CN107459198B - 一种小型蒸汽压缩蒸馏水净化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小型蒸汽压缩蒸馏水净化系统，包括换热器组件，换热器组件包括四个依次串联的子换热器，换热器组件的原料水入口连接供水回路，换热器组件的原料水出口、换热器组件的浓缩液入口、换热器组件的蒸馏水入口、换热气组件的混合气入口、换热气组件的润滑油入口均连接至蒸发‑冷凝装置，换热器组件的浓缩液出口连接浓缩液排出回路，换热器组件的蒸馏水出口连接净化水输出回路，换热器组件的混合气出口连接真空维持回路，换热器组件的润滑油出口连接润滑油循环回路，浓缩液排出回路还连接有浓缩液固液分离回路，浓缩液固液分离回路还与供水回路连接。解决了目前蒸馏水处理系统中存在的能耗大、体积大及结构复杂的问题。
Description
技术领域
本发明属于水净化技术领域，涉及一种小型蒸汽压缩蒸馏水净化系统。
背景技术
对水进行蒸馏处理是一种获得高品质纯净水的常用方法，但常见的蒸馏处理系统一般存在以下不足：一是系统未对水蒸馏过程中的相变热进行回收再利用，造成系统能耗较大；二是系统即使为了降低能耗采用了多效蒸馏技术，但也因此出现了设备体积庞大，结构复杂，对热源依赖性大，应用范围容易受限等问题；三是系统蒸馏压力为常压或仅略低于常压，蒸馏温度较高，容易造成原水中的污染物大量溢出并进入蒸馏水中，使蒸馏水的水质变差，同时蒸发器内由于蒸馏温度较高容易积垢。
发明内容
本发明的目的是提供一种小型蒸汽压缩蒸馏水净化系统，解决了目前蒸馏水处理系统中存在的能耗大、体积大及结构复杂的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种小型蒸汽压缩蒸馏水净化系统，包括换热器组件，换热器组件分别连接蒸发-冷凝装置、供水回路、真空维持回路、净化水输出回路、润滑油循环回路及浓缩液排出回路。
本发明的特点还在于，
其中供水回路包括过滤器a,过滤器a的入口连接原料水入口a，过滤器a与原料水入口a之间的管路上设有电磁阀a。
其中蒸发-冷凝装置包括密封容器，密封容器内上部设有蒸发-冷凝器，蒸发-冷凝器包括若干根竖直设置的蒸发-冷凝管，相邻蒸发-冷凝管的间距相同，每个蒸发-冷凝管的内壁为蒸发壁，每个蒸发-冷凝管的外壁为冷凝壁，蒸发-冷凝管的管内为蒸发室，相邻蒸发-冷凝管之间的空间为冷凝室，冷凝室的上下两端分别设有封盖，冷凝室下端的封盖上开设有蒸馏水排水口，蒸发-冷凝管的上方设有蒸汽压缩机的气体入口，蒸汽压缩机的气体出口接冷凝室，蒸汽压缩机位于蒸发-冷凝器的下方，蒸发-冷凝器的下方还设有循环水泵，循环水泵的入口位于密封容器内原料水的液面以下，循环水泵的出口连接布液器的入口，布液器的出口正对蒸发-冷凝管的上端口，密封容器内原料水液面以下还分别设有液位控制器、加热器及温度传感器，液位控制器的液体入口与换热器组件连接，液位控制器的液体出口位于密封容器内的底部，密封容器的上端设有气体出口，密封容器的下端设有浓缩液排出口。
其中浓缩液排出回路包括蠕动泵b，蠕动泵b的入口与换热器组件连接，蠕动泵b与换热器组件之间的连接的管路上设有电磁阀d，换热器组件与密封容器底部的浓缩液排出口连接，蠕动泵b的出口与废水池连接，蠕动泵b与废水池之间的连接管路上设有手动阀c。
其中净化水输出回路包括蠕动泵a，蠕动泵a的入口与换热器组件连接，换热器组件还与冷凝室下端封盖上的蒸馏水排水口连接，蠕动泵a的出口与过滤器b的入口连接，蠕动泵a与过滤器b之间的连接管路上依次设有水质监测传感器和电磁阀b，水质监测传感器与电磁阀b之间还设有分支管路a，分支管路a与过滤器a的入口连接，分支管路a上设有电磁阀c，过滤器b的出口连接净水箱的入口，过滤器b与净水箱之间的连接管路上设有手动阀a，手动阀a与过滤器b之间设有分支管路b，分支管路b连接至净水出口，分支管路b上设有手动阀b，净水箱内设有紫外灭菌灯和液位传感器。
