CN108379865A - 凝汽源热泵驱动多效热管式蒸馏塔 - Google Patents

凝汽源热泵驱动多效热管式蒸馏塔 Download PDF

Info

Publication number
CN108379865A
CN108379865A CN201710072362.5A CN201710072362A CN108379865A CN 108379865 A CN108379865 A CN 108379865A CN 201710072362 A CN201710072362 A CN 201710072362A CN 108379865 A CN108379865 A CN 108379865A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat
effect
pipe
feed liquid
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710072362.5A
Other languages
English (en)
Inventor
侴雨宏
王娜
Original Assignee
侴雨宏
王娜
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 侴雨宏, 王娜 filed Critical 侴雨宏
Priority to CN201710072362.5A priority Critical patent/CN108379865A/zh
Publication of CN108379865A publication Critical patent/CN108379865A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/04Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping pipe stills
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/08Thin film evaporation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00Multistage treatment of water, waste water, or sewage
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/38Treatment of water, waste water, or sewage by centrifugal separation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/08Seawater, e.g. for desalination
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2301/00General aspects of water treatment
    • C02F2301/08Multistage treatments, e.g. repetition of the same process step under different conditions
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency

Abstract

一种凝汽源热泵驱动多效热管式蒸馏塔:系统集成凝汽源热泵、热管换热器、多效蒸馏工艺,是热泵行业、换热行业、蒸馏行业的跨界产品;通过凝汽源热泵回收末效二次蒸汽凝结潜热,实现冷凝器独立提供首效蒸馏所需热源;通过开放式多级热管叠加,实现逆流换热、单塔多效的蒸馏工艺,以逐效利用二次蒸汽凝结潜热;实现冷凝器、多效热管式蒸馏塔、蒸发器的一体化设计;实现凝汽源热泵驱动的多效热管式蒸馏工艺。

