CN215841627U - 蒸发设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种蒸发设备，其包括：蒸发装置，包括蒸发容器及与蒸汽换热载体；热泵压缩机，用于向所述蒸汽换热载体提供蒸汽热源；抽真空装置，用于对所述蒸发容器进行抽真空；换热装置；蒸汽循环管路，依次连接所述热泵压缩机、蒸汽换热载体及换热装置，所述蒸汽循环管路还设有控制蒸汽循环管路中蒸汽压力及蒸汽流量的控制装置；原液蒸汽管路，依次连接蒸发容器、换热装置及抽真空装置，原液蒸汽与蒸汽热源换热后产生的冷凝水在所述换热装置中进行换热。如此设置，可有效对原液蒸发所产生的原液蒸汽的热量进行利用，也可避免直接回收利用原液蒸汽时其中的不凝气体或固体颗粒等杂质影响整个设备的运行稳定性。

Description

蒸发设备

技术领域

本实用新型涉及蒸发技术领域，尤其涉及一种蒸发设备。

背景技术

目前，蒸发工艺是废液处理回收利用的主要措施，该处理方法及工艺在现代工业生产中应用十分广泛，其目的基本都是去除废液中的水分，成为蒸馏水，同时提高废液浓度，以达到后续处理要求。而蒸发工艺一般能耗较高，因此利用MVR蒸发器对污水废液进行处理是现阶段较多见的方式，该方式可对蒸发产生的蒸汽进行回收利用，能耗较少。

然而该工艺中，原液蒸汽中不凝气体的存在，不仅使得耗能增加，降低了原液的处理量，而且影响设备运行的稳定性；另外，原液蒸汽中其他固体或液体杂质的存在也会对热泵压缩机造成一定程度的污染或损坏。

因此，有必要设计一种蒸发设备，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种有效利用原液蒸汽的热量的蒸发设备。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种蒸发设备，其包括：

蒸发装置，包括用于蒸发原液的蒸发容器及与原液进行换热的蒸汽换热载体；

热泵压缩机，用于向所述蒸汽换热载体提供蒸汽热源；

抽真空装置，用于对所述蒸发容器进行抽真空；

换热装置；

蒸汽循环管路，依次连接所述热泵压缩机、蒸汽换热载体及换热装置，所述蒸汽循环管路还设有控制装置，所述控制装置用于控制蒸汽循环管路中蒸汽压力；

原液蒸汽管路，依次连接所述蒸发容器、换热装置及抽真空装置，原液蒸发所产生的原液蒸汽与蒸汽热源在蒸汽换热载体中换热后产生的冷凝水在所述换热装置中进行换热。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述蒸汽循环管路包括高温高压蒸汽管路、气液混合蒸汽管路及低压蒸汽管路，所述高温高压蒸汽管路设于热泵压缩机与蒸汽换热载体之间，以将热泵压缩机产生的高温高压蒸汽通入所述蒸汽换热载体中，所述气液混合蒸汽管路设于所述蒸汽换热载体与所述换热装置之间，用于输送在蒸汽换热载体中与原液换热后的气液混合物，所述低压蒸汽管路设于换热装置与热泵压缩机之间。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述原液蒸汽管路包括高温原液蒸汽管路及原液蒸汽冷凝水管路，所述高温原液蒸汽管路设于所述蒸发容器与所述换热装置之间，所述原液蒸汽冷凝水管路设于所述换热装置与所述抽真空装置之间，所述抽真空装置通过原液蒸汽冷凝水管路、换热装置及高温原液蒸汽管路对所述蒸发容器内部进行抽真空。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述蒸汽换热载体为设于所述蒸发容器内部的盘管或列管。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述蒸汽换热载体设于蒸发容器内部，蒸汽换热载体包括中空轴及设于所述中空轴上的并与所述中空轴连通的多个中空圆盘，所述蒸汽换热载体以中空轴为轴心带动中空圆盘转动，蒸发装置还包括向所述中空圆盘表面喷淋原液的原液喷头。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述蒸汽换热载体为设于蒸发容器外部的管式换热器或板式换热器，所述蒸汽换热载体与所述蒸发容器之间设有原液循环管路。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，还包括向所述热泵压缩机提供蒸汽的供热装置；所述换热装置包括壳体及设于所述壳体内的盘管或列管。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述供热装置为蒸汽发生器，所述蒸汽发生器的蒸汽出口与所述热泵压缩机的蒸汽入口连通。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述供热装置为蒸汽发生器，所述蒸汽发生器的蒸汽出口与所述壳体连通。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述供热装置为设于所述壳体内的加热器。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述控制装置包括节流装置。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述抽真空装置包括依次通过管路循环连接的射流器、储水罐及水泵，所述射流器与所述蒸发容器连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述蒸发容器与所述换热装置之间还有气液分离装置，以对原液蒸发产生的原液蒸汽进行气液分离。