其中真空维持回路包括水气分离器，水气分离器的入口与换热器组件连接，水气分离器的出口连接真空泵的入口，水气分离器与真空泵之间的连接管路上设有电磁阀f，电磁阀f与真空泵之间设有分支管路c，分支管路c连接润滑油循环回路，分支管路c上还设置有压力传感器b和电磁阀g，压力传感器b位于电磁阀g的上游。
润滑油循环回路包括润滑油储罐，润滑油储罐的入口与换热器组件连接，润滑油储罐的出口连接蠕动泵c的入口，蠕动泵c的出口连接润滑油过滤器的入口，润滑油过滤器的出口连接蒸汽压缩机的润滑油入口，润滑油储罐内还设有液位传感器b，润滑油储罐的底部连接至润滑油排放管路的一端，润滑油排放管路的另一端为润滑油排放口，润滑油排放管路上还设有手动阀e。
浓缩液固液分离回路包括固液分离器，固液分离器的入口与蠕动泵b的出口连接，固液分离器与蠕动泵b之间的连接管路上设有手动阀d，固液分离器的澄清液出口与原料水入口a连接，固液分离器与原料水入口a之间的连接管路上设有手动阀e，固液分离器的浓缩液出口连接废液排放口，固液分离器与废液排放口之间的连接管路上设有电磁阀e。
本发明的有益效果是，本发明提供了一种系统规模小、运行能耗低的小型水净化系统。本发明的系统通过蒸汽压缩机实现水蒸馏过程中水、气相变热的回收再利用，降低系统的能耗，并通过蒸汽压缩机与蒸发-冷凝器的集成密封设计，以及系统流程的配套设计，使系统可采用负压蒸馏工艺，从而降低系统的蒸馏操作温度，提高蒸馏水的品质，降低蒸发器的结垢风险。
附图说明
图1是本发明一种小型蒸汽压缩蒸馏水净化系统结构示意图。
图2是本发明一种小型蒸汽压缩蒸馏水净化系统中水蒸汽换热器选用的蛇管式换热器的结构示意图；
图3是本发明一种小型蒸汽压缩蒸馏水净化系统中蒸馏水换热器选用的壳式换热器的结构示意图；
图4是本发明一种小型蒸汽压缩蒸馏水净化系统中润滑油换热器选用的蛇管式换热器的结构示意图；
图5是本发明一种小型蒸汽压缩蒸馏水净化系统中浓缩液换热器选用的夹套式换热器的结构示意图。
图中，1.原料水入口a，2.电磁阀a，3.过滤器a；
4.换热器组件，4-1.水蒸气冷凝器，4-2.蒸馏水换热器，4-3.润滑油换热器，4-4.浓缩液换热器；
5.液位控制器，6.加热器，7.温度传感器，8.循环水泵，9.布液器，10.蒸发室，11.蒸汽压缩机，12.冷凝室，13.蒸发-冷凝器，14.密封容器，15.蠕动泵a，16.水质监测传感器，17.电磁阀b，18.电磁阀c，19.过滤器b，20.手动阀a，21.净水箱，22.紫外灭菌灯，23.液位传感器a，24.手动阀b，25.净水出口，26.电磁阀d，27.蠕动泵b，28.手动阀c，29.手动阀d，30.固液分离器，31.电磁阀e，32.废液排放口，33.手动阀e，34.压力传感器a，35.水气分离器，36.电磁阀f，37.真空泵，38.润滑油储罐，39.蠕动泵c，40.润滑油过滤器，41.手动阀e，42.润滑油排放口，43.液位传感器b，44.压力传感器b，45.电磁阀g，46.蒸发-冷凝管，47.封盖，48.原料水出口a，49.润滑油入口a，50.原料水入口b，51.沉淀物排放口a，52.润滑油出口a，53.蒸馏水入口，54.蒸馏水出口，55原料水入口c，56.原料水出口b，57.隔板，58.换热管，59.搅拌器，60.原料水出口c，61.原料水入口d，62.润滑油入口b，63.沉淀物排放口b,64.润滑油出口b，65.原料水入口e，66.原料水出口d，67.浓缩液入口，68.浓缩液出口，69.沉淀物排放口c。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种小型蒸汽压缩蒸馏水净化系统，结构如图1所示，包括换热器组件4，换热器组件4包括依次串联的水蒸气冷凝器4-1、蒸馏水换热器4-2、润滑油换热器4-3及浓缩液换热器4-4，换热器组件4分别连接蒸发-冷凝装置、供水回路(过滤器a3)、真空维持回路(水气分离器35)、净化水输出回路(蠕动泵a15)、润滑油循环回路(润滑油储罐38)及浓缩液排出回路(蠕动泵b27)。