Description

凝汽源热泵驱动多效热管式蒸馏塔 (一)
技术领域 ^
[0001] 本发明涉及一种海水淡化、食品加工、饮料生产、污水处理、净水处理、中水处理、 化工行业、家用水净化、商用水净化、家用电器所使用的凝汽源热泵驱动多效热管式蒸馏 塔。 (二)
背景技术
[0002] 压汽蒸馏装置:海水在蒸发冷凝器的蒸发侧受热而蒸馏出二次蒸汽,被水蒸汽压 缩机压缩以提高压力和温度后,重新输入蒸发冷凝器的冷凝侧,作为加热蒸汽而在凝结成 为淡水的同时回收其凝结潜热,以为其蒸发侧提供海水蒸馏潜热,使得装置的驱动能耗降 至最低;此外,补充海水回收取用淡水和排放浓缩液中的显热,以使装置的热功效率进一步 提闻。
[0003] 该装置的优点如下:(1)回收二次蒸汽凝结潜热以及取用淡水和排放浓缩液的显 热,以实现独立的蒸馏操作,其中水蒸汽压缩机的输入轴功恰好补偿装置热损;(2)装置驱 动电耗为ll-66kW*h/t; (3)产品水质可达饮用标准。
[0004] 但是压汽蒸馏装置的缺点也制约其进一步发展:(1)水蒸汽压缩机的价格极其昂 贵,无油技术较为复杂,从而导致产品可靠性降低、维修困难;(2)装置属于大型化工设备, 因此难以实现小型化、家电化;(3)既无法避免二次蒸汽对水蒸汽压缩机的腐蚀,也无法避 免水蒸汽压缩机对二次蒸汽的腐蚀,特别适合处理腐蚀性溶液,以及制取高标准注射液; ⑷由于水的化学活跃度拐点为6(TC,因此针对腐蚀性溶液或热敏性物料,必须采用6(TC以 下的低温蒸馏工艺,而在真空时由于水蒸汽的密度过低,导致水蒸汽压缩机的吸气排量和 造价成百倍地高于热泵压缩机,使其经济性极差、交货期慢长、维修成本高昂,并且不适合 处理腐蚀性溶液、热敏性物料;(5)无法实现全温度范围、全容量范围的蒸馏工艺。 (三)
发明内容
[0005] 本发明目的是:系统集成凝汽源热杲、热管换热器、多效蒸馏工艺,是热栗行业、换 热行业、蒸馏行业的跨界产品;通过凝汽源热泵回收末效二次蒸汽凝结潜热,实现冷凝器独 立提供首效蒸馏所需热源;通过开放式多级热管叠加,实现逆流换热、单塔多效的蒸馏工 艺,以逐效利用二次蒸汽凝结潜热;实现冷凝器、多效热管式蒸馏塔、蒸发器的一体化设计; 实现热栗驱动的多效热管式蒸馏工艺。
[0006] 按照附图1所示的凝汽源热泵驱动多效热管式蒸馏塔,其由i-蒸发器;2-淡水槽; 2-1-淡水管;3-液位开关;4-膨胀阀;4-1-干燥过滤器;5-压缩机;5-1-驱动设备;5-2-缸套 回热器;5-3-过冷回热器;5-4-油分离器;5-5-油过滤器;5-6-流量开关;5-7-电磁阀;5-8-油冷却器;5-9-手动阀;6-多效热管式蒸馈塔;6_1_料液进口管;6-2-1-首效管内虹吸循环 升膜蒸馏器;6-2-II-二效管内虹吸循环升膜蒸馏器;6-2-III-三效管内虹吸循环升膜蒸馏 器;6_2-IV-四效管内虹吸循环升膜蒸馏器;6_3-圆环分布垂直吸热管簇;6—4-分流腔;6-5 一 圆柱空间虹吸下降通道;6-6-气态热栗工质进口;6-7-液态热泵工质出口;6-8-浓缩液罐; 6-9-浓缩液出口;6-10-预热器;6-11-蒸馏器淡水槽;6-12-不凝气排出口;6-13—料液下降 官;6_14-汽液分离器;7-热栗工质;8-料液;9-料液流量调节阀;10-淡水;11-浓缩液;12-压 力开关;I3-温度开关;14-真空泵;15-淡水回热器;16-淡水泵;17-浓缩液回热器;18-浓缩 液栗;19-料液泵;20-排气阀;21-固液分离机;22-结晶物组成,其特征在于:
[0007]蒸发器1顶部气态热栗工质出口通过管道连接压缩机5、油分离器5-4、底部首效管 内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-1壳程、过冷回热器5-3、干燥过滤器4-1、膨胀阀4、蒸发器1底部 液态热泵工质进口,组成热泵循环回路;
[000S]油分离器5-4底部出油口通过管道连接手动阀5-9、油冷却器5-8润滑油侧、油过滤 器5-5、流量开关5-6、电磁阀5-7、手动阀5-9、压缩机5回油口,组成油冷放热回路;
[0009]多效热管式蒸馏塔6的首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-1的顶部吸热蒸馈表面 与二效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-II的底部放热凝结表面,组成首效热管式蒸馏室I;
[0010] 二效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-II的顶部吸热蒸馏表面与三效管内虹吸循环 升膜蒸镏器e-2-III的底部放热凝结表面,组成二效热管式蒸馏室n;
[0011] 三效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-1II的顶部吸热蒸馏表面与四效管内虹吸循环 升膜蒸馏器6-2-IV的底部放热凝结表面,组成三效热管式蒸馏室m;
[0012] 四效管内虹吸循环升膜蒸馈器6-2-1V的顶部吸热蒸馏表面与蒸发器1的水平换热 管外部放热表面,组成四效热管式蒸馏室IV;
[0013] 各效蒸馏室的蒸馏器淡水槽6_11和淡水槽2的底部,通过淡水管2-1相互连接,组 成淡水收集回路;
[0014] 蒸发器1的底部液态热栗工质进口、水平换热管内侧、顶部气态热泵工质出口,组 成热泵工质的管内取热干式蒸发回路;
[0015]蒸发器1顶部气态热栗工质出口管外表面设置的感温包闭环控制膨胀阀4的开度, 而膨胀阀4的出口通过管道连接蒸发器i的底部液态热栗工质进口,组成热栗工质膨胀控制 回路;
[0016]首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-1壳程的顶部气态热泵工质进口 6-6、中部圆环 分布垂直吸热管簇6-3和圆柱空间虹吸下降通道6-5的外侧、底部液态热栗工质出口 6-7,组 成热栗工质的逆流冷凝放热回路;
[0017]料液进口管6-1伸入四效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-IV的料液蒸馏液面下、四 效管内虹吸循环升膜蒸馏器6_2_IV的料液下降管6-13流经电磁阀5-7后伸入三效管内虹吸 循环升膜蒸馏器6-2-111的料液蒸馏液面下、三效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-111的料液 下降管6-13流经电磁阀5_7后伸入二效管内虹吸循环升膜蒸馈器6-2-11的料液蒸馏液面 下、二效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-II的料液下降管6-13流经电磁阀5-7后伸入首效管 内虹吸循环升膜蒸镏器6_2-1的料液蒸馏液面下,组成料液的多效蒸馏及液封阻汽回路; [0018]管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2管程的下部分流腔6一4、中部圆环分布垂直吸热管簇 6-3和圆柱空间虹吸下降通道6_5的内侧、上部料液蒸馏液面,组成料液的管内虹吸循环升 膜蒸馏回路,其中圆环分布垂直吸热管簇6-3为圆环分布、垂直设置的管簇,其中央设置一 个圆柱空间虹吸下降通道6-5,而管簇内壁的多个圆柱空间设为虹吸上升通道,虹吸下降通 道与虹吸上升通道的流通面积大致相等;
[0019]多效热管式蒸馏塔6的外壳为垂直设置的圆柱面;
[0020] 四效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-IV管程上部内壁设置液位开关3,依据料液液 位信号闭环控制料液流量调节阀9的开度,而料液流量调节阀9的出口通过管道串联连接排 气阀20、料液进口管6-1,组成料液的排气与流量调节回路;
[0021] 其余各效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-1、II、III管程上部内壁设置液位开关3, 依据料液液位信号闭环控制后效料液下降管6-13中电磁阀5_7的开度,组成各效蒸馏器的 料液液位控制回路;
