CN110844953A

CN110844953A - 蒸发装置

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Publication number: CN110844953A
Application number: CN201810956039.9A
Authority: CN
Inventors: 刘捷; 熊日华; 霍卫东; 仝胜录; 李小端; 于双恩; 陈权; 卫昶
Original assignee: China Energy Investment Corp Ltd; National Institute of Clean and Low Carbon Energy
Current assignee: China Energy Investment Corp Ltd; National Institute of Clean and Low Carbon Energy
Priority date: 2018-08-21
Filing date: 2018-08-21
Publication date: 2020-02-28

Abstract

本发明公开了一种蒸发装置，所述蒸发装置包括：蒸发件，所述蒸发件包括多个蒸发部，每个所述蒸发部具有蒸发面，其中多个所述蒸发部沿第一水平方向间隔开地设置，相邻两个所述蒸发部之间限定出通风口；和用于向所述蒸发件提供液体的供液件，所述供液件与所述蒸发部配合。根据本发明实施例的蒸发装置具有安全性高、蒸发速度快、占地面积小、建设和维护成本低、不污染环境等优点。

Description

蒸发装置

技术领域

本发明涉及废水处理领域，具体地，涉及蒸发装置。

背景技术

目前，用于处理浓盐水的工艺很多，主要有自然蒸发、多效蒸发、化学沉淀、焚烧法、膜蒸馏、反渗透等。其中，蒸发塘作为一种典型的自然蒸发处理技术具有处理成本低、运营维护简单、使用寿命长、可以充分利用太阳能和其他低品位热源、抗冲击负荷好、运营稳定等优点。

但是，蒸发塘存在蒸发速度慢的缺陷。为了提高蒸发塘的蒸发速度，可以增大蒸发塘的面积，但是这会导致蒸发塘占用过多的土地，例如占用上百公顷土地。此外，很多现有技术通过使蒸发塘内的浓盐水雾化，来增大浓盐水的表面积，从而可以提高蒸发塘的蒸发速度，即提高浓盐水的蒸发速度。但是，雾化的浓盐水的雾滴与空气接触，并在一定风速的条件下极易漂浮和吹至蒸发塘的外部，甚至浓盐水形成的结晶盐漂浮到蒸发塘外部更远的地方。有的浓盐水的结晶盐含有重金属等对环境有害的物质，容易造成周边环境的二次污染。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供蒸发装置。

为了实现上述目的，本发明提供一种蒸发装置，所述蒸发装置包括：蒸发件，所述蒸发件包括多个蒸发部，每个所述蒸发部具有蒸发面，其中多个所述蒸发部沿第一水平方向间隔开地设置，相邻两个所述蒸发部之间限定出通风口；和用于向所述蒸发件提供液体的供液件，所述供液件与所述蒸发部配合。

根据本发明实施例的蒸发装置具有安全性高、蒸发速度快、占地面积小、建设和维护成本低、不污染环境的优点。

优选地，所述蒸发件为多个，多个所述蒸发件沿第二水平方向间隔开地设置，所述第二水平方向垂直于所述第一水平方向，其中多个所述蒸发件的所述通风口一一相对以便形成通风道。

优选地，所述通风道沿所述第二水平方向延伸。

优选地，多个所述蒸发件的多个所述蒸发部在所述第二水平方向上一一相对。

优选地，每个所述蒸发部为平板状，每个所述蒸发部竖直地设置。

优选地，所述供液件包括：原液桶，所述原液桶具有第一储液槽；循环水槽，所述循环水槽具有第二储液槽，所述第二储液槽的上端敞开，所述蒸发件位于所述第二储液槽的底壁的上方，所述蒸发件的边沿位于所述第二储液槽的边沿的内侧；第一液体输送管，所述第一液体输送管的第一端与所述第一储液槽连通，所述第一液体输送管的第二端与所述第二储液槽连通；第一液体输送泵，所述第一液体输送泵设在所述第一液体输送管上；第二液体输送管，所述第二液体输送管的第一端与所述第二储液槽连通；第二液体输送泵，所述第二液体输送泵设在所述第二液体输送管上；和布水管，所述布水管与所述第二液体输送管的第二端相连，所述布水管与所述蒸发件配合。

