CN219848181U - 一种自然蒸发装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及蒸发浓缩结晶领域，尤其是涉及一种自然蒸发装置,其包括自然蒸发机构、循环热空气机构、干燥空气机构和热泵机构；所述自然蒸发机构包括壳体，壳体内设有供待蒸发介质进行蒸发的蒸发腔，蒸发腔内由上至下依次设有布液器和聚合物薄膜组件，所述壳体外设有用于将蒸发腔底部处的待蒸发介质泵入布液器内的循环泵，布液器用于将待蒸发介质均匀滴落于聚合物薄膜组件上，聚合物薄膜组件用于对滴落其上的待蒸发介质进行加热，促进待蒸发介质的蒸发。通过聚合物薄膜组件、布液器的设置，使得布液器将待蒸发介质滴落于聚合物薄膜组件上，使其得到加热，促进了待蒸发介质的蒸发，提高了蒸发速率。

Description

一种自然蒸发装置

技术领域

本实用新型涉及蒸发浓缩结晶领域，尤其是涉及一种自然蒸发装置。

背景技术

在化工、医药、环保等领域广泛存在蒸发浓缩或结晶操作工序的需求，即通过物理分离方法将水溶液中的水分部分或全部与溶液分离，最终获得分离后的水及浓缩后的水溶液或溶质的固体颗粒。

目前，蒸发浓缩结晶操作一般使用膜浓缩、热法蒸发、蒸发塘自然蒸发等工艺，由于膜浓缩技术及热法蒸发技术的设备投资成本大，运行能耗高以及蒸发塘自然蒸发的蒸发速率慢等问题，造成了现有的蒸发设备的蒸发速率较低，运行能耗高。

实用新型内容

为解决上述背景技术中提出的现有的蒸发设备的蒸发速率较低，运行能耗高的技术问题，本实用新型提供一种自然蒸发装置，其能够通过将待蒸发介质通过布液器均匀滴落于聚合物薄膜组件上，使待蒸发介质得到加热，促进其蒸发，提高该装置的蒸发速率，以及利用热泵机构能够用较低能耗吸收环境热量，并将热量传递给循环热空气机构，利用循环热空气机构促进自然蒸发机构的蒸发，从而降低了该自然蒸发装置运行能耗的效果。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种自然蒸发装置，其包括自然蒸发机构、循环热空气机构、干燥空气机构和热泵机构；

所述自然蒸发机构包括壳体，壳体内设有供待蒸发介质进行蒸发的蒸发腔，蒸发腔内由上至下依次设有布液器和聚合物薄膜组件，所述壳体外设有用于将蒸发腔底部处的待蒸发介质泵入布液器内的循环泵，布液器用于将待蒸发介质均匀滴落于聚合物薄膜组件上，聚合物薄膜组件用于对滴落其上的待蒸发介质进行加热，促进待蒸发介质的蒸发。

作为优选，聚合物薄膜组件包括薄膜支撑框架，所述薄膜支撑框架间设有多个间隔设置的薄膜，相邻的薄膜间设有用于供滴落的待蒸发介质流过的流道，所述薄膜内均设有薄膜腔；所述循环热空气机构用于向薄膜腔内提供热空气，实现聚合物薄膜组件对滴落其上的待蒸发介质进行加热。

作为优选，所述聚合物薄膜组件具有连通薄膜腔的循环空气进气口和循环空气出气口；

所述循环热空气机构包括第一换热器和鼓风机；所述第一换热器的进气口与所述循环空气出气口相连接，所述第一换热器的出气口与鼓风机的进气口相连接，所述鼓风机的出气口与所述循环空气进气口相连接，所述第一换热器用于对进入其内的空气进行加热形成热空气，所述鼓风机用于将第一换热器内行成的热空气鼓入薄膜腔内。

作为优选，所述热泵机构用于向所述第一换热器供热，所述热泵机构包括热泵空气源吸热换热器和压缩机，所述热泵空气源吸热换热器、压缩机和第一换热器间依次连接，所述热泵空气源吸热换热器用于进行制冷剂汽化吸收环境热量并将制冷剂输送至压缩机内，所述压缩机用于对制冷剂进行压缩液化并将制冷剂输送至第一换热器内。