[0022] 每效蒸馈室的上部内壁设置压力开关12和温度开关13各一只;
[0023]真空泵14的进气口通过并联管道连接各效蒸馏室顶部的电磁阀5-7和不凝气排出 口6-12,并由每效蒸馏室上部内壁设置的压力开关12和或温度开关13控制电磁阀5-7的开 度,组成蒸馏室不凝气排出及压力控制回路;
[0024]淡水收集回路的总管连接淡水回热器15的淡水10侧、淡水栗16,组成淡水的取用、 放热回路;
[0025]首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-1的管程底部连接浓缩液罐6-8,其底部浓缩液 出口6-9通过管道连接浓缩液回热器17的浓缩液11侧、浓缩液栗18,组成浓缩液的排放、放 热回路;
[0026]料液泵19的出口通过管道连接分流三通、并联的淡水回热器15和浓缩液回热器17 的料液8侧、汇流三通、过冷回热器5-3的料液8侧、料液流量调节阀9的进口,组成料液回热 回路;
[0027]浓缩液罐6_8的内壁设置预热器6-10,组成浓缩液的启动预热回路。
[0028]浓缩液出口6_9通过管道连接浓缩液回热器I7的浓缩液11侧、浓缩液泵18、固液分 离机21及其结晶物22出口、结晶物22,组成浓缩液与结晶物分离回路;而固液分离机21的浓 缩液11出口则通过管道连接料液栗19的进口三通,组成浓缩液的结晶、分离、混合、循环回 路。
[0029]固液分离机21是螺旋沉降离心机21;或是高速冷冻离心机21;或是碟片式离心机 21;或是管式离心机21;或是倾桥式离心机21;或是篮式离心机21;或是板框式过滤机21;或 是平板过滤机21;或是真空旋转过滤机21。
[0030] 驱动设备5-1是电动机5-1,或是燃气驱动内燃发动机5-1,或是汽油驱动内燃发动 机5_1,或是柴油驱动内燃发动机5-1,或是煤油驱动内燃发动机5-1,或是斯特林外燃发动 机5-1,或是燃气驱动燃气轮发动机5-1,或是煤气驱动燃气轮发动机5-;l。
[0031] 料液泵19的出口通过管道连接分流三通、并联的淡水回热器15和浓缩液回热器17 的料液8侧、汇流三通、驱动设备5-1的缸套回热器5-2的料液8侧、油冷却器5-8的料液8侧、 过冷回热器5-3的料液8侧、料液流量调节阀9的进口,组成料液梯级回热回路。 t0032]料液8是海水8,或是城市中水8,或是城市污水8,或是盐水8,或是酸水8,或是碱水 8,或是有机溶液8,或是无机溶液8,或是工业废水8,或是矿井苦咸水8,或是油田污水8,或 是化工污水8中的一种。
[0033]淡水回热器15是套管式换热器15,或是壳管式换热器15,或是板式换热器15,或是 板翅式换热器15,或是盘管式换热器15,或是螺旋板式换热器15,或是板壳式换热器15的取 用淡水10预热补充料液8的换热器。
[0034]浓缩液回热器17是套管式换热器17,或是壳管式换热器17,或是板式换热器17,或 恐益1/,现疋盘管式换热器1?,或是螺旋板式换热器丨7,或是板壳式换热器17的 排放浓缩液11预热补充料液8的换热器。
[0035]本发明的工作原理结合附图1说明如下: u热泵驱动多效热管式蒸馏塔:多效热管式蒸馏塔6中,首效管内虹吸循环升膜蒸 馏器心2—1^的圆环分布垂直吸热管簇6—3内表面吸收热栗冷凝放热,以把流入料液8蒸馏出 70°C二次蒸汽,经汽液分离器6_14的过滤后,而在二效管内虹吸循环升膜蒸馏器 圆环分布垂直吸热管簇6-3外表面,放热凝结成为淡水并排出,依重力落入其蒸馏器淡水槽 6-11中,该闭蒸馏室构成二次蒸汽为工质的首效开放式热管;
[0037] 一效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-11的圆环分布垂直吸热管簇6_3内表面吸收首 效70 °C二次^汽的凝结潜热,以把流入料液8蒸馏出65r二次蒸汽,经汽液分离器6—14的过 滤后,而在三效管内虹吸循环升膜蒸馏器n的圆环分布垂直吸热管簇6—3外表面,放 热凝结成为淡水并排出,依重力落入其蒸馏器淡水槽^^中,该封闭蒸馏室构成二次蒸汽 为工质的二效开放式热管;
[0038]三效管内虹吸循环升膜蒸馏器6—2—ni的圆环分布垂直吸热管簇6一3内表面吸收 二效65°C二次蒸汽的凝结潜热,以把流入料液8蒸馏出6(rc:次蒸汽,经汽液分离器6_14的 过滤后,而在四效管内虹吸循环升膜蒸馏器6—2-IV的圆环分布垂直吸热管簇6—3外表面,放 热凝结成为淡水并排出,依重力落入其蒸馏器淡水槽6-n中,该封闭蒸馏室构成二次蒸汽 为工质的三效开放式热管;
[0039]四效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-1V的圆环分布垂直吸热管簇6-3内表面吸收三 效60 °C二次蒸汽的凝结潜热,以把流入料液8蒸馈出55。(:二次蒸汽,经汽液分离器6_14的过 滤后,而在蒸发器1的水平换热管外表面,放热凝结成为淡水并排出,依重力落入其淡水槽2 中,并为热泵提供热源,该封闭蒸馏室构成二次蒸汽为工质的四效开放式热管;
[0040] 各效蒸馏室的蒸馏器淡水槽6-11和淡水槽2的底部,通过淡水管2-1相互连接,收 集淡水并排出。
[0041] 2、热泵循环:蒸发器1顶部的低压过热气态热泵工质7被燃气内燃发动机5-1所驱 动的压缩机5压缩成为高压过热气态热泵工质7,再送入首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-I的壳程而冷凝成为高压过冷液态热泵工质7,流经过冷回热器5-3、干燥过滤器4-1,再经膨 胀阀4节流而成为低压两相热泵工质7,重新流入蒸发器1的管内侧以完成热泵循环,同时把 冷凝热量释放给首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-1管程中的料液8,以提供首效蒸馏潜 热。
[0042] 3、热栗工质蒸发:蒸发器1顶部气态热栗工质出口管外表面设置的感温包闭环控 制膨胀阀4的开度,以使低压两相热栗工质7从下至上流经底部液态热栗工质进口、蒸发器1 的水平换热管内侧、顶部气态热泵工质出口,以提取四效蒸馏出二次蒸汽的凝结潜热而干 式蒸发成为低压过热气体。
[0043] 4、热泵工质冷凝放热:高压过热气态热泵工质7从上至下流经首效管内虹吸循环 升膜蒸馏器6-2-1壳程顶部的气态热栗工质进口6-6、中部圆环分布垂直吸热管簇6_3和圆 柱空间虹吸下降通道6-5的外侧、底部液态热栗工质出口 6-7,其中以逆流方式分段释放其 过热显热、冷凝潜热、过冷显热,而凝结成为高压过冷液态热泵工质7。
[0044] 5、缸套放热:驱动设备5-1的缸套循环冷却水及烟气循环冷却水流经缸套回热器 5-2冷却水侧,以释放其显热后降温。
[0045] 6、油冷放热:经油分离器5_4所分离出的压缩机高温润滑油,依据压差流经其底部 出油口、手动阀5-9、油冷却器5-8润滑油侧、油过滤器5-5、流量开关5-6、电磁阀5-7、手动阀 5- 9、压缩机5的回油口,以释放其显热后降温。
[0046] 7、过冷放热:冷凝成为高压过冷的液态热栗工质7,流经液态热栗工质出口 6—7、过 冷回热器5-3热泵工质侧,以释放其显热后降温。
[0047] 8、料液梯级回热:四效管内虹吸循环升膜蒸馏器6_2—IV管程上部内壁设置的液位 开关3,依据料液的液位信号闭环控制料液流量调节阀9的开度,以使由料液泵丨9所驱动的 料液8,先被并联的淡水回热器15和浓缩液回热器17初步回热后,再梯级回收缸套回热器5-2的缸套显热、油冷却器5-8的油冷显热、过冷回热器5-3的过冷显热,以被梯级回热至四效 蒸馏所需温度。
