CN209797530U - 一种真空热泵蒸馏浓缩系统 - Google Patents

Abstract

本实用公开了一种真空热泵蒸馏浓缩系统，涉及工业危废水蒸发浓缩、污泥蒸馏干燥减量领域，要解决的是现有蒸发器处理中出现的问题。本产品包括机架、蒸馏罐、搅拌系统、二次蒸汽气液分离装置和电加热器，所述机架固定在底座上端，蒸馏罐安装在机架上并且机架上还安装有蒸馏水储罐、冷凝换热器和压缩机，搅拌系统安装在蒸馏罐上，二次蒸汽气液分离装置安装在蒸馏罐后方的上部，电加热器安装在机架的顶端并且电加热器上安装有散热器。本产品设备结构紧凑，占地空间小，方便移动布置，具有设备投入低、能耗适中、使用寿命长等优点，减少了处理费用，使用前景广阔。

Description

一种真空热泵蒸馏浓缩系统

技术领域

本实用涉及工业危废水蒸发浓缩、污泥蒸馏干燥减量领域，具体是一种真空热泵蒸馏浓缩系统。

背景技术

企业一般是指以盈利为目的，运用各种生产要素（土地、劳动力、资本、技术和企业家才能等），向市场提供商品或服务，实行自主经营、自负盈亏、独立核算的法人或其他社会经济组织。

企业生产过程中会产生少量工业废水，如高腐蚀性、高盐、高有机废水及废切削液、废油、零件清洗废水等含油废水。针对这种工业废水，传统水处理工艺已无法满足。如果直接委外处理需要花费一笔不菲费用，只能进行蒸发浓缩回收蒸馏水，少量浓缩物委外处理以减少处理费用。传统蒸发浓缩需要工业蒸汽，对于没有工业蒸汽或生产不便通蒸汽的企业来说比较尴尬，使用电锅炉能耗高并需要配套附属冷凝设备，占用宝贵生产空间并涉及安全问题。由于废水量较少使用传统MVR蒸发器处理具有投入不经济、浓缩液需要进一步委外处理等问题，针对以上问题市场迫切需要一种只需要少量电力能源就能一劳永逸解决上述问题的危废液处理装置，使工业生产中产生的废液直接蒸发干燥成为固废，以节省处理费用。

发明内容

本实用的目的在于提供一种真空热泵蒸馏浓缩系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用提供如下技术方案：

一种真空热泵蒸馏浓缩系统，包括机架、蒸馏罐、搅拌系统、二次蒸汽气液分离装置和电加热器，所述机架固定在底座上端，蒸馏罐安装在机架上并且机架上还安装有蒸馏水储罐、冷凝换热器和压缩机，搅拌系统安装在蒸馏罐上，二次蒸汽气液分离装置安装在蒸馏罐后方的上部，电加热器安装在机架的顶端并且电加热器上安装有散热器。

作为本实用进一步的方案：蒸馏罐后部的下方安装有二级预热器，蒸馏罐与预热换热器相连并且预热换热器位于蒸馏罐和冷凝换热器之间，蒸馏罐位于预热换热器和压缩机之间，这种布置使得结构紧凑。

作为本实用进一步的方案：预热换热器与蒸馏罐同轴布置，便于换热，预热换热器通过支座固定在机架上，连接牢固性好。

作为本实用进一步的方案：蒸馏罐采用卧式蒸馏罐，占地面积小，预热换热器采用管壳式换热器，换热效率高。

作为本实用进一步的方案：蒸馏罐的一端设置有侧开启式出料仓门，出料仓门上焊接有视镜口，便于观察蒸馏罐内的蒸发状态，出料仓门上还连接有液位控制传感器及温度控制传感器，自动化程度高，适用于现代化的生产。

