CN104096370A - 一种利用空气对含盐水进行蒸发处理的多级蒸发塔 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用空气对含盐水进行蒸发处理的多级蒸发塔，包括含盐水加热器、若干级蒸发单元和空气加热器；所述蒸发单元至少为二级；所述蒸发单元包括蒸发室、风机、集水盘、换热器、和循环泵；所述蒸发塔为以上设备组合而成的塔形设备。本发明利用空气为中间介质，可利用蒸汽、烟气、热水、导热油等加热介质加热空气，然后利用空气和含盐水直接接触加热蒸发含盐水，避免含盐水和加热介质直接加热对加热设备造成腐蚀，降低设备制造成本；利用一级蒸发室产生的蒸汽和空气的混合物的热量加热进入第二级的空气，利用二级蒸发室产生的蒸汽和空气的混合物的热量加热进入第三级的空气，依次经过多次热量反复利用达到节能的目的。
Description
技术领域
本发明涉及含盐水蒸发技术领域，具体涉及一种利用空气对含盐水进行蒸发处理的多级蒸发塔。
背景技术
含盐水浓缩过程主要有膜法分离和蒸发两大类。蒸发类处理方式目前比较常见的有多效蒸发、蒸汽升温循环利用蒸发等。多效蒸发过程是利用上一级蒸发产生的蒸汽作为下一级蒸发的热源，蒸汽升温循环利用蒸发是将蒸发产生的蒸汽升温后作为热源重复利用。这两种蒸发方式目前被海水淡化、污水处理等行业普遍采用，其核心设备均为换热器和闪蒸器。这类蒸发器需要耐腐蚀材料制造，价格很高；同时其蒸发的最终浓度受到盐的结晶浓度的限制，一般在20%以下；蒸发耗蒸汽量较大，一般情况蒸发3吨水需要消耗1吨蒸汽。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种可降低设备制造成本、降低蒸汽消耗、一次性将含盐水蒸干从而实现零排放的目的的多级蒸发塔。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种利用空气对含盐水进行蒸发处理的多级蒸发塔，包括含盐水加热器、若干级蒸发单元和换热器；所述蒸发单元至少为二级；所述蒸发单元包括蒸发室、风机、集水盘、换热器、和循环泵；所述多级蒸发塔为以上设备组合而成的塔形设备。可以根据需要增加蒸发单元的数量。
本发明的利用空气对含盐水进行蒸发处理的多级蒸发塔，其中所述蒸发单元为三级；所述多级蒸发塔由含盐水加热器、一级蒸发室、一级风机、一级集水盘、一级换热器、空气加热器、二级蒸发室、二级风机、二级集水盘，二级换热器、三级蒸发室、三级风机、二级循环泵、一级循环泵及管道接口等部件组成；
所述蒸发室为空腔室结构，相邻两蒸发室之间为热管式换热器，热管式换热器热端在前一级蒸发室的上部、冷端在后一级蒸发室的下部，冷端和热端管程连通，壳程由隔板隔开，热端下部为集水室；热管式换热器中填装导热介质，依靠导热介质将热量从前一级蒸发室排出的空气和蒸汽的混合物传递给进入后一级蒸发室的空气；
所述含盐水加热器管程出口和一级蒸发室上部进水管相连，一级蒸发室顶部为一级风机，一级风机上部为一级集水盘，一级集水盘上部为一级换热器，一级换热器管程进出口和空气加热器管程进出口相连，空气加热器壳程进口和大气相通，出口和一级蒸发室下部进风口相连，一级换热器上部为二级蒸发室，二级蒸发室上部为二级风机，二级风机上部为二级集水盘，二级集水盘上部为二级换热器，二级换热器上部为三级蒸发室，三级蒸发室上部为三级风机，三级风机和大气相通，一级循环泵进口和一级蒸发室底部相连，一级循环泵出口和二级蒸发室上部进水口相连，二级循环泵进口和二级蒸发室下部出口及三级蒸发室下部相连，二级循环泵出口和三级蒸发室上部进水口相连。
