公布日：2023.06.23
申请日：2023.02.10
分类号：C02F1/04(2023.01)I;B01D1/26(2006.01)I;B01D1/28(2006.01)I;B01D1/30(2006.01)I;B01D5/00(2006.01)I;C02F103/32(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种小麦淀粉工艺废水MVR蒸发系统，包括物料罐、输送泵、蒸发装置、蒸汽压缩机、表面冷凝器、真空泵组、蒸汽输送管路、冷凝水罐及出料管路，本发明是利用机械式蒸汽再压缩技术在真空状态下对小麦淀粉工艺废水进行蒸发浓缩，真空状态下能够有效的降低工艺废水的沸点，使其在较低的温度下即可进行蒸发浓缩，同时利用机械式蒸汽再压缩技术将蒸发器分离出的二次蒸汽加压升温后再次作为热源使用，蒸汽源提供的一次蒸汽只做补充使用，从而有效的降低一次蒸汽的使用量，减少能源消耗，另外，利用多个并联布置的蒸发器，能够有效的提高蒸发强度及蒸发效率，减少设备投入成本，从而有效的降低企业生产成本，提高企业市场竞争力。
权利要求书
1.一种小麦淀粉工艺废水MVR蒸发系统，其特征在于：包括物料罐（1）、输送泵（2）、蒸发装置、蒸汽压缩机（7）、表面冷凝器（3）、真空泵组（4）、蒸汽输送管路（5）、冷凝水罐（6）及出料管路，物料罐（1），用于收集存储小麦淀粉工艺废水，输送泵（2），将物料罐（1）内的工艺废水输送进入蒸发装置，输送泵（2）的进料口通过管路连通物料罐（1）的出料口，输送泵（2）的出料口通过进料管路（16）连通蒸发装置，蒸发装置，利用一次蒸汽或者压缩蒸汽对工艺废水进行蒸发浓缩，蒸发装置包括多个并联布置的蒸发器，多个蒸发器的进气口分别通过管路连通压缩蒸汽管路（10），多个蒸发器的出气口分别通过管路连通回气管路（12），多个蒸发器的进料口均与进料管路（16）连通，多个蒸发器中的一个蒸发器的出料口与出料泵（11）的进料口连通，出料泵（11）的出料口连通出料管路，蒸汽压缩机（7），将蒸发装置的多个蒸发器产生的二次蒸汽进行再压缩，使其增压升温成高品位的压缩蒸汽，蒸汽压缩机（7）的出气口通过压缩蒸汽管路（10）分别连接蒸发装置的多个蒸发器的进气口，蒸汽压缩机（7）的进气口通过回气管路（12）连通蒸发装置的多个蒸发器的出气口，蒸汽压缩机（7）的气密进气口通过蒸汽输送管路（5）连通蒸汽源（8），蒸汽输送管路（5），用于输送一次蒸汽，蒸汽输送管路（5）的进气口与蒸汽源（8）连通，蒸汽输送管路（5）通过补气管路（9）连通压缩蒸汽管路（10），表面冷凝器（3），对蒸发装置产生的不凝气进行冷凝处理，表面冷凝器（3）的进气口连通蒸发装置的不凝气出气口，表面冷凝器（3）的出气口连通真空泵组（4）的进气口，真空泵组（4），真空泵组（4）为不凝气的流动提供动力，真空泵组（4）的出气口排空，冷凝水罐（6），用于收集存储冷凝水，冷凝水罐（6）的进水口连通蒸发装置的多个蒸发器的冷凝水出口、不凝气预热器的冷凝水出口及表面冷凝器（3）的冷凝水出口，冷凝水罐（6）的出水口连接冷凝水泵（46）的进水口，冷凝水泵（46）用于输送冷凝水。
2.根据权利要求1所述的小麦淀粉工艺废水MVR蒸发系统，其特征在于：所述的蒸发装置包括并联设置的一级蒸发器（13）、二级蒸发器（14）及三级蒸发器（15），所述的一级蒸发器（13）与二级蒸发器（14）结构相同，均包括加热器A、加热器B、分离器、循环泵A及循环泵B，所述的加热器A的进气口及加热器B的进气口分别通过管路与压缩蒸汽管路（10）连通，加热器A的进料口、加热器B的进料口分别通过管路与进料管路（16）连通，所述的加热器A的循环出料口通过管路连通循环泵A的进料口，循环泵A的出料口通过管路连通加热器A的循环进料口，所述的加热器B的循环出料口通过管路连通循环泵B的进料口，循环泵B的出料口通过管路连通加热器B的循环进料口，加热器A的出料口及加热器B的出料口均与分离器的进料口连通，所述的分离器的出气口通过管路连接蒸汽压缩机（7）的进气口，分离器的出料口连通循环泵A或循环泵B的进料口。
