CN112093836A - 一种废水热泵式低温蒸发器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种废水热泵式低温蒸发器，解决现有技术中存在的缺点，包括除沫罐、第一热交换器、第二热交换器以及冷凝水循环桶，所述除沫罐的底部固定连接有特氟龙板，特氟龙板的顶部安装有消泡装置，所述消泡装置位于除沫罐的内部，除沫罐的一侧通过法兰盘固定连接有蒸汽管路，本发明中蒸发器的优点在于占地面积小，操作流程简单，而且设备的自动化程度比较高，水的蒸发温度只有30几度，这种温度下蒸发器内部不易结垢，对设备的维护成本大大降低，并且水在低温蒸发的过程中，有机物不易挥发出来，使出水水质更高，不仅能提高水处理设备的紧凑性，而且能大大降低水处理设备的能耗。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种废水热泵式低温蒸发器。
背景技术
面对日益严峻的环保形势及高额的废液处理费用，使企业的污水排放成本明显增加，传统的废水蒸发处理工艺成本高、费用高，针对这些问题特研制一种利用热泵来蒸发废水的装置，且整个蒸发装置将实现加热、蒸发、冷凝于一体的整体设备，对整套系统的制造成本大大降低，对结构的紧凑性大大提高。
目前市场上大多使用的是多效蒸发器和MVR蒸发器，这两种蒸发器的蒸发温度都是在90度以上，水在这么高的温度下蒸发，里面的有机物非常容易挥发出来，造成出水水质不干净、COD值过高，后续的水处理工序和成本增加，而且蒸发器极易结垢，维护成本高，对设备的使用寿命也大大降低。结合现状，特研发一种新型蒸发器，对改善目前的蒸发方式具有重大的提高。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种废水热泵式低温蒸发器。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种废水热泵式低温蒸发器，包括除沫罐、第一热交换器、第二热交换器以及冷凝水循环桶，所述除沫罐的底部固定连接有特氟龙板，特氟龙板的顶部安装有消泡装置，所述消泡装置位于除沫罐的内部，除沫罐的一侧通过法兰盘固定连接有蒸汽管路，蒸汽管路的另一端与所述第一热交换器连接，且特氟龙板的底部固定连接有与除沫罐内部相连通的蒸馏罐；
所述蒸馏罐的内部通过螺栓固定有交错分布的折流板，蒸馏罐的一侧分别通过法兰盘固定有废水进口管路和药剂管路，且蒸馏罐的底部通过法兰盘固定有排出管路，排出管路上分别安装有浓缩液排出电磁阀和浓缩液泵；
所述第一热交换器的一侧和底部分别通过法兰盘固定连接有连接管路和蒸馏水管路，连接管路的另一端与所述第二热交换器固定连接，蒸馏水管路的另一端固定连接有蒸馏水循环管路，所述蒸馏水循环管路的另一端延伸至所述冷凝水循环桶的内部；
所述第二热交换器的一侧分别通过法兰盘固定连接有冷媒管路和膨胀阀出口管路，所述冷媒管路的另一端固定连接有冷媒回流管路，所述冷媒回流管路的另一端固定连接有冷媒出口管路，冷媒出口管路的另一端固定有热交换管，所述热交换管位于蒸馏罐的内部，且热交换管的另一端与所述膨胀阀出口管路固定连接，且膨胀阀出口管路上依次安装有膨胀阀和冷媒冷凝器；
所述冷凝水循环桶的两侧分别通过法兰盘固定连接有蒸馏水流出管路和蒸馏水流入管路，蒸馏水流入管路的另一端与所述第二热交换器的底部固定连接。
优选的，所述除沫罐的一侧设有真空排气阀。
优选的，所述废水进口管路和药剂管路上分别安装有废水进口控制电磁阀和药剂进口控制电磁阀。
优选的，所述蒸馏罐的内部分别安装有泡沫传感器和液位传感器。
优选的，所述除沫罐的一侧固定连接有清洗管路，清洗管路的端部安装有清洗喷嘴，所述清洗喷嘴位于除沫罐的内部，且清洗管路上依次安装有清洗水泵和清洗管路电磁阀。
优选的，所述蒸馏水管路上安装有蒸馏水循环泵。
优选的，所述冷媒回流管路上安装有热泵压缩机。
本发明的有益效果是：