基于本发明上述的优选技术方案，本发明实现对含盐水的蒸发处理的过程是：空气从大气进入空气加热器的壳程，获得管程导热液传递的热量，被加热后从空气加热器出口排出进入一级蒸发室，在一级蒸发室中自下向上运动，外界来的含盐水进入含盐水加热器被加热后从一级蒸发室上部进入二级蒸发室，自上向下运动，进入一级蒸发室的空气和含盐水在二级蒸发室中传质传热，部分水气化进入空气，形成空气和水蒸气的混合物，空气和水蒸气的混合物在一级风机的作用下进入一级换热器的热端壳程，被管程中流动的导热液冷却，部分水蒸气被冷凝后进入一级集水盘后由管道排出，被冷却后的空气从一级换热器的热端壳程出口排大气，导热液在一级换热器中被加热气化后上升进入一级换热器的冷端和空气加热器进口，在二级风机的作用下空气从外界进入一级换热器的冷端壳程入口，被导热液加热后从冷端壳程出口排出进入二级蒸发室下部，自下向上运动，一级蒸发室底部排出的含盐水被一级循环泵送至二级蒸发室上部进入二级蒸发室，自上向下运动，空气和水在二级蒸发室中传质传热，部分水进入空气，形成空气和水的混合物，空气和水蒸气的混合物在二级风机的作用下进入二级换热器的热端壳程，被管程中流动的导热液冷却，部分水蒸气被冷凝后进入二级集水盘后由管道排出，被冷却后的空气从二级换热器的热端壳程出口排大气，导热液在二级换热器中被加热气化后上升进入二级换热器的冷端进口，在三级风机的作用下空气从外界进入二级换热器的冷端壳程入口，被导热液加热后从冷端壳程出口排出进入三级蒸发室下部，自下向上运动，二级蒸发室和三级蒸发室底部排出的含盐水被二级循环泵送至三级蒸发室上部进入三级蒸发室，自上向下运动，空气和水在三级蒸发室中传质传热，部分水进入空气，形成空气和水的混合物，在三级风机的作用下排大气，含盐水被浓缩。在二级蒸发室和三级蒸发室的底部设置有排盐口，用于排出蒸发室底部沉积的盐。
本发明利用空气为中间介质，可利用蒸汽、烟气、热水、导热油等加热介质加热含盐水，也可以利用蒸汽、烟气、热水、导热油等加热介质加热空气，然后利用空气和含盐水直接接触加热蒸发含盐水，避免含盐水和加热介质直接加热对加热设备造成腐蚀，降低设备制造成本；利用一级蒸发室产生的蒸汽和空气的混合物的热量加热进入第二级的空气，利用二级蒸发室产生的蒸汽和空气的混合物的热量加热进入第三级的空气，依次经过多次热量反复利用达到节能的目的；利用热管换热器将上一级蒸发室出口汽水混合物冷却和下一级蒸发式进口空气加热相结合，形成一个塔形结构的设备组合体，大大减小了设备占地面积。
附图说明
图1为本发明设备示意图；其中：1：含盐水加热器；2：一级蒸发室；3：一级风机；4：一级集水盘；5：一级换热器；6：空气加热器；7：二级蒸发室；8：二级风机；9：二级集水盘；10：二级换热器；11：三级蒸发室；12：三级风机；13：二级循环泵；14：一级循环泵。
具体实施方式
为进一步说明本发明，结合以下实施例具体说明：
如图1所示，一种利用空气对含盐水进行蒸发处理的多级蒸发塔，由含盐水加热器1、一级蒸发室2、一级风机3、一级集水盘4、一级换热器5、空气加热器6、二级蒸发室7、二级风机8、二级集水盘9，二级换热器10、三级蒸发室11、三级风机12、二级循环泵13、一级循环泵14及管道接口等部件组成；
所述蒸发室为空腔室结构，中部为热管式换热器，热管式换热器热端在前一级蒸发室的上部、冷端在后一级蒸发室的下部，冷端和热端管程连通，壳程由隔板隔开，热端下部为集水室；热管式换热器中填装导热介质，依靠导热介质将热量从前一级蒸发室排出的空气和蒸汽的混合物传递给进入后一级蒸发室的空气。
所述含盐水加热器1管程出口和一级蒸发室2上部进水管相连，一级蒸发室2顶部为一级风机3，一级风机3上部为一级集水盘4，一级集水盘上部为一级换热器5，一级换热器5管程进出口和空气加热器6管程进出口相连，空气加热器6壳程进口和大气相通，出口和一级蒸发室2下部进风口相连，一级换热器5上部为二级蒸发室7，二级蒸发室7上部为二级风机8，二级风机8上部为二级集水盘9，二级集水盘9上部为二级换热器10，二级换热器上部为三级蒸发室11，三级蒸发室11上部为三级风机12，三级风机12和大气相通，一级循环泵14进口和一级蒸发室2底部相连，一级循环泵14出口和二级蒸发室7上部进水口相连，二级循环泵13进口和二级蒸发室7下部出口及三级蒸发室11下部相连，二级循环泵13出口和三级蒸发室11上部进水口相连。
