CN104671308A - 一种机械压缩式蒸发装置 - Google Patents

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施明清
汤乐萍
董兆力
许梦薇
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Abstract

一种机械压缩式蒸发装置，涉及环保技术领域的废水处理装置。本发明包括降膜式蒸发器，降膜式蒸发器包括上部的换热器和连接在换热器下方的蒸发腔。蒸发腔侧壁设有进料管，蒸发腔底部连接出料管。出料管经循环泵后再从蒸发腔下部进入换热器的顶部，循环泵的入口处加入晶种液，循环泵的出口另一路经旋流分离器分离后底液又回流至循环泵入口。换热器内腔上部从上至下依次设有分配器、布水盘和垂直布置的多根换热管，蒸发腔中的蒸汽经除雾器除去夹带液滴后由外部的离心压缩机从蒸发腔的上部抽出并返回换热器。同现有技术相比，本发明可将热能进行回收循环利用，减少再循环管道用量，降低蒸发器的热损耗，同时去除蒸汽夹带的液滴保证压缩机的正常运行。

Description

一种机械压缩式蒸发装置
技术领域
 本发明涉及环保技术领域的废水处理装置，特别是用于工业含盐废水的机械压缩式蒸发装置。
背景技术
现有技术中的蒸发装置，蒸发器循环管道均采用外部回流，增加了外部管道的使用和热损失。同时，现有技术的降膜式蒸发器布水多采用顶部喷淋，在运行条件下很容易产生布水不均、管壁上形成“干点”等情况，造成传热效率低、管道清洗较频繁等问题。另外，蒸发器蒸汽未经除雾器直接进入压缩机，会使得蒸汽夹带的液滴沉积在叶轮上，液滴残留的盐分会引起压缩机振动，造成压缩机停机；而选用高转速压缩机，对蒸汽的要求较高，适应场合较少。
发明内容
为了克服上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种机械压缩式蒸发装置。它可将热能进行回收循环利用，减少再循环管道用量，降低蒸发器的热损耗，同时去除蒸汽夹带的液滴保证压缩机的正常运行。
为了达到上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种机械压缩式蒸发装置，其结构特点是，它包括降膜式蒸发器，降膜式蒸发器包括上部的换热器和连接在换热器下方的蒸发腔。蒸发腔侧壁设有进料管，蒸发腔底部连接出料管。出料管经循环泵后再从蒸发腔下部进入换热器的顶部，循环泵的入口处加入晶种液，循环泵的出口另一路经旋流分离器分离后底液又回流至循环泵入口。换热器内腔上部从上至下依次设有分配器、布水盘和垂直布置的多根换热管，蒸发腔中的蒸汽经除雾器除去夹带液滴后由外部的离心压缩机从蒸发腔的上部抽出并返回换热器。
本发明由于采用了上述结构，不需外加高压热源，通过离心压缩机循环利用二次蒸汽，降低了能耗。同时，浓盐水的内部回路回流，减少了热损失和外部管道的使用，降低了成本。本发明中除雾器的合理设计及晶种循环，提高了设备的使用寿命。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
    参看图1，本发明机械压缩式蒸发装置包括降膜式蒸发器，降膜式蒸发器包括上部的换热器6和连接在换热器6下方的蒸发腔2。蒸发腔2侧壁设有进料管1，蒸发腔2底部连接出料管3，出料管3经循环泵4后从蒸发腔2下部进入换热器6的顶部。循环泵4的入口处还加入晶种液，循环泵4的出口另一路经旋流分离器19分离后底液又回流至循环泵4入口。换热器6内腔上部从上至下依次设有分配器7、布水盘8和垂直布置的多根换热管9，蒸发腔2中的蒸汽经除雾器11除去夹带液滴后由外部的离心压缩机13从蒸发腔2的上部抽出并返回换热器6。