3.根据权利要求2所述的小麦淀粉工艺废水MVR蒸发系统，其特征在于：所述的三级蒸发器（15）包括三级加热器（151）、三级分离器（152）及三级循环泵（153），三级加热器（151）的进气口通过管路与压缩蒸汽管路（10）连通，三级加热器（151）的进料口通过管路连接进料管路（16），三级加热器（151）的出料口连通三级分离器（152）的进料口，三级加热器（151）的循环出料口通过管路连通三级循环泵（153）的进料口，三级循环泵（153）的出料口通过管路连通三级加热器（151）的循环进料口，三级分离器（152）的出料口连通三级循环泵（153）的进料口，三级分离器（152）的出气口通过回气管路（12）连通蒸汽压缩机（7）的进气口。
4.根据权利要求2或3所述的小麦淀粉工艺废水MVR蒸发系统，其特征在于：所述的一级蒸发器（13）及二级蒸发器（14）的分离器与三级蒸发器（15）的三级分离器（152）结构相同，均包括分离壳体（31）、分离进料口（32）、分离出气管（33）及除沫装置（34），所述的分离壳体（31）上设置有分离进料口（32），三级分离器（152）的分离进料口（32）连通三级加热器（151）的出料口，一级蒸发器（13）的分离器的进料口连通一级蒸发器（13）的加热器A及加热器B的出料口，二级蒸发器（14）的分离器的进料口连通二级蒸发器（14）的加热器A及加热器B的出料口，所述的分离壳体（31）内上部设置有除沫装置（34），除沫装置（34）将分离壳体（31）内腔分割成上部的出气腔（35）及下部的出料腔（36），所述的出料腔（36）上设置分离出料口（37），所述的分离壳体（31）内设置有分离出气管（33），所述的分离出气管（33）沿分离壳体（31）的高度方向自上而下布置，分离出气管（33）的进气口位于分离出气腔（35）内，分离出气管（33）的出气口通过回气管路（12）连通蒸汽压缩机（7）的进气口，所述的三级蒸发器（15）的三级分离器（152）的分离出料口（37）通过管路连通三级循环泵（153）的进料口，所述的一级蒸发器（13）的分离器的分离出料口（37）通过管路连通一级蒸发器（13）的循环泵A或循环泵B的进料口，所述的二级蒸发器（14）的分离器的分离出料口（37）通过管路连通二级蒸发器（14）的循环泵A或循环泵B的进料口。
5.根据权利要求4所述的小麦淀粉工艺废水MVR蒸发系统，其特征在于：所述的分离壳体（31）的出气腔（35）内设置有冲洗喷嘴（38），所述的冲洗喷嘴（38）通过冲洗管路（39）连通冷凝水总管（40），所述的冷凝水总管（40）连接冷凝水泵（46）的出水口。
6.根据权利要求2所述的小麦淀粉工艺废水MVR蒸发系统，其特征在于：所述的三级蒸发器（15）的三级加热器（151）上设置有液位变送仪（18），所述的输送泵（2）的出料口上连接的进料管路（16）上设置有进料调节阀（17），通过液位变送仪（18）控制调节进料调节阀（17）。
