CN206288995U - 同温梯级水汽混合驱动横管降膜蒸发装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种海水淡化装置，特别是一种同温梯级水汽混合驱动横管降膜蒸发装置，属于海水淡化装置技术领域；该装置包括至少2个蒸汽发生器、至少2个蒸发器、冷凝器和蒸汽驱动装置，通过蒸汽发生器将工业废热水的蒸汽送入蒸发器内，结合蒸汽驱动装置供应的蒸汽进行海水淡化，而工业废热水在多个蒸汽发生器的液体通道中实现梯级利用，蒸汽通过冷凝器冷凝收集，蒸发器产生的冷凝液通过冷凝液管口收集；采用本实用新型解决了工业废热水浪费的问题，充分利用工业废热水中所具有的热量和水资源，避免能源浪费和水资源流失，同时采用水汽混合驱动保证了海水淡化的效率，确保大型工业生产用水需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种海水淡化装置，特别是一种同温梯级水汽混合驱动横管降膜蒸发装置，属于海水淡化装置技术领域。
背景技术
目前，众多蒸馏装置在满足液液分离上有很多设计，强制循环、闪蒸、横管降膜等，这些设计均需要消耗蒸汽驱动，也有采用电能驱动的蒸汽压缩蒸馏装置。电能和蒸汽驱动均消耗了高品位的能源，而工业生产中有大量热水，现有蒸馏装置均未采用热水作为动力驱动，横管降膜蒸发装置未采用热水驱动。
在工业生产中，尤其在沿海，大部分的工业生产需要大量的淡水，在利用之后的淡水液体通过过滤处理可再次利用，而还有很大一部分的水由于受到工业生产中的高温而汽化形成水蒸气流失掉，不仅仅浪费了水资源也浪费了大量的热量，如果能够充分利用起来对资源节省和成本的降低都具有重大意义。
在利用工业废热水温度时常常不能够充分将废热水所包含的热量充分利用起来，因此，针对工业废热水的热量利用率需要进一步完善设计。
发明内容
本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种可采用低品位的水汽混合作动力驱动蒸馏分离液体，合理利用了生产过程中热水的能源，还可以收集从热水中分离出来的冷凝液的同温梯级水汽混合驱动横管降膜蒸发装置。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种同温梯级水汽混合驱动横管降膜蒸发装置，包括至少2个蒸汽发生器、至少2个蒸发器、冷凝器和蒸汽驱动装置，所述蒸汽发生器上设有进液口、出气口和排液口，所述各个蒸汽发生器的液体通道串联连通；所述蒸发器设有冷凝液管口、料液补充管口、料液排出管口和用于蒸汽流通的蒸汽管口，各个蒸发器的蒸汽通道串联将蒸汽驱动装置和冷凝器连通，蒸汽各个蒸发器的料液补充管口并联与料液补充管连通，所述蒸汽管口包括蒸汽入口和蒸汽出口，所述各个蒸汽发生器的出气口分别与蒸发器的蒸汽入口对应连通，所述冷凝器与冷凝水管连通。
本实用新型的同温梯级水汽混合驱动横管降膜蒸发装置，所述蒸汽发生器的数量不超过蒸发器的数量。这样能够保证一个蒸汽发生器对应一个蒸发器，从而充分利用热能。
进一步的，蒸汽发生器的数量也可以超过蒸发器的数量。没有蒸发器进行匹配的蒸汽发生器的出气口可以直接与冷凝器连通，直接收集工业废热水余热产生的少量蒸汽。
进一步的，所述蒸汽发生器和蒸发器的数量均为4个。此设计方式的应用范围最广，使用的效率是最高的。
本实用新型的同温梯级水汽混合驱动横管降膜蒸发装置，所述冷凝液管口包括1个冷凝液进口和2个冷凝液出口。可以实现冷凝液的串联形式，能够保证出来的具有热量的冷凝液再次充分利用起来。
进一步的，所述冷凝液通道串联与冷凝水管连通。采用串联的方式提高热能的使用率。
本实用新型的同温梯级水汽混合驱动横管降膜蒸发装置，所述冷凝液管口并联与冷凝水管连通。采用并联的方式能够缩短冷凝液的管路路程。