[0048] 9、料液逐效蒸馏、浓缩:梯级回热后的料液8再经排气阀2〇的气液分离,而从料液 进口管6-1流入多效热管式蒸馏塔6的顶部,然后依重力作用从上至下流经四效管内虹吸循 环升膜蒸馏器6-2-IV的圆柱空间虹吸下降通道6-5内侧及其料液下降管6—13和电磁阀5一7、 三效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-III的圆柱空间虹吸下降通道6-5内侧及其料液下降管 6- 13和电磁阀5-7、二效管内虹吸循环升膜蒸馏器6一2-II的圆柱空间虹吸下降通道6-5内侧 及其料液下降管6-13和电磁阀5-7、首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-1的圆柱空间虹吸下 降通道6-5内侧,各效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2管程上部内壁设置的液位开关3,依据料 液的液位信号闭环控制后效料液下降管6-13中电磁阀5-7的开度,以控制各效管内虹吸循 环升膜蒸馏器6-2的液位,实现料液8的逐效下降、升温、蒸镏、浓缩。
[0049] 1 〇、料液的升膜蒸馏:经过上部料液下降管6-13或料液进口管6-1而流入每效圆柱 空间虹吸下降通道6-5内侧的料液8,与该效浓缩液11共同向下沉入分流腔6-4中,然后一部 分通过底部料液下降管6-13和电磁阀5-7继续向下分流至前效圆柱空间虹吸下降通道6-5 内侧或浓缩液罐6-8中,另一部分则向上流入该效圆环分布垂直吸热管簇6-3内侧,以逆流 方式提取前效二次蒸汽凝结放热或热泵工质7的冷凝放热而升膜蒸馏,当比重成倍减小时 即形成驱动强化传热的虹吸循环,并蒸馏出该效二次蒸汽。
[0050] 11、各效蒸馏室的不凝气排出及压力控制:开启真空栗14,并由各效蒸馏室上部内 壁设置的压力开关12和或温度开关13控制不凝气排出口6-12上的电磁阀5-7开度,以在排 出不凝气的同时控制各效蒸馈室压力。
[0051] 12、淡水放热降温:各效蒸馏室的蒸馏器淡水槽6-;l i和淡水槽2中的淡水10由淡水 栗16驱动,流经淡水回热器15的淡水10侧,以在取用淡水1〇的同时,向料液8释放其显热而 降温。
[0052] 13、浓缩液放热降温:从浓缩液出口 6-9流出的浓缩液11再由浓缩液栗18驱动,流 经浓缩液回热器17的浓缩液11侧,以在排放浓缩液11的同时,向料液8释放其显热而降温。 [0053] 14、分离结晶物:向料液8释放其显热而降温至常温的浓缩液11,经固液分离出结 晶物22与浓缩液11,结晶物22则由输送带送至收集池待用。
[0054] 15、循环处理:由固液分离机21所分离出的浓缩液11流经料液栗19的进口三通而 与补充料液8混合,再由料液栗19驱动返回多效热管式蒸馏塔6中循环处理,以实现循环经 济中的零排放。
[0055] 16、启动预热:为了稳定运行多效热管式蒸馈塔6,先启动浓缩液罐6-8内壁设置的 预热器6_1〇,以预热浓缩液11至首效蒸馏温度;再由热泵蒸发器1回收第一轮四效二次蒸汽 的凝结潜热,并由首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-1提供第二轮所需首效蒸馏潜热,^关 闭预热器6-10。
[0056] 因此与现有蒸馏工艺相比较,本发明技术优势如下:
[0057] (1)系统集成凝汽源热泵、热管换热器、多效蒸馏工艺,是热泵行业、换热行业、蒸 馈行业的跨界产品; ' ........
[0058] (2)通过凝汽源热泵回收末效二次蒸汽凝结潜热,实现冷凝器独立提供首效蒸馏 所需热源; ^
[0059] (3)通过开放式多级热管叠加,实现逆流换热、单塔多效的蒸馈工艺,以逐效利用 二次蒸汽凝结潜热; ^
[0060] ⑷实现冷凝器、多效热管式蒸馏塔、蒸发器的一体化设计;
[0061] ⑸实现热泵驱动的多效热管式蒸馏工艺。
[0062]因此与现有压汽蒸馈装置相比较,本发明技术优势如下:系统集成凝汽源热泵、热 管换热器、多效蒸馈工艺,是热泵行业、换热行业、蒸馏行业的跨界产品;通过凝汽源热泵回 收末效二次蒸汽凝结潜热,实现冷凝器独立提供首效蒸馏所需热源;通过开放式多级热管 叠加,实现逆流换热、单塔多效的蒸镏工艺,以逐效利用二次蒸汽凝结潜热;实现冷凝器、多 效热管式蒸馏塔、蒸发器的一体化设计;实现热泵驱动的多效热管式蒸馏工艺。 (四)
附图说明
[0063]附图1为本发明的系统流程图。
[0064]如附图1所示,其中:1-蒸发器;2-淡水槽;2-1-淡水管;3-液位开关;4-膨胀阀;4-1-干燥过滤器;5-压缩机;5-1-驱动设备;5-2-缸套回热器;5-3-过冷回热器;5-4-油分离 器;5-5-油过滤器;5-6-流量开关;5-7-电磁阀;5-8-油冷却器;5-9-手动阀;6-多效热管式 蒸馏塔;6-1-料液进口管;6-2-1-首效管内虹吸循环升膜蒸馏器;6-2-n-二效管内虹吸循 环升膜蒸馏器;6-2-III-三效管内虹吸循环升膜蒸馏器;6-2-IV-四效管内虹吸循环升膜蒸 馈器;6-3-圆环分布垂直吸热管族;6-4-分流腔;6-5-圆柱空间虹吸下降通道;6-6-气态热 栗工质进口;6-7-液态热栗工质出口;6-8-浓缩液罐;6-9-浓缩液出口;6-10-预热器;6-11-蒸馈器淡水槽;6-12-不凝气排出口; 6-13-料液下降管;6-14-汽液分离器;7-热泵工质;8-料液;9-料液流量调节阀;l〇-淡水;11-浓缩液;12-压力开关;13-温度开关;14-真空栗;15-淡水回热器;16-淡水栗;17-浓缩液回热器;18-浓缩液泵;19-料液栗;20-排气阀;21-固液 分离机;22-结晶物组成。 (五)
具体实施方式
[0065]本发明提出的凝汽源热栗驱动多效热管式蒸馏塔实施例如附图1所示,现说明如 下:其由蒸发取热量664kW、水平设置、紫铜管制造的蒸发器l;〇.3m3的淡水槽2;直径10mm/ 壁厚1mm/总长l6〇〇mm的不锈钢管淡水管2-1;高程i〇〇mm的不锈钢液位开关3;接口直径 6〇mm/壁厚1mm的紫铜热力膨胀阀4;接口直径60_/壁厚lmm的紫铜干燥过滤器4_丨;吸气量 600m3/h的压缩机5;输出轴功率1〇9kw的燃气内燃发动机5_1;缸套冷却及烟气回热量⑽研 的缸套回热器5-2;回热量33kW的过冷回热器5-3;回热量9kW的油分离器5-4;接口直径 19mm/壁厚1mm的紫铜油过滤器5-5;接口直径19mm/壁厚1mm的紫铜流量开关5-6;接口直径 19mm/壁厚1mm的紫铜电磁阀5-7;接口直径19mm/壁厚lmm/冷却量9kW的紫铜油冷却器5-8; 接口直径19mm/壁厚1mm的紫铜手动阀5_9;多效热管式蒸馏塔6;直径6〇臟/壁厚2 • 5臟/长度 600mm的不锈钢管料液进口管6-1;直径1200mm/高度12mm/冷凝放热量773kW的首效管内虹 吸循环升膜蒸馏器6-2-1;直径1200mm/高度12mm/冷凝放热量772kW的二效管内虹吸循环升 膜蒸馏器6-2-II;直径1200mm/高度12ram/冷凝放热量771kff的三效管内虹吸循环升膜蒸馏 器6-2-III;直径1200mm/高度12mm/冷凝放热量770kW的四效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-IV;外包直径1200mm/内包直径700mm/高度1000mm/管径19圓的首效圆环分布垂直吸热管簇 6-3;外包直径800mm/内包直径47〇mm/高度1000mm/管径19mm的二效、三效、四效圆环分布垂 直吸热管簇6-3;直径1200mm/高度l2〇mm的首效圆柱形分流腔6-4;直径800mm/高度120mm的 二效、三效、四效圆柱形分流腔6-4;内径680mm/厚度3mm/高度1000mm的首效圆柱空间虹吸 下降通道6-5;内径450mm/厚度3mm/高度1000mm的二效、三效、四效圆柱空间虹吸下降通道 6-5;直径90mm/壁厚1.5mm/长度200mm的紫铜管气态热泵工质进口 6-6 ;直径40mm/壁厚 1.5mra/长度100mm的紫铜管液态热杲工质出口 6-7;容积lm3的浓缩液罐6-8;直径45mm/壁厚 1.5mm/长度150mm的不锈钢管浓缩液出口6-9;电加热功率200kW的预热器6-10;直径800mm/ 高度lOOram的圆柱形蒸馏器淡水槽6-11;接口直径9mm/壁厚0.9mm/长度150圓的紫铜管不凝 气排出口6-12;直径60mm/壁厚2.5mm/长度800mm的不锈钢管料液下降管6-13;圆环状、丝网 式汽液分离器6-14;Rl34a热泵工质7;进口温度2〇。(:、流量11.58t/h、浓度35000ppm的海水 8;接口直径60mm/壁厚2 • 5mm/长度150mm的不锈钢料液流量调节阀9;出口温度25°C、流量 5 • 79t/h、浓度50ppm的淡水10 ;出口温度25°C、流量5 • 79t/h、浓度70000ppm的盐水11; 〇_5bar-2.0bar的压力开关12;0°C-120°C的温度开关13;抽气流量3m3/min的真空泵14;回 热量200kW的套管式淡水回热器IS;流量5.79t/h、扬程5mH20的淡水泵16;回热量200kW的套 管式浓缩液回热器17;流量5 • 79t/h、扬程5mH20的浓缩液栗18;流量11 • 58 t/h、扬程5mH20的 料液泵I9;接口直径60mm/壁厚2.5mm/长度160mm的不锈钢管排气阀20;浓缩液处理流量 5_79t/h的螺旋沉降离心机21;温度25°C、质量浓度85%、流量lt/h的结晶盐22组成。