换热器组件4中第一级换热器为水蒸气冷凝器4-1，作用是对蒸发器中抽出的水蒸气和不凝性气体的混合物进行降温冷凝，截留水蒸气，回收高温混合气体的热量，同时提高蠕动泵的抽气效率。该水蒸气冷凝器的工作特点是，热侧为水蒸气与不凝性气体的混合物，气体流量小，工质热容小，冷侧为新补充进入系统的原料水，温度低，热容大，能对热侧水蒸气起到较好的降温冷凝作用；根据工作特点宜选用蛇管式换热器(如图2所示，为现有结构)，其中管内走水蒸气与不凝性气体的混合物，壳内走原料水；水蒸气冷凝器4-1包括壳体A，壳体A的一侧分别设有润滑油入口a49、原料水入口b50，壳体A的上端设有原料水出口a48,壳体A的下端分别设有沉淀物排放口a51和润滑油出口a52，原料水入口b50与过滤器a3的出口连接，原料水出口a48与第二级换热器蒸馏水换热器4-2的原料水入口c55连接，润滑油入口a49与密封容器14上端的气体出口的连接，润滑油出口a52与水气分离器35的入口连接，沉淀物排放口a51处安装有阀门，用于设备维护时使用；
换热器组件4的第二级换热器为蒸馏水换热器4-2，作用是通过蒸馏水与原料水之间的热交换，实现蒸馏水热量的回收再利用；该蒸馏水换热器的工作特点是，热侧工质为蒸发器获得的蒸馏水，水质洁净，冷侧工质为原料水，污染物含量相对较高，两侧工质热容和流量相近；根据工作特点宜选用管壳式换热器(如图3所示)，蒸馏水换热器4-2包括壳体B，壳体B内设有若干平行设置的换热管58，换热管58在换热器壳体B内通过隔板57支撑，其中蒸馏水走壳程，原料水走管程，管程易清洗，壳体B的左右两端分别设有原料水入口c55和原料水出口b56，壳体B的上下两侧分别设有蒸馏水出口54和蒸馏水入口43，蒸馏水入口53与蒸发-冷凝器13底部的蒸馏水出水口连接，蒸馏水出口54与蠕动泵a15的入口连接，原料水出口b56与第三级换热器润滑油换热器4-3的原料水入口d61连接；
换热器组件4的第三级换热器为润滑油换热器4-3，作用是通过润滑油与原料水的热交换，实现润滑油部分热量的回收再利用；该润滑油换热器的工作特点是，热侧工质为润滑油，润滑油流量小，温度高(高于蒸馏水)，将润滑油换热器安装在第三级，可最大限度的实现系统热量的回收再利用；根据工作特点宜选用蛇管式换热器(如图4所示)，其中管内走润滑油，管外走原料水；润滑油换热器4-3包括壳体C，壳体C的一侧分别设有润滑油入口b62、原料水入口d61，壳体C的上端设有原料水出口c60，壳体C的下端分别设有沉淀物排放口b63和润滑油出口b64，原料水出口c60与第四级换热器浓缩液换热器4-4的原料水入口e65连接，润滑油入口b62与蒸汽压缩机11的润滑油出油口连接，润滑油出口b64与润滑油储罐38的入口连接，沉淀物排放口b63处安装有阀门，用于设备维护时使用；