本实用新型的同温梯级水汽混合驱动横管降膜蒸发装置，位于所述料液补充管远端的料液排出管口与浓缩液汇总管连通，其他各个蒸发器的料液排出管口通过循环泵与料液补充管连通，形成逆向料液串联通道。采用此方式能够使料液进入蒸发利用后再次回收利用，充分对海水进行淡化处理。
进一步的，位于所述料液补充管远端的蒸发器的料液排出管口还通过循环泵与料液补充管连通。采用该方式的设计既能够将最后一级流出的温度较高的海水再次循环利用，同时加快设备停止时套装设备内海水排出。
本实用新型的同温梯级水汽混合驱动横管降膜蒸发装置，所述各个蒸发器的料液排出管口并联与浓缩液汇总管连通。能够快速的排出蒸发器内的液体。
本实用新型的同温梯级水汽混合驱动横管降膜蒸发装置，废热水总管将工业废热水送入蒸汽发生器中，废热水随着废热水液体通道实现梯级利用，蒸汽由出气口进入蒸发器中，同时，蒸汽驱动装置将蒸汽通过蒸汽通道进入蒸发器，海水通过料液补充管进入蒸发器，通过热交换，实现二次蒸发，完成海水的淡化，蒸汽最终进入冷凝器进行冷凝收集，在蒸发器中产生的冷凝液通过冷凝液管口排出收集。采用工业废热水和蒸汽驱动装置提供蒸汽作为驱动力进行海水淡化，提高了海水淡化的效率，降低生产成本，有效利用工业废热水。
本实用新型的同温梯级水汽混合驱动横管降膜蒸发装置，所述蒸汽发生器还包括具有腔体的壳体，壳体内部由上至下依次设置有扑沫器、隔板和分布器，所述隔板中部还设置有循环返料筒，所述进液口与分布器连通，出气口位于扑沫器上方所在的壳体上，排液口位于壳体下方。采用此方式能够有效的过滤掉工业废热水内的杂质和蒸汽与废水产生的泡沫。
进一步的，所述分布器为圆环，分布器上开设有用于工业废水喷射的喷射通道。
进一步的，所述喷射通道为开设于圆环上的环形槽。
进一步的，所述环形槽开口向下。能使较大的杂质进入蒸汽发生器后向下沉淀。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：采用本实用新型的同温梯级水汽混合驱动横管降膜蒸发装置解决了工业废热水浪费的问题，充分利用工业废热水中所具有的热量和水资源，避免能源浪费和水资源流失，同时采用水汽混合驱动保证了海水淡化的效率，确保大型工业生产用水需求。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是蒸发器的结构示意图；
图3是蒸汽发生器的结构示意图。
图中标记：1-Ⅰ效蒸发器、2-Ⅱ效蒸发器、3-Ⅲ效蒸发器、4-Ⅳ效蒸发器、5-冷凝器、6-冷凝水管、7-循环泵、8-浓缩液汇总管、9-料液补充管、10-冷凝液管口、10a-冷凝液进口、10b-冷凝液出口、11-蒸汽管口、11a-蒸汽入口、11b-蒸汽出口、12-料液补充管口、13-料液排出管口、14-废热水总管、15-Ⅰ效蒸汽发生器、16-Ⅱ效蒸汽发生器、17-Ⅲ效蒸汽反生器、18-Ⅳ效蒸汽发生器、19-进液口、20-出气口、21-排液口、22-壳体、23-扑沫器、24-隔板、25-分布器、26-循环返料筒、27-维修口、28-蒸汽驱动装置。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。、
实施例1
同温梯级水汽浑噩驱动横管降膜蒸发装置，如图1所示，包括至少2个蒸汽发生器、至少2个蒸发器、冷凝器5和蒸汽驱动装置28，如图3所示，所述蒸汽发生器上设有进液口19、出气口20和排液口21，所述各个蒸汽发生器的液体通道串联连通；如图2所示，所述蒸发器设有冷凝液管口10、料液补充管口12、料液排出管口13和用于蒸汽流通的蒸汽管口11，各个蒸发器的蒸汽通道串联将蒸汽驱动装置28和冷凝器5连通，蒸汽各个蒸发器的料液补充管口并联与料液补充管9连通，所述蒸汽管口11包括蒸汽入口11a和蒸汽出口11b，所述各个蒸汽发生器的出气口20分别与蒸发器的蒸汽入口11a对应连通，所述冷凝器5与冷凝水管6连通。
具体的，在本实施方式中，蒸发器为横管降膜蒸发器。进一步的，排液口21还通过并联与浓缩液汇总管8连通。在正常运行中，最后一个蒸汽发生器中，所有工业废热水经过蒸汽发生装置后再流入浓缩液。即，蒸汽发生器之间液体管道上设置有用于阻止工业废水直接进入浓缩液汇总管8的阀门。
在其中一具体实施方式中，蒸汽发生器的数量不超过蒸发器的数量。这样能够充分保证蒸汽发生器产生的蒸汽都是进入到蒸发器利用。当然，在另一具体实施方式中，蒸汽发生器的数量也可超过蒸发器的数量。未能有蒸发器与之匹配的蒸汽发生器的出气口20连通于冷凝器5。
在另一具体实施方式中，蒸汽发生器和蒸发器的数量均为4个。即：蒸汽发生器包括Ⅰ效蒸汽发生器15、Ⅱ效蒸汽发生器16、Ⅲ效蒸汽反生器17和Ⅳ效蒸汽发生器18；蒸发器包括Ⅰ效蒸发器1、Ⅱ效蒸发器2、Ⅲ效蒸发器3和Ⅳ效蒸发器4。此设计方式的应用范围最广，实用的效率是最高的。当然，该方式不局限于4个，在另外的实施方式中还可以设置为不同数量的，根据实用环境需求，例如设置为2个、3个或者6个。
具体的，上述热水液体管口通过串联与浓缩液汇总管8连通，形成热水通道，其连接方式例如：废热水总管14与Ⅰ效蒸发器15的进液口19连通，Ⅰ效蒸汽发生器15的排液口21与Ⅱ效蒸汽发生器16的进液口19连通，Ⅱ效蒸汽发生器16的排液口21与Ⅲ效蒸汽发生器17的进液口19连通，Ⅲ效蒸汽发生器17的排液口21与Ⅳ效蒸汽发生器18的进液口19连通，Ⅳ效蒸汽发生器18的排液口21与浓缩液汇总管8连通。
上述各个蒸发器的蒸汽通道串联将蒸汽驱动装置28和冷凝器5连通，其连接方式例如：蒸汽驱动装置28与Ⅰ效蒸发器1的蒸汽入口11a连通，Ⅰ效蒸发器1的蒸汽出口11b与Ⅱ效蒸发器2的蒸汽入口11a连通，Ⅱ效蒸发器的蒸汽出口11b与Ⅲ效蒸发器3的蒸汽入口11a连通，Ⅲ效蒸发器3的蒸汽出口11b与Ⅳ效蒸发器4的蒸汽入口11a连通，Ⅳ效蒸发器4的蒸汽出口11b与冷凝器5连通。
上述蒸汽发生器的出气口20分别与蒸发器的蒸汽入口11a连通，其连接方式例如：Ⅰ效蒸汽发生器15的出气口20与Ⅰ效蒸发器1的蒸汽管入口11a连通，Ⅱ效蒸汽发生器16的出气口20与Ⅱ效蒸发器2的蒸汽管入口11a连通，Ⅲ效蒸汽发生器17的出气口20与Ⅲ效蒸发器3的蒸汽管入口11a连通，Ⅳ效蒸汽发生器18的出气口20与Ⅳ效蒸发器4的蒸汽管入口11a连通。
在上述的设计基础上，针对冷凝液管口10进一步设计，在另一具体实施方式中，冷凝液管口10包括1个冷凝液进口10a和2个冷凝液出口10b。其中一冷凝液出口10b位于蒸发器横管出口所在的端部，用于收集从横管出来的冷凝液，另一冷凝液出口10b则位于蒸发器横管入口所在的端部，并且紧靠冷凝液进口10a。进一步的，为了有效提升冷凝液自身的温度和含在冷凝液内的蒸汽，在其中一具体实施方式中，冷凝液通道串联与冷凝水管6连通，例如：Ⅰ效蒸发器1的冷凝液入口10a关闭，Ⅰ效蒸发器1的冷凝液出口10b与Ⅱ效蒸发器2的冷凝液入口10a连通，Ⅱ效蒸发器2的冷凝液出口10b与Ⅲ效蒸发器3的冷凝液入口10a连通，Ⅲ效蒸发器3的冷凝液出口10b与Ⅳ效蒸发器4的冷凝液入口10a连通，Ⅳ效蒸发器4的冷凝液出口10b与冷凝水管6连通。最开始出来的冷凝液伴随一定的蒸汽，并且具有一定的温度，为了充分的利用余热，依次进入下一级蒸发器，最终出来的冷凝液伴随的蒸汽量最小化。
当然，将冷凝液的出口作为常规化的设计，也可以只设计为1个冷凝液管口10。因此，在综合以上的实施方式的基础上，冷凝液管口10的连接方式不仅仅限于串联的方式，在另一具体实施方式中，冷凝液管口10还可以通过并联的方式与冷凝水管8连通。各个蒸发器的冷凝液管口10直接与冷凝水管8连通，利用并联的方式直接收集液化的冷凝液，能够缩短冷凝液的管路路程。