优选地，所述第一储液槽的水平截面的面积等于所述第二储液槽的水平截面的面积。

优选地，所述蒸发装置进一步包括支架，所述蒸发件设在所述支架上。

优选地，所述支架包括：上水平部和下水平部，所述上水平部和所述下水平部沿上下方向间隔开地设置，每个所述蒸发部的上端部与所述上水平部相连，每个所述蒸发部的下端部与所述下水平部相连；第一竖直部和第二竖直部，所述第一竖直部和所述第二竖直部中的每一个的上端部与所述上水平部相连，所述第一竖直部和所述第二竖直部中的每一个的下端部与所述下水平部相连；以及多个支撑部，多个所述支撑部沿所述第一水平方向间隔开地设置，每个所述支撑部的上端部与所述下水平部相连，每个所述支撑部的下端部设在所述第二储液槽的底壁上。

优选地，每个所述蒸发部为纺织件，优选地，每个所述蒸发部由棉、毛、丝、麻纤维、涤纶、维纶、丙纶和锦纶中的一种或多种制成。

附图说明

图1是根据本发明实施例的蒸发装置的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的蒸发装置的局部结构示意图；

图3是根据本发明实施例的蒸发装置的多个蒸发件的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的蒸发装置的布水管的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述根据本发明实施例的蒸发装置10。如图1-图4所示，根据本发明实施例的蒸发装置10包括蒸发件110和用于向蒸发件110提供液体的供液件。

蒸发件110包括多个蒸发部111，每个蒸发部111具有蒸发面。多个蒸发部111沿第一水平方向间隔开地设置，相邻两个蒸发部111之间限定出通风口112。该供液件与蒸发部111配合。

下面参考图1-图4简要地描述根据本发明实施例的蒸发装置10的运行过程。该供液件可以将待处理的液体(例如煤化工过程产生的浓盐水)提供给蒸发件110。由于蒸发件110的每个蒸发部111具有蒸发面，因此该液体可以在蒸发件110的蒸发部111上进行蒸发。

根据本发明实施例的蒸发装置10通过设置具有蒸发面的蒸发件110，从而可以方便地、容易地增加可供液体蒸发的蒸发面的面积。与利用蒸发塘蒸发液体相比，根据本发明实施例的蒸发装置10不仅可以极大地减小占地面积，而且在占地面积相同的情况下，蒸发装置10在单位时间内的蒸发量远远高于蒸发塘在单位时间内的蒸发量。

而且，由于蒸发装置10的液体在蒸发过程中不会被雾化，因此不会对周边环境造成二次污染。

因此，根据本发明实施例的蒸发装置10具有蒸发速度快、占地面积小、建设和维护成本低、不污染环境等优点。

根据本发明实施例的蒸发装置10的蒸发速度与风力的大小有关，即风力越大，蒸发装置10的蒸发速度越大，风力越小，蒸发装置10的蒸发速度越小。但是，风力越大，风对蒸发装置10的蒸发件110的作用力越大，蒸发装置10的安全性越低。当风的流动方向垂直于蒸发件110的蒸发部111时，蒸发部111受到的作用力最大；当风的流动方向平行于蒸发件110的蒸发部111时，蒸发部111受到的作用力最小。

由于风的流动方向(风向)是不断变化的，因此可以通过移动(旋转)蒸发件110，来使蒸发件110的蒸发部111始终平行于风的流动方向。但是，这样会增加蒸发装置10的制造成本和制造难度。

根据本发明实施例的蒸发装置10通过使蒸发件110的多个蒸发部111沿该第一水平方向间隔开，从而可以在相邻两个蒸发部111之间限定出通风口112。

由此在风力较大时，不仅可以使风流过通风口112，以便降低风对每个蒸发部111的作用力，而且可以促进风在多个蒸发部111之间均匀地分布，以便多个蒸发部111均匀地受力。由此在风力较大时，尤其是在遭遇极端风力时，可以降低蒸发件110以及每个蒸发部111受到的作用力，从而可以提高蒸发装置10的安全性。