作为优选，所述干燥空气机构用于向蒸发腔内由下至上提供干燥空气，所述壳体具有连通蒸发腔的干燥空气进气口和干燥空气出气口，所述干燥空气机构包括第二换热器和第三换热器，所述第二换热器、第三换热器与干燥空气进气口间依次连接，所述第二换热器用于对进入其内的干燥空气进行除湿，所述第三换热器用于对进入其内的干燥空气进行升温。

作为优选，所述干燥空气机构还包括与干燥空气出气口相连接的第四换热器以及于第四换热器相连接的尾气吸收装置，所述第四换热器用于对干燥空气进行降温，所述尾气吸收装置用于对干燥空气进行净化处理。

作为优选，所述干燥空气机构还包括与尾气吸收装置相连的引风机。

作为优选，所述第二换热器连接于所述热泵机构中，用于与热泵空气源吸热换热器相连接。

作为优选，所述第四换热器连接于所述热泵机构中，用于连接于热泵空气源吸热换热器和第二换热器间。

作为优选，所述蒸发腔的底部处设有浓缩结晶池。

综上所述，本实用新型包括以下有益效果；

1、本实用新型，通过聚合物薄膜组件、布液器和循环泵的设置，使得布液器能够将待蒸发介质均匀滴落于聚合物薄膜组件上，较佳地使待蒸发介质得到加热，促进了待蒸发介质的蒸发，提高了该装置的蒸发速率。

2、本实用新型，通过热泵机构的设置，使得热泵机构能够用较低的能耗吸收环境热量来对循环热空气机构进行加热，从而实现加热待蒸发介质，促进了待蒸发介质的蒸发，从而降低该装置的运行能耗。

3、本实用新型，通过干燥空气机构的设置，使得干燥空气机构能够在蒸发腔内由下至上流动，与由上而下的待蒸发介质充分接触，进而带走待蒸发介质蒸发产生的水蒸气，从而提高待蒸发介质的蒸发。

附图说明

图1是本实用新型中一种自然蒸发装置的其一视角的结构示意图。

图2是本实用新型中一种自然蒸发装置的另一视角的结构示意图。

图3是本实用新型中布液器、聚合物薄膜组件和浓缩结晶池间的连接结构示意图。

图4是本实用新型中聚合物薄膜组件的结构示意图。

图5是本实用新型图4中A部分的放大示意图。

附图标记说明：

100、壳体；110、循环泵；120、第一换热器；130、热泵空气源吸热换热器；140、压缩机；150、第二换热器；160、第三换热器；170、第四换热器；180、尾气吸收装置；190、引风机；210、鼓风机；310、布液器；320、聚合物薄膜组件；321、循环空气进气口；322、循环空气出气口；330、浓缩结晶池；410、薄膜支撑框架；420、薄膜；511、流道。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。应当理解的是，实施例仅仅是对本实用新型进行解释而并非限定。

以下结合附图1-图5对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型实施例公开一种自然蒸发装置。

结合图1和图3，本实施例中的一种自然蒸发装置，包括自然蒸发机构、循环热空气机构、干燥空气机构和热泵机构；

所述自然蒸发机构包括壳体100，壳体100内设有供待蒸发介质进行蒸发的蒸发腔，蒸发腔内由上至下依次设有布液器310和聚合物薄膜组件320，所述壳体100外设有用于将蒸发腔底部处的待蒸发介质泵入布液器310内的循环泵110，布液器310用于将待蒸发介质均匀滴落于聚合物薄膜组件320上，聚合物薄膜组件320用于对滴落其上的待蒸发介质进行加热，促进待蒸发介质的蒸发。

本实施例中，壳体100呈柱体设置，其内设置有密闭的蒸发腔，用于进行待蒸发介质的蒸发操作；其在实际使用时，蒸发腔内且位于底部处设置有浓缩结晶池330，壳体100外设置有用于将待蒸发介质输送至浓缩结晶池330内的输送管以及将浓缩结晶池330内浓缩后的浓缩液输出的输出泵111；