作为本实用进一步的方案：蒸馏罐上设置有照明孔、辅助进料口、喷雾进料口和二次蒸汽出口，蒸馏罐外部设置有保温层，具有保温效果，减少能量损失。

作为本实用进一步的方案：搅拌系统包括螺旋推进螺带与倾斜片状桨叶，倾斜片状桨叶焊接在螺旋推进螺带上，搅拌时通过螺旋推进螺带把浓缩的固体物推送至出料仓门处，同时支撑螺旋推进螺带的倾斜片状桨叶使液体与浓缩的固体物逆向流动。

作为本实用进一步的方案：电加热器位于冷凝换热器和二次蒸汽气液分离装置之间，电加热器不与待蒸发处理的液体物料接触，加热方式为通过加热流通电加热器内的气体或蒸汽以达到系统启动预热或补热，电加热器与二次蒸汽气液分离装置及冷凝换热器之间为固定连接。

作为本实用进一步的方案：冷凝换热器的出口与喷射泵相连，冷凝换热器内采用气体或蒸汽换热介质为制冷剂，冷凝换热器位于热泵系统内的制冷剂膨胀阀与压缩机之间，即冷凝换热器作为热泵系统的制冷剂蒸发器使用，使用效果好。

作为本实用进一步的方案：喷射泵采用文丘里喷射泵，文丘里装置与水泵连接并循环蒸馏罐内的蒸馏水通过文丘里装置以产生真空，喷射泵与冷凝换热器的壳程出口连接，以抽吸冷凝换热器内产生的冷凝水并维持蒸馏罐内的真空度，喷射泵中水泵与文丘里装置之间连接的管道上有一支路，可以用于搅拌系统机封循环冷却及蒸馏水排放。

本产品通过热泵将低温热源的热能转移成高温热源的原理，给密闭容器内与热泵高温放热区接触的待蒸发物料加热，使密闭容器内待蒸发物料达到沸点蒸发，蒸发产生的二次蒸汽与密闭容器内热泵低温吸热区接触被冷凝为冷凝水并收集。与密闭容器连接的真空抽吸系统抽吸密闭容器内被收集的冷凝水并且输送至密闭容器外，并使密闭容器内维持一定的负压，以使密闭容器内待蒸发物料达到沸点。通过热泵及真空抽吸系统，进入密闭容器内待蒸发物料的中水分被蒸发并得到浓缩或干燥。通过热泵蒸馏工业废水蒸发冷凝以回收蒸馏水，减小工业废水处理成本及占地空间问题，可使废水处理能耗降低至电加热方式处理费用的1/4以下，达到每吨蒸馏水能耗160KW·H至200KW·H，综合费用远低于工业蒸汽为热源的蒸发处理方式。

与现有技术相比，本实用的有益效果是：

本产品设备结构紧凑，占地空间小，方便移动布置，具有设备投入低、能耗适中、使用寿命长等优点，减少了处理费用，使用前景广阔。

附图说明

图1为真空热泵蒸馏浓缩系统的正视图。

图2为真空热泵蒸馏浓缩系统的后视图。

图3为真空热泵蒸馏浓缩系统的工作流程图。

图4为真空热泵蒸馏浓缩系统中搅拌系统的结构示意图。

其中：1-废水进料口，2-预热换热器，3-废水进料管，4-蒸馏罐，5-搅拌系统，6-二次蒸汽出口，7-冷凝换热器口，8-喷射泵，9-蒸馏水储罐，10-蒸馏水泵，11-蒸馏水排放阀，12-压缩机，13-制冷剂进口，14-散热器，15-制冷剂储液罐，16-制冷剂膨胀阀，17-二次蒸汽气液分离装置，18-电加热器，19-二级预热器，20-冷凝换热器，21-机架，22-底座。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种真空热泵蒸馏浓缩系统，包括机架21、蒸馏罐4、搅拌系统5、二次蒸汽气液分离装置17和电加热器18，所述机架21固定在底座22上端，蒸馏罐4安装在机架21上并且机架21上还安装有蒸馏水储罐9、冷凝换热器20和压缩机12，搅拌系统5安装在蒸馏罐4上，二次蒸汽气液分离装置17安装在蒸馏罐4后方的上部，电加热器18安装在机架21的顶端并且电加热器18上安装有散热器14。

