CN106608663A - 电多效蒸馏水机 - Google Patents

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Abstract

一种电多效蒸馏水机，包含电蒸发器、多效蒸发器、冷凝器和进水系统；其特征在于所述电蒸发器产生的蒸汽作多效蒸发器的加热源；所述多效蒸发器包含多组列管升膜式换热器、汽水分离器和预热器；所述预热器上封头与前一效汽水分离器相连，预热器下封头与后一效汽水分离器相连；所述汽水分离器可分为储水区和汽水分离区组成，分离室储水区，直接供给换热器原料水，同时作为预热器的预热源，汽水分离区增加蒸汽干燥度；所述对称双入口旋风分离器排水管出口与预热器预热原料水连接，进行液封；所述列管升膜式换热器壳程冷凝水和管程二次蒸汽都作为下一效换热器的加热源。相较于现有技术，本发明具有如下有益效果：本发明提供的一种电多效蒸馏水机，实用范围更广，适用性强；结构简单，易加工，高度降低；降低了交叉污染发生源，提高产水稳定性；节约能源，提高传热效率；汽、水分离效果更佳，提高蒸馏水产品质量。

Description

电多效蒸馏水机
技术领域
本发明涉及一种多效蒸馏水制备设备，属于医药制水技术领域。
背景技术
作为能源节约与能源利用的一种有效装置,电多效蒸馏水机不仅能满足蒸馏水工艺过程的特定要求,并在工业蒸汽来源受限环境，成为一种新的生产蒸馏水主要设备。电多效蒸馏水机的性能对产品质量、能量利用率以及系统运行的经济性和可靠性起着重要的作用,有时甚至是决定性的作用"鉴于多效蒸馏水机在工业生产中的重要作用及其能耗较大的现状,改进和提高换热器的传热效率和分离效率及其性能成为节省投资、节能降耗、提高生产能力的重要途径,将会产生重大的经济和社会效益"因此,开发新型高效的电多效蒸馏水机,使其具有高的传热效率、低的能耗、低的投资是有重大现实意义的。
公开号为CN1319866C的专利公开了一种多功能多效蒸馏水机，其主要是向我们展示了一种多效蒸馏水机，并以二次蒸汽凝结水作为预热器预热源给原料水预热，这样即对能量造成损失，也增加交叉污染发生点。
公开号为CN1307110C 的专利公开了一种电多效蒸馏水机，其主要内容是给我们提供了一种新理念，对于没有工业蒸汽作为加热源时，电加热产生蒸汽作为加热源，同时利用多效带来节能效益，但并没有对这一系列蒸馏水制备设备深入探讨，不能很好满足进步社会的需要。
公开号为CN103939876A 的专利公开了一种四步式液滴分离装置，其特征在于利用与换热器加热室并联的单入口旋风分离器对换热器热交换产生的汽水混合物进行分离，这种结构对汽水分离有一定分离作用，但是他设计的旋风分离器底部排水口位于换热器外面，且没有达到一定的封闭作用，这样既可能导致旋风分离器内的高温蒸汽泄露到操作室，危害操作员，也可能由旋风分离器内旋导致的负压，是外部空气混入二次蒸汽中，降低二次蒸汽的质量，所以也存在一定的缺陷。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明旨在提供一种电多效蒸馏水机装置，实用范围更广，换热效率更大，汽、水分离效果更好，更节能，减少交叉污染发生源。
为了实现上述技术目的，本发明采用下述技术方案：一种电多效蒸馏水机，包含电蒸发器、列管升膜式换热器、汽水分离器、预热器、冷凝器；所述汽水分离器可分为储水区和汽水分离区组成。汽水分离器储水区，直接供给换热器原料水。所述汽水分离区包括三类分离:储水区液面以上、对称双入口旋风分离器以外的大空间自然重力分离、多孔板分离器二级分离以及嵌入汽水分离器、并用支架固定的双入口旋风分离器的离心分离，旋风分离器沿轴向从上至下可分为溢流管、旋风生成区、旋风分离区、排液管、外部带有两个切向对称入口；溢流管与下一效蒸发器壳程相连，排液管与下一效预热器原料水出水管相连，对称双入口旋风分离器被液封，保证内部双螺旋流场的形成。所述列管升膜式换热器底部与汽水分离器底部相通，列管升膜式换热器产生的二次蒸汽由换热器上封头输送到汽水分离器；所述列管升膜式换热器壳程二次蒸汽产生的冷凝水和管程原料水换热产生的二次蒸汽都作为下一效列管升膜式换热器的加热源。所述预热器上封头与前一效汽水分离器相连，预热器下封头与后一效汽水分离器相连，与原料水形成逆流强化传热。所述汽水分离器储水区的原料水作为预热器的预热源。所述汽水分离器储水区的原料水经预热器进入下一效汽水分离器储水区，作为下一效换热器原料水。