其中，循环泵110能够将浓缩结晶池330内的待蒸发介质输送至布液器310内，布液器310能够在聚合物薄膜组件320的上方处将进入其内的待蒸发介质均匀滴落于的聚合物薄膜组件320上，利用聚合物薄膜组件320对滴落其上的待蒸发介质进行加热，从而提高待蒸发介质的蒸发，强化了该自然蒸发装置的自然蒸发速率。

结合图4和图5所示，本实施例中，聚合物薄膜组件320包括薄膜支撑框架410，所述薄膜支撑框架410间设有多个间隔设置的薄膜420，相邻的薄膜420间设有用于供滴落的待蒸发介质流过的流道511，所述薄膜420内均设有薄膜腔；所述循环热空气机构用于向薄膜腔内提供热空气，实现聚合物薄膜组件320对滴落其上的待蒸发介质进行加热。

本实施例中，薄膜支撑框架410固定安装于位于布液器310下方的蒸发腔内，使得布液器310能够将待蒸发介质喷淋于聚合物薄膜组件320上；

其中，通过流道511的设置，使得喷淋于聚合物薄膜组件320上的待蒸发介质能够沿着流道511流动下落至浓缩结晶池330内，此过程中，较佳地延长了待蒸发介质与薄膜420的接触面积，使待蒸发介质的受热更佳，较佳地促进了待蒸发介质的蒸发；

其中，通过薄膜腔的设置，使得在实际使用时，循环热空气机构能够向薄膜腔内循环注入热空气，较佳地实现了待蒸发介质沿流道511流动受到薄膜420的加热，促进待蒸发介质的自然蒸发速率，同时，利用循环热空气使薄膜420内外的压力差将柔性薄膜420鼓胀成板状，从而较佳地便于相邻薄膜420间形成流道511，提高待蒸发介质与薄膜420间的接触面积。

本实施例在实际使用时，薄膜420可选用聚碳酸酯膜PC膜、聚醚醚酮膜PEEK膜、聚苯砜膜PPSU膜、聚四氟乙烯膜PTFE膜中的任何一种，薄膜420厚度一般可选15-100μm。

结合图3和图4所示，本实施例中，所述聚合物薄膜组件320具有连通薄膜腔的循环空气进气口321和循环空气出气口322；

所述循环热空气机构包括第一换热器120和鼓风机210；所述第一换热器120的进气口与循环空气出气口322相连接，所述第一换热器120的出气口与鼓风机210的进气口相连接，所述鼓风机210的出气口与所述循环空气进气口321相连接，所述第一换热器120用于对进入其内的空气进行加热形成热空气，所述鼓风机210用于将第一换热器120内行成的热空气鼓入薄膜腔内。

通过本实施例中的构造，第一换热器120采用回形管式或列管式，其内具有翅片管，其能够用于对进入其内的空气加热形成热空气，鼓风机210能够将第一换热器120内形成的热空气由循环空气进气口321注入薄膜腔内，使薄膜420能够对待蒸发介质进行加热，促进待蒸发介质的蒸发，其在实际使用时，由循环空气出气口322排出薄膜腔的热空气的温度降低，并再次进入第一换热器120内，使其得到加热，新成了循环的热空气。

结合图1和图2所示，本实施例中，所述热泵机构用于向所述第一换热器120供热，所述热泵机构包括热泵空气源吸热换热器130和压缩机140，所述热泵空气源吸热换热器130、压缩机140和第一换热器120间依次连接，所述热泵空气源吸热换热器130用于进行制冷剂汽化吸收环境热量并将制冷剂输送至压缩机140内，所述压缩机140用于对制冷剂进行压缩液化并将制冷剂输送至第一换热器120内。

通过本实施例中的构造，使得热泵空气源吸热换热器130能够吸收环境热量使制冷剂汽化形成了气态制冷剂，并将汽化的制冷剂注入压缩机140内，压缩机140用于对气态的制冷剂进行压缩后输送至第一换热器120内的翅片管内，气态制冷剂在第一换热器120内释放热量液化成液态，其释放的热量能够经过翅片管加热循环空气，使得循环热空气形成了传热的中间介质，较佳地将热量传递给待蒸发介质，从而使得热泵机构能够用较低能耗吸收环境热量，并将热量传递给循环空气，从而降低的运行能耗。