7.根据权利要求1所述的小麦淀粉工艺废水MVR蒸发系统，其特征在于：所述的输送泵（2）的出料口与蒸发装置之间设置有预热系统，预热系统利用冷凝水及不凝气对小麦淀粉工艺废水进行预热，所述的预热系统包括冷凝水预热装置（43）、一级不凝气预热器（44）及二级不凝气预热器（45），所述的冷凝水预热装置（43）包括多个并联布置的板式换热器，多个板式换热器的进料口分别通过管路与输送泵（2）的出料口连通，多个板式换热器的出料口分别通过管路连通二级不凝气预热器（45）的进料口，多个板式换热器的进水口分别通过管路连通冷凝水泵（46）的出水口，多个板式换热器的出水口均与出水管路连通，所述的二级不凝气预热器（45）的出料口通过管路连通一级不凝气预热器（44）的进料口，一级不凝气预热器（44）的出料口连通进料管路（16），一级不凝气预热器（44）的进气口连通蒸发装置的不凝气出气口，一级不凝气预热器（44）的出气口连通二级不凝气预热器（45）的进气口，二级不凝气预热器（45）的出气口连通表面冷凝器（3）的进气口。
8.根据权利要求1所述的小麦淀粉工艺废水MVR蒸发系统，其特征在于：所述的物料罐（1）包括两个并联布置的废水缓存罐，两个废水缓存罐的出料口分别通过管路与输送泵（2）的进料口连通，废水缓存罐内设置有搅拌装置。
9.根据权利要求1所述的小麦淀粉工艺废水MVR蒸发系统，其特征在于：所述的出料管路包括出料总管（19）、浓浆出料管（20）、清洗出料管（21）及回流管（22），出料泵（11）的出料口通过出料总管（19）分别与浓浆出料管（20）、清洗出料管（21）及回流管（22）连通，浓浆出料管（20）连通出料总管（19）与成品罐（23），清洗出料管（21）连通出料总管（19）与污水罐（24），回来管连通出料总管（19）与物料罐（1），所述的出料总管（19）上设置有质量密度计（25），所述的浓浆出料管（20）上设置有浓浆出料阀（26），清洗出料管（21）上设置清洗水出料阀（27），回流管（22）上设置有回流阀（28），通过质量密度计（25）控制浓浆出料阀（26）、清洗水出料阀（27）及回流阀（28），所述的浓浆出料管（20）上设置有流量传感器（29），所述的出料总管（19）上设置有总出料阀（30），通过流量传感器（29）控制总出料阀（30）。
发明内容
综上所述，为了克服现有技术问题的不足，本发明提供了一种小麦淀粉工艺废水MVR蒸发系统，它是利用机械式蒸汽再压缩技术在真空状态下对小麦淀粉工艺废水进行蒸发浓缩，真空状态下能够有效的降低工艺废水的沸点，使其在较低的温度下即可进行蒸发浓缩，同时利用机械式蒸汽再压缩技术将蒸发器分离出的二次蒸汽加压升温后再次作为热源使用，蒸汽源提供的一次蒸汽只做补充使用，从而有效的降低一次蒸汽的使用量，减少能源消耗，另外，利用多个并联布置的蒸发器，能够有效的提高蒸发强度及蒸发效率，减少设备投入成本，从而有效的降低企业生产成本，提高企业市场竞争力。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种小麦淀粉工艺废水MVR蒸发系统，其中：包括物料罐、输送泵、蒸发装置、蒸汽压缩机、表面冷凝器、真空泵组、蒸汽输送管路、冷凝水罐及出料管路，物料罐，用于收集存储小麦淀粉工艺废水，输送泵，将物料罐内的工艺废水输送进入蒸发装置，输送泵的进料口通过管路连通物料罐的出料口，输送泵的出料口通过进料管路连通蒸发装置，蒸发装置，利用一次蒸汽或者压缩蒸汽对工艺废水进行蒸发浓缩，蒸发装置包括多个并联布置的蒸发器，多个蒸发器的进气口分别通过管路连通压缩蒸汽管路，多个蒸发器的出气口分别通过管路连通回气管路，多个蒸发器的进料口均与进料管路连通，多个蒸发器中的一个蒸发器的出料口与出料泵的进料口连通，出料泵的出料口连通出料管路，蒸汽压缩机，将蒸发装置的多个蒸发器产生的二次蒸汽进行再压缩，使其增压升温成高品位的压缩蒸汽，蒸汽压缩机的出气口通过压缩蒸汽管路分别连接蒸发装置的多个蒸发器的进气口，蒸汽压缩机的进气口通过回气管路连通蒸发装置的多个蒸发器的出气口，蒸汽