在另一具体实施方式中，位于所述料液补充管9远端的料液排出管口13与浓缩液汇总管8连通，其他各个蒸发器的料液排出管口13通过循环泵7与料液补充管9连通，形成逆向料液串联通道。例如，如图1所示，Ⅰ效蒸发器1位于料液补充管9的远端，因此，物料的排放方式是通过串联形成的通道，即顺序为：Ⅳ效蒸发器4、Ⅲ效蒸发器3、Ⅱ效蒸发器2至Ⅰ效蒸发器1。采用此方式充分利用系统中的温度使海水能够充分淡化。在此设计的基础上，进一步的，位于所述料液补充管9远端的蒸发器的料液排出管口13还通过循环泵7与料液补充管9连通。通过此方式能够使海水充分利用，充分淡化，解决了海水未被充分淡化就被排出的问题，例如在用于排放浓缩液至浓缩液汇总管8的管道上增加1个阀门，运行过程中切断料液走向，通过循环泵7充分利用海水资源，保证了蒸发后浓缩液的排放，同时还将物料通道最后一级的浓缩液再次循环利用。
在另一具体实施方式中，料液排出管口13并联与浓缩液汇总管8连通。能够快速有效的排出蒸发器内部的液体。
本实用新型的同温梯级水汽混合驱动横管降膜蒸发装置，废热水总管14将工业废热水送入蒸汽发生器中，废热水随着废热水液体通道实现梯级利用，蒸汽由出气口进入蒸发器中，同时，蒸汽驱动装置28将蒸汽通过蒸汽通道进入蒸发器，海水通过料液补充管9进入蒸发器，通过热交换，实现二次蒸发，完成海水的淡化，蒸汽最终进入冷凝器5进行冷凝收集，在蒸发器中产生的冷凝液通过冷凝液管口10排出收集。采用工业废热水和蒸汽驱动装置28提供蒸汽作为驱动力进行海水淡化，提高了海水淡化的效率，降低生产成本，有效利用工业废热水。
而蒸汽发生器实用的对象是工业废热水，因此，在其中一具体实施方式中，蒸汽发生器还包括具有腔体的壳体22，壳体内部由上至下依次设置有扑沫器23、隔板24和分布器25，所述隔板中部还设置有循环返料筒26，所述进液口19与分布器25连通，出气口20位于扑沫器23上方所在的壳体上，排液口21位于壳体下方。采用此方式能够有效的过滤掉工业废热水内的杂质和蒸汽与废水产生的泡沫。具体的，分布器25为圆环形状，圆环上开设有用于工业废水喷射的喷射通道。作为优选的，喷射通道为开设于圆环上的环形槽。进一步的，环形槽开口向下。能使较大的杂质进入蒸汽发生器后向下沉淀。更具体的，蒸汽发生器上还设有用于设备维修的设备维修口27。
综上所述，采用本实用新型的同温梯级水汽混合驱动横管降膜蒸发装置解决了工业废热水浪费的问题，充分利用工业废热水中所具有的热量和水资源，避免能源浪费和水资源流失，同时采用水汽混合驱动保证了海水淡化的效率，确保大型工业生产用水需求。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种同温梯级水汽混合驱动横管降膜蒸发装置，其特征在于：包括至少2个蒸汽发生器、至少2个蒸发器、冷凝器（5）和蒸汽驱动装置（28），所述蒸汽发生器上设有进液口（19）、出气口（20）和排液口（21），所述各个蒸汽发生器的液体通道串联连通；所述蒸发器设有冷凝液管口（10）、料液补充管口（12）、料液排出管口（13）和用于蒸汽流通的蒸汽管口（11），各个蒸发器的蒸汽通道串联将蒸汽驱动装置（28）和冷凝器（5）连通，各个蒸发器的料液补充管口并联与料液补充管（9）连通，所述蒸汽管口（11）包括蒸汽入口（11a）和蒸汽出口（11b），所述各个蒸汽发生器的出气口（20）分别与蒸发器的蒸汽入口（11a）对应连通，所述冷凝器（5）与冷凝水管（6）连通。
2.如权利要求1所述的同温梯级水汽混合驱动横管降膜蒸发装置，其特征在于：所述蒸汽发生器的数量不超过蒸发器的数量。