换热器组件4的第四级换热器为浓缩液换热器4-4，作用是通过蒸发器排放浓缩液与原料水之间的热交换，实现浓缩液部分热量的回收再利用；该浓缩液换热器的工作特点是，热侧工质为浓缩液，污染物含量高，且工质为间歇流动状态，冷侧工质为原料水，且在流动时间上与热侧工质为错峰状态，即冷侧工质流动时，热侧工质恰为停滞状态；根据工作特点宜选用夹套式换热器或蓄热式换热器；本发明中浓缩液换热器4-4采用夹套式换热器(如图5所示)，系统工作时，蒸发器内的浓缩液首先排放到夹套式换热器的釜内进行储存，然后系统启动原料水补液流程，当原料水流经釜外壁时，充分吸收釜内浓缩液的热量，达到回收热量的目的，另外为了提高换热器的换热效率，釜内还可以增加搅拌器；浓缩液换热器4-4包括壳体D，壳体D的上端设有原料水出口d66，壳体D一侧设有浓缩液入口67，壳体D的另一侧设有浓缩液出口68，壳体D的下端分别设有沉淀物排放口c69和原料水入口e65，壳体D内设有搅拌器59,浓缩液入口67与密封容器14下端的浓缩液排液口连接，浓缩液出口68与电磁阀d26连接，原料水出口d66与液位控制器5的液体入口连接，沉淀物排放口c69处安装有阀门，用于设备维护时使用。
其中供水回路包括过滤器a3,过滤器a3的入口连接原料水入口a1，过滤器a3与原料水入口a1之间的管路上设有电磁阀a2。
蒸发-冷凝装置包括密封容器14，密封容器14内的上部设有蒸发-冷凝器13，蒸发-冷凝器13包括若干根(两根以上)竖直设置的蒸发-冷凝管46，相邻蒸发-冷凝管46的间距相同，每个蒸发-冷凝管46的内壁为蒸发壁，每个蒸发-冷凝管46的外壁为冷凝壁，蒸发-冷凝管46的管内为蒸发室10，相邻蒸发-冷凝管46之间的空间为冷凝室12，冷凝室12的上下两端分别设有封盖47，冷凝室12下端的封盖47上开设有排水口，蒸发-冷凝管46的上方设有蒸汽压缩机11的气体入口，蒸汽压缩机11的气体出口接冷凝室12(连接蒸汽压缩机11与冷凝室12的管路穿过冷凝室12下端的封盖47进入冷凝室12)，蒸汽压缩机11位于蒸发-冷凝器13的下方，蒸发-冷凝器13的下方还设有循环水泵8，循环水泵8的入口位于密封容器14内原料水的液面以下(此处默认密封容器内本身装有原料水)，循环水泵8的出口连接布液器9的入口，布液器9的出口正对蒸发-冷凝管46的上端口，密封容器14内原料水的液面以下还分别设有液位控制器5、加热器6及温度传感器7，液位控制器5的液体入口与换热器组件4的原料水出口d66连接，液位控制器5的液体出口位于密封容器14内的底部，密封容器14的上端一侧还设有气体出口，密封容器14的下端设有浓缩液排出口。
蒸发-冷凝装置工作时，循环水泵8将密封容器14底部的原料水输送到蒸发-冷凝管46的顶部，并通过布液器9将原料水均匀分配到各蒸发-冷凝管46内，然后原料水在重力和水表面张力的共同作用下，形成液膜并贴着蒸发壁竖直向下流动，原料水在蒸发壁上流动时受到冷凝室12内水蒸汽的加热，蒸发产生水蒸气，蒸发壁上未蒸发的原料水重新流回密封容器14的底部，并继续参与循环水泵8所在回路的液体流动；蒸发室10的水蒸气被蒸汽压缩机11抽吸-压缩后输送到冷凝室12，冷凝室12内的水蒸汽在冷凝壁上被蒸发室10内的原料水降温，冷凝形成液态水，并在重力和水表面张力的作用下，沿冷凝壁竖直向下流动，最后在冷凝室12底部汇集，并最终被净化水输出回路排出蒸发-冷凝装置进行回收。
加热器6在温度传感器7的控制下间歇工作，保证密封容器14底部的原料水温度维持在一个合理的温度范围内。
液位控制器5通过检测密封容器14内原料水的液位高低，控制液位控制器5内补水阀的开启状态，保证密封容器14内的液位始终保持在一个合理的范围内。系统工作时，蒸发-冷凝装置内部为负压环境，待处理水源处于常压环境，当蒸发-冷凝装置内的液位控制器5补水阀打开时，待处理水源处的原料水将在系统内外压差的作用下，通过电磁阀a2和过滤器a3流入密封容器14，当密封容器14内的水位达到设定值时，液位控制器5内的补水阀关闭，供水回路停止向密封容器14内供水。
密封容器14用于隔离蒸发室46与外界环境，密封容器14的密封性保证了蒸发-冷凝装置能够采用负压蒸馏工艺，同时用于原料水的临时存储。