由以上技术方案可知，本实用新型通过设置蒸汽循环管路、原液蒸汽管路及换热装置，可有效对原液蒸发所产生的原液蒸汽的热量进行利用，一方面可有效回收热量、减小蒸汽设备的整体能耗，另一方面可避免直接回收利用原液蒸汽时其中的不凝气体或固体颗粒等杂质影响整个设备的运行稳定性；另外，蒸汽热源与原液换热后也可以进行循环利用，无需冷凝回收，该部分余热也得到有效的利用，进一步减小蒸汽设备的整体能耗，节省了能源。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的蒸发设备的示意图。

图2为图1中抽真空装置的示意图。

图3为本实用新型另一实施例中供热装置的示意图。

图4为本实用新型另一实施例中蒸发装置的示意图。

图5为本实用新型另一实施例中蒸发装置的示意图。

图6为本实用新型另一实施例中蒸发装置的示意图。

图7为本实用新型另一实施例中蒸发装置的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。

请参图1所示，蒸发设备包括：蒸发装置1、热泵压缩机2、控制装置、换热装置5、抽真空装置6及供热装置7。

本实施例中，蒸发装置1包括用于蒸发原液的蒸发容器11及与原液进行换热的蒸汽换热载体12。蒸发容器11的一端设有原液进液管路30。蒸汽换热载体12为盘管式换热器，具体可为蚊香盘管换热器或螺旋盘管换热器，其具有蒸汽进口121及蒸汽出口122。

蒸发设备还包括蒸汽循环管路10及原液蒸汽管路20。其中，蒸汽循环管路10将热泵压缩机2、蒸汽换热载体12、控制装置、换热装置5进行连通，以对热源蒸汽进行循环。具体的，蒸汽循环管路10包括高温高压蒸汽管路101、气液混合蒸汽管路102及低压蒸汽管路103，高温高压蒸汽管路101设于热泵压缩机2与蒸汽换热载体12之间，以将热泵压缩机2产生的高温高压蒸汽通入蒸汽换热载体12中；气液混合蒸汽管路102设于蒸汽换热载体12与换热装置5之间，用于输送在蒸汽换热载体12中与原液换热后的气液混合物。

控制装置用于控制蒸汽循环管路10中蒸汽压力及蒸汽流量，其设于气液混合蒸汽管路102上。优选的，控制装置包括节流装置3，节流装置3可以为比例控制阀或节流阀，节流装置3用于调节高温高压蒸汽管路101中蒸汽的压力及温度。优选的，高温高压蒸汽管路101中蒸汽的压力约140KPa，温度为110℃。在其他实施例中，节流装置3的下游也可以设置疏水装置4，疏水装置4用于将气液混合蒸汽管路102中流过的气液混合物进行分离，并将液态的冷凝水通入换热装置5中。

低压蒸汽管路103设于换热装置5与热泵压缩机2之间，热泵压缩机2通过低压蒸汽管路103对换热装置5中的液态冷凝水进行减压气化并抽取，从而进行下一轮的压缩形成高温高压蒸汽。

原液蒸汽管路20设于蒸发容器11与抽真空装置6之间，其包括高温原液蒸汽管路201及原液蒸汽冷凝水管路202。高温原液蒸汽管路201设于蒸发容器11与换热装置5之间，原液蒸汽冷凝水管路202设于换热装置5与抽真空装置6之间，抽真空装置6通过原液蒸汽冷凝水管路202、换热装置5及高温原液蒸汽管路201对蒸发容器11内部进行抽真空处理，由此可见，原液蒸发产生的高温原液蒸汽与冷凝水在换热装置5中进行热交换过程。冷凝水吸收高温原液蒸汽的热量升温，并在热泵压缩机2的作用下气化，而高温原液蒸汽降温变成原液冷凝水并自抽真空装置6抽出。