[0066] 蒸发器1顶部气态热泵工质出口通过管道连接压缩机5、油分离器5-4、底部首效管 内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-1壳程、过冷回热器5-3、干燥过滤器4-1、膨胀阀4、蒸发器1底部 液态热栗工质进口,组成热泵循环回路;
[0067] 油分离器5-4底部出油口通过管道连接手动阀5-9、油冷却器5-8润滑油侧、油过滤 器5-5、流量开关5-6、电磁阀5-7、手动阀5-9、压缩机5回油口,组成油冷放热回路;
[G068]多效热管式蒸馏塔6的首效管内虹吸循环升膜蒸馈器6-2-1的顶部吸热蒸馏表面 与二效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2—n的底部放热凝结表面,组成首效热管式蒸馈室工; [0069]二效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-II的顶部吸热蒸馈表面与三效管内虹吸循环 升膜蒸馏器6-2-III的底部放热凝结表面,组成二效热管式蒸馏室11;
[0070]三效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-111的顶部吸热蒸镏表面与四效管内虹吸循环 升膜蒸馏器6-2-1V的底部放热凝结表面,组成三效热管式蒸馏室III;
[0071]四效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-IV的顶部吸热蒸馏表面与蒸发器1的水平换热 管外部放热表面,组成四效热管式蒸馏室IV; L〇〇72」各效蒸馏室的蒸馏器淡水槽^丨丨和淡水槽2的底部,通过淡水管2-丨相互连接,组 成淡水收集回路;
[0073]蒸发器1的底部液态热栗工质进口、水平换热管内侧、顶部气态热栗工质出口,组 成热栗工质的管内取热干式蒸发回路;
[0074]蒸发器1顶部气态热栗工质出口管外表面设置的感温包闭环控制膨胀阀4的开度, 而膨胀阀4的出口通过管道连接蒸发器丨的底部液态热泵工质进口,组成热栗工质膨胀控制 回路;
[0075] 首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-1壳程的顶部气态热泵工质进口 6-6、中部圆环 分布垂直吸热管簇6-3和圆柱空间虹吸下降通道6—5的外侧、底部液态热栗工质出口 6-7,组 成热泵工质的逆流冷凝放热回路;
[0076] 料液进口管6-1伸入四效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-IV的料液蒸馈液面下、四 效管内虹吸循环升膜蒸馏器6_2_IV的料液下降管6-13流经电磁阀5-7后伸入三效管内虹吸 循环升膜蒸馏器6-2-III的料液蒸馏液面下、三效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-1 n的料液 下降管6-13流经电磁阀5-7后伸入二效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-n的料液蒸馏液面 下、二效管内虹吸循环升膜蒸馈器6-2-II的料液下降管6-13流经电磁阀5-7后伸入首效管 内虹吸循环升膜蒸馏器6_2_1的料液蒸馏液面下,组成料液的多效蒸馏及液封阻汽回路; [0077]管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2管程的下部分流腔6-4、中部圆环分布垂直吸热管簇 6-3和圆柱空间虹吸下降通道6-5的内侧、上部料液蒸馏液面,组成料液的管内虹吸循环升 膜蒸馏回路,其中圆环分布垂直吸热管簇6-3为圆环分布、垂直设置的管簇,其中央设置一 个圆柱空间虹吸下降通道6_5,而管簇内壁的多个圆柱空间设为虹吸上升通道,虹吸下降通 道与虹吸上升通道的流通面积大致相等;
[0078]多效热管式蒸馏塔6的外壳为垂直设置的圆柱面;
[0079]四效管内虹吸循环升膜蒸馏器6_2_IV管程上部内壁设置液位开关3,依据料液液 位信号闭环控制料液流量调节阀9的开度,而料液流量调节阀g的出口通过管道串联连接排 气阀20、料液进口管6-1,组成料液的排气与流量调节回路;
[0080]其余各效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2_1、11、III管程上部内壁设置液位开关3, 依据料液液位信号闭环控制后效料液下降管6-13中电磁阀5_7的开度,组成各效蒸馈器的 料液液位控制回路; m
[0081]每效蒸馏室的上部内壁设置压力开关12和温度开关13各一只;
[0082]真空栗14的进气口通过并联管道连接各效蒸馏室顶部的电磁阀5_7和不凝气排出 口 6-12,并由每效蒸馏室上部内壁设置的压力开关丨2和或温度开关13控制电磁阀5—7的开 度,组成蒸镏室不凝气排出及压力控制回路;
[0083]淡水收集回路的总管连接淡水回热器15的淡水10侧、淡水栗16,组成淡水的取用、 放热回路; '
[0084]首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6_2-1的管程底部连接浓缩液罐6-8,其底部浓缩液 出口 6_9通过管道连接浓缩液回热器17的浓缩液11侧、浓缩液泵18,组成浓缩液的排放、放 热回路; '
[0085]料液栗19的出口通过管道连接分流三通、并联的淡水回热器15和浓缩液回热器以 的料液8侧、汇流三通、驱动设备5-1的缸套回热器5_2的料液8侧、油冷却器5—8的料液8侧、 过冷回热器5-3的料液8侧、料液流量调节阀9的进口,组成料液梯级回热回路。
[0086]浓缩液罐6-S的内壁设置预热器6-10,组成浓缩液的启动预热回路。
[0087]浓缩液出口 6_9通过管道连接浓缩液回热器I?的浓缩液丨丨侧、浓缩液栗18、固液分 离机21及其结晶物22出口、结晶物22,组成浓缩液与结晶物分离回路;而固液分离机21的浓 缩液11出口则通过管道连接料液栗19的进口三通,组成浓缩液的结晶、分离、混合、循环回 路。
[0088]固液分离机21是螺旋沉降离心机21。
[0089]驱动设备5-1是燃气驱动内燃发动机5-1。
[0090] 料液8是海水8。
[0091]淡水回热器I5是套管式换热器15。
[_2]浓缩液回热器17是套管式换热器17。
[_3] 本发明实施例中:
[0094] 1、热栗驱动多效热管式蒸馏塔:多效热管式蒸馏塔6中,首效管内虹吸循环升膜蒸 馏器6-2-1的圆环分布垂直吸热管簇6-3内表面吸收热栗773kW的冷凝放热,以把流入料液8 蒸谐出70 C、流量1 • 16t/h的二次蒸汽,经汽液分离器6_14的过滤后,而在二效管内虹吸循 环升膜蒸馈器6-2-II的圆环分布垂直吸热管簇e-3外表面,放热凝结成为淡水并排出,依重 力落入其蒸馏器淡水槽6-11中,该封闭蒸馏室构成二次蒸汽为工质的首效7(TC、换热量 773kW的开放式热管;
