超低温MVR板管组合蒸发结晶系统

权利要求书： 1.一种超低温MR板管组合蒸发结晶系统，其特征在于，包括板式换热器（110）、分离器（120）、管式换热器（130）、结晶器（140）、空气压缩机（150）以及离心机（160），所述板式换热器（110）的出料口与所述分离器（120）的进料口连通，所述分离器（120）的出料口与所述管式换热器（130）的进料口连通，所述管式换热器（130）的出料口与所述结晶器（140）的进料口连通，所述结晶器（140）的出料口与所述离心机（160）的进料口连通，所述空气压缩机（150）与所述分离器（120）、结晶器（140）的内部连通。

2.根据权利要求1所述的一种超低温MR板管组合蒸发结晶系统，其特征在于：所述板式换热器（110）、分离器（120）设置有多组，一个所述板式换热器（110）与一个所述分离器（120）对应，所述板式换热器（110）的出料口与所述分离器（120）的进料口连通，在前的所述分离器（120）的出料口与在后的所述板式换热器（110）的进料口连通。

3.根据权利要求1所述的一种超低温MR板管组合蒸发结晶系统，其特征在于：所述结晶器（140）的中部与所述管式换热器（130）的进料口连通。

4.根据权利要求2所述的一种超低温MR板管组合蒸发结晶系统，其特征在于：最后一级所述分离器（120）的出料口处设置有第一换向阀（250），最后一级所述分离器（120）的出料口通过所述第一换向阀（250）与所述结晶器（140）或所述管式换热器（130）连通。

5.根据权利要求1?4所述的一种超低温MR板管组合蒸发结晶系统，其特征在于：所述空气压缩机（150）与所述板式换热器（110）之间设置有第一阀门（210），所述板式换热器（110）的进气口内设置有第一温度传感器（220），所述空气压缩机（150）与所述管式换热器（130）之间设置有第二阀门（230），所述管式换热器（130）的进气口内设置有第二温度传感器（240），所述第一温度传感器（220）与所述第一阀门（210）电信号连接，所述第二温度传感器（240）与所述第二阀门（230）电信号连接。

6.根据权利要求1?4中任意一项所述的一种超低温MR板管组合蒸发结晶系统，其特征在于：所述结晶器（140）与所述离心机（160）之间还设置有稠厚器（170），所述结晶器（140）的出料口与所述稠厚器（170）的进料口连通，所述稠厚器（170）的出料口与所述离心机（160）的进料口连通，且所述稠厚器（170）的出料口开设在所述稠厚器（170）的最下端。

7.根据权利要求6所述的一种超低温MR板管组合蒸发结晶系统，其特征在于：所述离心机（160）的出水口处连通有母液罐（180），所述母液罐（180）远离离心机（160）的一端与所述管式换热器（130）的进料口连通。

8.根据权利要求7所述的一种超低温MR板管组合蒸发结晶系统，其特征在于：所述稠厚器（170）的出料口处设置有第二换向阀（280），所述稠厚器（170）的出料口还通过第二换向阀（280）与所述母液罐（180）连通。

9.根据权利要求8所述的一种超低温MR板管组合蒸发结晶系统，其特征在于：所述稠厚器（170）的中部还通过第三阀门（290）与所述母液罐连通。

10.根据权利要求6所述的一种超低温MR板管组合蒸发结晶系统，其特征在于：所述结晶罐与所述稠厚器（170）之间设置有浓度计（260），所述浓度计（260）与所述稠厚器（170）之间设置有第三换向阀（270），所述浓度计（260）通过第三换向阀（270）与所述稠厚器（170）连通或与所述结晶罐连通，所述浓度计（260）与所述第三换向阀（270）电信号连接。

说明书： 一种超低温MR板管组合蒸发结晶系统技术领域[0001] 本申请涉及蒸发结晶的领域，尤其是涉及一种超低温MR板管组合蒸发结晶系统。背景技术[0002] 在食品、医药等工业生产中，有大量热敏度较低的溶质，在温度高于一定温度后该溶质便容易发生变性，由于这些溶质需要供给人们服用，因此在蒸发、结晶、提纯的过程中

需要严格的控制温度，否则人们服用变性后的溶质便可能对人体健康造成不利的影响。

[0003] 目前对热敏度较低的溶质进行蒸发结晶时大多使用管式换热器对溶液进行蒸发，在蒸发的过程中先将溶液从进口通入管式换热器中，管式换热器对溶液进行加热，使溶剂