所述预热器上封头与前一效汽水分离器相连，预热器下封头与后一效汽水分离器相连，与原料水形成逆流强化传热,同时这样的设计将整个电多效蒸馏水机的分离室串联起来，可以更好的控制进水。
所述对称双入口旋风分离器内置于汽水分离器，不需要列管升膜式换热器上封头二次蒸汽导流管切向连接汽水分离器，降低加工难度，节约成本；同时对比列管升膜式换热器二次蒸汽直接进入旋风分离器，增加了额外两级分离功能-储水区液面以上、对称双入口旋风分离器以外的大空间自然重力分离和多孔板分离器分离，同时降低旋风分离器内部高速流动蒸汽直接与外界环境接触，减少热损失和旋风分离器内壁凝结可能，节约能源。
所述旋风分离器旋风生成区形成下行外螺旋流；旋风分离区由旋流离心力对密度大的水滴进行分离，同时在与排液管连接处产生上行内旋流；溢流管插入旋风生成区，避免进口发生短路流，降低分离效率；排液管对分离出水滴进行排放，避免二次携带。
所述内嵌对称双入口旋风分离器的优点：相对于单入口旋风分离器，双入口旋风分离器结构更紧凑，减小分离器大小，内部流场更稳定，分离效果更好，相同体积容器汽水分离处理量更大。
所述内置对称双入口旋风分离器的顶部距汽水分离器上壁面有一定距离，当两个壁面重合时，汽水分离室上壁面冷凝水在进口气流的作用下携入对称双入口旋风分离器，提高内部分离负荷，降低分离效率。
所述对称双入口旋风分离器排液管与下一效预热器原料水出水管相连，增加排液管长度，即增加负压倒吸范围，分离器适用的分离速度范围增大，可以降低分离室高度；同时分离器分离水滴是原料水，既不会发生交叉污染，也不会浪费分离水滴热量。
所述多孔板分离器由多孔板和支撑架组成，即可以提供分离作用，也可以固定、支撑对称双入口旋风分离器。
所述列管升膜式换热器壳程二次蒸汽产生的冷凝水和管程原料水换热产生的二次蒸汽都作为下一效换热器的加热源，降低了设备产生交叉污染的可能；同时减少传统二次蒸汽产生的冷凝水残留在预热器中，造成冷凝水的浪费和高温汽水混合物的热能损失，降低总的换热量。
所述汽水分离器储水区的原料水作为预热器的预热源，改变传统多效蒸发器二次蒸汽冷凝水作为预热器的预热源的优点：预热器管、壳程都是原料水，即使预热器发生泄漏，也不会对蒸馏水产生交叉污染，降低了设备产生交叉污染的可能。
优选的，对称双入口旋风分离器旋风分离区锥角为20-40度。
优选的，对称双入口旋风分离器溢流管插入旋风生成区深度应大于入口高度，而小于旋风生成区高度。
优选的，对称双入口旋风分离器溢流管直径应大于等于排液管直径。
相较于现有技术，本发明具有如下有益效果：
1.本发明提供的一种电多效蒸馏水机，减小了环境因素影响，实用范围更广，适用性更强。
2.列管升膜式换热器下端和分离室下端相连，高度降低，安全性提高。
3.汽水分离室之间串联，便于进水控制以及列管升膜式换热器液位控制，产水稳定。
4.利用对称双入口旋风分离器，不需螺旋片等分离装置，结构简单，易加工，成本低。
5.采用三级分离，汽、水分离效果更佳，提高蒸馏水产品质量。
6.二次蒸汽冷凝水不经过预热器而进入列管升膜式换热器壳程，即降低交叉污染发生源，提高产水稳定性，也节约能源，提高传热效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明汽水分离器三类分离示意图。
图3为本发明内置对称双入口旋风分离器工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
实施例一：
参照图1，本实施例包括进水系统1、电蒸发器2、多效蒸发器3、冷凝器4。进水系统1由水泵1-1、流量调节计1-2、流量计1-3和止回阀1-4组成。
电蒸发器2包含电加热管5、第一效预热器8和第一效汽水分离器6，为多效蒸发器3提供热源；第一效汽水分离器6外壁安装有液位控制器，控制原料水进水；内部分两个区域，储水区和分离区，储水区经电加热进水管10给电加热管5提供蒸发原料水，同时由管道7经第一效预热器8给多效蒸发器3提供原料水；电蒸汽输送管11将含水蒸汽送入分离区进行自然重力一级分离、多孔板分离器6-2二级分离和对称双入口旋风分离器6-1三级分离，提高蒸汽干燥度，最后由电蒸发蒸汽输送管12给多效蒸发器3提供加热源。
