CN110407272A - 一种热压多效蒸馏水机及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种热压多效蒸馏水机，包括有工业蒸汽供应系统，其特征在于，还包括不凝气体与浓缩水换热器，冷凝水换热器，预热器、冷凝器与多个喷雾式蒸发器；原料水管路依次连接至不凝气体与浓缩水换热器壳程、冷凝水换热器壳程、预热器壳程、冷凝器管程，之后通过高压泵并联接入多个喷雾式蒸发器；预热器的管程连接有工业蒸汽供应系统，并将冷凝水管道连接至不凝气体与浓缩水换热器管程；本发明的热压多效蒸馏水机，通过使用喷雾式蒸发器提高换热效率，并通过使用高压泵，增加了清洁能源电的利用，减少工业蒸汽的用量，并通过浓缩水、工业蒸气冷凝水、不凝气体、产品蒸馏水热量回收与原料水预热的措施，达到了节约能耗的目的。
Description
技术领域
本发明涉及医疗设备技术领域，具体属于一种热压多效蒸馏水机及其工作方法。
背景技术
现有技术中的多效蒸馏水机主要包括列管降膜多效蒸馏水机、升膜多效蒸馏水机，降升膜多效蒸馏水机，升降膜多效蒸馏水机，以上各种蒸馏水机采用的是降膜蒸发器、升膜蒸发器、或升降膜组合蒸发器、降升膜组合蒸发器，在工作时，通过多级泵将水输送到蒸发器内自然布水，依靠工业蒸汽换热来制取蒸馏水。而多级泵的输送控制都是通过PID调节阀门开度，并设有旁通返回进水管路内保证进水量。目前应用的多效蒸馏水机，还普遍存在换热效率低，体积大的缺陷。
发明内容
本发明提供了一种热压多效蒸馏水机，以达到提高传热效率，并减小蒸发器体积，同时减小散热面积，以降低能耗，适用于更多场合的目的。
同时，本发明还提供了上述热压多效蒸馏水机的工作方法。
一种热压多效蒸馏水机，包括有工业蒸汽供应系统，其特征在于，还包括不凝气体与浓缩水换热器，冷凝水换热器，预热器、冷凝器与多个喷雾式蒸发器；原料水管路依次连接至不凝气体与浓缩水换热器壳程、冷凝水换热器壳程、预热器壳程、冷凝器管程，之后通过高压泵并联接入多个喷雾式蒸发器；预热器的管程连接有工业蒸汽供应系统，并将冷凝水管道连接至不凝气体与浓缩水换热器管程；所述的喷雾式蒸发器分为第一喷雾式蒸发器、中间喷雾式蒸发器与倒数第一喷雾式蒸发器；
所述的喷雾式蒸发器，包括有壳体，在壳体内，由上至下设置为汽水分离段，喷雾布水蒸发段、列管蒸发段以及集水箱；
所述的汽水分离段中，在壳体内设置有螺旋分离器，并自螺旋分离器向壳体外连接纯蒸汽出口管道，在第一喷雾式蒸发器上，自螺旋分离器向壳体外还连接有不凝气体出口管道，在螺旋分离器的下端，设置有浓缩水排放口；所述的不凝气体出口管道连接至不凝气体与浓缩水换热器管程；所有喷雾式蒸发器浓缩水排放口管道连接至不凝气体与浓缩水换热器管程；
所述的喷雾布水蒸发段中，在壳体内设置有喷雾储水箱，原料水管自高压泵接入喷雾储水箱，在喷雾储水箱上连接有雾化喷嘴；壳体外套设有外部蒸汽腔体，外部蒸汽腔体连接至列管蒸发段；所述的第一喷雾式蒸发器的外部蒸汽腔体连接工业蒸汽供应系统，第一喷雾式蒸发器的纯蒸汽出口管道连接至下一效喷雾式蒸发器的外部蒸汽腔体，倒数第一喷雾式蒸发器的纯蒸汽出口连接至冷凝器的壳程；
所述的列管蒸发段中，设置有列管蒸发器本体，外部蒸汽腔体管道连接至列管蒸发器的壳程入口，第一喷雾式蒸发器的列管蒸发器壳程出口连接至冷凝水换热器管程；中间喷雾式蒸发器中，上一效喷雾式蒸发器的列管蒸发器的壳程出口管道连接至下一效喷雾式蒸发器的列管蒸发器壳程；倒数第一喷雾式蒸发器的列管蒸发器壳程出口管道连接至冷凝器的壳程；