[0095] 二效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-11的圆环分布垂直吸热管簇6-3内表面吸收首 效70°C二次蒸汽772kW的凝结潜热,以把流入料液8蒸馏出65。(:、流量1.16t/h的二次蒸汽, 经汽液分离器6-14的过滤后,而在三效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-III的圆环分布垂直 吸热管簇6-3外表面,放热凝结成为淡水并排出,依重力落入其蒸馏器淡水槽^丨丨中,该封 闭蒸馏室构成二次蒸汽为工质的二效65°C、换热量772kW的开放式热管;
[0096]三效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-1II的圆环分布垂直吸热管簇6-3内表面吸收 二效65°C二次蒸汽771kW的凝结潜热,以把流入料液8蒸馏出6(TC、流量1.16t/h的二次蒸 汽,经汽液分离器6-14的过滤后,而在四效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-IV的圆环分布垂 直吸热管簇6-3外表面,放热凝结成为淡水并排出,依重力落入其蒸馏器淡水槽6-11中,该 封闭蒸馏室构成二次蒸汽为工质的三效6〇°C、换热量771kW的开放式热管;
[0097]四效管内虹吸循环升膜蒸馈器6_2-IV的圆环分布垂直吸热管簇6-3内表面吸收三 效60°C二次蒸汽77〇kW的凝结潜热,以把流入料液8蒸馏出55。(:、流量1.16t/h的二次蒸汽, 经汽液分离器6-14的过滤后,而在蒸发器1的水平换热管外表面,放热凝结成为淡水并排 出,依重力落入其淡水槽2中,并为热泵提供热源,该封闭蒸馏室构成二次蒸汽为工质的四 效55°C、换热量770kW的开放式热管;
[0098]各效蒸馏室的蒸馏器淡水槽6-11和淡水槽2的底部,通过淡水管2-1相互连接,收 集淡水并排出。
[00"] 2、热泵循环:蒸发器1顶部的低压过热气态热泵工质7被输出轴功率109kW的燃气 内燃发动机5_1所驱动的压缩机5压缩成为高压过热气态热泵工质7,再送入首效管内虹吸 循环升膜蒸馏器6-2-1的壳程而冷凝成为高压过冷液态热泵工质7,流经过冷回热器5-3、干 燥过滤器4-1,再经膨胀阀4节流而成为低压两相热泵工质7,重新流入蒸发器1的管内侧以 完成热泵循环,同时把773kW的冷凝热量释放给首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-1管程中 落入温度67°C、流量11.58t/h的料液8,以提供首效蒸馏潜热。
[Q1Q0] 3、热泵工质蒸发:蒸发器1顶部气态热栗工质出口管外表面设置的感温包闭环控 制膨胀阀4的开度,以使低压两相R134a热泵工质7从下至上流经底部液态热栗工质进口、蒸 发器1的水平换热管内侧、顶部气态热泵工质出口,以提取四效蒸馏出二次蒸汽的凝结潜热 而干式蒸发成为低压过热气体。
[°101] 4、热泵工质冷凝放热:高压过热气态热泵工质7从上至下流经首效管内虹吸循环 升膜蒸馏器6-2-1壳程顶部的气态热栗工质进口6-6、中部圆环分布垂直吸热管簇6-3和圆 柱空间虹吸下降通道6-5的外侧、底部液态热栗工质出口 6-7,其中以逆流方式分段释放其 过热显热、冷凝潜热、过冷显热,而凝结成为高压过冷液态热栗工质7。
[0102] 5、缸套放热:驱动设备5-1的缸套循环冷却水及烟气循环冷却水流经缸套回热器 5-2冷却水侧,以释放其显热后降温。
[0103] 6、油冷放热:经油分离器5-4所分离出的压缩机高温润滑油,依据压差流经其底部 出油口、手动阀5-9、油冷却器5-8润滑油侧、油过滤器5-5、流量开关5-6、电磁阀5-7、手动阀 5- 9、压缩机5的回油口,以释放其显热后降温。
[0104] 7、过冷放热:冷凝成为高压过冷的液态热栗工质7,流经液态热栗工质出口 6-7、过 冷回热器5-3热泵工质侧,以释放其显热后降温。
[0105] 8、料液梯级回热:四效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-IV管程上部内壁设置的液位 开关3,依据料液的液位信号闭环控制料液流量调节阀9的开度,以使由料液泵19所驱动进 口温度20°C、流量11 • 58t/h、盐浓度35〇OOppm的料液8,先被并联的淡水回热器15和浓缩液 回热器17初步回热后,再梯级回收缸套回热器5-2的109kW缸套显热、油冷却器5-8的9kW油 冷显热、过冷回热器5-3的33kW过冷显热,以被梯级回热至四效蒸馏所需67°C。
[0106] 9、料液逐效蒸馏、浓缩:梯级回热后的料液8再经排气阀20的气液分离,而从料液 进口管6-1流入多效热管式蒸馏塔6的顶部,然后依重力作用从上至下流经四效管内虹吸循 环升膜蒸馏器6-2-IV的圆柱空间虹吸下降通道6-5内侧及其料液下降管6-13和电磁阀5-7、 三效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-III的圆柱空间虹吸下降通道6-5内侧及其料液下降管 6- 13和电磁阀5-7、二效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-II的圆柱空间虹吸下降通道6-5内侧 及其料液下降管6-13和电磁阀5-7、首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-1的圆柱空间虹吸下 降通道6-5内侧,各效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2管程上部内壁设置的液位开关3,依据料 液的液位信号闭环控制后效料液下降管6-13中电磁阀5-7的开度,以控制各效管内虹吸循 环升膜蒸馏器6-2的液位,实现料液8的逐效下降、升温、蒸馏、浓缩。
[0107] 10、料液的升膜蒸馏:经过上部料液下降管6-13或料液进口管6-1而流入每效圆柱 空间虹吸下降通道6_5内侧的料液8,与该效浓缩液11共同向下沉入分流腔6-4中,然后一部 分通过底部料液下降管6-13和电磁阀5-7继续向下分流至前效圆柱空间虹吸下降通道6-5 内侧或浓缩液罐6_8中,另一部分则向上流入该效圆环分布垂直吸热管簇6-3内侧,以逆流 方式提取773kW的前效二次蒸汽凝结放热或热栗工质7的冷凝放热而升膜蒸馈,当比重成倍 减小时即形成驱动强化传热的虹吸循环,并蒸馏出该效流量1.16t/h的二次蒸汽。
[0108] 11、各效蒸馏室的不凝气排出及压力控制:开启抽气流量3m3/min的真空泵14,并 由各效蒸馏室上部内壁设置的压力开关12和或温度开关13控制不凝气排出口 6-12上的电 磁阀5-7开度,以在排出不凝气的同时控制各效蒸馏室压力。
[0109] 12、淡水放热降温:各效蒸馏室的蒸馏器淡水槽6-11和淡水槽2中温度63°C、盐浓 度50ppm的淡水10由流量5.79t/h的淡水杲16驱动,流经淡水回热器15的淡水10侧,以在取 用淡水10的同时,向料液8释放其显热而降温至25°C。
[0110] 13、浓缩液放热降温:从浓缩液出口 6-9流出温度66 °C、盐浓度70000ppm的浓缩液 11再由流量5.79t/h的浓缩液泵18驱动,流经浓缩液回热器17的浓缩液11侧,以在排放浓缩 液11的同时,向料液8释放其显热而降温至25°C。
[0111] 14、分离结晶物:向料液8释放其显热而降温至25。(:的浓缩液11,经浓缩液处理流 量5.79t/h的螺旋沉降离心机21而固液分离出温度25°C、质量浓度85%、流量lt/h的结晶物 22与温度25°C、质量浓度I5%、流量4.79t/h的浓缩液11,结晶物22则由输送带送至收集池 待用。
[0112] 15、循环处理:由螺旋沉降离心机21所分离出温度25 °C、质量浓度15 %、流量 4 • 79t/h的浓缩液11流经料液泵19的进口三通而与补充料液8混合,再由料液泵丨9驱动返回 多效热管式蒸馈塔6中循环处理,以实现循环经济中的零排放。
[0113] I6、启动预热:为了稳定运行多效热管式蒸馏塔6,先启动浓缩液罐6-8内壁设置的 预热器6-10,以预热浓缩液11至首效蒸馏温度;再由热泵蒸发器丨回收第一轮四效二次蒸汽 的凝结潜热,并由首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-1提供第二轮所需首效兹馏潜执,并关 闭预热器6-10。 “