蒸馏罐4后部的下方安装有二级预热器19，蒸馏罐4与预热换热器2相连并且预热换热器2位于蒸馏罐4和冷凝换热器20之间，蒸馏罐4位于预热换热器2和压缩机12之间，这种布置使得结构紧凑。

预热换热器2与蒸馏罐4同轴布置，便于换热，预热换热器2通过支座固定在机架21上，连接牢固性好。

蒸馏罐4采用卧式蒸馏罐，占地面积小，预热换热器2采用管壳式换热器，换热效率高。

搅拌系统5包括螺旋推进螺带与倾斜片状桨叶，倾斜片状桨叶焊接在螺旋推进螺带上，搅拌时通过螺旋推进螺带把浓缩的固体物推送至蒸馏罐4的出料仓门处，同时支撑螺旋推进螺带的倾斜片状桨叶使液体与浓缩的固体物逆向流动。

电加热器18位于冷凝换热器20和二次蒸汽气液分离装置17之间，电加热器18不与待蒸发处理的液体物料接触，加热方式为通过加热流通电加热器18内的气体或蒸汽以达到系统启动预热或补热，电加热器18与二次蒸汽气液分离装置17及冷凝换热器20之间为固定连接。

散热器14通过螺栓固定于机架21顶部，通过外界空气对散热器14内流通的制冷剂进行冷却，以提高热泵系统的运行效率。

实施例2

一种真空热泵蒸馏浓缩系统，包括机架21、蒸馏罐4、搅拌系统5、二次蒸汽气液分离装置17和电加热器18，所述机架21固定在底座22上端，蒸馏罐4安装在机架21上并且机架21上还安装有蒸馏水储罐9、冷凝换热器20和压缩机12，搅拌系统5安装在蒸馏罐4上，二次蒸汽气液分离装置17安装在蒸馏罐4后方的上部，电加热器18安装在机架21的顶端并且电加热器18上安装有散热器14。

蒸馏罐4的一端设置有侧开启式出料仓门，出料仓门上焊接有视镜口，便于观察蒸馏罐4内的蒸发状态，出料仓门上还连接有液位控制传感器及温度控制传感器，自动化程度高，适用于现代化的生产。

蒸馏罐4上设置有照明孔、辅助进料口、喷雾进料口和二次蒸汽出口6，蒸馏罐4外部设置有保温层，具有保温效果，减少能量损失。

冷凝换热器20的出口与喷射泵8相连，冷凝换热器20内采用气体或蒸汽换热介质为制冷剂，冷凝换热器20位于热泵系统内的制冷剂膨胀阀16与压缩机12之间，即冷凝换热器20作为热泵系统的制冷剂蒸发器使用，使用效果好。

喷射泵8采用文丘里喷射泵，文丘里装置与水泵连接并循环蒸馏罐4内的蒸馏水通过文丘里装置以产生真空，喷射泵8与冷凝换热器20的冷凝换热器口7连接，以抽吸冷凝换热器20内产生的冷凝水并维持蒸馏罐4内的真空度，喷射泵8中水泵与文丘里装置之间连接的管道上有一支路，可以用于搅拌系统5机封循环冷却及蒸馏水排放。