所述的集水箱处于壳体的最下端，在集水箱的下端开设有排液口，排液口管道连接至不凝气体与浓缩水换热器管程；
进一步的，所述的第一列管蒸发器的壳程出口与冷凝水换热器连接管路上、预热器的管程出口与不凝气体与浓缩水换热器连接管路上，分别设置有疏水器。
进一步的，所述的喷雾式蒸发器还包括有液位控制管路；所述的液位控制管路的一端连接在列管蒸发器的上端壳体内，另一端连接在排液口的管道上；液位控制管路呈水平管路与竖直管路相互连接，且在竖直管路中设置有液位传感器，并在排液口连接管路上设置有气动阀门。
上述热压多效蒸馏水机的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：
原料水自管路依次通至不凝气体与浓缩水换热器壳程、冷凝水换热器壳程、预热器壳程、冷凝器管程，之后通过高压泵并联接入多个喷雾式蒸发器；
在不凝气体与浓缩水换热器中，自第一喷雾式蒸发器的不凝气体出口出来的不凝气体、所有喷雾式蒸发器出来的浓缩水、所有喷雾式蒸发器排液口出来的原料水与换热器管程内的冷凝水接入不凝气体与浓缩水换热器管程，与壳程内的原料水进行热交换，使原料水升温；
在冷凝水换热器中，自第一喷雾式蒸发器的列管蒸发器壳程出口出来的冷凝水接入冷凝水换热器管程，与壳程内的原料水进行热交换，使原料水升温；
在预热器中，管程内通入工业蒸汽，使壳程内的原料水升温；
在冷凝器中，倒数第一喷雾式蒸发器出来的纯蒸汽与蒸馏水接入冷凝器壳程，与管程内的原料水热交换，使原料水升温；
在喷雾式蒸发器中，原料水通过喷雾储水箱将水以雾状均匀的喷洒在喷雾蒸发段的壳体内壁上和列管蒸发器的顶部，外部蒸汽腔体内的蒸汽与水雾进行热交换，产生的蒸汽向上运动，通过螺旋分离器后制取的纯蒸汽通过纯蒸汽出口管道排出，上一效喷雾式蒸发器的纯蒸汽作为下一效喷雾式蒸发器的外部蒸汽热源，倒数第一喷雾式蒸发器的纯蒸汽通入冷凝器的壳程；其中，第一喷雾式蒸发器通过螺旋分离器后，还排出有不凝气体，并将不凝气体通入不凝气体与浓缩水换热器管程；没有蒸发完的原料水水通过列管蒸发器的管程流到集水箱内；第一喷雾式蒸发器的外部蒸汽腔体内的工业蒸汽在热交换后，通过管道通至列管蒸发器的壳程，并再次与管程内的原料水进行热交换，之后通过壳程出口排出至冷凝水换热器的管程；中间喷雾式蒸发器与倒数第一喷雾式蒸发器的外部蒸汽腔体内的通入上一效喷雾式蒸发器的纯蒸汽，在热交换后，蒸馏水通过管道通至列管蒸发器的壳程，并再次与管程内的原料水进行热交换，之后通过壳程出口排出至下一效列管蒸发器的壳程中，直至倒数第一喷雾式蒸发器的壳程中的蒸馏水通至冷凝器的壳程，之后排出利用。
本发明的有益效果:
本发明的热压多效蒸馏水机，通过使用喷雾式蒸发器提高换热效率，并通过使用高压泵，增加了清洁能源电的利用，减少工业蒸汽的用量，并通过浓缩水、工业蒸气冷凝水、不凝气体、产品蒸馏水热量回收与原料水预热的措施，达到了节约能耗的目的。
本发明中的喷雾式蒸发器，布水方式为喷雾式布水方式，并将喷雾蒸发与降膜蒸发和升膜蒸发相结合：雾状布水喷洒在喷雾蒸发段的壳体内壁上和列管蒸发器上部，喷洒在内筒体内壁上为喷雾蒸发，喷洒在列管蒸发器顶部向下雾状布水为降膜蒸发方式；在集水箱中原料水位到达列管蒸发器内时，转变为升膜蒸发方式；通过高压喷雾的形式布水和螺旋分离方式得到的纯蒸汽品质更好，同时能够提高换热效率，减小蒸发器的体积，并减少散热面积，降低能耗，具有非常好的市场前景。
附图说明
图1为本发明中实施例1的流程图；
图2为本发明中实施例1的结构示意图；
