CN208054953U - 一种真空蒸发浓缩设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种真空蒸发浓缩设备，其包括蒸发罐、与蒸发罐连通的第一热交换器、将蒸发罐内的蒸汽压缩成高温高压蒸汽并流入第一热交换器内的压缩机、与第一热交换器连通的废水集水槽、蒸馏水槽以及浓缩液收集槽、与蒸发罐连通的清洗液槽、与压缩机输入端连通的油气喷雾装置，第一热交换器底部设置有向第一热交换器内输入压缩空气的第二进气管道，蒸发罐顶部设置有向蒸发罐内输入压缩空气的第一进气管道，第一进气管道上设置有向蒸发罐导通的第一电磁阀，第二进气管道上设置有向第一热交换器导通的第二电磁阀。本实用新型其制造成本低、能耗低、废水处理效率高且使用寿命长。

Description

一种真空蒸发浓缩设备

【技术领域】

本实用新型属于工业污水处理技术领域，特别是涉及一种真空蒸发浓缩设备。

【背景技术】

能源问题和环境问题在工业生产中已经日益突出，这对节能技术提出了更高的要求。工业废水的排放造成了严重的环境污染，为了保护环境，需要严格控制污水排放，各个产生工业废水的企业均需要将污水排放到专门的污水处理厂进行处理后才能排放，污水处理厂一般按照处理量来收费，例如一吨几千元，因此，企业在污水处理上的成本也大幅度增加。热泵技术是一项高效、环保的节能技术，可以广泛应用于乳化液废水、清洗剂废水、脱模剂废水、轧制液废水、热处理废水、脱脂废水、电镀废水、油墨废水、钝化废水、磷化废水、垃圾渗透液、海水淡化等工业生产领域。。经过热泵蒸发浓缩后，可以从污水中提取出来符合排放标准的蒸馏水，该蒸馏水可以直接排放或中水回用，剩下的浓缩物再排放到污水处理厂进行处理可以大大减少企业的污水处理成本，例如10吨的污水经过蒸发浓缩后可以分解成9吨的蒸馏水和1吨的浓缩物，而企业仅需花费1吨处理量的成本，从而大大降低了污水处理费用。

在真空蒸发浓缩系统中，一般采用蒸汽压缩机来循环蒸发罐中的蒸汽，但蒸汽压缩机流量规格大、价格昂贵，处理能力在150L/H以下的，没有对应的蒸汽压缩机可用，市场中也有用罗茨压缩机来代替蒸汽压缩机的，但是实际在使用过程中，蒸发罐内的蒸汽会窜到罗茨压缩机两端的油箱中，造成油箱中的油液乳化影响罗茨压缩机的正常运作和使用寿命；且当该设备停机一段时间后，非常容易生锈，时间长了便无法启动。因此，研发一种低成本、低能耗的真空蒸发浓缩设备意义重大。

【实用新型内容】

本实用新型的主要目的在于提供一种真空蒸发浓缩设备，其制造成本低、能耗低、废水处理效率高且使用寿命长。

本实用新型通过如下技术方案实现上述目的：一种真空蒸发浓缩设备，其包括蒸发罐、与所述蒸发罐连通的第一热交换器、将所述蒸发罐内的蒸汽压缩成高温高压蒸汽并流入所述第一热交换器内的压缩机、与所述第一热交换器连通的废水集水槽、蒸馏水槽以及浓缩液收集槽、与所述蒸发罐连通的清洗液槽、与所述压缩机输入端连通的油气喷雾装置，所述第一热交换器底部设置有向所述第一热交换器内输入压缩空气的第二进气管道，所述蒸发罐顶部设置有向所述蒸发罐内输入压缩空气的第一进气管道，所述第一进气管道上设置有向所述蒸发罐导通的第一电磁阀，所述第二进气管道上设置有向所述第一热交换器导通的第二电磁阀。

进一步的，所述第一热交换器通过第一管道与所述废水集水槽连通、通过第二管道与所述蒸馏水槽连通，所述第一管道上设置有向所述废水集水槽导通的第一气动阀。

进一步的，在所述浓缩液收集槽与所述第一热交换器连通的管道上设置有向所述浓缩液收集槽导通的第二气动阀。

进一步的，所述压缩机为蒸汽压缩机。

进一步的，所述压缩机包括罗茨压缩机和对所述罗茨压缩机的油箱进行干燥的油干燥过滤系统，所述油干燥过滤系统包括连通所述罗茨压缩机两端油箱的油循环管道、设置在所述油循环管道上的风冷却器、油泵以及干燥滤芯。