本实施例中，换热装置5为列管式换热器，其包括壳体51及设于壳体51内并列设置的若干列管52，壳体51与列管52之间形成壳层。原液蒸汽管路20与壳层连通，蒸汽循环管路10与列管52连通。如此进行高温原液蒸汽与冷凝水的换热。在其他实施例中，换热装置5也可设置为其他形式的换热器，如板式换热器、盘管式换热器等，同样可以实现高温原液蒸汽与冷凝水的换热。如此设置，通过换热装置5，利用原液蒸发出的原液蒸汽的热能，使得蒸汽可循环使用，持续提供蒸发热源，无需持续使用外接蒸汽，大大减少热源蒸汽耗量，减小了蒸发系统能耗，降低了蒸汽设备的运行成本。

请参图2所示，本实施例中，抽真空装置6包括依次通过管路循环连接射流器61、储水罐63及水泵62，射流器61与蒸发容器11连接。原液蒸发产生的原液蒸汽经换热后成为冷凝水，经水泵62和射流器61持续工作的作用，抽至储水罐63中；储水罐63设有排水阀64及排水泵65，储水罐63内自上而下还设有液位开关66、67、68，设定液位开关66为高液位，液位开关67为中液位，液位开关68为低液位，当冷凝水液位到达液位开关67的位置时，排水阀64打开，排水泵65工作将冷凝水排出；当冷凝水液位到达液位开关68的位置时，排水阀64关闭，排水泵65停止工作。在其他实施方式中，抽真空装置也可以设置为其他形式，如真空泵、风机等。

本实例中，维持蒸发容器11的真空度为-43KPa，原液在此真空度下的蒸发温度低于其常压的沸点温度，原液进行蒸发产生蒸汽温度约为85-90℃，其经由高温原液蒸汽管路201进入换热装置5。抽真空装置6的设置使得原液蒸发温度低于常压时的沸点，使得原液蒸发所需热量减少。其他实施例中，可根据实际需要设置蒸发容器的真空度，在此不予限制。

优选的，蒸发容器11与换热装置5之间还有气液分离装置(未图示)及消泡装置，气液分离装置用于对原液蒸发产生的原液蒸汽进行气液分离，防止原液蒸汽携带原液液滴或固体杂质进入后续装置；消泡装置用于向蒸发容器11中泵入消泡剂，防止原液蒸发过程中产生较多泡沫，影响抽出蒸汽的质量。

优选的，抽真空装置6与换热装置5之间还设有换热器(未图示)，以对原液进行预热，进而通过原液进液管路30通入蒸发设备1。如此设置，可进一步利用原液蒸汽经过换热装置5换热后剩余的热量，提高原液温度，进而减少原液蒸发所需热量。

优选的，蒸发设备还包括供热装置7，其作用为：为蒸汽循环管路提供初始蒸汽热源，以快速启动蒸发过程。具体的，本实施例中，供热装置7为蒸汽发生器，其蒸汽出口与热泵压缩机2的蒸汽入口21连接。优选的，供热装置7与换热装置5的壳层连通，其产生的初始蒸汽热源首先通入壳层，进而被热泵压缩机2吸入。

请参图3所示，在另一实施例中，供热装置为加热器7’，其设于换热装置5的壳层内，壳层内首先设置一定量的纯水，加热器7’用于对纯水进行加热，以产生初始蒸汽热源。在此实施例中，原液蒸汽管路20与列管52连通，蒸汽循环管路10与壳层连通。如此进行高温原液蒸汽与冷凝水的换热。在其他实施例中，也可以直接采用外接蒸汽，为蒸汽循环管路提供初始蒸汽热源。

工作时，首先蒸发装置1启动，抽真空装置6开始运行，抽真空装置6持续抽出蒸发容器11内的气体，使得蒸发容器11内的负压保持在恒定值；当蒸发容器11中的真空度达到设定值时，原液由原液进液管路30进入蒸发容器11内，同时供热装置7开始向热泵压缩机2提供初始蒸汽热源，热泵压缩机2工作，持续抽入这部分蒸汽转化为高温高压的蒸汽并排出，经由高温高压蒸汽管路101进入蒸汽换热载体12供原液蒸发使用。原液吸收了这部分高温高压蒸汽的热量，蒸汽温度有所降低，形态由水气混合态逐渐成为液态，经由节流装置3、疏水装置4，进入换热装置5进行换热。由于热泵压缩机2的蒸汽入口21持续抽吸，疏水装置4之后的气液混合蒸汽管路102中为负压，液态热水温度降至80℃-85℃，经过换热装置5吸收原液蒸发产生的蒸汽的热能，使其在85℃左右发生相变，液态热水转变成温度恒定的蒸汽，并进入热泵压缩机2中，热泵压缩机2再将其转变为恒定的高温高压蒸汽(110℃)并排出，如此循环。本实施例中，控制装置的设置保持了蒸汽热源及热泵压缩机2产生的高温高压蒸汽的温度恒定，使得热泵压缩机2工作稳定，不仅可以保证热泵压缩机2的使用寿命，而且使得能耗降低，进一步降低蒸发能耗，节约成本。

由上述过程可以看出蒸汽热源的形态变化：供热装置7提供的初始蒸汽热源，热泵压缩机2吸收初始蒸汽热源并将其转变为高温高压蒸汽，进入到蒸汽换热载体12进行蒸发，蒸发后由水气混合物逐渐转为液态热水，进入换热装置5进行换热；液态热水吸收原液蒸发蒸汽的热能，转化为其汽化的潜热，转变为蒸汽，经由低压蒸汽管路103进入到热泵压缩机2，热泵压缩机2将此部分蒸汽又转化为高温高压的蒸汽以供原液蒸发使用。该变化过程中，供热装置7提供的初始热源在第一个蒸发循环后，转变成了下一个蒸发循环的热源，这样供热装置7就可以停止初始热源的提供，大大降低了蒸汽耗量。

请参图4所示，为本实用新型另一实施例中的蒸发装置1a的示意图，本实施例中，蒸发设备的其他部件及连接方式均与上述实施例相同，区别点仅在于蒸发装置1a的结构，因此仅对蒸发装置1a进行详细描述：蒸发装置1a包括用于蒸发原液的蒸发容器11a、与原液进行换热的蒸汽换热载体12a及设于蒸发容器11a内用于搅拌原液的搅拌装置13a。蒸汽换热载体12a为夹套式，蒸汽换热载体12a设于蒸发容器11a的外周。蒸汽换热载体12a与蒸发容器11a之间形成供蒸汽热源通过的夹缝。蒸汽换热载体12a设有与高温高压蒸汽管路101连接的蒸汽进口121a以及与气液混合蒸汽管路102连接的蒸汽出口122a。

请参图5所示，为本实用新型另一实施例中的蒸发装置1b的示意图，本实施例中，蒸发设备的其他部件及连接方式均与上述实施例相同，区别点仅在于蒸发装置1b的结构，因此仅对蒸发装置1b进行描述：蒸发装置1b包括用于蒸发原液的蒸发容器11b及与原液进行换热的蒸汽换热载体12b。蒸汽换热载体12b为中空圆盘式，具体的，其包括中空轴123b及设于中空轴123b上并与中空轴123b连通的若干中空圆盘124b，中空轴123b的两端分别为蒸汽入口121b及蒸汽出口122b。原液通过原液喷头13b喷发在中空圆盘124b的盘表面进行蒸发。优选的，中空圆盘124b在中空轴123b的带动下持续转动。

请参图6所示，为本实用新型另一实施例中的蒸发装置1c的示意图，本实施例中，蒸发设备的其他部件及连接方式均与上述实施例相同，区别点仅在于蒸发装置1c的结构，因此仅对蒸发装置1c进行描述：蒸发装置1c用于蒸发原液的蒸发容器11c及与原液进行换热的蒸汽换热载体12c。蒸汽换热载体12c为列管。

请参图7所示，为本实用新型另一实施例中的蒸发装置1d的示意图，本实施例中，蒸发设备的其他部件及连接方式均与上述实施例相同，区别点仅在于蒸发装置1d的结构，因此仅对蒸发装置1d进行描述：蒸发装置1d包括用于蒸发原液的蒸发容器11d、与原液进行换热的蒸汽换热载体12d、原液循环泵13d及原液循环管路14d。具体的，蒸汽换热载体12d设于蒸发容器11d的外侧，优选为管式换热器，本实施例中为列管式换热器。列管式换热器包括壳体121d及设于壳体121d内的列管122d。原液循环管路14d设于列管式换热器及蒸发容器11d之间，以将原液进行循环、加热，列管122d与原液循环管路14d连接。原液循环泵13d设于原液循环管路14d上，以为原液循环提供动力。