不断蒸发，蒸发产生的蒸汽通过真空泵抽离，进而使溶质产生结晶，最后将结晶的溶液从出

口排出管式换热器。管式换热器具有进出口温差小的优点，因此可以降低溶质变性的概率。

[0004] 针对上述中的相关技术，发明人认为，管式换热器虽然有结构简单、造价低、流通截面较宽、易于清洗水垢等优点；但其具有传热系数低的缺点，在加热溶液的过程中提高了

能耗。

实用新型内容

[0005] 为了降低热敏度较低的溶质在蒸发结晶过程中的能耗，本申请提供一种超低温MR板管组合蒸发结晶系统。

[0006] 本申请提供的一种超低温MR板管组合蒸发结晶系统，采用如下的技术方案：[0007] 一种超低温MR板管组合蒸发结晶系统，包括板式换热器、分离器、管式换热器、结晶器、空气压缩机以及离心机，所述板式换热器的出料口与所述分离器的进料口连通，所述

分离器的出料口与所述管式换热器的进料口连通，所述管式换热器的出料口与所述结晶器

的进料口连通，所述结晶器的出料口与所述离心机的进料口连通，所述空气压缩机与所述

分离器、结晶器的内部连通，所述空气压缩机的出气口与所述板式换热器、所述管式换热器

的进气口连通。

[0008] 通过采用上述技术方案，溶液先进入板式换热器中，板式换热器对溶液进行初步加热蒸发，蒸发后的蒸汽在分离器中被空气压缩机抽出，蒸发浓缩后的溶液进入管式换热

器中，管式换热器对溶液进行再次蒸发，蒸发后的蒸汽在结晶器中被空气压缩机抽出，并且

溶液开始析出结晶，析出的结晶与部分饱和溶液进入离心机中离心，如此便可以获得晶体

物料；空气压缩机将蒸发的溶剂压缩加热后得到高温蒸汽，之后将高温蒸汽再次通入板式

换热器以及管式换热器中对溶液进行加热，降低了蒸发溶剂时的能耗；而且由于板式换热

器的换热效率高于管式换热器的换热效率，进一步降低了蒸发溶剂时的能耗，提高了溶剂

的蒸发效率。

[0009] 可选的，所述板式换热器、分离器设置有多组，一个所述板式换热器与一个所述分离器对应，所述板式换热器的出料口与所述分离器的进料口连通，在前的所述分离器的出

料口与在后的所述板式换热器的进料口连通。

[0010] 通过采用上述技术方案，使用多级板式换热器将溶液快速蒸发至接近饱和，降低了能耗；而且溶液在板式换热器中不析出溶质，降低了板式换热器堵塞的概率。

[0011] 可选的，所述结晶器的中部与所述管式换热器的进料口连通。[0012] 通过采用上述技术方案，溶液在结晶器中蒸发后温度逐渐降低，此时进入管式换热器再次进行加热，以提高溶液的温度，之后溶液再次流入结晶器中结晶，提高了结晶的效

率，减少了能量的散失，节约了能源。

[0013] 可选的，最后一级所述分离器的出料口处设置有第一换向阀，最后一级所述分离器的出料口通过所述第一换向阀与所述结晶器或所述管式换热器连通。

[0014] 通过采用上述技术方案，若溶液在最后一级分离器中已经开始析出结晶时，通过控制第一换向阀使最后一级分离器结晶器连通，如此最后一级分离器中的结晶便可直接流

入结晶器中，降低了结晶堵塞管式换热器的概率。

[0015] 可选的，所述空气压缩机与所述板式换热器之间设置有第一阀门，所述板式换热器的进气口内设置有第一温度传感器，所述空气压缩机与所述管式换热器之间设置有第二

阀门，所述管式换热器的进气口内设置有第二温度传感器，所述第一温度传感器与所述第

一阀门电信号连接，所述第二温度传感器与所述第二阀门电信号连接。

[0016] 通过采用上述技术方案，第一温度传感器监测进入板式换热器中蒸汽的温度，当蒸汽的温度大于溶质的热敏温度后，第一温度传感器减小第一阀门的开度，以降低溶质在

板式换热器中变质的概率；第二温度传感器监测进入管式换热器中蒸汽的温度，当蒸汽的

温度大于溶质的热敏温度后，第二温度传感器减小第二阀门的开度，以降低溶质在管式换

热器中变质的概率。

[0017] 可选的，所述结晶器与所述离心机之间还设置有稠厚器，所述结晶器的出料口与所述稠厚器的进料口连通，所述稠厚器的出料口与所述离心机的进料口连通，且所述稠厚

器的出料口开设在所述稠厚器的最下端。

[0018] 通过采用上述技术方案，结晶器将结晶与饱和溶液输送至稠厚器内，在重力的作用下结晶逐渐沉淀，沉淀后的结晶再进入离心机中离心，如此提高了离心机的离心效率，降