Claims (8)

1.一种凝汽源热泵驱动多效热管式蒸馏塔,其由蒸发器(1);淡水槽(2);淡水管(2-1); 液位开关(3);膨胀阀(4);干燥过滤器(4-1);压缩机(5);驱动设备(5-1);缸套回热器(5-2);过冷回热器(5-3);油分离器(5-4);油过滤器(5-5);流量开关(5-6);电磁阀(5-7);油冷 却器(5-8);手动阀(5-9);多效热管式蒸馏塔(6);料液进口管(6-1);首效管内虹吸循环升 膜蒸馏器(e-2-I);二效管内虹吸循环升膜蒸馏器(6-2-II);三效管内虹吸循环升膜蒸馏器 (6-2-III);四效管内虹吸循环升膜蒸馏器(6-2-IV);圆环分布垂直吸热管簇(6-3);分流腔 (6 - 4);圆柱空间虹吸下降通道(6-5);气态热泵工质进口(6-6);液态热泵工质出口(6-7); 浓缩液罐(6-8);浓缩液出口(6-9);预热器(6-10);蒸馈器淡水槽(6-11);不凝气排出口(6-12);料液下降管(6-13);汽液分离器(6-14);热栗工质(7);料液(8);料液流量调节阀⑼; 淡水(10);浓缩液(11);压力开关(1¾ ;温度开关(I3);真空栗(14);淡水回热器(15);淡水 栗(16);浓缩液回热器(n);浓缩液泵(18);料液泵(19);排气阀(20);固液分离机(21);结 晶物(22)组成,其特征在于:蒸发器⑴顶部气态热泵工质出口通过管道连接压缩机(5)、油 分离器(5-4)、底部首效管内虹吸循环升膜蒸馏器(6_2-1)壳程、过冷回热器(5-3)、干燥过 滤器(4-1)、膨胀阀(4)、蒸发器(1)底部液态热栗工质进口,组成热栗循环回路;油分离器 (5-4)底部出油口通过管道连接手动阀(5-9)、油冷却器(5-8)润滑油侧、油过滤器(5-5)、流 量开关(5-6)、电磁阀(5-7)、手动阀(5-9)、压缩机⑸回油口,组成油冷放热回路;多效热管 式蒸馏塔(6)的首效管内虹吸循环升膜蒸馏器(6-2-1)的顶部吸热蒸馏表面与二效管内虹 吸循环升膜蒸馏器(6_2_I I)的底部放热凝结表面,组成首效热管式蒸馏室1;二效管内虹吸 循环升膜蒸镏器(6-2-II)的顶部吸热蒸馏表面与三效管内虹吸循环升膜蒸馏器(6—2—m) 的底部放热凝结表面,组成二效热管式蒸馏室II;三效管内虹吸循环升膜蒸馏器(6-2-III) 的顶部吸热蒸馏表面与四效管内虹吸循环升膜蒸馏器(6-2-IV)的底部放热凝结表面,组成 三效热管式蒸馏室III;四效管内虹吸循环升膜蒸馏器(6-2-IV)的顶部吸热蒸馏表面与蒸 发器(1)的水平换热管外部放热表面,组成四效热管式蒸馏室IV;各效蒸馏室的蒸馏器淡水 槽(e-ii)和淡水槽⑵的底部,通过淡水管(2-1)相互连接,组成淡水收集回路;蒸发器(1) 的底部液态热泵工质进口、水平换热管内侧、顶部气态热泵工质出口,组成热泵工质的管内 取热千式蒸发回路;蒸发器(1)顶部气态热泵工质出口管外表面设置的感温包闭环控制膨 胀阀⑷的开度,而膨胀阀⑷的出口通过管道连接蒸发器⑴的底部液态热泵工质进口,组 成热栗工质膨胀控制回路;首效管内虹吸循环升膜蒸馏器㊉-^^壳程的顶部气态热栗工 质进口(6-6)、中部圆环分布垂直吸热管簇(6—3)和圆柱空间虹吸下降通道(6_5)的外侧、底 部液态热栗工质出口(6_7),组成热泵工质的逆流冷凝放热回路;料液进口管(60伸入四 效管内虹吸循环升膜蒸馏器2-IV)的料液蒸馏液面下、四效管内虹吸循环升膜蒸馏器 (6-2-IV)的料液下降管(6_巧)流经电磁阀(5_7)后伸入三效管内虹吸循环升膜蒸馏器(6一 2-III)的料液蒸馏液面下、三效管内虹吸循环升膜蒸馏器(6_2_m)的料液下降管(6_13) 流经电磁阀(5-7)后伸入二效管内虹吸循环升膜蒸馏器(6一2-^)的料液蒸馏液面下、二效 管内虹吸循环升膜蒸馈器(6-2-II)的料液下降管(6一13)流经电磁阀(5一7)后伸入首效管内 虹吸循环升膜蒸馏器(6-2-1)的料液蒸馏液面下,组成料液的多效蒸馏及液封阻汽回路;管 内虹吸循环升膜蒸馏器(6_2)管程的下部分流腔(6_4)、中部圆环分布垂直吸热管簇(6二3) 和圆柱空间虹吸下降通道(6-5)的内侧、上部料液蒸馏液面,组成料液的管内虹吸循环升膜 蒸馏回路,其中圆环分布垂直吸热管簇(6—3)为圆环分布、垂直设置的管簇,其中央设置一 个圆柱空间虹吸下降通道(6_5),而管簇内壁的多个圆柱空间设为虹吸上升通道,虹吸下降 通道与虹吸上升通道的流通面积大致相等;多效热管式蒸馏塔(6)的外壳为垂直设置的圆 柱四效管内虹吸,环升膜蒸馏器(6-2-IV)管程上部内壁设置液位开关,依据料液液 位信号闭环控制料液流量调节阀⑼的开度,而料液流量调节阀⑼的出口通过管道串联连 接排气阀(20)、料液进口管(6-1),组成料液的排气与流量调节回路;其余各效管内虹吸循 环升膜蒸馈器(6-2-1、II、III)管程上部内壁设置液位开关(3),依据料液液位信号闭环控 制后效料液下降管(6-1¾中电磁阀(5_7)的开度,组成各效蒸馏器的料液液位控制回路;每 效蒸馏室的上部内壁设置压力开关(12)和温度开关(13)各一只;真空栗(丨4)的进气口通过 并联管道连接各效蒸馏室顶部的电磁阀(5-7)和不凝气排出口(6_12),并由每效蒸馏室上 部内壁设置的压力开关(1¾控制电磁阀(5-7)的开度,组成蒸馏室不凝气排出及压力控制 回路;淡水收集回路的总管连接淡水回热器(15)的淡水(1〇)侧、淡水泵(16),组成淡水的取 用、放热回路;首效管内虹吸循环升膜蒸馏器(6-2-1)的管程底部连接浓缩液罐(6_8),其底 部浓缩液出口(6_9)通过管道连接浓缩液回热器(I7)的浓缩液(u)侧、浓缩液泵(18),组成 浓缩液的排放、放热回路;料液泵(19)的出口通过管道连接分流三通、并联的淡水回热器 (15)和浓缩液回热器(17)的料液⑻侧、汇流三通、过冷回热器(5一3)的料液⑻侧、料液流 量调节阀(9)的进口,组成料液回热回路;浓缩液罐(6-8)的内壁设置预热器(6-10),组成浓 缩液的启动预热回路。 ^ ^
2.按照权利要求1所述的凝汽源热栗驱动多效热管式蒸馏塔,其特征在于:浓缩液出口 (6_9)通过管道连接浓缩液回热器(17)的浓缩液(11)侧、浓缩液栗(18)、固液分离机(21)及 其结晶物(22)出口、结晶物(22),组成浓缩液与结晶物分离回路;而固液分离机(21)的浓缩 液(11)出口则通过管道连接料液栗(I9)的进口三通,组成浓缩液的结晶、分离、混合、循环 回路。
3.按照权利要求1所述的凝汽源热泵驱动多效热管式蒸馏塔,其特征在于:固液分离机 (21)是螺旋沉降离心机(21);或是高速冷冻离心机(21);或是碟片式离心机(21);或是管式 离心机(21);或是倾桥式离心机(21);或是篮式离心机(21);或是板框式过滤机(21);或是 平板过滤机(21);或是真空旋转过滤机(21)。
4.按照权利要求1所述的凝汽源热泵驱动多效热管式蒸馏塔,其特征在于:驱动设备 (5-1)是电动机(f5-l),或是燃气驱动内燃发动机(5_1),或是汽油驱动内燃发动机(5-1),或 是柴油驱动内燃发动机(5_1),或是煤油驱动内燃发动机(5-1),或是斯特林外燃发动机(5-1),或是燃气驱动燃气轮发动机(5-1),或是煤气驱动燃气轮发动机(5-1)。
5. 按照权利要求1所述的凝汽源热泵驱动多效热管式蒸馏塔,其特征在于:料液栗(19) 的出口通过管道连接分流三通、并联的淡水回热器(15)和浓缩液回热器(17)的料液(8)侧、 汇流三通、驱动设备(5-1)的缸套回热器(5-2)的料液(8)侧、油冷却器(5-8)的料液(8)侧、 过冷回热器(5-3)的料液⑻侧、料液流量调节阀⑼的进口,组成料液梯级回热回路。
6. 按照权利要求1所述的凝汽源热泵驱动多效热管式蒸馏塔,其特征在于:料液(8)是 海水(8),或是城市中水(8),或是城市污水(8),或是盐水(8),或是酸水(8),或是碱水(8), 或是有机溶液⑻,或是无机溶液⑻,或是工业废水(8),或是矿井苦咸水(8),或是油田污 水(8),或是化工污水⑻中的一种。
7. 按照权利要求1所述的凝汽源热栗驱动多效热管式蒸馏塔,其特征在于:淡水回热器 (15)是套管式换热器(15),或是壳管式换热器(15),或是板式换热器(15),或是板翅式换热 器(15),或是盘管式换热器(15),或是螺旋板式换热器(15),或是板壳式换热器(15)的取用 淡水(10)预热补充料液⑻的换热器。
8.按照权利要求1所述的凝汽源热栗驱动多效热管式蒸馏塔,其特征在于:浓缩液回热 器(17)是套管式换热器(17),或是壳管式换热器(17),或是板式换热器(17),或是板翅式换 热器(17),或是盘管式换热器(17),或是螺旋板式换热器(17),或是板壳式换热器(17)的排 放浓缩液(11)预热补充料液(8)的换热器。
CN201710072362.5A 2017-02-03 2017-02-03 凝汽源热泵驱动多效热管式蒸馏塔 Pending CN108379865A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710072362.5A CN108379865A (zh) 2017-02-03 2017-02-03 凝汽源热泵驱动多效热管式蒸馏塔

