CN211733885U - 用于蒸发器的热交换系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于蒸发器的热交换系统，所述蒸发器具有作为蒸发用主体容器的蒸发罐和用于储存蒸馏水的蒸馏水罐，所述热交换系统包括设置在所述蒸发罐内并用于储存热媒的第一储存机构、对所述热媒进行冷却的冷却装置、设置在所述蒸馏水罐内的第二储存机构，以及对所述热媒进行加热的加热装置，所述第一储存机构、冷却装置、第二储存机构和加热装置通过热循环系统循环连通。该用于蒸发器的热交换系统将热媒通过热循环系统在第一储存机构、冷却装置、第二储存机构和加热装置之间循环流通，能避免废液对加热装置内部的损害，增加装置的使用寿命，从而节约成本且易清洗。

Description

用于蒸发器的热交换系统

技术领域

本实用新型涉及一种用于蒸发器的热交换系统，属于环保设备领域。

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，可以广泛应用于化工、低品位热能利用、海水淡化、污水处理等工业生产领域。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，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。但目前大多数的蒸发浓缩设备的价格非常高且能耗高，针对于日平均处理量较少的企业而言，购买一台设备投入较大。因此，研发一种低成本、高效的热泵蒸发浓缩系统意义重大。

目前大多数的三效蒸发器或MVR浓缩设备，蒸发温度在90到100多度，产生水垢速度快，维护成本高，设备使用寿命短，出水水质不达标，现有技术中为了消除出水水质不达标问题，后续的处理成本和处理工序大大增多，还会产生大量的固体废弃物，影响环保。并且，废液在罐底蒸发，产生较多泡沫，需要消耗大量消泡剂，且出水水质差。并且，目前大多数的蒸发器所采用的加热装置往往因装载废液而容易产生结垢、被腐蚀等现象，且内部不易清洗，大大降低了装置的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于蒸发器的热交换系统，能避免废液对加热装置内部的损害，增加装置的使用寿命，从而节约成本且易清洗。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于蒸发器的热交换系统，所述蒸发器具有作为蒸发用主体容器的蒸发罐和用于储存蒸馏水的蒸馏水罐，所述热交换系统包括设置在所述蒸发罐内并用于储存热媒的第一储存机构、对所述热媒进行冷却的冷却装置、设置在所述蒸馏水罐内的第二储存机构，以及对所述热媒进行加热的加热装置，所述第一储存机构、冷却装置、第二储存机构和加热装置通过热循环系统循环连通。

进一步地，所述加热装置为热泵压缩机，热媒由所述冷却装置冷却后储存在所述第二储存机构中，通过所述热泵压缩机加热并储存至所述第一储存机构中，

进一步地，所述冷却装置为膨胀阀，热媒由所述加热装置加热并储存至所述第一储存机构中，通过所述膨胀阀冷却并储存至所述第二储存机构中。

进一步地，所述热交换系统包括一个或多个所述加热装置。

进一步地，所述热交换系统包括一个或多个冷却装置。

进一步地，所述热循环系统循环上设有阀门和视液镜。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型的用于蒸发器的热交换系统将热媒通过热循环系统在第一储存机构、冷却装置、第二储存机构和加热装置之间循环流通，能避免废液对加热装置内部的损害，增加装置的使用寿命，从而节约成本且易清洗。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1和图2为本实用新型一较佳实施例所示的低温真空蒸发器的控制原理示意图；

图3为图1所示的低温真空蒸发器中的蒸发罐的结构示意图；

图4为图1所示的低温真空蒸发器中的冷凝罐的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

需要说明的是：本实用新型的“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等用语只是参考附图对本实用新型进行说明，不作为限定用语。