1、本发明中蒸发器的优点在于占地面积小，操作流程简单，而且设备的自动化程度比较高，水的蒸发温度只有30几度，这种温度下蒸发器内部不易结垢，对设备的维护成本大大降低，并且水在低温蒸发的过程中，有机物不易挥发出来，使出水水质更高，不仅能提高水处理设备的紧凑性，而且能大大降低水处理设备的能耗。
2、本发明中整个低温蒸发系统中仅使用了一个蒸馏罐、一个蒸馏水循环罐、两个热交换器以及三个泵，整个蒸发系统的效率大大提高，使低温蒸发系统的能耗大大降低。
附图说明
图1为本发明提出的一种废水热泵式低温蒸发器的结构示意图；
图2为本发明提出的一种废水热泵式低温蒸发器的控制原理图。
图中：1废水进口控制电磁阀、2废水进口管路、3除沫罐、4第一热交换器、5真空排气阀、6冷媒管路、7蒸馏水管路、8膨胀阀出口管路、9膨胀阀、10冷凝水循环桶、11蒸馏水流出管路、12蒸馏水循环管路、13热冷媒出口管路、14热泵压缩机、15冷媒回流管路、16蒸馏水循环泵、17蒸馏水流出管路、18蒸汽管路、19清洗水泵、20折流板、21浓缩液排出电磁阀、22浓缩液泵、23清洗管路电磁阀、24清洗喷嘴、25热交换器、26蒸馏罐、27特氟龙板、28消泡装置、29冷媒冷凝器、30第二热交换器、31药剂进口控制电磁阀、32药剂管路、33泡沫传感器、34液位传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-2，一种废水热泵式低温蒸发器，包括除沫罐3、第一热交换器4、第二热交换器30以及冷凝水循环桶10，所述除沫罐3的底部固定连接有特氟龙板27，特氟龙板27的顶部安装有消泡装置28，消泡装置28位于除沫罐3的内部，除沫罐3的一侧通过法兰盘固定连接有蒸汽管路18，蒸汽管路18的另一端与第一热交换器4连接，且特氟龙板27的底部固定连接有与除沫罐3内部相连通的蒸馏罐26；蒸馏罐26的内部通过螺栓固定有交错分布的折流板20，蒸馏罐26的一侧分别通过法兰盘固定有废水进口管路2和药剂管路32，且蒸馏罐26的底部通过法兰盘固定有排出管路，排出管路上分别安装有浓缩液排出电磁阀21和浓缩液泵22；第一热交换器4的一侧和底部分别通过法兰盘固定连接有连接管路和蒸馏水管路7，连接管路的另一端与第二热交换器30固定连接，蒸馏水管路7的另一端固定连接有蒸馏水循环管路12，蒸馏水循环管路12的另一端延伸至冷凝水循环桶10的内部；第二热交换器30的一侧分别通过法兰盘固定连接有冷媒管路6和膨胀阀9出口管路8，冷媒管路6的另一端固定连接有冷媒回流管路15，冷媒回流管路15的另一端固定连接有冷媒出口管路，冷媒出口管路的另一端固定有热交换管25，热交换管25位于蒸馏罐26的内部，且热交换管25的另一端与膨胀阀9出口管路8固定连接，且膨胀阀9出口管路8上依次安装有膨胀阀9和冷媒冷凝器29；冷凝水循环桶10的两侧分别通过法兰盘固定连接有蒸馏水流出管路11和蒸馏水流入管路17，蒸馏水流入管路17的另一端与第二热交换器30的底部固定连接。
其中，除沫罐3的一侧设有真空排气阀5，废水进口管路2和药剂管路32上分别安装有废水进口控制电磁阀1和药剂进口控制电磁阀31，蒸馏罐26的内部分别安装有泡沫传感器33和液位传感器34，除沫罐3的一侧固定连接有清洗管路，清洗管路的端部安装有清洗喷嘴24，清洗喷嘴24位于除沫罐3的内部，且清洗管路上依次安装有清洗水泵19和清洗管路电磁阀23，蒸馏水管路7上安装有蒸馏水循环泵16，冷媒回流管路15上安装有热泵压缩机14。
本实施例中，蒸发与冷凝整个在一个系统内完成，其中包括蒸馏罐26与消泡罐通过法兰连接的方式装配在一起，让其蒸发空间保证有一定的高度，在中间部分加装一块特氟龙板27，具有很好的隔热效果，同时又能抑制废水在蒸馏过程中的发泡问题，使得上升的水蒸汽比较纯净，并且不容易掉落下来，避免了金属制作成的隔板，容易把上升的一部分水蒸汽冷凝掉落下来，极大的提高了水蒸汽的挥发速度；同时在蒸馏罐26上部装有折流板20，最大程度的阻挡液体在沸腾时产生的泡沫，以确保挥发出去的是干净的水蒸汽，水蒸汽挥发到跟蒸馏罐26连接的冷凝热交换器，热交换器壳程里是循环管冷凝水，水