压缩机的气密进气口通过蒸汽输送管路连通蒸汽源，蒸汽输送管路，用于输送一次蒸汽，蒸汽输送管路的进气口与蒸汽源连通，蒸汽输送管路通过补气管路连通压缩蒸汽管路，表面冷凝器，对蒸发装置产生的不凝气进行冷凝处理，表面冷凝器的进气口连通蒸发装置的不凝气出气口，表面冷凝器的出气口连通真空泵组的进气口，真空泵组，真空泵组为不凝气的流动提供动力，真空泵组的出气口排空，冷凝水罐，用于收集存储冷凝水，冷凝水罐的进水口连通蒸发装置的多个蒸发器的冷凝水出口、不凝气预热器的冷凝水出口及表面冷凝器的冷凝水出口，冷凝水罐的出水口连接冷凝水泵的进水口，冷凝水泵用于输送冷凝水。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的蒸发装置包括并联设置的一级蒸发器、二级蒸发器及三级蒸发器，所述的一级蒸发器与二级蒸发器结构相同，均包括加热器A、加热器B、分离器、循环泵A及循环泵B，所述的加热器A的进气口及加热器B的进气口分别通过管路与压缩蒸汽管路连通，加热器A的进料口、加热器B的进料口分别通过管路与进料管路连通，所述的加热器A的循环出料口通过管路连通循环泵A的进料口，循环泵A的出料口通过管路连通加热器A的循环进料口，所述的加热器B的循环出料口通过管路连通循环泵B的进料口，循环泵B的出料口通过管路连通加热器B的循环进料口，加热器A的出料口及加热器B的出料口均与分离器的进料口连通，所述的分离器的出气口通过管路连接蒸汽压缩机的进气口，分离器的出料口连通循环泵A或循环泵B的进料口。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的三级蒸发器包括三级加热器、三级分离器及三级循环泵，三级加热器的进气口通过管路与压缩蒸汽管路连通，三级加热器的进料口通过管路连接进料管路，三级加热器的出料口连通三级分离器的进料口，三级加热器的循环出料口通过管路连通三级循环泵的进料口，三级循环泵的出料口通过管路连通三级加热器的循环进料口，三级分离器的出料口连通三级循环泵的进料口，三级分离器的出气口通过管路连通蒸汽压缩机的进气口。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的一级蒸发器及二级蒸发器的分离器与三级蒸发器的三级分离器结构相同，均包括分离壳体、分离进料口、分离出气管及除沫装置，所述的分离壳体上设置有分离进料口，三级分离器的分离进料口连通三级加热器的出料口，一级蒸发器的分离器的进料口连通一级蒸发器的加热器A及加热器B的出料口，二级蒸发器的分离器的进料口连通二级蒸发器的加热器A及加热器B的出料口，所述的分离壳体内上部设置有除沫装置，除沫装置将分离壳体内腔分割成上部的出气腔及下部的出料腔，所述的出料腔上设置分离出料口，所述的分离壳体内设置有分离出气管，所述的分离出气管沿分离壳体的高度方向自上而下布置，分离出气管的进气口位于分离出气腔内，分离出气管的出气口通过回气管路连通蒸汽压缩机的进气口，所述的三级蒸发器的三级分离器的分离出料口通过管路连通三级循环泵的进料口，所述的一级蒸发器的分离器的分离出料口通过管路连通一级蒸发器的循环泵A或循环泵B的进料口，所述的二级蒸发器的分离器的分离出料口通过管路连通二级蒸发器的循环泵A或循环泵B的进料口。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的分离壳体的出气腔内设置有冲洗喷嘴，所述的冲洗喷嘴通过冲洗管路连通冷凝水总管，所述的冷凝水总管连接冷凝水泵的出水口。