图3为本发明中实施例1中喷雾式蒸发器结构示意图；
图4为本发明中实施例2中喷雾式蒸发器结构示意图。
图中：1、工业蒸汽供应系统；2、不凝气体与浓缩水换热器；3、冷凝水换热器；4、预热器；5、冷凝器；6、原料水管路；7、高压泵；8c、第一喷雾式蒸发器；8b、中间喷雾式蒸发器；8c、倒数第一喷雾式蒸发器；9、疏水器；8.1、纯蒸汽出口；8.2、不凝气体出口；8.3、螺旋分离器；8.4、喷雾储水箱；8.5、排液口；8.6、外部蒸汽腔体；8.7、外部蒸汽腔体管道；8.8、列管蒸发器；8.9、集水箱；8.10、液位传感器；8.11、气动阀门；8.12、浓缩水排放口。
具体实施方式
实施例1
一种热压多效蒸馏水机，包括有工业蒸汽供应系统1，其特征在于，还包括不凝气体与浓缩水换热器2，冷凝水换热器3，预热器4、冷凝器5与多个喷雾式蒸发器；原料水管路6依次连接至不凝气体与浓缩水换热器2壳程、冷凝水换热器3壳程、预热器4壳程、冷凝器5管程，之后通过高压泵7并联接入多个喷雾式蒸发器；预热器8的管程连接有工业蒸汽供应系统1，并将冷凝水管道连接至不凝气体与浓缩水换热器2管程；所述的喷雾式蒸发器分为第一喷雾式蒸发器8a、中间喷雾式蒸发器8b与倒数第一喷雾式蒸发器8c；以热压多效蒸馏水机为六效为例：
所述的喷雾式蒸发器，包括有壳体，在壳体内，由上至下设置为汽水分离段，喷雾布水蒸发段、列管蒸发段以及集水箱；
所述的汽水分离段中，在壳体内设置有8.3螺旋分离器，并自螺旋分离器8.3向壳体外连接纯蒸汽出口8.1管道，在第一喷雾式蒸发器8a上，自螺旋分离器8.3向壳体外还连接有不凝气体出口8.2管道，在螺旋分离器8.3的下端包括有挡板，并设置有浓缩水排放口8.12，分离下来的水从浓缩水出口排出；所述的不凝气体出口8.2管道连接至不凝气体与浓缩水换热器2管程；所有喷雾式蒸发器浓缩水排放口8.12管道连接至不凝气体与浓缩水换热器2管程；
所述的喷雾布水蒸发段中，在壳体内设置有喷雾储水箱8.4，原料水管自高压泵7接入喷雾储水箱8.4，在喷雾储水箱8.4上连接有雾化喷嘴；壳体外套设有外部蒸汽腔体8.6，外部蒸汽腔体8.6连接至列管蒸发段；所述的第一喷雾式蒸发器8a的外部蒸汽腔体连接工业蒸汽供应系统1，第一喷雾式蒸发器8a的纯蒸汽出口8.1管道连接至下一效喷雾式蒸发器的外部蒸汽腔体8.6，倒数第一喷雾式蒸发器的纯蒸汽出口8.1连接至冷凝器5的壳程；
所述的列管蒸发段中，设置有列管蒸发器8.8本体，外部蒸汽腔体管道8.7连接至列管蒸发器8的壳程入口，第一喷雾式蒸发器8a的列管蒸发器壳程出口连接至冷凝水换热器3管程；中间喷雾式蒸发器8b中，上一效喷雾式蒸发器的列管蒸发器8.8的壳程出口管道连接至下一效喷雾式蒸发器的列管蒸发器8.8壳程；倒数第一喷雾式蒸发器8c的列管蒸发器8.8壳程出口管道连接至冷凝器5的壳程；
所述的集水箱8.9处于壳体的最下端，在集水箱8.9的下端开设有排液口8.5，排液口8.5管道连接至不凝气体与浓缩水换热器2管程；
所述的第一喷雾式蒸发器8a的列管蒸发器8.8的壳程出口与冷凝水换热器3连接管路上、预热器4的管程出口与不凝气体与浓缩水换热器2连接管路上，分别设置有疏水器9。
实施例2
在实施例1结构的基础上，本实施例中，所述的喷雾式蒸发器还包括有液位控制管路；所述的液位控制管路的一端连接在列管蒸发器8.8的上端壳体内，另一端连接在排液口8.5的管道上；液位控制管路呈水平管路与竖直管路相互连接，且在竖直管路中设置有液位传感器8.10，并在排液口连接管路上设置有气动阀门8.11。