浓缩液排出回路包括蠕动泵b27，蠕动泵b27的入口与换热器组件4的浓缩液出口68连接，蠕动泵b27与换热器组件4之间的连接的管路上设有电磁阀d26，换热器组件4的浓缩液入口67与密封容器14底部的浓缩液排出口连接，蠕动泵b27的出口与废水池连接，蠕动泵b27与废水池之间的连接管路上设有手动阀c28；浓缩液排出回路还连接浓缩液固液分离回路，浓缩液固液分离回路还与供水回路连接。
浓缩液排出回路有连续排放和间歇排放两种工作模式可供选择，其中连续工作模式为：系统工作时，电磁阀d26常开，蠕动泵d27持续工作，连续排放浓缩液；间歇工作模式为：系统工作时，当系统输出的净水量与输入的原料水比例达到设计值时，电磁阀d26打开、蠕动泵b27启动，将密封容器14内的浓缩液全部排出，然后电磁阀d26和蠕动泵b27关闭。
净化水输出回路包括蠕动泵a15，蠕动泵a15的入口与换热器组件4的蒸馏水出口54连接，换热器组件4的蒸馏水入口53与冷凝室12下端封盖47上的蒸馏水排水口连接，蠕动泵a15的出口与过滤器b19的入口连接，蠕动泵a15与过滤器b19之间的连接管路上依次设有水质监测传感器16和电磁阀b17，水质监测传感器16与电磁阀b17之间还设有分支管路a，分支管路a与过滤器a3的入口连接，分支管路a上设有电磁阀c18，过滤器b19的出口连接净水箱21的入口，过滤器b19与净水箱21之间的连接管路上设有手动阀a20，手动阀a20与过滤器b19之间设有分支管路b，分支管路b连接至净水出口25，分支管路b上设有手动阀b24，净水箱21内分别设有紫外灭菌灯22和液位传感器23。
系统工作时，蒸发-冷凝装置产生的蒸馏水由蠕动泵a15抽出，经过过滤器b19后输入净水箱21，当净水箱21内的液位传感器23检测到净水箱21为高液位时，系统停止工作，当净水箱21内的液位传感器23再次变为低液位时，系统再次开始工作；紫外灭菌灯22用于对输入净水箱21的蒸馏水进行灭菌处理，另外蒸馏水在存储过程中，紫外灭菌灯22也可定期启动，以保证净水箱21内的水不会滋生微生物，保证水质指标满足要求；蠕动泵a15在用于输出冷凝室47内冷凝水的同时，也用于排出冷凝室47内的不冷凝气体。需要使用净水箱21内的水时，手动打开手动阀b24，净水箱21内的水可在重力作用下从净水出口25自动流出，此时如果系统正在运行，蒸发-冷凝装置产生的净化水也可持续从净水出口25流出。
真空维持回路包括水气分离器35，水气分离器35的入口与换热器组件4的润滑油入口a49连接，换热器组件4的润滑油出口a52与密封容器14上端的气体出口连接，且换热器组件4与密封容器14上端气体出口之间的连接管路上设有压力传感器a34，水气分离器35的出口连接真空泵37的入口，水气分离器35与真空泵37之间的连接管路上设有电磁阀f36，电磁阀f36与真空泵37之间设有分支管路c，分支管路c连接润滑油循环回路(分支管路c连接至润滑油储罐38的顶部)，分支管路c上还设置有压力传感器b44和电磁阀g45，压力传感器b44位于电磁阀g45的上游。
系统启动后，真空泵37首先启动，电磁阀f36和电磁阀g45打开，待压力传感器a34的测量值达到设定值时，电磁阀f36和电磁阀g45关闭，真空泵37关闭，然后其它设备开始工作进行原料水的处理。
系统工作过程中，当压力传感器a34的测量值高于设定值时，真空泵37启动，然后电磁阀f36打开，当压力传感器a34的测量值低于设定值时，电磁阀f36关闭，然后真空泵37停机。
系统工作过程中，当压力传感器b44的测量值高于压力传感器a34的测量值一定值时，真空泵37启动，然后电磁阀g45打开，当压力传感器b44的测量值低于压力传感器a34测量值一定值时，电磁阀g45关闭，然后真空泵37停机。