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的冷凝水总管通过降温喷淋管路连接蒸汽压缩机的喷淋进水口，或者压缩蒸汽管路内设置降温喷嘴，冷凝水总管通过降温喷淋管路连通降温喷嘴，所述的降温喷淋管路上设置降温喷淋阀。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的三级蒸发器的三级加热器上设置有液位变送仪，所述的输送泵的出料口上连接的进料管路上设置有进料调节阀，通过液位变送仪控制调节进料调节阀。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的输送泵的出料口与蒸发装置之间设置有预热系统，预热系统利用冷凝水及不凝气对小麦淀粉工艺废水进行预热，所述的预热系统包括冷凝水预热装置、一级不凝气预热器及二级不凝气预热器，所述的冷凝水预热装置包括多个并联布置的板式换热器，多个板式换热器的进料口分别通过管路与输送泵的出料口连通，多个板式换热器的出料口分别通过管路连通二级不凝气预热器的进料口，多个板式换热器的进水口分别通过管路连通冷凝水泵的出水口，多个板式换热器的出水口均与出水管路连通，所述的二级不凝气预热器的出料口通过管路连通一级不凝气预热器的进料口，一级不凝气预热器的出料口连通进料管路，一级不凝气预热器的进气口连通蒸发装置的不凝气出气口，一级不凝气预热器的出气口连通二级不凝气预热器的进气口，二级不凝气预热器的出气口连通表面冷凝器的进气口。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的物料罐包括两个并联布置的废水缓存罐，两个废水缓存罐的出料口分别通过管路与输送泵的进料口连通，废水缓存罐内设置有搅拌装置。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的出料管路包括出料总管、浓浆出料管、清洗出料管及回流管，出料泵的出料口通过出料总管分别与浓浆出料管、清洗出料管及回流管连通，浓浆出料管连通出料总管与成品罐，清洗出料管连通出料总管与污水罐，回来管连通出料总管与物料罐，所述的出料总管上设置有质量密度计，所述的浓浆出料管上设置有浓浆出料阀，清洗出料管上设置清洗水出料阀，回流管上设置有回流阀，通过质量密度计控制浓浆出料阀、清洗水出料阀及回流阀，所述的浓浆出料管上设置有流量传感器，所述的出料总管上设置有总出料阀，通过流量传感器控制总出料阀。
本发明的技术方案还可以是这样实现的，所述的补气管路上设置有蒸汽流量传感器及补气阀，所述的一级蒸发器的加热器A上设置有压力变送仪，通过压力变送仪控制调节补气阀。
本发明的有益效果为：1、本发明是利用机械式蒸汽再压缩技术在真空状态下对小麦淀粉工艺废水进行蒸发浓缩，真空状态下能够有效的降低工艺废水的沸点，使其在较低的温度下即可进行蒸发浓缩，同时利用机械式蒸汽再压缩技术将蒸发器分离出的二次蒸汽加压升温后再次作为热源使用，蒸汽源8提供的一次蒸汽只做补充使用，从而有效的降低一次蒸汽的使用量，减少能源消耗，另外，利用多个并联布置的蒸发器，能够有效的提高蒸发强度及蒸发效率，减少设备投入成本，从而有效的降低企业生产成本，提高企业市场竞争力。
2、本发明的蒸发装置包括一级蒸发器、二级蒸发器及三级蒸发器，一级蒸发器及二级蒸发器采用两个加热器共用一个分离器的结构，与传统的蒸发器相比，此种结构节约了分离器的使用量，从而降低系统的生产制造成本，本发明的分离器与传统的分离器不同，本发明的分离器的分离壳体内设置分离出气管，分离出气管沿分离壳体高度方向自上而下布置，分离出气管的进气口位于分离出气腔内，分离器分离出的二次蒸汽，在分离出气腔内从分离出气管的进气口进入，经分离出气管的导向直接向下流动进入回气管路，经回气管路进入蒸汽压缩机进行压缩升温，而传统的分离器因为气体向上流动，因此传统分离器的二次蒸汽出气口通常是在壳体的上端，在壳体上端设置出气口其与回气管路连通时管路布置比较复杂，并且需要更长的管路，增大了管路布置成本。因此，本发明的蒸发器相对传统蒸发器能够有效的降低设备的生产制造成本，从而降低企业成本投入，而且本发明的蒸发装置结构紧凑，占地空间小，降低企业用地成本。