本发明装置工作时，浓盐水自进料管1流入降膜式蒸发器蒸发腔2中，循环泵4从蒸发腔2底部抽取浓盐水并回流至降膜式蒸发器换热器6顶部的分配器7，然后落入布水盘8，将浓盐水均匀分配到各换热管9中，浓盐水沿换热管9管壁流入蒸发腔2。为使除雾器11丝网层保持湿润，定期通过管道向其喷淋蒸馏水。蒸汽经过除雾器11由离心压缩机13抽出，压缩后的蒸汽通过管道进入换热器6中，将热量传递给换热管9内侧的薄液膜。换热后的冷凝水汇集并自冷凝水管15流出，多余的蒸汽通过换热器6上部的蒸汽管道16排出。晶种液与出料管3中的浓盐水混合，经循环泵4抽出后一部分经蒸发腔2返回换热器6，另一部分进入旋流分离器19分离，分离后的底液经回流管20回流至循环泵4的入口，分离后的上清液进入后续处理系统。
本发明中，降膜蒸发器通过强制循环进行预热，减少了热损失和外部管道的使用。浓盐水从蒸发腔2内通过内部回路回流（外部管道仅用于循环泵4的连接），形成了管束中心的预热管道。盐水经循环泵4输送到降膜管上方，呈径向流过上部分配器7，然后落入下部布水盘8，将浓水均匀分配到各换热管9顶部，可以确保在各种运行条件下管侧湿润、形成水膜和保持高传热效率。本发明布水系统将浓盐水输送到每条换热管9内侧，通过换热管9外壳侧冷凝的蒸汽将热量传递给管程的薄液膜，使浓水达到或接近沸点，顺换热管9内侧流入蒸发腔。可使盐液均匀分布于换热管束，不会发生堵塞现象，清洗和维护非常方便。
本发明中，换热器6壳程上蒸汽冷凝释放的热量使部分循环的盐水气化，产生的蒸汽与盐液同向流入蒸发腔2，该两相流有利于保持换热管9内表面的液膜，加快液体流动，产生湍流，加强换热。蒸汽经除雾器11进入到分离压缩机13，除雾器11去除夹带的液滴，防止盐水液滴沉积在叶轮上从而引起腐蚀或停机。同时，去除夹带液滴对于生成高品质蒸馏水也至关重要。为使除雾器11丝网层保持湿润，丝网层会定期喷淋蒸馏水。本发明中，降膜蒸发器为同轴布置，除雾器11和换热器6为一体化设计，降低了蒸发腔2的占地，降低系统安装费用。
本发明中，离心压缩机13采用低转速离心涡轮风机，并带有自清洗喷水装置，其效率高、对蒸汽要求低、适应场合多。离心压缩机13对通过除雾器11的蒸汽进行压缩升温，升温后的蒸汽进入降膜蒸发器换热器6外壳侧时，在管道外表面冷凝，冷凝水在冷凝器下方汇集，作为优质产品水排出再利用。返回蒸发腔2的压缩蒸汽量超出蒸发工作状态所需的量，多余部分从换热器6中排出再利用。
本发明，通过晶种循环来控制碳酸钙等在容器和换热管9表面结垢。足够数量的细小分散的硫酸钙在盐水中保持悬浮，提供比蒸发设备总表面积大很多的硫酸钙表面，使得同类物质在硫酸钙悬浮物表面沉淀，因此不会在其他机械设备上结垢。

Claims (1)

1.一种机械压缩式蒸发装置，其特征在于，它包括降膜式蒸发器，所述降膜式蒸发器包括上部的换热器（6）和连接在换热器（6）下方的蒸发腔（2），蒸发腔（2）侧壁设有进料管（1），蒸发腔（2）底部连接出料管（3），出料管（3）经循环泵（4）后再从蒸发腔（2）下部进入换热器（6）的顶部，循环泵（4）的入口处加入晶种液，循环泵（4）的出口另一路经旋流分离器（19）分离后底液又回流至循环泵（4）入口；换热器（6）内腔上部从上至下依次设有分配器（7）、布水盘（8）和垂直布置的多根换热管（9），蒸发腔（2）中的蒸汽经除雾器（11）除去夹带液滴后由外部的离心压缩机（13）从蒸发腔（2）的上部抽出并返回换热器（6）。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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