实施例3
上述热压多效蒸馏水机的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：
原料水自管路依次通至不凝气体与浓缩水换热器2壳程、冷凝水换热器3壳程、预热器4壳程、冷凝器5管程，之后通过高压泵7并联接入多个喷雾式蒸发器；
在不凝气体与浓缩水换热器2中，自第一喷雾式蒸发器8a的不凝气体出口8.2出来的不凝气体、所有喷雾式蒸发器出来的浓缩水、所有喷雾式蒸发器排液口8.5出来的原料水与换热器4管程内的冷凝水接入不凝气体与浓缩水换热器2管程，与壳程内的原料水进行热交换，使原料水升温；
在冷凝水换热器3中，自第一喷雾式蒸发器8a的列管蒸发器8.8壳程出口出来的冷凝水接入冷凝水换热器3管程，与壳程内的原料水进行热交换，使原料水升温；
在预热器4中，管程内通入工业蒸汽，使壳程内的原料水升温；
在冷凝器5中，倒数第一喷雾式蒸发器8c出来的纯蒸汽与蒸馏水接入冷凝器5壳程，与管程内的原料水热交换，使原料水升温；
在喷雾式蒸发器中，原料水通过喷雾储水箱8.4将水以雾状均匀的喷洒在喷雾蒸发段的壳体内壁上和列管蒸发器8.8的顶部，外部蒸汽腔体8.6内的蒸汽与水雾进行热交换，产生的蒸汽向上运动，通过螺旋分离器8.3后制取的纯蒸汽通过纯蒸汽出口8.1管道排出，上一效喷雾式蒸发器的纯蒸汽作为下一效喷雾式蒸发器的外部蒸汽热源，倒数第一喷雾式蒸发器8c的纯蒸汽通入冷凝器5的壳程；其中，第一喷雾式蒸发器8a通过螺旋分离器8.3后，还排出有不凝气体，并将不凝气体通入不凝气体与浓缩水换热器2管程；没有蒸发完的原料水水通过列管蒸发器8.8的管程流到集水箱8.9内；第一喷雾式蒸发器8a的外部蒸汽腔体8.6内的工业蒸汽在热交换后，通过管道通至列管蒸发器8.8的壳程，并再次与管程内的原料水进行热交换，之后通过壳程出口排出至冷凝水换热器3的管程；中间喷雾式蒸发器8b与倒数第一喷雾式蒸发器8c的外部蒸汽腔体8.6内通入上一效喷雾式蒸发器的纯蒸汽，在热交换后，蒸馏水通过管道通至列管蒸发器8.8的壳程，并再次与管程内的原料水进行热交换，之后通过壳程出口排出至下一效列管蒸发器8.8的壳程中，直至倒数第一喷雾式蒸发器8c的壳程中的蒸馏水通至冷凝器5的壳程，之后排出利用。
Claims (4)
1.一种热压多效蒸馏水机，包括有工业蒸汽供应系统，其特征在于，还包括不凝气体与浓缩水换热器，冷凝水换热器，预热器、冷凝器与多个喷雾式蒸发器；原料水管路依次连接至不凝气体与浓缩水换热器壳程、冷凝水换热器壳程、预热器壳程、冷凝器管程，之后通过高压泵并联接入多个喷雾式蒸发器；预热器的管程连接有工业蒸汽供应系统，并将冷凝水管道连接至不凝气体与浓缩水换热器管程；所述的喷雾式蒸发器分为第一喷雾式蒸发器、中间喷雾式蒸发器与倒数第一喷雾式蒸发器；
所述的喷雾式蒸发器，包括有壳体，在壳体内，由上至下设置为汽水分离段，喷雾布水蒸发段、列管蒸发段以及集水箱；
所述的汽水分离段中，在壳体内设置有螺旋分离器，并自螺旋分离器向壳体外连接纯蒸汽出口管道，在第一喷雾式蒸发器上，自螺旋分离器向壳体外还连接有不凝气体出口管道，在螺旋分离器的下端，设置有浓缩水排放口；所述的不凝气体出口管道连接至不凝气体与浓缩水换热器管程；所有喷雾式蒸发器浓缩水排放口管道连接至不凝气体与浓缩水换热器管程；