因此，根据本发明实施例的蒸发装置10具有安全性高等优点。

如图1-图4所示，在本发明的一些实施例中，蒸发装置10可以包括蒸发件110、该供液件和支架160。

蒸发件110可以包括多个蒸发部111，每个蒸发部111可以具有蒸发面。多个蒸发部111可以沿该第一水平方向间隔开地设置，相邻两个蒸发部111之间可以限定出通风口112。优选地，每个蒸发部111可以是平板状。该第一水平方向如图1中的箭头A所示。

每个蒸发部111可以是纺织件。可以综合考虑亲水性、厚度、孔隙率、强度、编织方式、耐腐蚀性、耐酸碱性、耐氧化性、耐日光性等因素，来选择制造蒸发件110(蒸发部111)的材料。优选地，每个蒸发部111可以由棉、毛、丝、麻纤维、涤纶、维纶、丙纶和锦纶中的一种或多种制成。

如图1和图2所示，蒸发件110可以设在支架160上。支架160可以包括上水平部161、下水平部162、第一竖直部163、第二竖直部164和多个支撑部165。

上水平部161和下水平部162可以沿上下方向间隔开地设置，每个蒸发部111的上端部可以与上水平部161相连，每个蒸发部111的下端部可以与下水平部162相连。上下方向如图1中的箭头B所示。优选地，每个蒸发部111可以竖直地设置。

具体地，每个蒸发部111的上端部可以缠绕在上水平部161上，每个蒸发部111的下端部可以缠绕在下水平部162上。此外，每个蒸发部111的上端部可以粘结或被夹持在上水平部161上，每个蒸发部111的下端部可以粘结或被夹持在下水平部162上。

第一竖直部163和第二竖直部164中的每一个的上端部都可以与上水平部161相连，第一竖直部163和第二竖直部164中的每一个的下端部都可以与下水平部162相连。多个支撑部165可以沿该第一水平方向间隔开地设置，每个支撑部165的上端部可以与下水平部162相连，每个支撑部165的下端部可以设在第二储液槽131的底壁上(下面将进一步描述第二储液槽131)。

如图3所示，在本发明的一个实施例中，蒸发件110可以是多个，多个蒸发件110可以沿第二水平方向间隔开地设置，该第二水平方向可以垂直于该第一水平方向。其中，多个蒸发件110的通风口112可以一一相对以便形成通风道。由此可以进一步增加蒸发装置10的蒸发面的面积，从而可以进一步提高蒸发装置10的蒸发速度。

相应地，支架160可以是多个，多个蒸发件110可以一一对应地安装在多个支架160上。换言之，支架160的数量可以等于蒸发件110的数量，每个支架160上可以安装有一个蒸发件110。

优选地，该通风道可以沿该第二水平方向延伸。由此可以使蒸发装置10的结构更加合理。

如图3所示，多个蒸发件110的多个蒸发部111可以在该第二水平方向上一一相对。由此该通风道可以平行于该第二水平方向，从而可以使蒸发装置10的结构更加合理。其中，该第二水平方向如图3中的箭头C所示。

如图1所示，在本发明的一些示例中，该供液件可以包括原液桶120、循环水槽130、第一液体输送管141、第一液体输送泵142、第二液体输送管143、第二液体输送泵144和布水管150。

原液桶120可以具有第一储液槽121。本领域技术人员可以理解的是，原液桶120可以是任意形状，并不局限于大体圆柱状，只要原液桶120能够容纳待蒸发的液体即可。

循环水槽130具有第二储液槽131，第二储液槽131的上端可以敞开。本领域技术人员可以理解的是，第二储液槽131可以是任意形状，并不局限于大体长方体状或大体正方体状，只要第二储液槽131能够容纳待蒸发的液体即可。

蒸发件110可以位于第二储液槽131的底壁的上方，蒸发件110的边沿可以位于第二储液槽131的边沿的内侧。由此提供给蒸发件110的、未被蒸发的液体可以回流到第二储液槽131内，从而可以进一步避免对周边环境造成二次污染。

第一液体输送管141的第一端可以与第一储液槽121连通，第一液体输送管141的第二端可以与第二储液槽131连通，第一液体输送泵142可以设在第一液体输送管141上。由此可以利用第一液体输送泵142将第一储液槽121内的液体输送到第二储液槽131内。