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710072362.5A CN108379865A (zh) 2017-02-03 2017-02-03 凝汽源热泵驱动多效热管式蒸馏塔

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108379865A true CN108379865A (zh) 2018-08-10

Family

ID=63075974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710072362.5A Pending CN108379865A (zh) 2017-02-03 2017-02-03 凝汽源热泵驱动多效热管式蒸馏塔

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108379865A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109107206A (zh) * 2018-08-14 2019-01-01 青岛大学 一种基于热泵的连续式进液多效真空浓缩方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140290247A1 (en) * 2013-03-28 2014-10-02 Hitachi, Ltd. Integrative System of Concentrating Solar Power Plant and Desalineation Plant
CN105920863A (zh) * 2016-06-16 2016-09-07 侴乔力 虹吸循环逆流回热压汽蒸馏装置
CN106178572A (zh) * 2016-08-21 2016-12-07 侴乔力 凝汽源热泵回热驱动多效蒸馏工艺
CN106256767A (zh) * 2016-08-28 2016-12-28 侴乔力 凝汽源热泵回热驱动单效蒸馏装置
CN106335954A (zh) * 2016-09-11 2017-01-18 侴乔力 凝汽源热泵全热回收独立驱动多效蒸馏工艺
CN106348372A (zh) * 2016-09-22 2017-01-25 侴乔力 凝汽源热泵回热独立驱动多级闪蒸工艺
CN207203509U (zh) * 2017-02-03 2018-04-10 侴雨宏 凝汽源热泵驱动多效热管式蒸馏塔

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140290247A1 (en) * 2013-03-28 2014-10-02 Hitachi, Ltd. Integrative System of Concentrating Solar Power Plant and Desalineation Plant
CN105920863A (zh) * 2016-06-16 2016-09-07 侴乔力 虹吸循环逆流回热压汽蒸馏装置
CN106178572A (zh) * 2016-08-21 2016-12-07 侴乔力 凝汽源热泵回热驱动多效蒸馏工艺
CN106256767A (zh) * 2016-08-28 2016-12-28 侴乔力 凝汽源热泵回热驱动单效蒸馏装置
CN106335954A (zh) * 2016-09-11 2017-01-18 侴乔力 凝汽源热泵全热回收独立驱动多效蒸馏工艺
CN106348372A (zh) * 2016-09-22 2017-01-25 侴乔力 凝汽源热泵回热独立驱动多级闪蒸工艺
CN207203509U (zh) * 2017-02-03 2018-04-10 侴雨宏 凝汽源热泵驱动多效热管式蒸馏塔

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109107206A (zh) * 2018-08-14 2019-01-01 青岛大学 一种基于热泵的连续式进液多效真空浓缩方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104707350B (zh) 一种蒸汽驱动的超重力场强化蒸发系统
CN106938178A (zh) 基于蒸汽压缩的多效板式膜蒸馏海水淡化系统
CN206890490U (zh) 梯级回热型凝汽源热泵驱动蒸汽锅炉
CN106924985A (zh) 凝汽源热泵驱动多效蒸馏工艺
CN106582054A (zh) 凝汽源热泵驱动多效横管降膜蒸馏塔
CN207203509U (zh) 凝汽源热泵驱动多效热管式蒸馏塔
CN106348372A (zh) 凝汽源热泵回热独立驱动多级闪蒸工艺
CN206995904U (zh) 凝汽源热泵驱动多效横管降膜蒸馏塔
CN108379865A (zh) 凝汽源热泵驱动多效热管式蒸馏塔
CN110422899A (zh) 一种热泵闪蒸蒸发浓缩系统
CN106256767A (zh) 凝汽源热泵回热驱动单效蒸馏装置
CN104761090B (zh) 废水零排放多效机械压缩组合蒸发装置及工艺
CN206156786U (zh) 凝汽源热泵回热驱动单效蒸馏装置
CN102584524A (zh) 一种酒精回收塔
CN108159717A (zh) 内旋加热循环蒸发器及其处理含盐废水的系统
CN205710266U (zh) 电镀废水处理装置
CN206881157U (zh) 凝汽源热泵驱动多效蒸馏溶液结晶净化装置
CN206881178U (zh) 凝汽源热泵驱动多效蒸馏装置
CN106178572A (zh) 凝汽源热泵回热驱动多效蒸馏工艺
CN106730962A (zh) 凝汽源热泵过冷回热驱动单效蒸馏器
CN207187144U (zh) 凝汽源热泵过冷回热驱动单效蒸馏器
CN105920863A (zh) 虹吸循环逆流回热压汽蒸馏装置
CN203781963U (zh) 废水零排放多效机械压缩组合蒸发装置
CN206359270U (zh) 凝汽源热泵回热独立驱动多级闪蒸装置
CN106196718A (zh) 吸收式热泵系统及其循环方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180810

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication