CN206152375U - 多热源真空蒸馏装置 - Google Patents
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- B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
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Abstract
一种多热源真空蒸馏装置，包含有一蒸馏桶用以蒸馏一物料，一冷凝器连接于蒸馏桶，一节流阀连接于冷凝器，一多热源蒸发器模组连接于节流阀，以及一压缩机连接于多热源蒸发器模组以及冷凝器。多热源蒸发器模组包含多个蒸发器，以根据工作环境选择蒸发器其中之一进行热交换，以提供蒸馏桶蒸馏物料所需的热能。此多热源真空蒸馏装置可有效利用适当的热源，以提升蒸馏装置的效率。
Description
技术领域
本实用新型中所述实施例内容是有关于一种真空蒸馏装置。特别地，本实用新型中所述实施例内容是有关于一种多热源真空蒸馏装置。
背景技术
蒸馏主要利用混合液体或液-固体中各组分沸点不同，使低沸点组分蒸发，再冷凝以分离整个组分的单元操作过程，因此是蒸发和冷凝两种单元操作的联合。相较于其他的分离方法，蒸馏相对较不需使用其它溶剂，故降低引入新的杂质等优点。
真空蒸馏(Vacuum Distilation)则是在减压的情况下进行，一般用于分离在常压下加热至沸点时易于分解的物质，以降低蒸馏温度并提高分离效率。常用于化学，有机，金属化合物，金属醇盐等的分离提纯。真空蒸馏也用于某些品种特种气体的深度提纯。
降低沸腾时的压力，可以使物质的蒸汽压，在较低的温度下就开始沸腾，蒸馏作用即可顺利进行。然而，真空蒸馏必须提供热源以加热。而部份的蒸馏设备在刚开始运转或在部份的运转条件下，其效率大幅受限，如何提供一种高效率的真空蒸馏装置，长久以来一直是业界所亟欲解决的课题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型内容提出一种多热源真空蒸馏装置。
本实用新型内容的一实施方式是有关于一种多热源真空蒸馏装置，包含有一蒸馏桶用以蒸馏一物料，一冷凝器连接于蒸馏桶，一节流阀连接于冷凝器，一多热源蒸发器模组连接于节流阀，以及一压缩机连接于多热源蒸发器模组以及冷凝器。其中，多热源蒸发器模组包含多个蒸发器，以根据工作环境选择蒸发器其中之一进行热交换，以提供蒸馏桶蒸馏物料所需的热能。
其中，上述的多热源蒸发器模组包含一第一蒸发器、一第二蒸发器与一第三蒸发器，其中第一蒸发器吸收来自于蒸馏桶所蒸发的物料的热量，第二蒸发器吸收一高温废液的热量或机房的高温空气，而第三蒸发器吸收环境空气的热量。
在一或多个实施例中，多热源真空蒸馏装置还包含有一储水容器连接于第一蒸发器，以将冷却后的蒸馏桶所蒸发的物料加以储存。
在一或多个实施例中，冷却后的蒸馏桶所蒸发的物料包含水。
在一或多个实施例中，多热源真空蒸馏装置还包含有一真空泵，连接于储水容器，以提供蒸馏桶所需的真空度。
本实用新型内容的另一实施方式是有关于一种多热源真空蒸馏装置的控制方法，包含有下列步骤，启动一热泵，判断一蒸馏桶是否有蒸馏桶冷凝回收热源，若判断无蒸馏桶冷凝回收热源，进一步判断是否有高温废液回收热源或机房内高温空气回收热源；以及若判断无高温废液回收热源与机房内高温空气回收热源，利用空气回收热源，则启动一第三蒸发器循环以进行蒸馏桶中物料的蒸馏。
在上述的启动一热泵之前，还包含有启动一真空泵，以提供蒸馏桶所需的一真空度。
在一或多个实施例中，多热源真空蒸馏装置的控制方法还包含有判断蒸馏桶的物料是否达到所需的浓度，若尚未达到所需的浓度，持续进行蒸馏。
在一或多个实施例中，多热源真空蒸馏装置的控制方法，当判断一蒸馏桶是否有蒸馏桶冷凝回收热源，若已具有蒸馏桶冷凝回收热源，则启动一第一蒸发器循环，以进行蒸馏桶中物料的蒸馏。
