[发明专利]一种微波加热流化蒸发浓缩装置及其使用方法

说明书

本发明公开一种微波加热流化蒸发浓缩装置及其使用方法，包括原料罐、供料泵、高位原料槽、进料电磁阀、气相冷凝套管、进料管道、气相冷凝输入管、真空抽吸泵、气相出料管道、气相出料缓冲管、蒸发腔上顶盖、微波发生器、蒸发腔、蒸发槽、气相冷凝出料泵、液相出料电磁阀、液相出料储罐、液相出料阀门；本发明采用真空排气技术快速排出蒸发腔内产生的蒸汽，根据蒸发过程工艺要求，将蒸发腔内维持在稳定压力范围内；采用微波加热低压蒸发腔内的料液，维持料液在低压条件下的蒸发状态，实现在流动过程中不断蒸发，本发明装置具有流化效果好、蒸发效率高、能耗低、动态连续蒸发处理料液等特点。

技术领域

本发明属于微波化工设备及技术领域，具体涉及一种微波加热流化蒸发浓缩装置及其使用方法。

背景技术

蒸馏工艺被广泛利用于生物医药、化工石化、冶金、环保、农业、食品、海水淡化等领域。其原理在于通过提高液相或者固液混合相的温度，使得溶剂分子获得足够的能量从物质表面分离逃逸或挥发。通过利用各物质在混合相中挥发度和溶解度的不同，使得物质得到依次分离后进行冷凝收集的方法，既所谓蒸发工艺。

物质组成相之间的蒸汽压差别越大，既沸点相差越大，物质蒸发过程越容易进行，通过控制气液相界面压力，通过真空操作提供真空度可有效降低蒸馏的难度并迅速排出挥发性组分蒸汽。通过真空操作条件下的蒸馏操作可实现相分离、提纯、浓缩、除味及增强相间反应。

传统蒸发器采用壁面传热、热管传热和蒸汽喷射加热方式进行，设备包括机械薄膜式、离心薄膜式、竖管薄膜式、平壁薄膜式等。按照换热方向的不同，分为顺流换热和逆流换热等两种方式。壁面传热和热管传热影响换热效率，蒸汽喷射使得水蒸气冷凝混入气相影响冷凝器冷凝效率。且液膜式蒸发过程使得液膜传热受到加热面和热传导方向的影响，受热过程的不均匀导致蒸发过程不具备同向快速性，因此管式或壁式换热蒸发器一般需要长列管或者大壁面使得物质得到均匀加热，加热时间一般很长，设备一般体积庞大，构造复杂。因此，充分考虑热源和物质之间的热传递方式，提高热效率减少工艺时间，降低设备制造难度，减少占地空间对于工艺进步和设备发展相关重要。

微波加热作为一种“体加热”，主要基于极化机制和离子传导机制两种方式对对介质进行加热，具有波长短、频率高、穿透强、易吸收等独特优点。微波与物质交互作用过程中，微波能直接在物质内部转化成为热能，并且微波的选择性加热特性，极性分子将快速吸收微波并转化为热能，极性分子极性越大吸收能力越强。料液中极性分子吸收微波后，通过介电损耗方式吸收和释放能量。因此，采用微波加热料液具有良好的热效应，且微波功率可控且微波热惯性小、加热速度快。作为一种非接触式的加热方式，在干燥、冶金、化工、食品领域得到了广泛的利用。

发明内容

本发明目的在于提供一种微波加热流化蒸发浓缩装置及其使用方法，该装置具有循环流化效果好、蒸发效率高、能耗低、动态连续蒸发处理料液等特点，在腔体低压条件下采用微波加热流动薄层料液，使得料液在流动过程蒸发浓缩，并通过真空抽吸泵对气相进行收集，通过套管冷凝收集冷凝液，在冷凝换热过程中，利用气相温度，可将料液进行加热，达到节能的效果。

一种微波加热流化蒸发浓缩装置，包括原料罐1、供料泵2、高位原料槽3、进料电磁阀4、气相冷凝套管5、进料管道6、气相冷凝输入管7、真空抽吸泵8、气相出料管道9、气相出料缓冲管10、蒸发腔上顶盖11、微波发生器12、蒸发腔13、蒸发槽14、气相冷凝出料泵16、液相出料电磁阀18、液相出料储罐19、出料电磁阀20；

原料罐1通过供料泵2与高位原料槽3连接，高位原料槽3下方连接进料管道6，进料管道6上设有进料电磁阀4，进料电磁阀4下方的进料管道6外设有气相冷凝套管5，进料管道6下端口位于蒸发槽14一侧的上方，蒸发槽14设置在蒸发腔13内部，蒸发槽14另一侧的下方连有出液管，出液管上设有液相出料电磁阀18，出液管的另一端连接液相出料储罐19，液相出料储罐19底部设有出料电磁阀20；