低了离心机的能耗；而且由于稠厚器采用重力对结晶进行沉淀，此过程中不消耗能量，不会

产生额外能耗。

[0019] 可选的，所述离心机的出水口处连通有母液罐，所述母液罐远离离心机的一端与所述管式换热器的进料口连通。

[0020] 通过采用上述技术方案，离心机将溶质与饱和溶液分离后，饱和溶液流至母液罐中储存，之后饱和溶液再进入管式换热器进行蒸发，提高了溶质的提取率，减少了物料的浪

费。

[0021] 可选的，所述稠厚器的出料口处设置有第二换向阀，所述稠厚器的出料口还通过第二换向阀与所述母液罐连通。

[0022] 通过采用上述技术方案，结晶在稠厚器中进行沉淀后进入离心机，此时稠厚器中便会剩余饱和溶液，此时第二换向阀改变连通关系，进而将稠厚器中的饱和溶液输送至母

液罐中储存，之后饱和溶液再进入管式换热器进行蒸发，提高了溶质的提取率，减少了物料

的浪费。

[0023] 可选的，所述稠厚器的中部还通过第三阀门与所述母液罐连通。[0024] 通过采用上述技术方案，当进入稠厚器中的溶液中晶体含量较少时，稠厚器可先对溶液进行静置，当晶体沉淀完毕后打开第三阀门，如此便可将稠厚器上部的溶液排放至

母液罐中；此时稠厚器便可继续承接结晶器中的溶液，并对溶液再次进行沉淀；如此稠厚器

可向离心机中供应结晶量足够的溶液，提高了离心机的效率，减少了能耗。

[0025] 可选的，所述结晶罐与所述稠厚器之间设置有浓度计，所述浓度计与所述稠厚器之间设置有第三换向阀，所述浓度计通过第三换向阀与所述稠厚器连通或与所述结晶罐连

通，所述浓度计与所述第三换向阀电信号连接。

[0026] 通过采用上述技术方案，当结晶罐中的溶液未饱和时，浓度计控制第三换向阀，使流经浓度剂的溶液再次流回结晶罐，溶液进入结晶罐后继续蒸发，直至溶液饱和并析出结

晶为止；当浓度计检测到溶液析出结晶时，宁都及控制第三换向阀，使流经浓度计的溶液流

入稠厚器中进行沉淀，如此提高了结晶的效率，减少了能量的散失，节约了能源。

[0027] 综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：[0028] 1.通过板式换热器的设置，板式换热器的传热系数高于管式换热器，降低了空气压缩机的能耗；而且由于板式换热器的换热效率高于管式换热器的换热效率，提高了溶剂

的蒸发效率。

[0029] 2.通过将空气压缩机的出气口与板式换热器、管式换热器的进气口连通，空气压缩机将蒸发的溶剂压缩加热后得到高温蒸汽，之后将高温蒸汽再次通入板式换热器以及管

式换热器中对溶液进行加热，进一步降低了蒸发溶剂时的能耗。

[0030] 3.通过稠厚器的设置，使进入离心机的饱和溶液中结晶的含量增多，提高了离心机的离心效率，降低了离心机的能耗；而且由于稠厚器采用重力对结晶进行沉淀，此过程中

不消耗能量，不会产生额外能耗。

[0031] 4.通过浓度计的设置，当结晶罐中的溶液未饱和时，浓度计控制第三换向阀，使流经浓度剂的溶液再次流回结晶罐，溶液进入结晶罐后继续蒸发，如此提高了结晶的效率，而

且未饱和的溶液不流入稠厚器中放热，减少了能量的散失，节约了能源。

附图说明[0032] 图1是本申请实施例的整体结构示意图。[0033] 附图标记说明：110、板式换热器；120、分离器；130、管式换热器；140、结晶器；150、空气压缩机；160、离心机；170、稠厚器；180、母液罐；210、第一阀门；220、第一温度传感器；

230、第二阀门；240、第二温度传感器；250、第一换向阀；260、浓度计；270、第三换向阀；280、

第二换向阀；290、第三阀门。

具体实施方式[0034] 以下结合附图1对本申请作进一步详细说明。[0035] 本申请实施例提出了一种超低温MR板管组合蒸发结晶系统，参照图1，超低温MR板管组合蒸发结晶系统包括依次设置的板式换热器110、分离器120、管式换热器130、结晶