进一步的，还包括与所述蒸发罐连通的消泡剂槽，在所述消泡剂槽与所述蒸发罐连通的管道上设置有向所述蒸发罐导通的第三气动阀，并在所述蒸发罐内设置有检测气泡的传感器。

进一步的，在所述清洗液槽在与所述第一热交换器连通的管道上设置有向所述清洗液槽导通的第四气动阀。

进一步的，在所述油气喷雾装置与所述压缩机连通的管道上设置有第三电磁阀，所述压缩机的输入端与输出端管道上分别设置有第一气动蝶阀、第二气动蝶阀。

进一步的，还包括第二热交换器，所述第一管道与所述第二管道均穿过所述第二热交换器，输出蒸馏水的所述第二管道与输入废水的所述第一管道在所述第二热交换器内进行热交换。

与现有技术相比，本实用新型一种真空蒸发浓缩设备的有益效果在于：其制造成本低、能耗低、废水处理效率高且使用寿命长。具体的，

1)利用压缩机在蒸发罐内形成真空条件，同时利用压缩机压缩空气时产生的热量直接对废水进行加热，一方面大大提高了废水蒸发效率，进而提高了废水处理效率，另一方面，充分利用了系统内部的能量转换，大大降低了能耗，从而将降低了成本；

2)充分利用废水进入时本身的低温和蒸馏水流出时的高温，将两者用热交换器连接起来实现废水进入蒸馏浓缩系统前的预先升温，以及实现流出蒸馏水的二次降温，大大降低了系统整体的能耗；

3)利用罗茨压缩机并设置油干燥过滤系统来代替蒸汽压缩机，一方面能够大大降低制造成本，另一方面，提高了罗茨压缩机的使用寿命，保障了罗茨压缩机的正常运转，另外，还满足了日均废除处理量小于150L/h的企业需求，扩大了适用范围；

4)通过设置自动清洗系统，并通过二段清洗程序，使得设备停机后，自动对内部管道以及蒸发罐、第一热交换器内部进行清洗，防止停机后废水溶液对管道内壁造成腐蚀，从而提高了设备的使用寿命，加强了自身的保养，减少了对设备的保养维修次数；

5)通过设置烘干防锈系统，在设备停机后，能够自动的对蒸发罐、第一热交换器以及各个管道内部进行清洁、烘干，防止内壁表面生锈腐蚀，并在压缩机内部形成防锈油膜，有效的防止了压缩机内部生锈，从而大大提高了本设备的使用寿命。

【附图说明】

图1为本实用新型实施例的控制原理示意图；

图中数字表示：

100真空蒸发浓缩设备；1蒸发罐；2第一热交换器；3压缩机；4废水集水槽；5蒸馏水槽；6浓缩液收集槽；7第一管道；8第二管道；9第一气动阀；10第二气动阀；11油循环管道；12风冷却器；13油泵；14干燥滤芯；15消泡剂槽；17第三气动阀；18第一进气管道；19第一电磁阀；20清洗液槽；21第四气动阀；22第二进气管道；23第二电磁阀；24油气喷雾装置；25第三电磁阀；26第一气动蝶阀；27第二气动蝶阀；28第二热交换器。

【具体实施方式】

实施例：

请参照图1，本实施例为真空蒸发浓缩设备100，其包括蒸发罐1、与蒸发罐1连通的第一热交换器2、将蒸发罐1内的蒸汽压缩成高温高压蒸汽并流入第一热交换器2内的压缩机3、与第一热交换器2连通的废水集水槽4、蒸馏水槽5以及浓缩液收集槽6。

第一热交换器2通过第一管道7与废水集水槽4连通、通过第二管道8与蒸馏水槽5连通。第一管道7上设置有向废水集水槽4导通的第一气动阀9。在浓缩液收集槽6与第一热交换器2连通的管道上设置有向浓缩液收集槽6导通的第二气动阀10。

本实施例真空蒸发浓缩设备100在开启后首先对废水进行预热，其工作原理为：按启动按钮后，压缩机3运转，蒸发罐1内产生真空，废水集水槽4内要处理的废水通过第一管道7进入第一热交换器2内，压缩机3压缩气体产生热量，通过第一热交换器2传导给要处理的废水，在真空状态下，废水温度上升到75～80℃，废水就开始蒸发，从而完成预热过程。

在一实施例中，所述压缩机3为蒸汽压缩机，由于在市场上没有较小流量规格的蒸汽压缩机，因此针对日均处理量较小的企业不适用，且价格更高。为了满足日均废水处理量较小的企业需求以及降低成本，在另一实施例中所述压缩机3包括罗茨压缩机和对所述罗茨压缩机的油箱进行干燥的油干燥过滤系统，所述油干燥过滤系统包括连通所述罗茨压缩机两端油箱的油循环管道11、设置在油循环管道11上的风冷却器12、油泵13以及干燥滤芯14。