本实用新型的用于蒸发器的热交换系统主要用于废液蒸发器中，以下述实施例的低温真空蒸发器为例进行说明。

请参见图1至图4，本实用新型一较佳实施例所示的一种低温真空蒸发器，包括：

作为蒸发用主体容器的蒸发罐1，所述蒸发罐1下部设置有浓缩液排放管路11且上部设置有废液进入管路12，且所述蒸发罐1内部能保持为减压状态；

用于加热所述蒸发罐1内的废液的加热系统2，所述加热系统2包括设置在所述罐体内的第一储存机构21、对所述第一储存机构21内的物质进行加热的加热装置22，以及连接所述第一储存机构21和加热装置22的热循环系统23，第一储存机构21内设有热媒；

用于进行冷却的冷凝罐3，所述冷凝罐3通过所述热循环系统23连接所述加热装置22，所述热媒通过所述热循环系统23在所述第一储存机构21、加热装置22和冷凝罐3之间循环流通；

用于储存蒸馏水的蒸馏水罐4，所述蒸馏水罐4连接所述冷凝罐3，所述蒸馏水罐4上设有蒸馏水排出口(未图示)；

减压装置5，所述减压装置5连接所述蒸馏水罐4，以减少所述蒸发罐1、冷凝罐3和蒸馏水罐4内的压力。

具体的，所述热循环系统23包括连接所述第一储存机构21、加热装置22和冷凝罐3的第一管路231，以及连接所述第一储存机构21和冷凝罐3的第二管路232。在所述第二管路232上设有用于对所述热媒进行降温的第一膨胀阀24，所述加热装置22为热泵压缩机，所述热泵压缩机对从所述冷凝罐3中流出的热媒进行加热处理。在本实施例中，该第一储存机构21为盘管，诚然，在其他实施例中，还可以采用其他储存机构来储存热媒；而通过采用盘管，可以极大地增加其与废液之间的接触面积，能增加其加热效率。热媒通过第二管路232从冷凝罐3中经过热泵压缩机进入至第一储存机构21中，在此过程中，气态热媒被压缩成液态，从而释放大量的热量，进而在蒸发罐1中与废液进行热交换，以对其进行加热。随后，液态热媒流入至第一管路231中，然后经过第一膨胀阀24进入至冷凝罐3中，在此过程中，通过第一膨胀阀24的节流作用，中温高压的液态热媒转化成低温低压的气态热媒，同时吸收外界大量热量，从而在冷凝罐3中对来自蒸发罐1内的蒸汽进行热交换，以降低其温度，起到冷却效果。

在本实施例中，所述冷凝罐3包括外筒31和设置在所述外筒31内且与所述蒸馏罐和蒸馏水罐4连接的冷水管组32，所述蒸发罐1产生的蒸汽通过管路进入至所述冷水管组32内，由外筒31内的降温后热媒进行冷却后进入至所述蒸馏水罐4。

在本实施例中，所述蒸馏水罐4内设有第二储存机构41，所述第二储存机构41与所述第一储存机构21通过第三管路42连接，并通过第四管路44连接所述冷凝罐3，所述第三管路42上设有第二膨胀阀43，所述第四管路44上设有单向阀45。中温高压的液态热媒流入至第三管路42，通过第二膨胀阀43转化成低温低压的气态热媒，随后进入至第二储存机构41中，以对蒸馏水罐4内的蒸馏水进行降温，在通过第四管路44重新进入到冷凝罐3的外筒31内。在实施例中，第二储存机构41为盘管，诚然，在其他实施例中，还可以为其他储存机构。通过设置第二储存机构41，无需额外设置冷却装置来对蒸馏水进行降温处理，极大地节省了能源的使用，降低了能耗。

