CN2358045Y - 一种具有热能循环利用的蒸馏装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种具有热循环利用的蒸馏装置,它能用于海水淡化、对其它种类液体纯化,可用于对污染后的液体进行处理,对某些产品进行干燥处理。其特征是在被蒸馏液体储箱外部设有保温材料,使其相对外界为一个绝热系统,在液箱内的液体内设置气体压缩装置,蒸发冷凝装置,在储箱液面下方附近设置有加热装置,并在液箱的上部保留一个蒸汽空间,所述的气体压缩装置的输入管口位于该蒸汽空间,气体压缩装置的输出管与冷凝装置的入口导通。

Description

一种具有热能循环利用的蒸馏装置

本实用新型涉及一种蒸馏装置，特别是一种利用蒸馏过程中的废热进行蒸馏的装置。本实用新型的装置中包括加热装置，冷凝热交换装置，连通冷凝装置和冷凝液储箱的管路，待蒸馏液体输送液体的管路，以及设置于各管路上的控制阀门。

传统的蒸馏装置均有一个蒸发装置和一个冷凝装置，通过蒸发装置将被蒸馏物加热至沸点蒸发为蒸汽，再用冷凝装置将蒸汽收集冷凝。这种传统的蒸馏装置能耗过高，而且耗用冷凝剂较多。以水为例，一克20℃的水在一个标准大气压下完全蒸发所需的热量就为619卡，如用水冷还需要消耗10倍的冷凝水。为解决这一问题中国实用新型专利96210919.3公开了一种热泵式蒸馏水机，它是采用了热泵将冷凝水所放出的热量回收进行加热以克服现有技术的不足，但因热泵本身效率较低，估计其能耗还是比较大，也不实用。

本实用新型的目的是提供一种可克服现有技术不足能以最低的能耗实现液体蒸馏的装置。

本实用新型的装置采用如下措施实现：在一个内盛被蒸发液体的储箱的外部设有保温绝热材料，使本实用新型相对外界为一个绝热系统。在液箱的内部设置一个气体压缩装置，一个蒸发装置和带有热交换装置的冷凝装置，且所述的压缩装置、冷凝装置均处于被蒸发液体之中，在被蒸发液体储箱液面下方靠近液面处设置有加热装置，并在液箱的上部保留一个蒸汽空间，所述的气体压缩装置的输入管口位于被蒸发液体储箱中液面上方的蒸汽空间内，气体压缩装置的输出管与冷凝装置的入口用管路导通。本实用新型工作时首先利用加热装置在液箱上部加热，使部分液体汽化(注：在本实用新型开始工作时并不需要使液体沸腾)，通过气体压缩装置将液面上方的蒸汽经输入管吸入并进行压缩，其工作压力达0.16～0.36MPa为好，经压缩的液体蒸汽进入冷凝装置中，同时由于被压缩的作用液体蒸汽的温度升高(蒸汽温度约在120～140℃)，高温的液体蒸汽在冷凝装置中通过热交换器与液箱中的待蒸馏液体进行热交换，蒸汽在冷凝装置壁上冷凝，经冷凝的液体通过管路流入冷凝液储箱内，而蒸汽的热量则重新返回系统中的待蒸馏液体内，使液体温度升高蒸发，由此实现液体蒸馏的目的。当本实用新型工作一段时间后其内部所产生的热量与散失的热量达到平衡后可以切断加热装置的供热，仅利用压缩装置所产生的热量维持系统正常工作。

本实用新型的气体压缩装置的动力源最好采用电动机，并且电动机也置于被蒸发液体储箱中的液体之中，这样电动机工作时所产生的热量也可完全保留在工作环境中。

本实用新型的热交换装置最好采用相互联通的一个板式热交换装置构成的第一热交换器和管式热交换器构成的第二热交换器组成，以进一步减少冷凝液体所携带的热量，这样可以进一步提高装置的效率。

在本实用新型中，气体压缩装置、蒸发装置和冷凝装置均沿液箱的纵向布置，使液体沿储箱的纵向有较大的温度梯度，这有利于提高装置的效率。

本实用新型的被蒸发液体储箱的上部截面小于下部截面，而冷凝装置的上部截面大于其下部截面，这样可以有最佳的效果。

本实用新型由于为一绝热系统，在其工作中主要是循环利用蒸汽的相变热、压缩装置发热和电动机发热作为蒸馏的热源，而具有蒸馏效率高、能耗低的优点。根据试验所测数据本实用新型每千瓦时可获蒸馏水量大于4升，数倍于现有技术。本实用新型可以用于海水淡化，也可以用于对其它液体纯化，或用于对污染后的液体进行处理，还可以采用本实用新型进行某些产品的干燥处理。