蒸汽进入热交换器的管程，会迅速冷凝成液体水，冷凝水通过真空装置不断的被抽出来，抽出来的水会进入一个干净水循环罐，利用此循环罐可以通过水快速流过真空发生器的方式产生高强度的真空，使水在30多度的温度下就可以沸腾挥发，蒸馏水被吸入干净水循环罐后，干净水循环罐是封闭状态的，在罐体的上部只保留了一个干净水出口，当不断蒸馏出来的蒸馏水进入循环罐，罐体内的水满了之后，就会形成一定的压力，使蒸馏水通过干净水出口流出来，在水泵出水口加装一个射流器，进水口跟循环罐体底部连接，水泵出水口经过射流器流向其中一个热交换器，是让循环罐里的水先经过其中一个热交换器的管程冷的冷媒在壳层，再到另外一个热交换器的壳层，最终回到干净水循环罐，从而保证了两边的冷凝温度，使流出来的蒸馏水温度很低，保证了出水的水质，满足了排放的要求，整个过程只需要一个水泵就完成了冷凝、热交换、抽真空以及出水的所有动作，大大提高了设备的运行稳定性。
本发明的具体实施过程如下：系统开始运行时，冷凝水循环桶10内预先存有干净水，蒸馏水循环泵16启动运行，冷凝水循环桶10内的干净水经蒸馏水循环泵16吸入并流出再经过真空射流器流出到第一热交换器4壳层，再经过第二热交换器30的管层，最后回到冷凝水水循环桶10内；
进一步的，此过程不断的在持续进行下，除沫罐3和蒸馏罐26内的空气就会不断的被抽出来，因此蒸馏罐26内就会形成真空，废液由废水进口控制电磁阀1经过废水进口管路2被吸入蒸馏罐26内，当废液达到设定的液位时，蒸馏罐26上设置的液位传感器34就会感知信号并关闭废水进口控制电磁阀1，废液不在进入，此时真空度不断的升高，当蒸馏罐26内压力达到90KPa以上时，热泵压缩机14开始启动运转，热冷媒不断的从出口13进入热交换器25，与蒸馏罐26内的废液不断的进行热交换，热冷媒从热交换器25出来后经过冷媒冷凝器29之后再进入膨胀阀9，经膨胀阀9出去后变成低温低压的冷冷媒，再经出口管路8进入第二热交换器30壳层(上进下出)，流出经冷媒管路6和冷媒回流管路15回入压缩机。
其中，由于较高的真空度，使废液被加热到30几度的时候就开始沸腾，沸腾的液体不断的被汽化变成水蒸汽，不断被汽化的水蒸汽会继续上升，由于废液里含有其它物质的多样性和真空的作用，有可能会形成少量或者大量的泡沫，这些泡沫会随着水蒸汽向上挥发，此时在环形热交换器上部设置有折流板20，让蒸汽先经过折流板20，这样会阻挡大泡沫快速上升的问题，可以消除大部分泡沫，同时在折流板20下部设置有一个泡沫传感器33，通过传感器可检测到泡沫，当检测到泡沫时，设备的药剂进口控制电磁阀31会自动打开，药剂会通过药剂管路32自动吸入到蒸馏罐26内，当泡沫消除后药剂进口控制电磁阀31自动关闭，再往上部加装一块特氟龙板27，特氟龙板27的中间留有一些可通蒸汽的孔，在特氟龙板27的上部放置有金属消泡装置28，消泡装置28与特氟龙板27上的蒸汽孔紧密的结合，使不断上升的泡沫一一被消泡装置28阻隔、刺破，保证了穿透消泡装置出去的水蒸汽是纯净的，纯净的水蒸汽由蒸汽管路18排出，与第一热交换器4进行冷热交换，水蒸汽不断的被冷却生成冷凝水，经蒸馏水管路7抽出进入第一热交换器4的壳层，再经过第二热交换器的管层，最终经蒸馏水管路17进入冷凝水循环桶10内，由于干净的蒸馏水不断的流入冷凝水循环桶10内，当达到上部蒸馏水出口液位时，由于蒸馏水循环泵16的作用，会在冷凝水循环桶10内形成正压，使不断蒸发冷凝出的蒸馏水经蒸馏水流出管路17流出来；
除此之外，当蒸发达到一定的浓度后，这时废液不在连续进液，设备会自动排出蒸馏罐26槽内的真空，浓缩液排出电磁阀21打开，浓缩液泵22启动将浓缩液抽出外部，同时自动清洗水路电磁阀23打开，水泵19会自动启动用吸入少量的干净水经清洗喷嘴24对除沫罐3内的消泡装置28进行间歇式自动清洗，清洗结束后的清洗废液会随着浓缩液一起排出外部，浓缩液排放完毕后，设备会自动恢复到初始状态并自动启动进行下一批次的工作。