多效蒸发器3为六效列管升膜式蒸发器，其中包括第一至六效列管升膜式换热器13、19、22、25、28和31；第二至七效预热器15、20、23、26、29和32；以及第二至七效汽水分离器14、18、21、24、27和30。汽水分离器分别内置对称双入口旋风分离器14-1、18-1、21-1、24-1、27-1和30-1；以及多孔分离器14-2、18-2、21-2、24-2、27-2和30-2。每一效列管升膜式换热器壳程蒸汽放热凝结水汽混合物和管程相变蒸汽都作为下一效列管升膜式换热器管程加热源。每一效汽水分离器储水区都给换热器提供原料水，同时作为预热器预热源，最终通过原料水输送管进入下一效汽水分离器，每一效汽水分离器分离区都包含三类分离：旋风分离外的自然重力分离、多孔板分离，以及对称双入口旋风分离器分离，将分离后干燥蒸汽经蒸汽输送管进入下一效换热器。每一效对称双入口旋风分离器排液管都与预热器原料水出水管43、37、35连接。每一效预热器管程与两效汽水分离器相连，上封头与本效汽水分离器相连，下封头与下一效汽水分离器连接。
冷凝器4与纯化水进水系统1相连通，原料水走管程，对第七效汽水分离器30出口纯蒸汽和第七效换热器31壳程汽水混合物进行冷凝产生蒸馏水，原料水最后进入第七效预热器32。
使用时，纯化水由纯化水进水系统1经管道入冷凝器4中，然后进入第七效预热器32，其后，由管道33-1引入第六效预热器29再次预热，再依次经管道33-2、第五效预热器26、管道33-3、第四效预热器23、管道33-4、第三效预热器20、管道33-5、第二效预热器15、管道33-6、第一效预热器8、管道9进入第一效汽水分离器6，由管道48进入电蒸发器10，由电加热装置5进行加热蒸发，所产生的水蒸汽经由汽水分离器6除去雾沫后成为纯蒸汽，由对称双入口旋风分离器的溢流口流出，经管道12输送到第一效列管升膜式换热器13的壳程作蒸发热源进行蒸发操作。与此同时，第一效汽水分离器6内储水区原料水被效间压力差经管道7、第一效预热器8、管道34-5，送入第二效汽水分离器14储水区，流入第一效列管升膜式换热器13管程继续蒸发，产生的水蒸汽经由第二效汽水分离器14分离区除去雾沫后成为纯蒸汽并由对称双入口旋风分离器的溢流口流出，经管道17输送到第三效列管升膜式换热器19壳程作蒸发热源，同时在第一效列管升膜式换热器13壳程纯蒸汽，做蒸发操作放出潜热后，凝成符合“注射用水”的蒸馏水与尚未凝结的纯蒸汽一道经管道16输送到第二效列管升膜式换热器19的加热室中作蒸发热源进行蒸发操作。
第二效汽水分离器14内原料水被效间压力差经第二效预热器15、管道34-4，送入第三效汽水分离器18，在管道的作用下送入第二效列管升膜式换热器19壳程，产生的水蒸汽经第三效汽水分离器18除去雾沫后成为纯蒸汽并由对称双入口旋风分离器18-1的溢流口流出，经管道17-1输送到第三效列管升膜式换热器22的壳程作蒸发热源，同时第二效列管升膜式换热器20壳程冷凝放出潜热后，凝成符合“注射用水”的蒸馏水与尚未凝结的纯蒸汽经管道16-1输送到第三效列管升膜式换热器22壳程作蒸发热源进行蒸发操作。
第三效汽水分离器18内原料水被效间压力差经第三效预热器20、管道34-3，送入第四效汽水分离器21，在管道的作用下送入第三效列管升膜式换热器22壳程，产生的水蒸汽经第四效汽水分离器21除去雾沫后成为纯蒸汽并由对称双入口旋风分离器21-1的溢流口流出，经管道17-2输送到第四效列管升膜式换热器25的壳程作蒸发热源；同时第三效列管升膜式换热器壳程22冷凝放出潜热后，凝成符合“注射用水”的蒸馏水与尚未凝结的纯蒸汽经管道16-2输送到第四效列管升膜式换热器25壳程作蒸发热源进行蒸发操作。
第四效汽水分离器21内原料水被效间压力差经第四效预热器23、管道34-2，送入第五效汽水分离器24，在管道的作用下送入第四效列管升膜式换热器25管程，产生的水蒸汽经第五效汽水分离器24除去雾沫后成为纯蒸汽并由对称双入口旋风分离器24-1的溢流口流出，经管道17-3输送到第五效列管升膜式换热器28的壳程作蒸发热源；同时第四效列管升膜式换热器25壳程冷凝放出潜热后，凝成符合“注射用水”的蒸馏水与尚未凝结的纯蒸汽经管道16-3输送到第五效列管升膜式换热器28壳程作蒸发热源进行蒸发操作。