润滑油循环回路包括润滑油储罐38，润滑油储罐38的入口与换热器组件4的润滑油出口b64连接，换热器组件4的润滑油入口b62与蒸汽压缩机11的润滑油出口连接，润滑油储罐38的出口连接蠕动泵c39的入口，蠕动泵c39的出口连接润滑油过滤器40的入口，润滑油过滤器40的出口连接蒸汽压缩机11的润滑油入口，润滑油储罐38内还设有液位传感器b43，润滑油储罐38的底部连接至润滑油排放管路的一端，润滑油排放管路的另一端为润滑油排放口42，润滑油排放管路上还设有手动阀e41。
系统工作时，蠕动泵c39开始工作，润滑油在润滑油储罐38、蠕动泵c39、润滑油过滤器40、蒸汽压缩机11内循环流动。由于润滑油循环回路内的压力低于蒸汽压缩机11内的压力，所以存在蒸汽压缩机11工作腔内水蒸气向润滑油回路内泄漏的可能，当发生泄漏时水蒸气会与润滑油一起返回润滑油储罐38，并在重力作用下出现油水分离；当润滑油储罐38内出现明显的液态水沉淀或润滑油明显浑浊后，打开手动阀e41，用外接蠕动泵将失效的润滑油经润滑油排放口42排出，然后输入新的润滑油。
浓缩液固液分离回路包括固液分离器30，固液分离器30的入口与蠕动泵b27的出口连接，固液分离器30与蠕动泵b27之间的连接管路上设有手动阀d29，固液分离器30的澄清液出口与原料水入口a1连接，固液分离器30与原料水入口a1之间的连接管路上设有手动阀e33，固液分离器30的浓缩液出口连接废液排放口32，固液分离器30与废液排放口32之间的连接管路上设有电磁阀e31。
当系统需要回收浓缩液中的固体物质，或需要较高的水回收率时，可启用浓缩液固液分离回路，此时系统需要打开手动阀d29，关闭手动阀c28，打开手动阀e33，使蠕动泵b27排出的浓缩液进入固液分离器30进行固液分离，分离得到的澄清液通过手动阀e33进入供水回路并继续参与蒸馏处理，分离得到的固液混合物通过电磁阀e31排出系统。
本发明一种小型蒸汽压缩蒸馏水净化系统的工作原理为：系统启动后，气体排出回路首先开始工作，即真空泵37首先启动，然后电磁阀f36和电磁阀g45打开，当压力传感器a34的测量值低于设定值时，电磁阀f36和电磁阀g45关闭，然后真空泵37关闭；
然后供水回路开始工作，即电磁阀a2打开，液位控制器5根据密封容器14内原料水的液位情况，间歇打开自身配备的补水阀，让外界的原料水通过供水回路进入密封容器14；
接着蒸发-冷凝装置、净化水输出回路和润滑油循环回路开始工作，即电磁阀b17打开，加热器6、循环水泵8、蠕动泵a15和蠕动泵c39启动，其中加热器6通过间歇工作的方式将密封容器14内的水温控制在设定值附近。当温度传感器a34检测到密封容器14内的水温达到设定值时，蒸汽压缩机11开始工作。
最后浓缩液排出回路开始工作，浓缩液排出回路有两种工作模式可供选择，即连续工作模式和间歇工作模式，其中连续工作模式指系统工作时，电磁阀d26常开，蠕动泵b27持续工作，连续排放浓缩液；间歇工作模式指系统工作后，当密封容器14输出的净水与输入的原料水比例达到设计值时，电磁阀d26打开、蠕动泵b27启动，将密封容器14内的浓缩液全部排除，然后电磁阀d26和蠕动泵b27关闭，供水回路启动开始向密封容器14内重新补充原料水。
上述系统工作时，存在以下控制逻辑：
当压力传感器a34的测量值高于设定值时，真空泵37首先启动，然后电磁阀f36打开；当压力传感器a34的测量值低于设定值时，电磁阀f36先关闭，然后真空泵37停机。
当压力传感器b44的测量值高于压力传感器a34的测量值一个常数时，真空泵37启动，然后电磁阀g45打开；当压力传感器b44的测量值低于压力传感器a34测量值一个常数时，电磁阀g45关闭，然后真空泵37停机。