第二液体输送管143的第一端可以与第二储液槽131连通，布水管150可以与第二液体输送管143的第二端相连，布水管150可以与蒸发件110配合。第二液体输送泵144可以设在第二液体输送管143上，由此可以利用第二液体输送泵144将第二储液槽131内的液体依次通过第二液体输送管143和布水管150提供给蒸发件110。

在本发明的一个示例中，第一储液槽121的水平截面的面积可以等于第二储液槽131的水平截面的面积。由此可以快速地、准确地测量蒸发件110的蒸发速度，从而可以及时地、有效地调整提供给蒸发件110的液体量，还可以对煤化工工艺进行相应的调整，以便调整液体的产生量。

此外，当外界的温度、湿度、风力、风向等因素发生变化时，蒸发件110的蒸发速度也会发生变化。通过使第一储液槽121的水平截面的面积等于第二储液槽131的水平截面的面积，还可以快速地、准确地测量蒸发件110的蒸发速度与单位时间向蒸发件110提供的液体量之间的关系，从而可以及时地、有效地调整单位时间内提供给蒸发件110的液体量，以便使蒸发件110的蒸发速度达到最大。

具体而言，当需要测量蒸发件110的蒸发速度时，可以停止向原液桶120内输送液体，并继续向蒸发件110提供液体。

假设第一储液槽121的水平截面的面积以及第二储液槽131的水平截面的面积均为S，测量前原液桶120内的液位高度为H1，测量后原液桶120内的液位高度为H2，测量前循环水槽130内的液位高度为H3，测量后循环水槽130内的液位高度为H4，测量时间为T小时。

那么，蒸发件110的蒸发速度V＝[(H1-H2)*S-(H4-H3)*S]/T。当S和T为确定值时(即S和T可以事先确定)，可以通过读取H1、H2、H3和H4，快速地、准确地得到蒸发件110的蒸发速度V。

此外，可以通过改变单位时间内向蒸发件110提供的液体量，来快速地、准确地测量蒸发件110的蒸发速度与单位时间向蒸发件110提供的液体量之间的关系。

如图4所示，在本发明的一个具体示例中，布水管150可以包括第一布水总管151、第二布水总管152和多个布水支管153。第一布水总管151和第二布水总管152中的每一个都可以与第二液体输送管143的第二端相连。每个布水支管153的第一端可以与第一布水总管151相连，每个布水支管153的第二端可以与第二布水总管152相连。

多个布水支管153可以一一对应地与多个蒸发件110配合。具体而言，布水支管153的数量可以等于蒸发件110的数量，一个布水支管153可以向一个蒸发件110提供液体。

每个布水支管153上可以设有多个出水口154，多个出水口154可以一一对应地与多个蒸发部111配合。具体地，出水口154的数量可以等于蒸发部111的数量，一个出水口154可以向一个蒸发部111提供液体。

蒸发装置10还可以进一步包括第一加热件(图中未示出)。该第一加热件可以具有进液口和出液口，该第一加热件的进液口可以与第二液体输送管143的第二端连通，该第一加热件的出液口可以与布水管150连通。通过设置该第一加热件，从而可以提高提供到蒸发件110上的液体的温度，从而可以进一步提高蒸发件110上的液体的蒸发速度。

优选地，该第一加热件可以是太阳能加热器。由此无需消耗额外的能源，从而不会增加蒸发装置10的运行成本。该第一加热件还可以是外热源换热器，由此可以充分地利用工厂富余的低压蒸汽或热水等低品位外热源。

蒸发装置10还可以包括第二加热件(图中未示出)，该第二加热件可以邻近蒸发件110的蒸发面。由此可以利用该第二加热件产生的(散发的)热量加热蒸发件110上的液体，从而可以进一步提高蒸发件110上的液体的蒸发速度。有利地，该第二加热件可以是电阻丝，该第二加热件可以设在蒸发部111上。

实施例

气候条件：湿度为30％，环境温度为28摄氏度，待处理液体的温度为23摄氏度，风速为5米/秒，第二液体输送泵144的流量为400升/小时。

表1待处理液体(浓盐水)的水质信息

蒸发装置10包括五个蒸发件110，相邻两个蒸发件110在该第二水平方向上的间距为75毫米。每个蒸发件110包括九个蒸发部111，相邻两个蒸发部111在该第一水平方向上的间距为75毫米。每个蒸发部111的长度为3400毫米、宽度为300毫米，蒸发装置10的蒸发面积为45.9平方米。