附图提供本实用新型的一个实施例的剖面示意图，以下结合附图说明。

本实施例中用绝热材料制成一个密闭的壳体(15)，在壳体(15)内是被蒸发的液体，在壳体内的液体中设置电机(1)、气体压缩机(2)、板式热交换器(3)、管式冷凝器(4)，其中板式热交换器(3)的内壁为冷凝收集板，其外设有散热片(图中未表示散热片)，气体压缩机(2)的输入管(5)的开口位于液面上方，气体压缩机的输出管与作为第一换热器的板式热交换器(3)导通，板式热交换器(3)的输出端与作为第二换热器的管式热交换器(4)导通，管式热交换器的输出管用另一管路与设置于壳体外的冷凝液储箱(11)连通。在壳体外设有通过液位控制器(8)控制的阀门(7)，阀门(7)的进液管与待处理液体连通，出液管与壳体(15)内部连通，在壳体(15)内液面处分别设有上液位传感器(9)和下液位传感器(10)，在液面的下方设有电加热器(6)，在液面上方的空间中设置有气体限压阀(20)，以防止因液面上方蒸汽空间的气压过高引起装置的破坏，在壳体(15)的下面设置有一个排污阀(13)，在冷凝液储箱(11)上设有排液阀(12)。本实施例中在板式冷凝器(3)中还设有气压计(16)，在壳体内液面下方还设有液温传感元件(17)，在冷凝液储箱(11)上还设有另一个液位传感器(19)和控制器(18)。

本实施例使用时被处理液体经阀门(7)进入壳体(15)内，并通过液位传感器(9)和(10)控制使液位保持在输入管(5)开口下方的适当位置。壳体(15)内的液体被电加热器(6)加热后即可产生部分蒸汽，气体压缩机(2)通过管(5)将蒸汽吸入其内部并进行压缩，在装置开始工作时在气体压缩机(2)的抽吸作用下液面上方为负压，这种状态有利于液体的蒸发，气体压缩机将蒸汽压缩至0.16～0.36MPa，成为过饱和的蒸汽，此时的蒸汽温度可达到120～140℃，同时在气体压缩机的作用下过饱和的蒸汽进入板式热交换器(3)内并在冷的热交换器壁面上冷凝成冷凝液体，同时将蒸汽的凝聚热与热交换器壁进行热交换，传入板式热交换器壁面的热量通过设置于热交换器外的散热片导入待蒸发的液体内用于再加热液体，而冷凝的液体进入管式热交换器中，最终流入冷凝液储箱(11)内备用，在这一过程中冷凝液所带的热量又可通过管式换热器将剩余的热量导入待蒸发的液体内，可预热待处理的液体。在本实施例工作过一段时间后其壳体(15)内液体温度升高，这时可以停止电加热器(6)的加热，利用压缩机工作所产生的热量、冷凝所交换的热量、冷凝液体所交换的热量以及电机工作所产生的热量工作，通过本实施例中所设各传感器所传递的控制参数控制各阀门控制入壳体内的流量，当本实施例向外散发的热量与装置内所生成的热平衡时，本实施例即可在仅补充少量的能源的条件下，即在维持气体压缩机工作状态的条件下，就可不断将大量液体进行蒸馏纯化。由此可见本实用新型中只要尽量减小冷凝液出口的温度与被蒸馏液入口温度的差值和装置壳体的散热量，即可提高装置的工作效率。

Claims (4)

1、一种具有热能循环利用的蒸馏装置，包括：一个加热装置，一个冷凝装置和热交换装置，与冷凝装置和冷凝液储箱相连通的管路，向液箱内输送被蒸馏液体的管路及设置于所述管路上的控制阀门，其特征在于在其外部设有保温绝热材料的被蒸发液体储箱中设置一个气体压缩装置、蒸发装置和冷凝装置，且所述的压缩装置、冷凝装置和热交换装置均处于被蒸发液体之中，在被蒸发液体储箱液面下方靠近液面处设置有加热装置，所述的气体压缩装置的输入管口位于被蒸发液体储箱中液面的上方，气体压缩装置的输出管与冷凝装置的入口导通。

2、根据权利要求1所述的蒸馏装置，其特征在于气体压缩装置的动力源也置于被蒸发液体储箱中的液体之中。

3、根据权利要求2所述的蒸馏装置，其特征在于本实用新型的热交换装置是由相互联通的板式热交换装置组成的第一热交换器和管式热交换器组成的第二热交换器构成。

4、根据权利要求1或2或3所述的蒸馏装置，其特征在于被蒸发液体储箱中所置的气体压缩装置、蒸发装置和冷凝装置均沿液箱的纵向布置。