在本实施例中，所述蒸发罐1包括相对的上罐体13和下罐体14，所述下罐体14中设有用于支撑固定所述第一储存机构21的底板(未图示)；所述上罐体13的头部设有蒸汽出口131，所述下罐体14的底部设有浓缩液排出口141。优选的，上罐体13和下罐体14通过法兰100连接，以便于进行装配和拆卸。靠近所述蒸汽出口131处设有用于除去蒸汽中的泡沫的除沫装置15。所述除沫装置15包括靠近所述蒸汽出口131设置的丝网除沫器151以及设置在所述第一储存机构上方21的至少两个隔板。所述第一储存机构21上方设有上隔板152和下隔板153，所述上隔板152和下隔板153在竖直方向上错位间隔设置。废水蒸发形成的蒸汽在上升过程中，泡沫和其他杂质被隔板阻隔，附在隔板上，气体则通过上隔板152和下隔板153之间的间隔继续上升，随后经过丝网除沫器151再进行一轮除沫，最后通过蒸汽出口131进入至冷凝罐3中进行冷却。上述设计使最后冷却得到的蒸馏水中不含泡沫和其他杂质，极大地增加了出水水质。诚然，在其他实施例中，还可以设置三个或三个以上的隔板进行除沫除杂，且隔板的形状可根据实际情况进行选择，如弯曲形、斜面形等。

在本实施例中，减压装置5包括离心水泵51和水射流器52，所述离心水泵51和水射流器52通过连接在蒸馏水罐4上下两处的第五管路53将蒸馏水罐4内的蒸馏水进行循环流通，以减少所述蒸发罐1、冷凝罐3和蒸馏水罐4内的压力，形成负压。冷凝罐3通过第六管路54与水射流器52连接，在冷凝罐3中降温冷却后的蒸馏水通过第六管路54汇入至第五管路53，从而进入至蒸馏水罐4中。部分未完全冷凝的蒸汽在蒸馏水罐4中再通过第二储存机构41进行降温冷却处理，以保证蒸汽完全冷凝成蒸馏水，且温度较低。随后蒸馏水通过第七管路40排出。

本实用新型的蒸发器中，所述蒸发罐1上还连通有消泡剂入口管路101和清洗液入口管路102；所述蒸发罐1上还设有视窗组件103、阀门组件(未图示)以及传感器组件104等，其均为现有技术，在此不再进行阐述。

综上所述：本实施例的低温真空蒸发器具有以下效果：

1)巧妙的运用了制冷原理，通过第一储存机构和冷凝罐，并在两者之间连通热循环系统，将热媒液化过程和汽化过程充分的应用起来，从而分别实现对废液的升温和对蒸汽的降温，充分利用了各个物理现象转换过程中的能量传递，节省了对外界能量的需求；

2)通过在罐体内设置流通有热媒的储存机构，能避免废液对加热装置内部的损害，增加装置的使用寿命，从而节约成本且易清洗；

3)通过设置隔板和丝网除沫器151能避免其使所产生的蒸汽中泡沫等杂质含量较少，提高出水水质。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，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。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种用于蒸发器的热交换系统，所述蒸发器具有作为蒸发用主体容器的蒸发罐和用于储存蒸馏水的蒸馏水罐，其特征在于，所述热交换系统包括设置在所述蒸发罐内并用于储存热媒的第一储存机构、对所述热媒进行冷却的冷却装置、设置在所述蒸馏水罐内的第二储存机构，以及对所述热媒进行加热的加热装置，所述第一储存机构、冷却装置、第二储存机构和加热装置通过热循环系统循环连通。

2.如权利要求1所述的用于蒸发器的热交换系统，其特征在于，所述加热装置为热泵压缩机，热媒由所述冷却装置冷却后储存在所述第二储存机构中，通过所述热泵压缩机加热并储存至所述第一储存机构中。

3.如权利要求2所述的用于蒸发器的热交换系统，其特征在于，所述冷却装置为膨胀阀，热媒由所述加热装置加热并储存至所述第一储存机构中，通过所述膨胀阀冷却并储存至所述第二储存机构中。

4.如权利要求2所述的用于蒸发器的热交换系统，其特征在于，所述热交换系统包括一个或多个所述加热装置。

5.如权利要求3所述的用于蒸发器的热交换系统，其特征在于，所述热交换系统包括一个或多个冷却装置。

6.如权利要求1所述的用于蒸发器的热交换系统，其特征在于，所述热循环系统循环上设有阀门和视液镜。

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