CN112221169A

CN112221169A - 一种mvr蒸发结晶系统

Info

Publication number: CN112221169A
Application number: CN201910637899.0A
Authority: CN
Inventors: 赵利鑫
Original assignee: Hezhongsi Beijing Environmental Engineering Co ltd
Current assignee: Hezhongsi Beijing Environmental Engineering Co ltd
Priority date: 2019-07-15
Filing date: 2019-07-15
Publication date: 2021-01-15

Abstract

本发明涉及MVR蒸发结晶设备领域，特别涉及一种MVR蒸发结晶系统，包括蒸发罐、结晶器、降膜管路组、蒸汽压缩机和布水装置，降膜管路组的数量为多个，并且依次沿蒸发罐的周向等角度分布在其内部，降膜管路组包括导热套管以及设于导热套管内部的导热内管，并且二者之间构成一个给液腔，导热内管的中段区域设有增厚层，增厚层上开设有螺旋槽道，布水装置设于蒸发罐顶端，并且与所有给液腔相连通，结晶器设于蒸发罐底部，并且二者相连通，蒸发罐的底部设有与所有导热内管相连通的蒸汽分流盘，蒸汽压缩机的输出端通过Y型结构的蒸汽循环管路分别与蒸发罐和蒸汽分流盘相连通，本发明能够减少降膜管路长度同时，也可对水膜实施有效加热蒸发。

Description

一种MVR蒸发结晶系统

技术领域

本发明涉及MVR蒸发结晶设备领域，特别涉及一种MVR蒸发结晶系统。

背景技术

MVR蒸发技术是一种较为节能的蒸发技术，它通常由蒸发器、汽液分离器和蒸汽压缩机三大部份组成，传统MVR系统缺点：结构庞大，特别是蒸发罐整体较高，维护以及运输均比较麻烦。

现有采用立管式降膜蒸发器的MVR蒸发结晶系统，料液在立管式降膜蒸发器内，在自重、蒸汽流的双重作用下流动，速度极高，为保证高的效率，加热管长度通常较长，也就导致立管式降膜蒸发器的纵向高度较大，因此自身及配套管路造价较高，且受立管式降膜蒸发器限制，无法实现系统的小型化，并造成运输不便、检修困难。

根据上述问题，经检索，中国专利号：CN201310239218.8公开的一种MVR蒸发系统，其蒸发器采用横管蒸发器，横管蒸发器由壳体包围构成密闭内腔，内腔由两管板分割为蒸发室、分配腔和回收腔，冷凝管束水平布置于蒸发室内并连通分配腔和回收腔，布膜装置位于冷凝管束上方，蒸发室底部设置浓缩液出口，分配腔和回收腔底部设置冷凝水出口；设置有连通外部与分配腔的蒸汽入口管、连通外部与蒸发室的蒸汽出口管，蒸汽出口管内设置有除沫器。其在继承了现有优势的基础上，降低造价并能够小型化，适用于海水淡化以及食品饮料、医药等领域的污水处理、原料回收。

上述方案通过采用横管蒸发器结构，不利于蒸汽的疏散以及冷凝的排放，同时对于输送泵的输送比率要求严控；并且横管蒸发器在横向上占地面积同比以往扩大了很多，厂区内的可使用面积会比较吃紧。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种MVR蒸发结晶系统。为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：

一种MVR蒸发结晶系统，包括蒸发罐、结晶器、降膜管路组、蒸汽压缩机以及布水装置，降膜管路组的数量为多个，并且依次沿蒸发罐的周向等角度分布在其内部，降膜管路组呈竖直设置，降膜管路组包括导热套管以及设于导热套管内部的导热内管，导热套管内壁和导热内管的外壁之间构成一个给液腔，导热内管的中段区域套设有增厚层，增厚层上开设有呈螺旋式上升的螺旋槽道，布水装置设于蒸发罐的顶端，并且与所有给液腔相连通，结晶器设于蒸发罐底部，并且二者相连通，蒸发罐的底部还设有蒸汽分流盘，蒸汽分流盘与所有导热内管内部相连通，蒸汽压缩机的输出端通过Y型结构的蒸汽循环管路分别与蒸发罐和蒸汽分流盘相连通。