结合图1和图2所示，本实施例中，所述干燥空气机构用于向蒸发腔内由下至上提供干燥空气，所述壳体100具有连通蒸发腔的干燥空气进气口和干燥空气出气口，所述干燥空气机构包括第二换热器150和第三换热器160，所述第二换热器150、第三换热器160与干燥空气进气口间依次连接，所述第二换热器150用于对进入其内的干燥空气进行除湿，所述第三换热器160用于对进入其内的干燥空气进行升温。

通过本实施例中的构造，使得干燥空气在蒸发腔内由下至上的流动，其能够较佳地带走待蒸发介质蒸发产生的水蒸气，从而较佳地强化了待蒸发介质的蒸发速率。

本实施例在实际使用时，第二换热器150采用回形管式或列管式，其内具有翅片管，第二换热器150能够对其内的干燥空气进行换热降温，进而使干燥空气中的水蒸气冷凝呈液体从干燥空气中分离，从而使干燥空气的含湿量显著降低；经第二换热器150除湿后的干燥空气进入第三换热器160内，较佳地将干燥空气的温度提升至环境温度，并将其由干燥空气进气口注入蒸发腔内，使其在蒸发腔内自下而上流动，与自上而下滴落的待蒸发介质充分接触，大量吸收被蒸发介质中的水分并携带被蒸发介质汽化后的部分水蒸气，从而提高了自然蒸发的速率。

其中，第三换热器160可采用现有技术中的空气热交换器。

本实施例中，所述干燥空气机构还包括与干燥空气出气口相连接的第四换热器170以及于第四换热器170相连接的尾气吸收装置180，所述第四换热器170用于对干燥空气进行降温，所述尾气吸收装置180用于对干燥空气进行净化处理。

本实施例中，蒸发腔内流动的干燥空气能够由干燥空气出气口排出蒸发腔，其中，通过本实施例中的构造，排出蒸发腔的干燥空气能够进入第四换热器170内，第四换热器170采用回形管式或列管式，其内具有翅片管，第四换热器170能够对由干燥空气出气口排出的干燥空气进行换热降温，使混合在干燥空气中的部分自然蒸发水蒸气冷凝成液体与气体进行分离；

经第四换热器170处理后的干燥空气能够进入尾气吸收装置180内得到净化处理，其在实际使用时，尾气吸收装置180可采用现有技术中的吸收塔，从而较佳地取出干燥空气中的少量臭味及有害介质。

本实施例中，所述干燥空气机构还包括与尾气吸收装置180相连的引风机190。

通过本实施例中引风机190的设置，使得引风机190能够促进干燥空气沿着干燥空气机构流动，较佳地使蒸发腔内产生微负压的环境，促进自然蒸发的进行，同时，使蒸发腔内的负压低于薄膜腔内的热空气压力，较佳地帮助柔性薄膜420的鼓胀，促进流道511的形成。

本实施例中，所述第二换热器150连接于所述热泵机构中，用于与热泵空气源吸热换热器130相连接。

通过本实施例中的构造，第二换热器150连接于所述热泵机构中，使得第一换热器120内流出的制冷剂进入第二换热器150的翅片管内，进而使进入第二换热器150中的制冷剂吸收干燥空气的热量使其气化，较佳地实现了干燥空气降温除湿目的。

本实施例中，所述第四换热器170连接于所述热泵机构中，用于连接于热泵空气源吸热换热器130和第二换热器150间。

通过本实施例中的构造，使得第二换热器150内流出的制冷剂能够进入第四换热器170内的翅片管内，其在第四换热器170内吸收排出蒸发腔内干燥气体的热量使其气化，从而较佳地实现了进入热泵空气源吸热换热器130中的制冷剂的完全气化，同时，较佳地实现了对进入第四换热器170内的干燥空气中的水蒸气进行冷凝；