综上所述，本实用新型中的多热源真空蒸馏装置及其控制方法可以利用多热源蒸发器模组适当地选择合适的热源进行真空蒸馏装置的热量来源，使得真空蒸馏装置的效率得以提升，更可以降低生产成本，同时可以有效地利用工厂中所产生的额外热能，维持工作环境的温度，提高员工的工作效率。
附图说明
为让本实用新型的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：
图1是依照本实用新型一些实施例所绘示的一种多热源真空蒸馏装置示意图；
图2是依照本实用新型一些实施例所绘示的一种多热源真空蒸馏装置的控制方法示意图。
具体实施方式
下文是举实施例配合所附附图进行详细说明，但所提供的实施例并非用以限制本实用新型所涵盖的范围，而结构运作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本实用新型所涵盖的范围。另外，附图仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。为使便于理解，下述说明中相同元件或相似元件将以相同的符号标示来说明。
另外，在全篇说明书与权利要求书所使用的用词(terms)，除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在此揭露的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本实用新型的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本实用新型的描述上额外的引导。
关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本实用新型，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的元件或操作而已。
其次，在本文中所使用的用词“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
图1是依照本实用新型一些实施例所绘示的一种多热源真空蒸馏装置示意图。如图中所示，本实用新型所揭露的多热源真空蒸馏装置100，包含有一蒸馏桶120，其连接一冷凝器110，冷凝器110则连接有一节流阀130，节流阀130连接一多热源蒸发器模组140，多热源蒸发器模组140连接一压缩机150，压缩机150连接冷凝器110。
由于已知的真空蒸馏装置运转条件在部分阶段会大幅受限，以致处于低能效条件运转，例如设备刚启动时对蒸馏桶内物料的加热阶段，由于冷凝器需提供热量以满足物料由常温上升到目标温度的需求，然而，此时压缩机所产生的热量极小，导致蒸馏装置处于一低效能的运转条件，因此也增加了蒸馏装置所需的加热时间。
本实用新型的多热源真空蒸馏装置100利用压缩机150的热力学循环来产生移动热能的作用，通过压缩机150、冷凝器110、节流阀130与多热源蒸发器模组140的组合有效提高多热源真空蒸馏装置100的效率，使得生产成本亦可以因此降低，同时由于有效地利用工厂中所产生的额外热能，更可降低工作环境的温度，提高员工的工作效率。
参阅图1，本实用新型的压缩机150的管路内充满冷媒，冷媒蒸气受压缩机150压缩产生了高温高压的冷媒蒸气。当冷媒蒸汽流入冷凝器110后，因排热而凝结成冷凝液，此时所排出的热量可有效地加热蒸馏桶120中的物料，使物料的温度上升，以将部份的物料汽化。而冷媒则进一步进入节流阀130，然后进入多热源蒸发器模组140内蒸发成冷媒蒸气，而产生吸热效应。
多热源蒸发器模组140的吸热效应所需的热源可以是，例如第一蒸发器142所提供的一热源，蒸馏桶120的汽化的物料的热量，经由管路进入第一蒸发器142使其温度降低成为一液体，并进入储水容器160中储存。多热源蒸发器模组140的吸热效应所需的热源可以是，例如第二蒸发器144所提供的一热源，亦即其他的废回收热源，可以是制程中所产生的高温废液等，将工厂中其他制程所产生多余的热量进行回收，例如是机房内高温空气回收热源。多热源蒸发器模组140的吸热效应所需的热源还可以是，例如第三蒸发器146所提供的一热源，亦即环境空气热源，其来自于维持工厂中一般常态的工作温度所产生的热源，不仅可以提供多热源真空蒸馏装置100同时可以提供员工工作一合适的工作温度。第三蒸发器146可以吸收此空气热源将空气温度降低，使更适合工作所需，而将此热源吸收后进行蒸馏桶120中物料的加热。