进一步地，螺旋槽道的螺旋圈数至少为8圈以上。

进一步地，导热套管的底端与蒸发罐内的底壁留有出料间距，蒸汽分流盘为中空结构，并且其处于蒸发罐的正下方，导热内管的底端贯穿至蒸发罐的下方，并且与蒸汽分流盘内部相连通。

进一步地，蒸发罐内设有隔离盘，隔离盘接近所有导热套管的底端，隔离盘与蒸发罐内的顶壁之间构成蒸汽腔，蒸汽循环管路与蒸汽腔内相连通，并且还对应于所有螺旋槽道，蒸发罐的外部设有与蒸汽腔内相连通的冷凝水排出管和不凝气管路。

进一步地，布水装置包括布水盘以及多个溢流盘，溢流盘的数量与导热套管的数量相等，溢流盘设于导热套管顶端，所有溢流盘分别与所有导热套管一一对应，所有导热内管的顶端分别自下而上贯穿各自对应的溢流盘，并且还延伸至溢流盘的上方，溢流盘的顶部开设有向下凹陷的环形储水腔，布水盘设置在所有溢流盘的中心处，布水盘为上窄下宽的梯形盘，梯形盘的外表面设有多个沿之周向等角度分布的导流斜槽，所有导流斜槽分别与一个环形储水腔内相连通，梯形盘的顶端开设有散流腔，散流腔与所有导流斜槽相连通，溢流盘的外圈上表面水平高度高于其内圈上表面的水平高度。

进一步地，蒸发罐的顶端设有贯穿至其内部的送料管，送料管的末端延伸至散流腔内。

进一步地，蒸汽压缩机为罗茨压缩机或高速离心压缩机，蒸汽循环管路与蒸发罐相连通的一端设有单向阀。

进一步地，蒸发罐的底端设有提取管路，提取管路外端连接有汽液分离器，提取管路通过汽液分离器与蒸汽压缩机的输入端相连通，结晶器和蒸发罐之间通过卸料管道相连通，卸料管道贯穿蒸汽分流盘设置。

进一步地，蒸汽分流盘的外部对称设有冷凝管路和进汽管路，冷凝管路和进汽管路分别接近蒸汽分流盘的底端和顶端，进汽管路与蒸汽循环管路相连通。

进一步地，蒸发罐内的底壁设有多个安装管，所有安装管分别与所有导热内管一一对应，导热内管与安装管内壁通过丝扣方式连接。

有益效果：本发明的一种MVR蒸发结晶系统，送料管连接外部供给泵，继而向散流腔内注入待蒸发的液体，送料管延伸至散流腔内，并且匀速输送液体，可使得液体均匀的进入每个导流斜槽，不会溅射到布水盘的外围；液体在散流腔内向每个导流斜槽内流动，最后流入每个环形储水腔内，并且环形储水腔内的液位不断上涨，达到溢流盘的内圈水平面高度则开始充分进入给液腔内；此时每个给液腔内的液体呈环形水膜姿态在其内部迅速下流；此时首次开车提供加热气源至蒸汽腔内，对给液腔内的环形水膜实施加热，待到一批液体受热蒸发后，通过出料间距分散，蒸汽由提取管路进入气液分离器，实现气液分离，浓液则依靠卸料管道进入结晶器；分离后的汽体由蒸汽压缩机实施压缩，并制成二次加热用蒸汽，然后通过蒸汽循环管路提供给蒸汽腔内，同时蒸汽循环管路也会将部分的二次蒸汽提供至蒸汽分流盘内，目的提供给每个导热内管内，实现对环形水膜夹持式加热，使之受热快；环形水膜在给液腔内高速下流，通过导热内管中段区域时，进入螺旋槽道内，该方式增大了水膜下降行程，实现了采用短程的导热内管和导热套管，减少了设备投入成本，本发明能够减少降膜管路长度同时，也可对水膜实施有效加热蒸发。