综上所述，本实用新型通过设置蒸汽循环管路、原液蒸汽管路及换热装置，可有效对原液蒸发所产生的原液蒸汽的热量进行利用，一方面可有效回收热量、减小蒸汽设备的整体能耗，另一方面可避免直接回收利用原液蒸汽时其中的不凝气体或固体颗粒等杂质影响整个设备的运行稳定性；另外，蒸汽热源与原液换热后也可以进行循环利用，无需冷凝回收，该部分余热也得到有效的利用，进一步减小蒸汽设备的整体能耗，节省了能源；本实用新型的蒸发设备无需持续通入蒸汽，只需在蒸发装置运行的初期提供蒸汽热源，降低蒸发设备运行成本；本实用新型的蒸发设备通过设置抽真空装置，使得原液蒸发所需温度较低，提高了蒸发效率。

以上实施例仅用于说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案，对本说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础，尽管本说明书参照上述的实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围内。

Claims (13)

1.一种蒸发设备，其特征在于，包括：

蒸发装置，包括用于蒸发原液的蒸发容器及与原液进行换热的蒸汽换热载体；

热泵压缩机，用于向所述蒸汽换热载体提供蒸汽热源；

抽真空装置，用于对所述蒸发容器进行抽真空；

换热装置；

蒸汽循环管路，依次连接所述热泵压缩机、蒸汽换热载体及换热装置，所述蒸汽循环管路还设有控制装置，所述控制装置用于控制蒸汽循环管路中蒸汽压力；

原液蒸汽管路，依次连接所述蒸发容器、换热装置及抽真空装置，原液蒸发所产生的原液蒸汽与蒸汽热源在蒸汽换热载体中换热后产生的冷凝水在所述换热装置中进行换热。

2.根据权利要求1所述的蒸发设备，其特征在于，所述蒸汽循环管路包括高温高压蒸汽管路、气液混合蒸汽管路及低压蒸汽管路，所述高温高压蒸汽管路设于热泵压缩机与蒸汽换热载体之间，以将热泵压缩机产生的高温高压蒸汽通入所述蒸汽换热载体中，所述气液混合蒸汽管路设于所述蒸汽换热载体与所述换热装置之间，用于输送在蒸汽换热载体中与原液换热后的气液混合物，所述低压蒸汽管路设于换热装置与热泵压缩机之间。

3.根据权利要求1所述的蒸发设备，其特征在于，所述原液蒸汽管路包括高温原液蒸汽管路及原液蒸汽冷凝水管路，所述高温原液蒸汽管路设于所述蒸发容器与所述换热装置之间，所述原液蒸汽冷凝水管路设于所述换热装置与所述抽真空装置之间，所述抽真空装置通过原液蒸汽冷凝水管路、换热装置及高温原液蒸汽管路对所述蒸发容器内部进行抽真空。

4.根据权利要求1所述的蒸发设备，其特征在于，所述蒸汽换热载体为设于所述蒸发容器内部的盘管或列管。

5.根据权利要求1所述的蒸发设备，其特征在于，所述蒸汽换热载体设于蒸发容器内部，蒸汽换热载体包括中空轴及设于所述中空轴上的并与所述中空轴连通的多个中空圆盘，所述蒸汽换热载体以中空轴为轴心带动中空圆盘转动，蒸发装置还包括向所述中空圆盘表面喷淋原液的原液喷头。

6.根据权利要求1所述的蒸发设备，其特征在于，所述蒸汽换热载体为设于蒸发容器外部的管式换热器或板式换热器，所述蒸汽换热载体与所述蒸发容器之间设有原液循环管路。

7.根据权利要求1所述的蒸发设备，其特征在于，还包括向所述热泵压缩机提供蒸汽的供热装置；所述换热装置包括壳体及设于所述壳体内的盘管或列管。

8.根据权利要求7所述的蒸发设备，其特征在于，所述供热装置为蒸汽发生器，所述蒸汽发生器的蒸汽出口与所述热泵压缩机的蒸汽入口连通。

9.根据权利要求7所述的蒸发设备，其特征在于，所述供热装置为蒸汽发生器，所述蒸汽发生器的蒸汽出口与所述壳体连通。

10.根据权利要求7所述的蒸发设备，其特征在于，所述供热装置为设于所述壳体内的加热器。

11.根据权利要求1所述的蒸发设备，其特征在于，所述控制装置包括节流装置。

12.根据权利要求1所述的蒸发设备，其特征在于，所述抽真空装置包括依次通过管路循环连接的射流器、储水罐及水泵，所述射流器与所述蒸发容器连接。

13.根据权利要求1所述的蒸发设备，其特征在于，所述蒸发容器与所述换热装置之间还有气液分离装置，以对原液蒸发产生的原液蒸汽进行气液分离。

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