蒸汽混合机制造技术

本发明专利技术属带有蒸汽加热的蒸发器。一种机械驱动的，能将两压力不同的蒸汽混合成压力一致的蒸汽混合机，在它的机身上既安装一根转子，又开有两组进汽口和一个出汽口，两组进汽口中一组是低压蒸汽进汽口，另一组是高压蒸汽进汽口。本发明专利技术能广泛应用于化学和食品加工工业中的蒸汽加热的蒸发浓缩工艺的单位产品的能量消耗降低３５－６５％。本发明专利技术的体积比蒸汽压缩机小一半左右，这能显著地降低设备成本。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属带有蒸汽加热的蒸发器。蒸汽加热的蒸发浓缩设备广泛应用于化学工业、食品加工工业、环境保护和其它领域。如海水淡化、污水处理、制糖、造纸、牛奶和果汁的浓缩等等。现有的蒸汽加热的蒸发或浓缩工艺的热效率都较低，即使是用于海水淡化的多效降膜蒸发设备和多级闪急蒸发设备，每生产一吨淡水的耗能量达到210～300MJ。应用现有的机械式蒸汽增压机能显著地提高蒸发工艺的热效率(150～180MJ/吨淡水)。但是机械式增压主要消耗电能或机械能，与此相比采用蒸汽喷射泵使废蒸汽增压只消耗蒸汽热能，但是它的能量消耗高(500MJ/吨淡水)只用于中小型生产规模。本专利技术的目的是在降低总能耗的前提下用蒸汽热能代替机械式增压蒸发器中压编机所消耗的大部分电能或机械能，使其热效率提高60～100％(用于海水淡化每吨淡水耗能低于120MJ)。本专利技术是一种机械驱动的，能将两压力不同的蒸汽混合成压力一致的蒸汽的，用于蒸发浓缩设备中对废蒸汽增压的蒸汽混合机，其特征在于在蒸汽混合机的机身上既安装一根转子又开有两组进汽口和一个出汽口，两组进汽口中一组是低压蒸汽进汽口，另一组是高压蒸汽进汽口。采用本专利技术的蒸汽混合机将现有的常规蒸发浓编工艺中由减压阀消耗掉的能量利用起来。常规工艺中来自锅炉的压力较高的生蒸汽(压力一般为600kPa～800kPa)在进入蒸发器之前通过减压阀将压力降到150kPa。这一过程损失了一定的能量。与此相比蒸汽在蒸发器内的压力一般从150kPa降到70kPa，只降低80kPa左右。本专利技术的蒸汽混合机能将高压蒸汽和低压蒸汽混合成压力介于两者之间的混合蒸汽。一方面它对高压蒸汽而言如同常规工艺中的减压阀是减压装置；另一方面它利用高压蒸汽减压时释放的能量使低压蒸汽增压，对低压蒸汽而言是增压装置。这种蒸汽混合机将一套蒸发设备(如多级闪急蒸发设备)与另外一套蒸发设备串联地连接起来而解决的。本专利技术的优点和积极效果(1)因为在蒸汽混合机利用在常规蒸发工艺中被减压阀消耗掉的高压蒸汽膨胀能量给废蒸汽增压，因此在废蒸汽进汽量、进汽压力和出汽压力相同的情况下消耗的电能或机械能比机械式蒸汽压缩机的少50％以上。(2)同样的输出压力和同样的输出流量，蒸汽混合机的体积比蒸汽压缩机小一半左右，这能显著地降低设备成本。(3)应用蒸汽混合机可对常规的蒸汽加热的蒸发浓编工艺进行改进，使蒸发浓缩过程中的单位产品的能量消耗降低35～65％。图1为常规的多效降膜蒸发或多级闪急蒸发设备工艺流程图；图2为蒸汽增压蒸发设备通过蒸汽混合机串联接入常规多效蒸发设备的工艺流程图；图3为滑片式蒸汽混合机结构示意图；图4为滑片式蒸汽混合机工作原理图；图5为离心式蒸汽混合机的结构图；图6为离心式蒸汽混合机A-A剖面图。下面结合附图说明本专利技术的工作原理。(通过图2和图5、6说明)将第一套多效蒸发设备的末效产生的废蒸汽DB2引进到蒸汽混合机的低压蒸汽进口18，来自锅炉的压力和温度较高的过热蒸汽DF引进到蒸汽混合机的高压蒸汽进口9，它们在蒸汽混合机中相互混合，使由蒸发器排出的废蒸汽的温度和压力都升高。由蒸汽混合机的混合蒸汽排汽阀21排出的混合蒸汽中的一部分DM(其质量流量和DB2的质量流量相等)进入第一套蒸发设备的第一效的加热套中作为生蒸汽推动第一套蒸发设备，盛下的一部分混合蒸汽DM(其质量流量和DF的质量流量相等)作为生蒸汽进入第二套蒸发设备的第一效的加热套中推动第二套蒸发设备。这样，按常规工艺只能推动第二套蒸发设备的蒸汽量DF通过蒸汽混合机的作用而推动第一第二两套蒸发设备。