进行热交换。


4.根据权利要求2所述的热泵真空浓缩系统，其特征在于，所述系统还包括第二循环泵(6)，所述第二循环泵(6)的输入端和所述热泵单元(27)的第二出口(24)连通，所述第二循环泵(6)的输出端...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴刚，李岩，尹志韬，于子涵，李宏伟，台大朋，王文峰，
申请(专利权)人：邢淑辉，
类型：新型
国别省市：黑龙;23