器140、稠厚器170、离心机160以及母液罐180，而且还包括用于蒸发溶剂的空气压缩机150。

[0036] 参照图1，板式换热器110以及分离器120设置有多组，本申请实施例中，板式换热器110以及分离器120设置有两组，且以板式换热器110?分离器120?板式换热器110?分离器

120的顺序布置。第一级板式换热器110的出料口与第一级分离器120的进料口连通，第一级

分离器120的出料口与第二级板式换热器110的进料口连通；第二级板式换热器110的出料

口与第二级分离器120的进料口连通，第二级分离器120的出料口与管式换热器130的进料

口连通；管式换热器130的出料口与结晶器140连通，结晶器140的出料口与稠厚器170的进

料口连通，稠厚器170的出料口与离心机160的进料口连通，离心机160的出液口与母液罐

180连通。

[0037] 参照图1，第一级板式换热器110、第二级板式换热器110、管式换热器130的进气口均与空气压缩机150的出气口连通，第一级分离器120、第二级分离器120以及结晶器140的

最上端与空气压缩机150的进气口连通。

[0038] 溶液进入第一级板式换热器110后，空气压缩机150将压缩空气通入第一级板式换热器110内，此时第一级板式换热器110中的溶液被加热，之后第一级板式换热器110中的溶

液通入第一级分离器120中，空气压缩机150抽取第一级分离器120中的空气，使溶剂在第一

级分离器120中进行蒸发，进而增大溶液的浓度。之后溶液继续流动至第二级板式换热器

110以及第二级分离器120中继续进行加热和蒸发，进而得到浓度更高的溶液。

[0039] 溶液从第二级分离器120中继续流入管式换热器130中，空气压缩机150将压缩空气也通入管式换热器130内，此时管式换热器130中的溶液被加热，之后管式换热器130中的

溶液通入结晶器140中，空气也锁紧抽取结晶器140中的空气，使溶剂在结晶器140中继续进

行蒸发，进而使溶液析出结晶。

[0040] 空气压缩机150将蒸发的溶剂进行压缩，再一次提高蒸汽的温度，并将蒸汽通入第一级板式换热器110、第二级板式换热器110中，如此便可利用蒸汽中的热量，降低了加热溶

液时的能耗。由于板式换热器110的传热系数高于管式换热器130，提高了溶剂的蒸发效率，

并且进一步的降低了加热溶液的能耗。

[0041] 由于板式换热器110具有容易堵塞的缺点，因此将板式换热器110放置在管式换热器130的前部；刚刚开始加热蒸发溶液不易在板式换热器110中产生结晶，进而降低了板式

换热器110堵塞的概率；而经过板式换热器110的加热以及分离器120的蒸发后，溶液中逐渐

开始析出结晶，进入管式换热器130的溶液中处于溶液与结晶共存的状态，而管式换热器

130具有不易结垢以及不易堵塞的优点，因此将管式换热器130放置在板式换热器110之后。

[0042] 参照图1，当溶液在第二级分离器120中便析出晶体时，溶液与晶体一同进入管式换热器130便容易堵塞管式换热器130，因此第二级板式换热器110通过第一换向阀250与管

式换热器130、结晶器140连通。当第二级分离器120中的溶液未析出结晶时，第一换向阀250

连通管式换热器130与第二级分离器120，此时溶液从第二级分离器120中流入管式换热器

130中继续加热；当第二级分离器120中的溶液析出结晶时，第一换向阀250连通结晶器140

与第二级分离器120，此时溶液从第二级分离器120中直接流入结晶器140中进行蒸发结晶。

[0043] 参照图1，在蒸发热敏性较高的物料时，板式换热器110与管式换热器130的加热温度需要被精准控制，因此在空气压缩机150与板式换热器110之间设置有第一阀门210，板式

换热器110的进气口内设置有第一温度传感器220，第一温度传感器220与第一阀门210电信

号连接。当进入板式换热器110的蒸汽温度较高时，第一温度传感器220便控制第一阀门210

减小开度，减少进入板式换热器110的蒸汽的数量；当进入板式换热器110的蒸汽的温度较

低时，第一温度传感器220便控制第一阀门210增大开度，增多进入板式换热器110的蒸汽的

数量，如此既可以维持较高的加热效率，而且不易使物料在板式换热器110中发生变质。

[0044] 参照图1，同时，空气压缩机150与管式换热器130之间设置有第二阀门230，管式换热器130的进气口内设置有第二温度传感器240，第二温度传感器240与第二阀门230电信号