第五效汽水分离器24内原料水被效间压力差经第五效预热器26、管道34-1，送入第六效汽水分离器27，在管道的作用下送入第五效列管升膜式换热器28管程，产生的水蒸汽经第六效汽水分离器27除去雾沫后成为纯蒸汽并由对称双入口旋风分离器27-1的溢流口流出，经管道17-4输送到第六效列管升膜式换热器31的壳程作蒸发热源，同时第五效列管升膜式换热器28壳程凝放出潜热后，凝成符合“注射用水”的蒸馏水与尚未凝结的纯蒸汽经管道16-4输送到第六效列管升膜式换热器31壳程作蒸发热源进行蒸发操作。
第六效汽水分离器27内原料水被效间压力差经第六效预热器29、管道34，送入第七效汽水分离器30，在管道的作用下送入第六效列管升膜式换热器31管程，产生的水蒸汽经第七效汽水分离器30除去雾沫后成为纯蒸汽并由对称双入口旋风分离器30-1的溢流口流出，经管道17-5输送到冷凝器4的壳程进行冷凝，同时第六效列管升膜式换热器31壳程凝放出潜热后，凝成符合“注射用水”的蒸馏水与尚未凝结的纯蒸汽经管道16-5输送到冷凝器4的壳程进行冷凝操作。
最终产生符合注射用水的蒸馏水从蒸馏水出口36输送到下一工序；未蒸发水，由废水排放管35排出。
实施例二：
参见图2、图3，汽、水分离过程：列管升膜式换热器产生含水蒸汽在管道作用下进入汽水分离器，含水蒸汽在储水区液面以上、对称双入口旋风分离器以外的大空间进行低速重力分离，对其中相对较大的水滴进行分离，减轻对称双入口旋风分离器分离负载，提高分离效果；气流经过多孔板分离器进行二级分离；当气流达到双入口旋风分离器入口1-1和1-2，气流沿切线进入旋风生成区4，在此阶段气流形成下行外螺旋5运动，在旋风分离区6螺旋半径逐渐减小，当气流运动到旋风分离区6锥形末端由于排液管7底流口被液封，以及溢流口2的作用产生上行内旋流3，对微细水滴进行强化分离，最终很干燥的二次蒸汽由溢流口2流到下一效列管升膜式换热器壳程作为加热源，相变放热凝结成高质量的蒸馏水。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电多效蒸馏水机，包含电蒸发器、多效蒸发器、冷凝器以及进水系统；其特征在于所述电蒸发器主体为电加热管、第一效预热器和第一效汽水分离器；所述多效蒸发器包含多组列管升膜式换热器、汽水分离器、预热器；所述预热器上封头与前一效汽水分离器相连，预热器下封头与后一效汽水分离器相连；所述列管升膜式换热器和汽水分离器在蒸汽管和原料管下形成循环；所述列管升膜式换热器冷、热源呈逆对流传热；所述汽水分离器可分为储水区和汽、水分离区组成，分离室储水区，直接供给换热器原料水；所述对称双入口旋风分离器底流管出口由原料水进行液封；所述列管升膜式换热器壳程冷凝水和管程二次蒸汽都作为下一效列管升膜式换热器的加热源；所述汽水分离器储水区的原料水作为预热器的预热源；所述汽水分离器储水区的原料水经预热器进入下一效汽水分离室储水区；所述换热器冷凝水作为下一效换热器加热源。
2.根据权利要求 1 所述电多效蒸馏水机，其特征在于 ：所述汽水分离器内置旋风分离器采用对称双入口。
3.根据权利要求 1 所述电多效蒸馏水机，其特征在于 ：所述汽水分离器储水区的原料水作为预热器的预热源。
4. 根据权利要求 1 所述电多效蒸馏水机，其特征在于 ：所述汽水分离器储水区与列管升膜式换热器直接相连。
5. 根据权利要求 1 所述电多效蒸馏水机，其特征在于 ：所述对称双入口旋风分离器底流管与预热器原料水出水管相连。
6. 根据权利要求 1 所述电多效蒸馏水机，其特征在于 ：所述上一效汽水分离器储水区的原料水经预热器进入下一效分离室储水区，作为下一效换热器原料水。
7. 根据权利要求 1 所述电多效蒸馏水机，其特征在于 ：所述对称双入口旋风分离器底流管出口与预热器原料水出水管相连。
8. 根据权利要求 1 所述电多效蒸馏水机，其特征在于 ：所述汽水分离器含三大类分离:大空腔自然重力一级分离，多孔板二级分离以及内置对称双入口旋风分离器三级分离。
9. 根据权利要求 1 所述电多效蒸馏水机，其特征在于 ：所述多孔板分离器既能提供分离作用，也能支撑固定对称双入口旋风分离器。
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