其通过该种热泵机构的设置，使其能够吸收环境中的热量使其对循环空气进行加热，较佳地降低了运行的能耗。

总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种自然蒸发装置，其特征在于：包括自然蒸发机构、循环热空气机构、干燥空气机构和热泵机构；

所述自然蒸发机构包括壳体(100)，壳体(100)内设有供待蒸发介质进行蒸发的蒸发腔，蒸发腔内由上至下依次设有布液器(310)和聚合物薄膜组件(320)，所述壳体(100)外设有用于将蒸发腔底部处的待蒸发介质泵入布液器(310)内的循环泵(110)，布液器(310)用于将待蒸发介质均匀滴落于聚合物薄膜组件(320)上，聚合物薄膜组件(320)用于对滴落其上的待蒸发介质进行加热，促进待蒸发介质的蒸发。

2.根据权利要求1所述的一种自然蒸发装置，其特征在于：聚合物薄膜组件(320)包括薄膜支撑框架(410)，所述薄膜支撑框架(410)间设有多个间隔设置的薄膜(420)，相邻的薄膜(420)间设有用于供滴落的待蒸发介质流过的流道(511)，所述薄膜(420)内均设有薄膜腔；所述循环热空气机构用于向薄膜腔内提供热空气，实现聚合物薄膜组件(320)对滴落其上的待蒸发介质进行加热。

3.根据权利要求2所述的一种自然蒸发装置，其特征在于：所述聚合物薄膜组件(320)具有连通薄膜腔的循环空气进气口(321)和循环空气出气口(322)；

所述循环热空气机构包括第一换热器(120)和鼓风机(210)；所述第一换热器(120)的进气口与所述循环空气出气口(322)相连接，所述第一换热器(120)的出气口与鼓风机(210)的进气口相连接，所述鼓风机(210)的出气口与所述循环空气进气口(321)相连接，所述第一换热器(120)用于对进入其内的空气进行加热形成热空气，所述鼓风机(210)用于将第一换热器(120)内行成的热空气鼓入薄膜腔内。

4.根据权利要求3所述的一种自然蒸发装置，其特征在于：所述热泵机构用于向所述第一换热器(120)供热，所述热泵机构包括热泵空气源吸热换热器(130)和压缩机(140)，所述热泵空气源吸热换热器(130)、压缩机(140)和第一换热器(120)间依次连接，所述热泵空气源吸热换热器(130)用于进行制冷剂汽化吸收环境热量并将制冷剂输送至压缩机(140)内，所述压缩机(140)用于对制冷剂进行压缩液化并将制冷剂输送至第一换热器(120)内。

5.根据权利要求4所述的一种自然蒸发装置，其特征在于：所述干燥空气机构用于向蒸发腔内由下至上提供干燥空气，所述壳体(100)具有连通蒸发腔的干燥空气进气口和干燥空气出气口，所述干燥空气机构包括第二换热器(150)和第三换热器(160)，所述第二换热器(150)、第三换热器(160)与干燥空气进气口间依次连接，所述第二换热器(150)用于对进入其内的干燥空气进行除湿，所述第三换热器(160)用于对进入其内的干燥空气进行升温。

6.根据权利要求5所述的一种自然蒸发装置，其特征在于：所述干燥空气机构还包括与干燥空气出气口相连接的第四换热器(170)以及于第四换热器(170)相连接的尾气吸收装置(180)，所述第四换热器(170)用于对干燥空气进行降温，所述尾气吸收装置(180)用于对干燥空气进行净化处理。

7.根据权利要求6所述的一种自然蒸发装置，其特征在于：所述干燥空气机构还包括与尾气吸收装置(180)相连的引风机(190)。

8.根据权利要求6所述的一种自然蒸发装置，其特征在于：所述第二换热器(150)连接于所述热泵机构中，用于与热泵空气源吸热换热器(130)相连接。

9.根据权利要求6所述的一种自然蒸发装置，其特征在于：所述第四换热器(170)连接于所述热泵机构中，用于连接于热泵空气源吸热换热器(130)和第二换热器(150)间。

10.根据权利要求1所述的一种自然蒸发装置，其特征在于：所述蒸发腔的底部处设有浓缩结晶池(330)。