[实用新型]用于木质素回收的板式蒸发浓缩系统

说明书

本技术涉及一种把木质素浓缩到较高浓度进行回收利用的板式蒸发浓缩装置。

木质素是对羟基肉桂醇类的酶脱氢聚合物，它由四种醇单体（对香豆醇、松柏醇、5‑羟基松柏醇、芥子醇）构成，是一种广泛存在于植物体中的无定形的、分子结构中含有氧代苯丙醇或其衍生物结构单元的芳香性高聚物。木质素是构成植物细胞壁的成分之一，具有使细胞相连的作用。在植物组织中具有增强细胞壁及黏合纤维的作用，形成纤维支架，具有强化木质纤维的作用。其组成与性质比较复杂，并具有极强的活性。不能被动物所消化，在土壤中能转化成腐殖质。

木质素及其衍生物具有多种功能性且成本低廉，可作为分散剂、吸附剂/解吸剂、石油回收助剂、沥青乳化剂，它在有机肥料原材料、混凝土、冶炼业、耐火材料和陶瓷等领域都有重要的应用。在自然界中，木质素的储量仅次于纤维素，而且每年都以500 亿吨的速度再生。制浆造纸工业每年要从植物中分离出大约 1.4 亿吨纤维素，同时得到 5000万吨左右的木质素副产品，但迄今为止，超过95 %的木质素仍以“黑液”直接排入江河或浓缩后烧掉，很少得到有效利用。我国是一个农业大国，若能将大量的黑液中木质素回收利用，这将有利于改善目前资源紧张、环境恶化的状况，对人类社会实现可持续发展具有重要经济和社会意义。

本技术的目的是提供一种热能利用充分、能耗低的用于木质素回收的板式蒸发浓缩系统。

本技术是用于木质素回收的板式蒸发浓缩系统，包括预热器、一效蒸发器、一效汽水分离器、一效旋风分离器、二效蒸发器、二效汽水分离器、二效旋风分离器，预热器的物料通道的出料口与一效蒸发器的进料口相通，一效蒸发器的出料口与一效旋风分离器的进料口相通；高压蒸汽与一效蒸发器的进汽口相通；一效蒸发器的冷凝水出口与一效汽水分离器的冷凝水进口相通；一效旋风分离器的出料口与二效蒸发器的进料口相通，二效蒸发器的出料口与二效旋风分离器的进料口相通；二效蒸发器的冷凝水出口与二效汽水分离器的冷凝水进口相通；二效汽水分离器的出汽口、二效旋风分离器的上部出汽口、冷凝器的进汽口均相通，冷凝器的冷凝水出口与不凝气罐的冷凝水进口相通，不凝气罐的上部出气口与真空泵相连；其特征是：所述一效、二效蒸发器均为降膜板式蒸发器；本板式蒸发浓缩系统还包括蒸汽喷射泵，一效汽水分离器的出汽口、一效旋风分离器的上部出汽口、二效蒸发器的进汽口、蒸汽喷射泵的低压蒸汽进汽口均相通，蒸汽喷射泵的出汽口与一效蒸发器的进汽口相通。

上述的预热器包括一级预热器、二级预热器和三级预热器，一级、二级、三级预热器的物料通道依次串联；三级预热器的物料通道的出料口与一效蒸发器的进料口相通；三级预热器的热媒通道的进口与高压蒸汽相通；一效、二效汽水分离器的出液口均与二级预热器的热媒通道的进口相通；一级预热器的热媒通道的进口与二效旋风分离器的上部的出汽口相通。

上述的预热器包括一级预热器、二级预热器和三级预热器，一级、二级、三级预热器的物料通道依次串联；三级预热器的物料通道的出料口与一效蒸发器的进料口相通；三级预热器的热媒通道的进口与高压蒸汽相通；一效、二效汽水分离器的出液口均与二级预热器的热媒通道的进口相通；一级预热器的热媒通道的进口与二效旋风分离器的上部的出汽口相通。

本技术的有益效果：木质素溶液具有粘度高，沸点升高值大，胶体性等特点。因其沸点升高值较大，本技术采用二效设计，使其每效有比较大的温差，根据其粘度高，胶体性的特点，蒸发器采用降膜板式蒸发器，系统整体采用二效板式降膜TVR（蒸汽喷射泵）顺流蒸发，浓缩过程中一效产生的二次蒸汽，一部分作为二效加热蒸汽，另一部分被TVR抽吸与新鲜蒸汽混合作为一效加热蒸汽，二效部分二次蒸汽以及一效和二效的加热蒸汽冷凝水都用于加热物料液，热能得到充分利用，浓缩过程在由真空泵产生的负压状态下进行。

图1是用于木质素回收的板式蒸发浓缩系统示意图。

参见图1所示的用于木质素回收的板式蒸发浓缩系统，它包括一级板式预热器11、二级板式预热器12和三级板式预热器13，一效板式蒸发器21、一效汽水分离器22、一效旋风分离器23、二效板式蒸发器31、二效汽水分离器32、二效旋风分离器33、蒸汽喷射泵4、冷凝器5、不凝气罐6、真空泵7、平衡罐8等。

一效蒸发器的出料口与一效旋风分离器的进料口相通；一效蒸发器的冷凝水出口与一效汽水分离器的冷凝水进口相通；一效旋风分离器的出料口与二效蒸发器的进料口相通。

二效蒸发器的出料口与二效旋风分离器的进料口相通，二效蒸发器的冷凝水出口与二效汽水分离器的冷凝水进口相通；