当上述预热程序执行一定时间(可根据实际情况设定，如5min)后，所述油干燥过滤系统开始工作，油泵13启动，所述罗茨压缩机一端油箱内的油进入油循环管道11，并经过风冷却器12冷却，通过油泵13进入干燥滤芯14，干燥滤芯14吸收油中水分过滤油中杂质，过滤精度达5微米，过滤完的油回到所述罗茨压缩机另一端的邮箱内，油泵13驱动所述罗茨压缩机内的油循环的经过所述油干燥过滤系统，从而实现对油的干燥作用，防止蒸汽窜入所述罗茨压缩机两端油箱内造成油液乳化而影响所述罗茨压缩机的正常使用和使用寿命。在压缩机3运行过程中，所述油干燥过滤系统定时循环往复的运行。本实施例通过设置油干燥过滤系统，一方面能够大大降低制造成本，另一方面，提高了罗茨压缩机的使用寿命，保障了罗茨压缩机的正常运转；另外，能够适用于日均废除处理量较小的需求，扩大了适用范围。

预热程序完成后，设备进入蒸发浓缩过程(可设定6.5h为一个周期)，蒸气温度达到设定温度后，水分快速蒸发，同时，蒸发形成的水蒸气被压缩机3压缩进入第一热交换器2内持续给废水加热，并通过第二管道8流入蒸馏水槽5内；第一热交换器2内液位快速下降，废水集水槽4等间隔时间(如5min)就向第一热交换器2内补一次水，一个周期完成后，完成废水的蒸发浓缩过程。在此过程中，在蒸发的过程中蒸发罐1内常伴有气泡上升，影响水的蒸发，因此，为了消除气泡，保障水的正常蒸发，本设备还设置了与蒸发罐1连通的消泡剂槽15，在消泡剂槽15与蒸发罐1连通的管道上设置有向蒸发罐1导通的第三气动阀17，并在蒸发罐1内设置有检测气泡的传感器(图中未标识)，当传感器检测到气泡时，第三气动阀17打开，消泡剂进入蒸发罐1内进行消泡。

蒸发罐1顶部设置有向蒸发罐1内输入压缩空气的第一进气管道18，第一进气管道18上设置有向蒸发罐1导通的第一电磁阀19。一个周期的蒸发浓缩过程完成后，压缩机3停止工作，第二气动阀10、第一电磁阀19打开，蒸发罐1内加压，将浓缩液压入浓缩液收集槽6，完成浓缩液排出程序。

本实施例还包括自动清洗系统，所述自动清洗系统包括与第一管道7连通的清洗液槽20，在清洗液槽20与第一管道7连通的管道上设置有向清洗液槽20导通的第四气动阀21，第一热交换器2底部设置有向第一热交换器2内输入压缩空气的第二进气管道22，第二进气管道22上设置有向第一热交换器2导通的第二电磁阀23。当浓缩液被排出后，设备进入自动清洗程序。本实施例中所述自动清洗程序包括一段清洗和二段清洗。

一段清洗：压缩机3开始运转，蒸发罐1内产生真空，废水集水槽4内的废水进入第一热交换器2，压缩机3停止工作，第二进气管道22上的第二电磁阀23打开，从第一热交换器2底部同时多点加入压缩空气，对第一热交换器2内部进行吹扫清洗一段时间(时间可设定，如12分钟)，本次清洗完成后，第一管道7上的第一气动阀9开启，第二电磁阀23处于开启状态，关闭其它所有阀门，然后往第一热交换器2内加入压缩气体，将第一热交换器2内的所有液体排入废水集水槽4中。

二段清洗：一段清洗完成后，二段清洗状态开始，压缩机3开始运转，蒸发罐1内产生真空，专用清洗液从清洗液槽20中通过第一管道7进入第一热交换器2内，压缩机3停止工作，从第一热交换器2底部同时多点加入压缩空气，对第一热交换器2内部进行吹扫清洗一段时间(时间可设定，如13分钟)，本次清洗完成后，开启第四气动阀21，关闭其它所有阀门，然后往第一热交换器2内加入压缩气体，将第一热交换器2内的所有液体排入清洗液槽20中。以上过程为全自动，不需要人工。

本实施例通过设置自动清洗系统，并通过二段清洗程序，使得设备停机后，自动对内部管道以及蒸发罐1、第一热交换器2内部进行清洗，防止停机后废水溶液对管道内壁造成腐蚀，从而提高了设备的使用寿命，加强了自身的保养，减少了对设备的保养维修次数。

本实施例还包括烘干防锈系统，所述烘干防锈系统包括与压缩机3输入端连通的油气喷雾装置24，在油气喷雾装置24与压缩机3连通的管道上设置有第三电磁阀25。压缩机3的输入端与输出端管道上分别设置有第一气动蝶阀26、第二气动蝶阀27。