连接。当进入管式换热器130的蒸汽温度较高时，第二温度传感器240便控制第二阀门230减

小开度，减少进入管式换热器130的蒸汽的数量；当进入管式换热器130的蒸汽的温度较低

时，第二温度传感器240便控制第二阀门230增大开度，增多进入管式换热器130的蒸汽的数

量，如此既可以维持较高的加热效率，而且不易使物料在管式换热器130中发生变质。

[0045] 参照图1，溶液在结晶器140中产生大量结晶后流入稠厚器170，稠厚器170的进料口开设在稠厚器170的上端，稠厚器170的出料口开设在稠厚器170的下端。溶液与结晶进入

稠厚器170后，在重力的作用下结晶开始沉淀，沉淀后的结晶流入离心机160中进行离心，在

离心机160的作用下结晶与溶液分离，进而得到结晶物料，分离后的溶液流入母液罐180中

储存。

[0046] 参照图1，结晶器140的中部与所述管式换热器130的进料口连通；当结晶器140中溶液的温度不足以蒸发出溶剂时，结晶器140的中的溶液可再次流入管式换热器130中进行

加热，加热后的溶液再次流入结晶器140中进行蒸发结晶，如此提高了结晶器140结晶的效

率。

[0047] 参照图1，当结晶罐中未析出结晶时，结晶罐中的溶液流至稠厚器170中后，稠厚器170便无法进行沉淀，因此在结晶罐与稠厚器170之间设置有浓度计260，浓度计260与稠厚

器170之间设置有第三换向阀270，浓度计260通过第三换向阀270与稠厚器170连通或与结

晶罐连通，并且浓度计260与第三换向阀270电信号连接。结晶器140中的溶液流经浓度计

260时，浓度计260便对溶液的溶度进行测量，当溶液的浓度未达到饱和时，第三换向阀270

便连通浓度计260与结晶器140，如此溶液便可继续流入结晶器140中进行结晶；当溶液的浓

度达到饱和时，第三换向阀270便连通浓度计260与稠厚器170，如此溶液便可流入稠厚器

170中进行沉淀。如此提高了溶液结晶的效率，进而提高了稠厚器170沉淀结晶的效率，降低

了稠厚器170的占用率。

[0048] 参照图1，稠厚器170的出料口处设置有第二换向阀280，稠厚器170的出料口通过第二换向阀280与离心机160、母液罐180连通。稠厚器170中具有晶体时，第二换向阀280连

通稠厚器170与离心机160，此时晶体可流入离心机160中离心；当稠厚器170中的晶体排放

完毕后，第二换向阀280连通稠厚器170与母液罐180，进而将稠厚器170中的饱和溶液输送

至母液罐180中。

[0049] 参照图1，稠厚器170的中部还通过第三阀门290与母液罐180连通，当进入稠厚器170中的溶液中晶体含量较少时，稠厚器170可先对溶液进行静置，当晶体沉淀完毕后打开

第三阀门290，将稠厚器170上部的溶液排放至母液罐180中；此时稠厚器170便可继续承接

结晶器140中的溶液，并对溶液再次进行沉淀。如此稠厚器170可向离心机160中供应结晶量

足够的溶液，提高了离心机160的效率，减少了能耗。

[0050] 参照图1，母液罐180的出料口与管式换热器130的进料口连通，当母液罐180中的母液积攒到一定数量后便通入管式换热器130中，管式换热器130对饱和溶液进行再次加

热，如此饱和溶液便可继续析出晶体，减少了物料的浪费。

[0051] 本申请实施例一种超低温MR板管组合蒸发结晶系统的实施原理为：[0052] 溶液先流入第一级板式换热器110中进行加热，之后流入第一级分离器120中进行蒸发；之后再流入第二级板式换热器110中进行加热，之后流入第二级分离器120中再次进

行蒸发，此时溶液达到饱和的临界点；当溶液在第二级分离器120中未析出沉淀时，溶液便

流入管式分离器120中继续加热，之后流入结晶器140中进行结晶；当溶液在第二级分离器

120中便析出沉淀时，溶液便流入结晶器140中进行沉淀；结晶器140中的沉淀与溶液流入稠

厚器170，结晶在稠厚器170中进行沉淀，沉淀的结晶流入离心机160中进行离心，离心出的

溶液流入母液罐180中储存；稠厚器170中沉淀后剩余的溶液也流入母液罐180中进行储存，

母液罐180中的溶液再次通入管式换热器130中进行加热，进而提高物料的利用率。

[0053] 空气压缩机150将第一级分离器120、第二级分离器120与结晶器140中的蒸汽回收，并对蒸汽进行压缩进而提高蒸汽的温度，之后再将蒸汽通入第一级板式换热器110、第

二级板式换热器110、管式换热器130中，利用蒸汽中的热量，降低了能耗。

[0054] 以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。