在本实施例中，蒸发装置10的蒸发量为20.66千克/小时、蒸发速率为0.45千克/平方米小时。当风速为20米/秒、风向与蒸发部111之间的夹角为45度时(即斜入45度进风)，蒸发装置10的整体受力为475牛。

对比例

气候条件：湿度为30％，环境温度为28摄氏度，待处理液体的温度为23摄氏度，风速为5米/秒。

表1待处理液体(浓盐水)的水质信息

实验装置为水槽，该水槽的占地面积与实施例中的蒸发装置10的占地面积相等，即该水槽的占地面积为2平方米，该水槽的深度为30厘米。

在本对比例中，该水槽的蒸发量为0.5千克/小时、蒸发速率为0.25千克/平方米小时。

由实施例和对比例可以看出，蒸发装置10的单位时间内的蒸发量远远高于该水槽(可以视为小型的蒸发塘)的单位时间内的蒸发量。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种蒸发装置，其特征在于，包括：

蒸发件，所述蒸发件包括多个蒸发部，每个所述蒸发部具有蒸发面，其中多个所述蒸发部沿第一水平方向间隔开地设置，相邻两个所述蒸发部之间限定出通风口；和

用于向所述蒸发件提供液体的供液件，所述供液件与所述蒸发部配合。

2.根据权利要求1所述的蒸发装置，其特征在于，所述蒸发件为多个，多个所述蒸发件沿第二水平方向间隔开地设置，所述第二水平方向垂直于所述第一水平方向，其中多个所述蒸发件的所述通风口一一相对以便形成通风道。

3.根据权利要求2所述的蒸发装置，其特征在于，所述通风道沿所述第二水平方向延伸。

4.根据权利要求2或3所述的蒸发装置，其特征在于，多个所述蒸发件的多个所述蒸发部在所述第二水平方向上一一相对。

5.根据权利要求1所述的蒸发装置，其特征在于，每个所述蒸发部为平板状，每个所述蒸发部竖直地设置。

6.根据权利要求1所述的蒸发装置，其特征在于，所述供液件包括：

原液桶，所述原液桶具有第一储液槽；

循环水槽，所述循环水槽具有第二储液槽，所述第二储液槽的上端敞开，所述蒸发件位于所述第二储液槽的底壁的上方，所述蒸发件的边沿位于所述第二储液槽的边沿的内侧；

第一液体输送管，所述第一液体输送管的第一端与所述第一储液槽连通，所述第一液体输送管的第二端与所述第二储液槽连通；

第一液体输送泵，所述第一液体输送泵设在所述第一液体输送管上；

第二液体输送管，所述第二液体输送管的第一端与所述第二储液槽连通；

第二液体输送泵，所述第二液体输送泵设在所述第二液体输送管上；和

布水管，所述布水管与所述第二液体输送管的第二端相连，所述布水管与所述蒸发件配合。

7.根据权利要求6所述的蒸发装置，其特征在于，所述第一储液槽的水平截面的面积等于所述第二储液槽的水平截面的面积。

8.根据权利要求6所述的蒸发装置，其特征在于，进一步包括支架，所述蒸发件设在所述支架上。

9.根据权利要求8所述的蒸发装置，其特征在于，所述支架包括：

上水平部和下水平部，所述上水平部和所述下水平部沿上下方向间隔开地设置，每个所述蒸发部的上端部与所述上水平部相连，每个所述蒸发部的下端部与所述下水平部相连；

第一竖直部和第二竖直部，所述第一竖直部和所述第二竖直部中的每一个的上端部与所述上水平部相连，所述第一竖直部和所述第二竖直部中的每一个的下端部与所述下水平部相连；以及

多个支撑部，多个所述支撑部沿所述第一水平方向间隔开地设置，每个所述支撑部的上端部与所述下水平部相连，每个所述支撑部的下端部设在所述第二储液槽的底壁上。

10.根据权利要求1所述的蒸发装置，其特征在于，每个所述蒸发部为纺织件，优选地，每个所述蒸发部由棉、毛、丝、麻纤维、涤纶、维纶、丙纶和锦纶中的一种或多种制成。