本多级蒸发塔运行时，空气从大气进入空气加热器6的壳程，获得管程导热液传递的热量，被加热后从空气加热器6出口排出进入一级蒸发室2，在一级蒸发室2中自下向上运动，外界来的含盐水进入含盐水加热器1被加热后从一级蒸发室2上部进入二级蒸发室2，自上向下运动，进入一级蒸发室2的空气和含盐水在二级蒸发室中传质传热，部分水气化进入空气，形成空气和水蒸气的混合物，空气和水蒸气的混合物在一级风机3的作用下进入一级换热器5的热端壳程，被管程中流动的导热液冷却，部分水蒸气被冷凝后进入一级集水盘4后由管道排出，被冷却后的空气从一级换热器5的热端壳程出口排大气，导热液在一级换热器5中被加热气化后上升进入一级换热器5的冷端和空气加热器6进口，在二级风机8的作用下空气从外界进入一级换热器5的冷端壳程入口，被导热液加热后从冷端壳程出口排出进入二级蒸发室7下部，自下向上运动，一级蒸发室2底部排出的含盐水被一级循环泵14送至二级蒸发室7上部进入二级蒸发室，自上向下运动，空气和水在二级蒸发室7中传质传热，部分水进入空气，形成空气和水的混合物，空气和水蒸气的混合物在二级风机8的作用下进入二级换热器10的热端壳程，被管程中流动的导热液冷却，部分水蒸气被冷凝后进入二级集水盘9后由管道排出，被冷却后的空气从二级换热器10的热端壳程出口排大气，导热液在二级换热器10中被加热气化后上升进入二级换热器10的冷端进口，在三级风机12的作用下空气从外界进入二级换热器10的冷端壳程入口，被导热液加热后从冷端壳程出口排出进入三级蒸发室11下部，自下向上运动，二级蒸发室7和三级蒸发室11底部排出的含盐水被二级循环泵13送至三级蒸发室11上部进入三级蒸发室，自上向下运动，空气和水在三级蒸发室11中传质传热，部分水进入空气，形成空气和水的混合物，在三级风机12的作用排大气，含盐水被浓缩。在二级蒸发室7和三级蒸发室11的底部设置有排盐口，用于排出蒸发室底部沉积的盐。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (2)
1.一种利用空气对含盐水进行蒸发处理的多级蒸发塔，其特征在于：包括含盐水加热器、若干级蒸发单元和空气加热器；所述蒸发单元至少为二级；所述蒸发单元包括蒸发室、风机、集水盘、换热器、和循环泵；所述多级蒸发塔为以上设备组合而成的塔形设备。
2.根据权利要求1所述的利用空气对含盐水进行蒸发处理的多级蒸发塔，其特征在于：所述蒸发单元为三级；所述多级蒸发塔由含盐水加热器（1）、一级蒸发室（2）、一级风机（3）、一级集水盘（4）、一级换热器（5）、空气加热器（6）、二级蒸发室（7）、二级风机（8）、二级集水盘（9），二级换热器（10）、三级蒸发室（11）、三级风机（12）、二级循环泵（13）、一级循环泵（14）及管道接口等部件组成；
所述多级蒸发塔蒸发室为空腔结构，相邻两蒸发室之间为热管式换热器，热管式换热器下部为热端，在前一级蒸发室的上部；上部为冷端，在后一级蒸发室的下部；冷端和热端管程连通，壳程由隔板隔开，热端下部为集水室；热管式换热器中填装导热介质，依靠导热介质将热量从前一级蒸发室排出的空气和蒸汽的混合物传递给进入后一级蒸发室的空气；
所述含盐水加热器（1）管程出口和一级蒸发室（2）上部进水管相连，一级蒸发室（2）顶部为一级风机（3），一级风机（3）上部为一级集水盘（4），一级集水盘上部为一级换热器（5），一级换热器（5）管程进出口和空气加热器（6）管程进出口相连，空气加热器（6）壳程进口和大气相通，出口和一级蒸发室（2）下部进风口相连，一级换热器（5）上部为二级蒸发室（7），二级蒸发室（7）上部为二级风机（8），二级风机（8）上部为二级集水盘（9），二级集水盘（9）上部为二级换热器（10），二级换热器上部为三级蒸发室（11），三级蒸发室（11）上部为三级风机（12），三级风机（12）和大气相通，一级循环泵（14）进口和一级蒸发室（2）底部相连，一级循环泵（14）出口和二级蒸发室（7）上部进水口相连，二级循环泵（13）进口和二级蒸发室（7）下部出口及三级蒸发室（11）下部相连，二级循环泵（13）出口和三级蒸发室（11）上部进水口相连。
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