当上述自动清洗程序结束后，本设备进入烘干、喷油防锈程序：停机通电的状态下，手动按烘干按钮，第一电磁阀19打开蒸发罐1内进入压缩空气，压缩机3两端的第一气动蝶阀26和第二气动蝶阀27打开，压缩机3运行，烘干压缩机3及各个管路里的水汽，当达到设定的烘干时间后，第一电磁阀19关闭，通过油气喷雾装置24向压缩机3内喷油雾，在压缩机3的运行带动下，使压缩机3腔体内布满防锈油膜，油气喷雾装置24停止喷油雾，压缩机3停止运转，压缩机3两端的第一气动蝶阀26和第二气动蝶阀27关闭，程序结束。

本实施例通过设置烘干防锈系统，在设备停机后，能够自动的对蒸发罐1、第一热交换器2以及各个管道内部进行清洁、烘干，防止内壁表面生锈腐蚀，并在压缩机3内部形成防锈油膜，有效的防止了压缩机3内部生锈，从而大大提高了本设备的使用寿命。

为了进一步的降低蒸馏水的输出温度，本实施例将输出蒸馏水的第二管道8与输入废水的第一管道7用一第二热交换器28连接起来，使得从第一热交换器2输出到蒸馏水槽5中的蒸馏水与从废水集水槽4输入到第一热交换器2中的废水进行第二次的热交换。通过设置第二热交换器28，充分利用输入的废水对输出的蒸馏水进行二次降温，不仅大大降低了生产成本，还降低了蒸馏水的输出温度；同样的，输出的蒸馏水对输入的废水进行了第一次升温，使得后续废水经过第一热交换器进行第二次升温后更加快速的蒸发，从而提高了废水处理效率。

本实施例中，进入废水集水槽4内的废水可以通过前处理设备对其进行前序的处理。进入蒸馏水槽5内的蒸馏水也可以输出至后处理设备中对其进行后序处理操作。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种真空蒸发浓缩设备，其特征在于：其包括蒸发罐、与所述蒸发罐连通的第一热交换器、将所述蒸发罐内的蒸汽压缩成高温高压蒸汽并流入所述第一热交换器内的压缩机、与所述第一热交换器连通的废水集水槽、蒸馏水槽以及浓缩液收集槽、与所述蒸发罐连通的清洗液槽、与所述压缩机输入端连通的油气喷雾装置，所述第一热交换器底部设置有向所述第一热交换器内输入压缩空气的第二进气管道，所述蒸发罐顶部设置有向所述蒸发罐内输入压缩空气的第一进气管道，所述第一进气管道上设置有向所述蒸发罐导通的第一电磁阀，所述第二进气管道上设置有向所述第一热交换器导通的第二电磁阀。

2.如权利要求1所述的真空蒸发浓缩设备，其特征在于：所述第一热交换器通过第一管道与所述废水集水槽连通、通过第二管道与所述蒸馏水槽连通，所述第一管道上设置有向所述废水集水槽导通的第一气动阀。

3.如权利要求1所述的真空蒸发浓缩设备，其特征在于：在所述浓缩液收集槽与所述第一热交换器连通的管道上设置有向所述浓缩液收集槽导通的第二气动阀。

4.如权利要求1所述的真空蒸发浓缩设备，其特征在于：所述压缩机为蒸汽压缩机。

5.如权利要求1所述的真空蒸发浓缩设备，其特征在于：所述压缩机包括罗茨压缩机和对所述罗茨压缩机的油箱进行干燥的油干燥过滤系统，所述油干燥过滤系统包括连通所述罗茨压缩机两端油箱的油循环管道、设置在所述油循环管道上的风冷却器、油泵以及干燥滤芯。

6.如权利要求1所述的真空蒸发浓缩设备，其特征在于：还包括与所述蒸发罐连通的消泡剂槽，在所述消泡剂槽与所述蒸发罐连通的管道上设置有向所述蒸发罐导通的第三气动阀，并在所述蒸发罐内设置有检测气泡的传感器。

7.如权利要求1所述的真空蒸发浓缩设备，其特征在于：在所述清洗液槽在与所述第一热交换器连通的管道上设置有向所述清洗液槽导通的第四气动阀。

8.如权利要求1所述的真空蒸发浓缩设备，其特征在于：在所述油气喷雾装置与所述压缩机连通的管道上设置有第三电磁阀，所述压缩机的输入端与输出端管道上分别设置有第一气动蝶阀、第二气动蝶阀。

9.如权利要求2所述的真空蒸发浓缩设备，其特征在于：还包括第二热交换器，所述第一管道与所述第二管道均穿过所述第二热交换器，输出蒸馏水的所述第二管道与输入废水的所述第一管道在所述第二热交换器内进行热交换。