附图说明

图1为本发明的立体立体结构示意图；

图2为本发明的平面结构示意图一；

图3为本发明的平面结构示意图二；

图4为图3中A处放大图；

图5为本发明的立体拆分结构示意图一；

图6为本发明的平面结构示意图三；

图7为本发明的立体拆分结构示意图二；

图8为本发明的平面结构示意图四；

图9为本发明的立体拆分结构示意图三；

附图标记说明：增厚层1，螺旋槽道1a。

蒸发罐2，隔离盘2a，蒸汽腔2b，出料间距2c，冷凝水排出管2d，不凝气管路2e。

结晶器3。

导热套管4，导热内管4a，给液腔4b。

蒸汽压缩机5。

布水盘6，溢流盘6a，导流斜槽6b，环形储水腔6c，散流腔6d。

送料管7。

单向阀8。

提取管路9，汽液分离器9a。

卸料管道10。

冷凝管路11，进汽管路12。

蒸汽分流盘13。

蒸汽循环管路14。

安装管15。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施例做进一步详细描述：

参照图1至图9所示的一种MVR蒸发结晶系统，包括蒸发罐2、结晶器3、降膜管路组、蒸汽压缩机5以及布水装置，降膜管路组的数量为多个，并且依次沿蒸发罐2的周向等角度分布在其内部，降膜管路组呈竖直设置，降膜管路组包括导热套管4以及设于导热套管4内部的导热内管4a，导热套管4内壁和导热内管4a的外壁之间构成一个给液腔4b，导热内管4a的中段区域套设有增厚层1，增厚层1上开设有呈螺旋式上升的螺旋槽道1a，布水装置设于蒸发罐2的顶端，并且与所有给液腔4b相连通，结晶器3设于蒸发罐2底部，并且二者相连通，蒸发罐2的底部还设有蒸汽分流盘13，蒸汽分流盘13与所有导热内管4a内部相连通，蒸汽压缩机5的输出端通过Y型结构的蒸汽循环管路14分别与蒸发罐2和蒸汽分流盘13相连通。

螺旋槽道1a的螺旋圈数至少为8圈以上；由于给液腔4b的设置，布水装置将液体送入给液腔4b内后，液体由给液腔4b迅速下趟，并形成水膜；到达增厚层1区域，下淌力促使其进入螺旋槽道1a内，并且持续下降，该目的加大了液体由水膜姿态下淌所需的行程时间，促使其在采用短程导热套管4和导热内管4a时，也可以使得液体被加热至设定温度。

导热套管4的底端与蒸发罐2内的底壁留有出料间距2c，蒸汽分流盘13为中空结构，并且其处于蒸发罐2的正下方，导热内管4a的底端贯穿至蒸发罐2的下方，并且与蒸汽分流盘13内部相连通；出料间距2c用以接纳从给液腔4b内流出的受热蒸发的液体以及蒸汽；蒸汽分流盘13作用将蒸汽压缩机5提供的二次蒸汽分流至所有导热内管4a的内部，目的使得处于给液腔4b内的水膜可以快速受热，以此快速达到设定温度点；使得采用了短程导热内管4a和导热套管4后，也可以对水膜实施快速加热或稳定加热。

蒸发罐2内设有隔离盘2a，隔离盘2a接近所有导热套管4的底端，隔离盘2a与蒸发罐2内的顶壁之间构成蒸汽腔2b，蒸汽循环管路14与蒸汽腔2b内相连通，并且还对应于所有螺旋槽道1a，蒸发罐2的外部设有与蒸汽腔2b内相连通的冷凝水排出管2d和不凝气管路2e；隔离盘2a用以隔离蒸汽腔2b内的冷凝水，防止冷凝水与浓液混合；同时冷凝水排出管2d用以将蒸汽腔2b内的冷凝水排出；不凝气管路2e则用以将蒸汽腔2b内的不凝气体实施外排；蒸汽压缩机5通过蒸汽循环管路14将二次蒸汽注入至蒸汽腔2b内后，二次蒸汽会在蒸汽腔2b内通过导热套管4作用力，对处于给液腔4b内的水膜实施换热，所以导热套管4要采用导热系数较好的材料进行制作。

布水装置包括布水盘6以及多个溢流盘6a，溢流盘6a的数量与导热套管4的数量相等，溢流盘6a设于导热套管4顶端，所有溢流盘6a分别与所有导热套管4一一对应，所有导热内管4a的顶端分别自下而上贯穿各自对应的溢流盘6a，并且还延伸至溢流盘6a的上方，溢流盘6a的顶部开设有向下凹陷的环形储水腔6c，布水盘6设置在所有溢流盘6a的中心处，布水盘6为上窄下宽的梯形盘，梯形盘的外表面设有多个沿之周向等角度分布的导流斜槽6b，所有导流斜槽6b分别与一个环形储水腔6c内相连通，梯形盘的顶端开设有散流腔6d，散流腔6d与所有导流斜槽6b相连通，溢流盘6a的外圈上表面水平高度高于其内圈上表面的水平高度；可将待蒸发的液体匀速注入散流腔6d内，液体在散流腔6d内向每个导流斜槽6b内流动，最后流入每个环形储水腔6c内，并且环形储水腔6c内的液位不断上涨，达到溢流盘6a的内圈水平面高度则开始充分进入给液腔4b内；该方式可使得处于给液腔4b内的环形水膜流淌时整齐。