整个低温蒸发系统中仅使用了一个蒸馏罐26、一个冷凝水循环桶10、两个热交换器以及三个泵，对整个蒸发系统的效率大大的提高，使低温蒸发系统的能耗大大降低。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种废水热泵式低温蒸发器，包括除沫罐(3)、第一热交换器(4)、第二热交换器(30)以及冷凝水循环桶(10)，其特征在于，所述除沫罐(3)的底部固定连接有特氟龙板(27)，特氟龙板(27)的顶部安装有消泡装置(28)，所述消泡装置(28)位于除沫罐(3)的内部，除沫罐(3)的一侧通过法兰盘固定连接有蒸汽管路(18)，蒸汽管路(18)的另一端与所述第一热交换器(4)连接，且特氟龙板(27)的底部固定连接有与除沫罐(3)内部相连通的蒸馏罐(26)；
所述蒸馏罐(26)的内部通过螺栓固定有交错分布的折流板(20)，蒸馏罐(26)的一侧分别通过法兰盘固定有废水进口管路(2)和药剂管路(32)，且蒸馏罐(26)的底部通过法兰盘固定有排出管路，排出管路上分别安装有浓缩液排出电磁阀(21)和浓缩液泵(22)；
所述第一热交换器(4)的一侧和底部分别通过法兰盘固定连接有连接管路和蒸馏水管路(7)，连接管路的另一端与所述第二热交换器(30)固定连接，蒸馏水管路(7)的另一端固定连接有蒸馏水循环管路(12)，所述蒸馏水循环管路(12)的另一端延伸至所述冷凝水循环桶(10)的内部；
所述第二热交换器(30)的一侧分别通过法兰盘固定连接有冷媒管路(6)和膨胀阀(9)出口管路(8)，所述冷媒管路(6)的另一端固定连接有冷媒回流管路(15)，所述冷媒回流管路(15)的另一端固定连接有冷媒出口管路，冷媒出口管路的另一端固定有热交换管(25)，所述热交换管(25)位于蒸馏罐(26)的内部，且热交换管(25)的另一端与所述膨胀阀(9)出口管路(8)固定连接，且膨胀阀(9)出口管路(8)上依次安装有膨胀阀(9)和冷媒冷凝器(29)；
所述冷凝水循环桶(10)的两侧分别通过法兰盘固定连接有蒸馏水流出管路(11)和蒸馏水流入管路(17)，蒸馏水流入管路(17)的另一端与所述第二热交换器(30)的底部固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种废水热泵式低温蒸发器，其特征在于，所述除沫罐(3)的一侧设有真空排气阀(5)。
3.根据权利要求1所述的一种废水热泵式低温蒸发器，其特征在于，所述废水进口管路(2)和药剂管路(32)上分别安装有废水进口控制电磁阀(1)和药剂进口控制电磁阀(31)。
4.根据权利要求1所述的一种废水热泵式低温蒸发器，其特征在于，所述蒸馏罐(26)的内部分别安装有泡沫传感器(33)和液位传感器(34)。
5.根据权利要求1所述的一种废水热泵式低温蒸发器，其特征在于，所述除沫罐(3)的一侧固定连接有清洗管路，清洗管路的端部安装有清洗喷嘴(24)，所述清洗喷嘴(24)位于除沫罐(3)的内部，且清洗管路上依次安装有清洗水泵(19)和清洗管路电磁阀(23)。
6.根据权利要求1所述的一种废水热泵式低温蒸发器，其特征在于，所述蒸馏水管路(7)上安装有蒸馏水循环泵(16)。
7.根据权利要求1所述的一种废水热泵式低温蒸发器，其特征在于，所述冷媒回流管路(15)上安装有热泵压缩机(14)。
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| JPH078703A (ja) * | 1993-06-29 | 1995-01-13 | Takeshi Sakuma | 真空濃縮装置 |
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-
2020
- 2020-10-13 CN CN202011087672.2A patent/CN112093836A/zh active Pending
Patent Citations (5)
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