3、本发明的一级蒸发器及二级蒸发器的分离器及三级分离器的分离壳体内均设置除沫装置，同时设置冲洗喷嘴，利用蒸发冷凝水对分离壳体内的除沫装置进行喷淋冲洗，除沫装置可以防止雾沫夹带现象，利用冷凝水对除沫装置进行喷淋清洗，能够有效的保证除沫装置长期高效率运行。
4、本发明的蒸发装置采用三个并联布置的蒸发器，且一级蒸发器及二级蒸发器分别包含了两个加热器，从而使本发明能够通过五个加热器对小麦淀粉工艺废水进行蒸发浓缩，五个加热器并联布置，五个加热器均与进料管路连通从而使五个加热器是相互连通的，则整个蒸发装置内压力及液位是平衡的，工艺废水同时进入五个加热器加热浓缩蒸发，蒸发浓缩后的浓浆从三级加热器流出，浓浆流出后，为保持蒸发装置液位平衡，工艺废水必然在系统内流动，且有新的工艺废水补充进入蒸发装置，使工艺废水蒸发浓缩顺利进行。本发明三个蒸发器共五个加热器同时对工艺废水进行蒸发浓缩，经使用，每小时能够从工艺废水中蒸发出60吨的水，完全能够满足年产能在30万吨的小麦淀粉生产企业的需要，而且蒸发产生的冷凝水又能够从新投入使用，实现水资源的循环利用，降低企业成本，另外，如要进一步提高本发明的蒸发能力，可通过在蒸发装置中并联更多的蒸发器来实现。
5、本发明设置预热系统，分别利用冷凝水、不凝气对小麦淀粉工艺废水进行预热，由于小麦淀粉工艺废水量非常大，因此，本发明的预热系统的冷凝水预热器设置成两个并联布置的板式换热器，利用两个并联的板式换热器同时对工艺废水进行预热，从而保证预热效率，保证后续蒸发装置能够稳定的进料，另外，由于本发明在系统运行稳定后，对工艺废水进行蒸发浓缩的热源为压缩蒸汽，压缩蒸汽是二次蒸汽经机械压缩制得的，二次蒸汽中含有少量的杂质及物料，因此，本发明的蒸发装置产生的不凝气较多，因此，本发明的预热系统设置两个串联的不凝气预热器，即一级不凝气预热器和二级不凝气预热器，两个串联的不凝气预热器能够充分回收不凝气中的热量，从而提高预热效率，达到充分回收余热，降低能源消耗的目的。
6、本发明的出料总管通过三路管路分别连通成品罐、污水罐及物料罐。而且通过质量密度计控制浓浆出料阀、清洗水出料阀及回流阀，当质量密度计检测到出料浓度达到要求时，浓浆出料阀打开，工艺废水浓缩成的浓浆进入成品罐存储，当质量密度计检测到的浓度未达到要求时，回流阀打开，浓缩后的工艺废水再次进入发明进行蒸发浓缩，当对本发明进行清洗完毕后，通过质量密度计控制清洗水出料阀打开，将清洗水排入污水罐，之后送入污水处理系统，本发明的浓浆出料管上设置流量传感器，流量传感器控制总出料阀，流量传感器检测浓度达到要求的浓浆的出料量，可根据需要调整总出料阀的大小，从而增大或减少出料速度。
7、本发明的通过喷淋管路向蒸汽压缩机进行喷淋冷凝水，或者通过喷淋管路向压缩蒸汽管路喷淋冷凝水，当压缩蒸汽管路内的蒸汽温度过高时，喷淋的冷凝水以雾化状态进入压缩蒸汽管路，在雾化水珠在过热蒸汽作用下汽化，从而提升压缩蒸汽管路内的蒸汽的饱和度，降低压缩蒸汽管路内蒸汽温度，本发明通过补气管路连通蒸汽输送管路及压缩蒸汽管路，并且通过一效蒸发器的加热器A上的压力变送仪控制调节补气阀，当蒸发装置内压力低时，打开补气阀向系统补充一次蒸汽，从而保证系统内的蒸汽温度及压力，保证蒸发浓缩顺利稳定运行。
（发明人：孙发喜;孙帅文;李海青;孙帅强）