冷媒蒸气会再被压缩机150吸入，重复进行压缩，以构成一循环回路。整个循环使得热量在多热源蒸发器模组140处被吸收，然后于冷凝器110处被排出以加热蒸馏桶120中的物料。
本实用新型的多热源蒸发器模组140还包含有一真空泵170，以维持蒸馏桶120内所需的真空度，有效地降低蒸馏所需的温度，进而提高蒸馏的效率。
参阅图2是依照本实用新型一些实施例所绘示的一种多热源真空蒸馏装置的控制方法示意图。如图所示，本实用新型的多热源真空蒸馏装置的控制方法，在步骤210，浓缩程序开始后，首先步骤220，将真空泵启动。接着，步骤230，进一步将热泵启动。此热泵及包含有图1中的冷凝器110、节流阀130、多热源蒸发器模组140以及压缩机150。
然后，进入步骤240，判断蒸馏桶内是否有蒸馏桶冷凝回收热源。若判断为是，即蒸馏桶冷凝有回收热源，则进入步骤250，启动第一蒸发器循环，使用第一蒸发器进行热源的回收。若判断为否，即无蒸馏桶冷凝回收热源，进入步骤260，进一步判断是否有其他废回收热源，例如是一高温废液回收热源、机房内高温空气或其他的可回收热源。
若判断为是，即有其他废回收热源，则进入步骤270，启动一第二蒸发器循环。若判断为否，即无蒸馏桶冷凝回收热源，利用环境空气回收热源，进入步骤280，启动一第三蒸发器循环以进行蒸馏桶中物料的蒸馏，亦即以维持一般工作环境温度所产生的热量，进行蒸馏桶中物料的蒸馏。
其中真空泵可以提供蒸馏桶所需的一真空度，降低蒸馏所需的温度，提升蒸馏的效率。
接着，步骤290，持续判断蒸馏桶的物料是否达到所需的浓度，若尚未达到所需的浓度，则持续进行蒸馏并重复上述的判断，以选择最佳的热源以及蒸发器循环，以提升多热源真空蒸馏装置的效率。
当已达到所需的浓度或已达需要的储水量，进入步骤300关闭热泵，步骤310真空泵关闭，以及步骤320结束浓缩程序。
综上所述，本实用新型中的多热源真空蒸馏装置及其控制方法可以利用多热源蒸发器模组适当地选择合适的热源进行真空蒸馏装置的热量来源，使得真空蒸馏装置的效率得以提升，更可以降低生产成本，同时可以有效地利用工厂中所产生的额外热能，维持工作环境的温度，提高员工的工作效率。
虽然本实用新型已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域具通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (5)
1.一种多热源真空蒸馏装置，其特征在于，包含：
一蒸馏桶，用以蒸馏一物料；
一冷凝器，连接于该蒸馏桶；
一节流阀，连接于该冷凝器；
一多热源蒸发器模组，连接于该节流阀；以及
一压缩机，连接于该多热源蒸发器模组，并连接该冷凝器，其中，该多热源蒸发器模组包含多个蒸发器，以根据工作环境选择所述多个蒸发器其中之一进行热交换，以提供该蒸馏桶蒸馏该物料所需的热能。
2.根据权利要求1所述的多热源真空蒸馏装置，其特征在于，该多热源蒸发器模组包含一第一蒸发器、一第二蒸发器与一第三蒸发器，其中该第一蒸发器吸收来自于该蒸馏桶所蒸发的物料的热量，该第二蒸发器吸收一高温废液的热量或机房高温空气，而该第三蒸发器吸收环境空气的热量。
3.根据权利要求2所述的多热源真空蒸馏装置，其特征在于，还包含一储水容器连接于该第一蒸发器，以将冷却后的该蒸馏桶所蒸发的物料加以储存。
4.根据权利要求3所述的多热源真空蒸馏装置，其特征在于，上述的冷却后的蒸馏桶所蒸发的物料包含水。
5.根据权利要求4所述的多热源真空蒸馏装置，其特征在于，还包含一真空泵，连接于该储水容器，以提供该蒸馏桶所需的真空度。
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