所述的喷雾布水蒸发段中，在壳体内设置有喷雾储水箱，原料水管自高压泵接入喷雾储水箱，在喷雾储水箱上连接有雾化喷嘴；壳体外套设有外部蒸汽腔体，外部蒸汽腔体连接至列管蒸发段；所述的第一喷雾式蒸发器的外部蒸汽腔体连接工业蒸汽供应系统，第一喷雾式蒸发器的纯蒸汽出口管道连接至下一效喷雾式蒸发器的外部蒸汽腔体，倒数第一喷雾式蒸发器的纯蒸汽出口连接至冷凝器的壳程；
所述的列管蒸发段中，设置有列管蒸发器本体，外部蒸汽腔体管道连接至列管蒸发器的壳程入口，第一喷雾式蒸发器的列管蒸发器壳程出口连接至冷凝水换热器管程；中间喷雾式蒸发器中，上一效喷雾式蒸发器的列管蒸发器的壳程出口管道连接至下一效喷雾式蒸发器的列管蒸发器壳程；倒数第一喷雾式蒸发器的列管蒸发器壳程出口管道连接至冷凝器的壳程；
所述的集水箱处于壳体的最下端，在集水箱的下端开设有排液口，排液口管道连接至不凝气体与浓缩水换热器管程。
2.根据权利要求1所述的一种热压多效蒸馏水机，其特征在于，所述的第一列管蒸发器的壳程出口与冷凝水换热器连接管路上、预热器的管程出口与不凝气体与浓缩水换热器连接管路上，分别设置有疏水器。
3.根据权利要求1所述的一种热压多效蒸馏水机，其特征在于，所述的喷雾式蒸发器还包括有液位控制管路；所述的液位控制管路的一端连接在列管蒸发器的上端壳体内，另一端连接在排液口的管道上；液位控制管路呈水平管路与竖直管路相互连接，且在竖直管路中设置有液位传感器，并在排液口连接管路上设置有气动阀门。
4.一种根据权利要求1所述的一种热压多效蒸馏水机的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：
原料水自管路依次通至不凝气体与浓缩水换热器壳程、冷凝水换热器壳程、预热器壳程、冷凝器管程，之后通过高压泵并联接入多个喷雾式蒸发器；
在不凝气体与浓缩水换热器中，自第一喷雾式蒸发器的不凝气体出口出来的不凝气体、所有喷雾式蒸发器出来的浓缩水、所有喷雾式蒸发器排液口出来的原料水与换热器管程内的冷凝水接入不凝气体与浓缩水换热器管程，与壳程内的原料水进行热交换，使原料水升温；
在冷凝水换热器中，自第一喷雾式蒸发器的列管蒸发器壳程出口出来的冷凝水接入冷凝水换热器管程，与壳程内的原料水进行热交换，使原料水升温；
在预热器中，管程内通入工业蒸汽，使壳程内的原料水升温；
在冷凝器中，倒数第一喷雾式蒸发器出来的纯蒸汽与蒸馏水接入冷凝器壳程，与管程内的原料水热交换，使原料水升温；
在喷雾式蒸发器中，原料水通过喷雾储水箱将水以雾状均匀的喷洒在喷雾蒸发段的壳体内壁上和列管蒸发器的顶部，外部蒸汽腔体内的蒸汽与水雾进行热交换，产生的蒸汽向上运动，通过螺旋分离器后制取的纯蒸汽通过纯蒸汽出口管道排出，上一效喷雾式蒸发器的纯蒸汽作为下一效喷雾式蒸发器的外部蒸汽热源，倒数第一喷雾式蒸发器的纯蒸汽通入冷凝器的壳程；其中，第一喷雾式蒸发器通过螺旋分离器后，还排出有不凝气体，并将不凝气体通入不凝气体与浓缩水换热器管程；没有蒸发完的原料水水通过列管蒸发器的管程流到集水箱内；第一喷雾式蒸发器的外部蒸汽腔体内的工业蒸汽在热交换后，通过管道通至列管蒸发器的壳程，并再次与管程内的原料水进行热交换，之后通过壳程出口排出至冷凝水换热器的管程；中间喷雾式蒸发器与倒数第一喷雾式蒸发器的外部蒸汽腔体内的通入上一效喷雾式蒸发器的纯蒸汽，在热交换后，蒸馏水通过管道通至列管蒸发器的壳程，并再次与管程内的原料水进行热交换，之后通过壳程出口排出至下一效列管蒸发器的壳程中，直至倒数第一喷雾式蒸发器的壳程中的蒸馏水通至冷凝器的壳程，之后排出利用。
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