在图1和图2中DF表示来自锅炉的生蒸汽，DB1为第一套蒸发设备末效产生的废蒸汽，WS为海水，DM表示由蒸汽混合机产生的混合蒸汽，WT1为第一套设备生产的淡水，WT2为第二套设备生产的淡水。具体地说图1是一应用于海水淡化的蒸汽加热的性能系数为8(即每消耗1公斤高压蒸汽生产8公斤淡水)的多效降膜蒸发或多级闪急蒸发设备的示意图，在这种工艺过程中来自锅炉的高压蒸汽通过一减压阀将压力从600～800kPa减到140～150kPa然后进入蒸发器。在改进的工艺中来自锅炉的过热高压蒸汽(压力为600kPa～800kPa)在蒸汽混合机中与来自第一套蒸发设备的废蒸汽(例如压力为101kPa)混合后压力降低到一值，假定为169kPa，同时废蒸汽通过在蒸汽混合机内与高压蒸汽混合而使其压力和温度分别由101.3kPa增加到169kPa和由100℃增加到115℃，以此混合蒸汽和再生蒸汽之间15°的温差可以推动一套五效降膜蒸发器。实施例1滑片式蒸汽混合机，在结构上和现有的滑片式气体压缩机很相似。其特点是转子主要由转子体和滑片组成，在一两端密封的圆筒形室3内偏心地配置一转子4。在转子体上沿轴向开有一组槽，每个槽内装有一滑片5。滑片随转子转动时受离心力的作用被向外推而使其外缘紧贴在圆筒形室的内壁上。这样转子和圆筒形室之间的月牙形空间被滑片分成很多容积随转子的转动而变化的小室6，所有滑片的两端以及转子的两端和圆筒形室的两端盖间动密封。滑片式蒸汽混合机在机壳上的排列沿转子转动方向依此是低压蒸汽口进口2，高压蒸汽进口1，混合蒸汽出汽口7。当一个小室在转子的带动下沿逆时针方向旋转一周时出现了在P-V图上表示的下列的连续的工作过程C-D低压蒸汽吸气过程当小室运动于棱线C和D之间时它的空间由小变大而从低压蒸汽进口2吸入低压蒸汽。E-F蒸汽混合及增压过程当小室运动于棱线E和F之间时来自高压蒸汽进口1的高压蒸汽进入小室与其中的低压蒸汽混合并使其中的蒸汽压力增高。混合蒸汽的压力通过安装在高压蒸汽进口的减压阀或其它阀门调节和控制。A-B混合蒸汽排出过程当小室运动于棱线A和B之间时它的空间由大变小而将其中的混合蒸汽排到混合蒸汽出口7。B-C压力降低过程。这样通过转子转动而带动所有的小室转动，旋转式蒸汽混合机能连续地将低压蒸汽和高压蒸汽混合在一起。实施例2离心式蒸汽混合机的结构图。离心式蒸汽混合机主要由机壳17和通过轴承安装在机壳上的转子组成。转子主要由叶轮16、叶片14、轴13、碟状圆盘11和连通管10组成。叶片14和碟状圆盘11分别安装在叶轮的两侧面上。碟状圆盘和叶轮之间形成一转动的高压蒸汽舱12。在转子的外缘叶轮与碟状圆盘之间沿圆周等距离地开有一组高压蒸汽喷孔20。喷孔的中心线与转子的转动的轴心线垂直，中心线(方向为从转子内向外)和其与转子外缘交点的线速度方向间的夹角(图6中U和矢量W间的夹角)为90°至180°之间。一般取150°左右。高压蒸汽进口9接在机壳上通过外高压蒸汽室8和连通管10与转动的高压蒸汽舱12相连。连通管10和碟状圆盘11固定在一起且与高压蒸汽舱相通，连通管和机壳间用密封装置密封。低压蒸汽进口18接在机壳上位于叶轮右边的低压蒸汽室14上，转子外缘之外是环状通道15，环状通道的外面是蜗壳19。混合蒸汽出口21接在蜗壳上。由蒸发器末效产生的废蒸汽进口由锅炉(或其它设备)产生的压力较高的生蒸汽引进到高压蒸汽进口。当转子沿箭头所指方向转动时，叶轮由低压蒸汽进口18吸进废蒸汽，由叶片对其加速后从叶轮排进环状通道，与此同时生蒸汽在其本身的压力作用下从高压蒸汽进口进入外高压蒸汽室8经由连通管进入转动的高压蒸汽舱，然后通过高压蒸汽喷孔喷进环状通道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机械驱动的，能将两压力不同的蒸汽混合成压力一致的蒸汽的，用于蒸发浓缩设备中对废蒸汽增压的蒸汽混合机，其特征在于在蒸汽混合机的机身上既安装一根转子，又开有两组进汽口和一个出汽口，两组进汽口中一组是低压蒸汽进汽口，另一组是高压蒸汽进汽口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：秦玉尧，
申请(专利权)人：秦玉尧，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]