当温度传感器7的水温测试值低于设定值时，加热器6开始工作；当温度传感器7的水温测试值高于设定值时，加热器6停止工作。
当液位控制器5测试到密封容器14内的原料水为低液位时，液位控制器内的补水阀自动打开，供水回路开始向密封容器补水；当液位控制器5测试到密封容器14内的原料水为高液位时，液位控制器5内的补水阀自动关闭，供水回路停止补水。
当液位传感器a23检测到净水箱21的水为高液位时，系统所以设备停止工作；当净水箱内的液位传感器a23变为低液位时，系统重新启动开始工作。
当操作人员观察到润滑油储罐38内出现明显的液态水沉淀或润滑油明显浑浊时，手动停止系统，在润滑油排放口42连接外接蠕动泵，然后打开手动阀e41，用外接蠕动泵将润滑油储罐38失效的润滑油排出，然后输入新的润滑油，并再次重启系统。
当系统需要回收浓缩液中的固体物质时，打开手动阀d29，关闭手动阀c28，打开手动阀e33，使蠕动泵b27排出的浓缩液进入固液分离器30进行固液分离，分离得到的澄清液通过手动阀e33进入供水回路并继续参与蒸馏处理，分离得到的固液混合物通过电磁阀e31排出系统。
本发明一种小型蒸汽压缩蒸馏水净化系统的特点如下：
系统需要具有较好的密封性，即在内外压差为90kPa的条件下对系统进行检漏，其漏率应不大于1×10-3Pa·m3/s；
真空泵37应使用干式真空泵，极限压力应能达到10KPa；
水质监测传感器16应选用在线电导传感器；
蠕动泵a15、蠕动泵b27和蠕动泵c39应选用壁厚、硬度大的泵管，以保证泵管能够在内部真空、外部常压的条件下正常工作；
蠕动泵a15的流量应为蒸发-冷凝装置净化水产生速度的1.5～2倍；
液位控制器5的设计或选型应保证供水回路能够较连续的补水，应避免密封容器14内的原料水液面和原料水的温度在补水过程中出现较大的波动，这里原料水的温度波动范围应小于2℃。
系统配套的各种设备在选用时应保证材料与工作介质的相容性，与工质接触的金属材料应选用316L不锈钢等耐腐蚀材料。
系统启动阶段，压力传感器a34控制真空泵37启停，设定值应在10kPa-15kPa范围内选取；系统工作过程中，压力传感器b44与压力传感器a34的差值控制真空泵37启停，设定值应在5kPa～10kPa范围内选取；密封容器14内原料水的加热温度控制值应在45℃～81℃(对应蒸馏压力为10kPa～50kPa)范围内选取。
Claims (7)
1.一种小型蒸汽压缩蒸馏水净化系统，其特征在于：包括换热器组件(4)，换热器组件(4)分别连接蒸发-冷凝装置、供水回路、真空维持回路、净化水输出回路、润滑油循环回路及浓缩液排出回路；
所述蒸发-冷凝装置包括密封容器(14)，密封容器(14)内的上部设有蒸发-冷凝器(13)，蒸发-冷凝器(13)包括若干根竖直设置的蒸发-冷凝管(46)，相邻蒸发-冷凝管(46)的间距相同，每个蒸发-冷凝管(46)的内壁为蒸发壁，每个蒸发-冷凝管(46)的外壁为冷凝壁，蒸发-冷凝管(46)的管内为蒸发室(10)，相邻蒸发-冷凝管(46)之间的空间为冷凝室(12)，冷凝室(12)的上下两端分别设有封盖(47)，冷凝室(12)下端的封盖(47)上开设有排水口，蒸发-冷凝管(46)的上方设有蒸汽压缩机(11)的气体入口，蒸汽压缩机(11)的气体出口接冷凝室(12)，蒸汽压缩机(11)位于蒸发-冷凝器(13)的下方，蒸发-冷凝器(13)的下方还设有循环水泵(8)，循环水泵(8)的入口位于密封容器(14)内原料水的液面以下，循环水泵(8)的出口连接布液器(9)的入口，布液器(9)的出口正对蒸发-冷凝管(46)的上端口，密封容器(14)内原料水的液面以下还分别设有液位控制器(5)、加热器(6)及温度传感器(7)，液位控制器(5)的液体入口与换热器组件(4)连接，液位控制器(5)的液体出口位于密封容器(14)内的底部。