3.如权利要求1所述的同温梯级水汽混合驱动横管降膜蒸发装置，其特征在于：所述蒸汽发生器和蒸发器的数量均为4个。
4.如权利要求1所述的同温梯级水汽混合驱动横管降膜蒸发装置，其特征在于：所述冷凝液管口（10）包括1个冷凝液进口（10a）和2个冷凝液出口（10b）。
5.如权利要求4所述的同温梯级水汽混合驱动横管降膜蒸发装置，其特征在于：所述冷凝液通道串联与冷凝水管（6）连通。
6.如权利要求1所述的同温梯级水汽混合驱动横管降膜蒸发装置，其特征在于：所述冷凝液管口（10）并联与冷凝水管（6）连通。
7.如权利要求1所述的同温梯级水汽混合驱动横管降膜蒸发装置，其特征在于：位于所述料液补充管（9）远端的料液排出管口（13）与浓缩液汇总管（8）连通，其他各个蒸发器的料液排出管口（13）通过循环泵（7）与料液补充管（9）连通，形成逆向料液串联通道。
8.如权利要求7所述的同温梯级水汽混合驱动横管降膜蒸发装置，其特征在于：位于所述料液补充管（9）远端的蒸发器的料液排出管口（13）还通过循环泵（7）与料液补充管（9）连通。
9.如权利要求1所述的同温梯级水汽混合驱动横管降膜蒸发装置，其特征在于：所述各个蒸发器的料液排出管口（13）并联与浓缩液汇总管（8）连通。
10.如权利要求1所述的同温梯级水汽混合驱动横管降膜蒸发装置，其特征在于：所述蒸汽发生器还包括具有腔体的壳体（22），壳体内部由上至下依次设置有扑沫器（23）、隔板（24）和分布器（25），所述隔板中部还设置有循环返料筒（26），所述进液口（19）与分布器（25）连通，出气口（20）位于扑沫器（23）上方所在的壳体上，排液口（21）位于壳体下方。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2700534C1 (ru) * | 2018-09-24 | 2019-09-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВО "КГЭУ") | Многоступенчатая испарительная установка |
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2016
- 2016-11-23 CN CN201621259937.1U patent/CN206288995U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2700534C1 (ru) * | 2018-09-24 | 2019-09-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВО "КГЭУ") | Многоступенчатая испарительная установка |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: A Horizontal Tube Falling Film Evaporation Device Driven by Same Temperature Cascade Water Vapor Mixing Granted publication date: 20170630 Pledgee: The Great Wall West Bank Bank of China Deyang hi tech branch Pledgor: DEYANG ZHONGJIA INDUSTRIAL INCORPORATED CO. Registration number: Y2024980001571 |
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