本实用的工作原理是：废水通过废水进料管3的废水进料口1进入，制冷剂通过制冷剂进口13进入，通过热泵系统中压缩机12压缩制冷剂冷凝，得到的高温高压的制冷剂通过对蒸馏罐4及预热换热器2内的物料加热及散热器14散热，成为高压低温制冷剂，物料经过预热换热器2进入蒸馏罐4受到制冷剂加热并达到沸点进行蒸发，蒸发产生的二次蒸汽经过二次蒸汽气液分离装置17分离后，纯净的二次蒸汽在冷凝换热器7内冷凝为蒸馏水并释放热量。高压低温制冷剂经过制冷剂储液罐15及制冷剂膨胀阀16，变为低压低温制冷剂。低温低压制冷剂经过冷凝换热器7与二次蒸汽换热，并吸收二次蒸汽冷凝释放的热量后再次进入压缩机12继续下一个循环。物料经过预热换热器2加热后在蒸馏罐4达到沸点并蒸发浓缩，产生的二次蒸汽经过二次蒸汽气液分离装置17分离及冷凝换热器7冷凝成为蒸馏水进入蒸馏水储罐9。蒸馏水储罐9内的蒸馏水经过蒸馏水泵10及喷射泵8循环产生真空，以维持蒸馏罐4内的真空度，并抽取冷凝换热器20内冷凝的蒸馏水。蒸馏水储罐9内蒸馏水达到高液位后，经过蒸馏水排放阀11排出。浓缩的后的固体经过螺旋搅拌推料装置推至出料仓门口处。

以上所述仅为本实用的较佳实施例而已，并不用以限制本实用，凡在本实用的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用的保护范围之内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种真空热泵蒸馏浓缩系统，包括机架（21）、蒸馏罐（4）、搅拌系统（5）、二次蒸汽气液分离装置（17）和电加热器（18），所述机架（21）固定在底座（22）上端，其特征在于，蒸馏罐（4）安装在机架（21）上并且机架（21）上还安装有蒸馏水储罐（9）、冷凝换热器（20）和压缩机（12），搅拌系统（5）安装在蒸馏罐（4）上，二次蒸汽气液分离装置（17）安装在蒸馏罐（4）后方，电加热器（18）安装在机架（21）的顶端并且电加热器（18）上安装有散热器（14）。

2.根据权利要求1所述的真空热泵蒸馏浓缩系统，其特征在于，所述蒸馏罐（4）后部的下方安装有二级预热器（19），蒸馏罐（4）与预热换热器（2）相连并且预热换热器（2）位于蒸馏罐（4）和冷凝换热器（20）之间，蒸馏罐（4）位于预热换热器（2）和压缩机（12）之间。

3.根据权利要求2所述的真空热泵蒸馏浓缩系统，其特征在于，所述预热换热器（2）与蒸馏罐（4）同轴布置，预热换热器（2）通过支座固定在机架（21）上。

4.根据权利要求2或3所述的真空热泵蒸馏浓缩系统，其特征在于，所述蒸馏罐（4）采用卧式蒸馏罐，预热换热器（2）采用管壳式换热器。

5.根据权利要求1所述的真空热泵蒸馏浓缩系统，其特征在于，所述蒸馏罐（4）的一端设置有侧开启式出料仓门，出料仓门上焊接有视镜口，出料仓门上还连接有液位控制传感器及温度控制传感器。

6.根据权利要求1或5所述的真空热泵蒸馏浓缩系统，其特征在于，所述蒸馏罐（4）上设置有照明孔、辅助进料口、喷雾进料口和二次蒸汽出口（6），蒸馏罐（4）外部设置有保温层。

7.根据权利要求1所述的真空热泵蒸馏浓缩系统，其特征在于，所述搅拌系统（5）包括螺旋推进螺带与倾斜片状桨叶，倾斜片状桨叶焊接在螺旋推进螺带上。

8.根据权利要求1所述的真空热泵蒸馏浓缩系统，其特征在于，所述冷凝换热器（20）的出口与喷射泵（8）相连，冷凝换热器（20）位于热泵系统内的制冷剂膨胀阀（16）与压缩机（12）之间。

9.根据权利要求8所述的真空热泵蒸馏浓缩系统，其特征在于，所述喷射泵（8）采用文丘里喷射泵。