2.根据权利要求1所述的一种小型蒸汽压缩蒸馏水净化系统，其特征在于：所述供水回路包括过滤器a(3),过滤器a(3)的入口连接原料水入口a(1)，过滤器a(3)与原料水入口a(1)之间的管路上设有电磁阀a(2)，过滤器a(3)的出口与换热器组件(4)的原料水入口b(50)连接。
3.根据权利要求2所述的一种小型蒸汽压缩蒸馏水净化系统，其特征在于：所述浓缩液排出回路包括蠕动泵b(27)，蠕动泵b(27)的入口与换热器组件(4)的浓缩液出口连接，蠕动泵b(27)与换热器组件(4)之间的连接的管路上设有电磁阀d(26)，蠕动泵b(27)的出口与废水池连接，蠕动泵b(27)与所述废水池之间的连接管路上设有手动阀c(28)，浓缩液排出回路还连接浓缩液固液分离回路，浓缩液固液分离回路还与供水回路连接。
4.根据权利要求2所述的一种小型蒸汽压缩蒸馏水净化系统，其特征在于：所述净化水输出回路包括蠕动泵a(15)，蠕动泵a(15)的入口与所述换热器组件(4)连接，蠕动泵a(15)的出口与过滤器b(19)的入口连接，蠕动泵a(15)与过滤器b(19)之间的连接管路上依次设有水质监测传感器(16)和电磁阀b(17)，水质监测传感器(16)与电磁阀b(17)之间还设有分支管路a，所述分支管路a与过滤器a(3)的入口连接，所述分支管路a上设有电磁阀c(18)，过滤器b(19)的出口连接净水箱(21)的入口，过滤器b(19)与净水箱(21)之间的连接管路上设有手动阀a(20)，手动阀a(20)与过滤器b(19)之间设有分支管路b，所述分支管路b连接至净水出口(25)，所述分支管路b上设有手动阀b(24)，净水箱(21)内分别设有紫外灭菌灯(22)和液位传感器(23)。
5.根据权利要求1所述的一种小型蒸汽压缩蒸馏水净化系统，其特征在于：所述真空维持回路包括水气分离器(35)，水气分离器(35)的入口与所述换热器组件(4)连接，水气分离器(35)的出口连接真空泵(37)的入口，水气分离器(35)与真空泵(37)之间的连接管路上设有电磁阀f(36)，电磁阀f(36)与真空泵(37)之间设有分支管路c，所述分支管路c连接润滑油循环回路，所述分支管路c上还设置有压力传感器b(44)和电磁阀g(45)，压力传感器b(44)位于电磁阀g(45)的上游。
6.根据权利要求1所述的一种小型蒸汽压缩蒸馏水净化系统，其特征在于：所述润滑油循环回路包括润滑油储罐(38)，润滑油储罐(38)的入口与所述换热器组件(4)连接，润滑油储罐(38)的出口连接蠕动泵c(39)的入口，蠕动泵c(39)的出口连接润滑油过滤器(40)的入口，润滑油过滤器(40)的出口连接所述蒸汽压缩机(11)的润滑油入口，润滑油储罐(38)内还设有液位传感器b(43)，润滑油储罐(38)的底部连接至润滑油排放管路的一端，所述润滑油排放管路的另一端为润滑油排放口(42)，所述润滑油排放管路上还设有手动阀e(41)。
7.根据权利要求3所述的一种小型蒸汽压缩蒸馏水净化系统，其特征在于：所述浓缩液固液分离回路包括固液分离器(30)，固液分离器(30)的入口与所述蠕动泵b(27)的出口连接，固液分离器(30)与所述蠕动泵b(27)之间的连接管路上设有手动阀d(29)，固液分离器(30)的澄清液出口与所述原料水入口a(1)连接，固液分离器(30)与原料水入口a(1)之间的连接管路上设有手动阀e(33)，固液分离器(30)的浓缩液出口连接废液排放口(32)，固液分离器(30)与废液排放口(32)之间的连接管路上设有电磁阀e(31)。
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