蒸发罐2的顶端设有贯穿至其内部的送料管7，送料管7的末端延伸至散流腔6d内；送料管7连接外部供给泵，继而向散流腔6d内注入待蒸发的液体，送料管7延伸至散流腔6d内，并且匀速输送液体，可使得液体均匀的进入每个导流斜槽6b，不会溅射到布水盘6的外围。

蒸汽压缩机5为罗茨压缩机或高速离心压缩机，蒸汽循环管路14与蒸发罐2相连通的一端设有单向阀8；单向阀8可防止处于蒸汽腔2b内的二次蒸汽发生回流。

蒸发罐2的底端设有提取管路9，提取管路9外端连接有汽液分离器9a，提取管路9通过汽液分离器9a与蒸汽压缩机5的输入端相连通，结晶器3和蒸发罐2之间通过卸料管道10相连通，卸料管道10贯穿蒸汽分流盘13设置；气液分离器为现有技术，在此对其结构不进行展开描述；汽液分离器9a将蒸汽内的液体与汽体实施分离，确保蒸汽压缩机5工作安全性和稳定性；浓液从蒸发罐2底端依靠卸料管道10流入至结晶器3内，展开结晶。

蒸汽分流盘13的外部对称设有冷凝管路11和进汽管路12，冷凝管路11和进汽管路12分别接近蒸汽分流盘13的底端和顶端，进汽管路12与蒸汽循环管路14相连通；进气管路乃是将蒸汽循环管路14内的二次蒸汽依靠蒸汽分流盘13提供至每个导热内管4a内；冷凝管路11则用以将导热内管4a内的冷凝水实施排离；冷凝管路11上需设置启闭阀，到达一定液位才开启，在此不进行详细描述。

蒸发罐2内的底壁设有多个安装管15，所有安装管15分别与所有导热内管4a一一对应，导热内管4a与安装管15内壁通过丝扣方式连接；安装管15促进了导热内管4a的安装，方便导热内管4a拆装维护工作。

工作原理：送料管7连接外部供给泵，继而向散流腔6d内注入待蒸发的液体，送料管7延伸至散流腔6d内，并且匀速输送液体，可使得液体均匀的进入每个导流斜槽6b，不会溅射到布水盘6的外围；液体在散流腔6d内向每个导流斜槽6b内流动，最后流入每个环形储水腔6c内，并且环形储水腔6c内的液位不断上涨，达到溢流盘6a的内圈水平面高度则开始充分进入给液腔4b内；此时每个给液腔4b内的液体呈环形水膜姿态在其内部迅速下流；此时首次开车提供加热气源至蒸汽腔2b内，对给液腔4b内的环形水膜实施加热，待到一批液体受热蒸发后，通过出料间距2c分散，蒸汽由提取管路9进入气液分离器，实现气液分离，浓液则依靠卸料管道10进入结晶器3；分离后的汽体由蒸汽压缩机5实施压缩，并制成二次加热用蒸汽，然后通过蒸汽循环管路14提供给蒸汽腔2b内，同时蒸汽循环管路14也会将部分的二次蒸汽提供至蒸汽分流盘13内，目的提供给每个导热内管4a内，实现对环形水膜夹持式加热，使之受热快；环形水膜在给液腔4b内高速下流，通过导热内管4a中段区域时，进入螺旋槽道1a内，该方式增大了水膜下降行程，实现了采用短程的导热内管4a和导热套管4，减少了设备投入成本。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作出任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims

1.一种MVR蒸发结晶系统，其特征在于：包括蒸发罐（2）、结晶器（3）、降膜管路组、蒸汽压缩机（5）以及布水装置，降膜管路组的数量为多个，并且依次沿蒸发罐（2）的周向等角度分布在其内部，降膜管路组呈竖直设置，降膜管路组包括导热套管（4）以及设于导热套管（4）内部的导热内管（4a），导热套管（4）内壁和导热内管（4a）的外壁之间构成一个给液腔（4b），导热内管（4a）的中段区域套设有增厚层（1），增厚层（1）上开设有呈螺旋式上升的螺旋槽道（1a），布水装置设于蒸发罐（2）的顶端，并且与所有给液腔（4b）相连通，结晶器（3）设于蒸发罐（2）底部，并且二者相连通，蒸发罐（2）的底部还设有蒸汽分流盘（13），蒸汽分流盘（13）与所有导热内管（4a）内部相连通，蒸汽压缩机（5）的输出端通过Y型结构的蒸汽循环管路（14）分别与蒸发罐（2）和蒸汽分流盘（13）相连通。

2.根据权利要求1所述的一种MVR蒸发结晶系统，其特征在于：螺旋槽道（1a）的螺旋圈数至少为8圈以上。

3.根据权利要求1所述的一种MVR蒸发结晶系统，其特征在于：导热套管（4）的底端与蒸发罐（2）内的底壁留有出料间距（2c），蒸汽分流盘（13）为中空结构，并且其处于蒸发罐（2）的正下方，导热内管（4a）的底端贯穿至蒸发罐（2）的下方，并且与蒸汽分流盘（13）内部相连通。

4.根据权利要求1所述的一种MVR蒸发结晶系统，其特征在于：蒸发罐（2）内设有隔离盘（2a），隔离盘（2a）接近所有导热套管（4）的底端，隔离盘（2a）与蒸发罐（2）内的顶壁之间构成蒸汽腔（2b），蒸汽循环管路（14）与蒸汽腔（2b）内相连通，并且还对应于所有螺旋槽道（1a），蒸发罐（2）的外部设有与蒸汽腔（2b）内相连通的冷凝水排出管（2d）和不凝气管路（2e）。

5.根据权利要求1所述的一种MVR蒸发结晶系统，其特征在于：布水装置包括布水盘（6）以及多个溢流盘（6a），溢流盘（6a）的数量与导热套管（4）的数量相等，溢流盘（6a）设于导热套管（4）顶端，所有溢流盘（6a）分别与所有导热套管（4）一一对应，所有导热内管（4a）的顶端分别自下而上贯穿各自对应的溢流盘（6a），并且还延伸至溢流盘（6a）的上方，溢流盘（6a）的顶部开设有向下凹陷的环形储水腔（6c），布水盘（6）设置在所有溢流盘（6a）的中心处，布水盘（6）为上窄下宽的梯形盘，梯形盘的外表面设有多个沿之周向等角度分布的导流斜槽（6b），所有导流斜槽（6b）分别与一个环形储水腔（6c）内相连通，梯形盘的顶端开设有散流腔（6d），散流腔（6d）与所有导流斜槽（6b）相连通，溢流盘（6a）的外圈上表面水平高度高于其内圈上表面的水平高度。

6.根据权利要求5所述的一种MVR蒸发结晶系统，其特征在于：蒸发罐（2）的顶端设有贯穿至其内部的送料管（7），送料管（7）的末端延伸至散流腔（6d）内。

7.根据权利要求1所述的一种MVR蒸发结晶系统，其特征在于：蒸汽压缩机（5）为罗茨压缩机或高速离心压缩机，蒸汽循环管路（14）与蒸发罐（2）相连通的一端设有单向阀（8）。

8.根据权利要求3所述的一种MVR蒸发结晶系统，其特征在于：蒸发罐（2）的底端设有提取管路（9），提取管路（9）外端连接有汽液分离器（9a），提取管路（9）通过汽液分离器（9a）与蒸汽压缩机（5）的输入端相连通，结晶器（3）和蒸发罐（2）之间通过卸料管道（10）相连通，卸料管道（10）贯穿蒸汽分流盘（13）设置。

9.根据权利要求3所述的一种MVR蒸发结晶系统，其特征在于：蒸汽分流盘（13）的外部对称设有冷凝管路（11）和进汽管路（12），冷凝管路（11）和进汽管路（12）分别接近蒸汽分流盘（13）的底端和顶端，进汽管路（12）与蒸汽循环管路（14）相连通。

10.根据权利要求1所述的一种MVR蒸发结晶系统，其特征在于：蒸发罐（2）内的底壁设有多个安装管（15），所有安装管（15）分别与所有导热内管（4a）一一对应，导热内管（4a）与安装管（15）内壁通过丝扣方式连接。