專利名稱：一種低溫高效節(jié)能蒸發(fā)結晶設備及工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種蒸發(fā)結晶設備及工藝，具體涉及一種可應用于環(huán)保、化工領域的低溫高效節(jié)能蒸發(fā)結晶設備及工藝。
背景技術：
現有的蒸發(fā)設備都是針對特定的生產工藝和物料設計的，功能較為單一，在蒸發(fā)完指定物料濃度后再進入另一個結晶器進行結晶分離，設備較大，結構較復雜，操作不方便，而且在蒸發(fā)加熱過程中的能量重復利用率不高，設備不具有通用性，從而給生產帶來不便。專利201220089427.X中使用了循環(huán)壓縮機對二次蒸汽壓縮，然后再對原水加熱。與傳統(tǒng)結晶器相比，能耗得到了較好的節(jié)約，但不足的是，相應配套的設備也隨之增加，使整個系統(tǒng)變得復雜，占地面積也較大，增加了運行費用。如何提高熱能的利用率，降低運行成本，并使設備簡易化、一體化，進而提高設備運行效率，是目前亟待解決的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種結構緊湊占地面積小、能量重復利用率高且效果穩(wěn)定的低溫高效節(jié)能蒸發(fā)結晶設備及工藝。為實現上述目的，本發(fā)明通過以下技術方案實現:一種低溫高效節(jié)能蒸發(fā)結晶設備，包括蒸發(fā)室和冷凝室，所述蒸發(fā)室包括蒸發(fā)室外殼和設置于蒸發(fā)室外殼內從上至下布置的布水層、蒸發(fā)層和濃鹽水水槽，所述布水層包括布水管路，所述布水管路向下設置有布水噴頭，所述蒸發(fā)層包括支撐板和設置于支撐板上的填料；所述冷凝室固定于蒸發(fā)室外殼內，所述冷凝室包括冷凝室外殼和設置于冷凝室外殼內的從上至下布置的風扇，內換熱器和冷凝水水槽；所述內換熱器的出水端與進水端分別與布水管路和原水管相連通，所述冷凝水水槽通過冷凝水排水管與設于蒸發(fā)室外部的外換熱器相連通。優(yōu)選的是，所述冷凝室通過支撐板固定于蒸發(fā)室外殼內。優(yōu)選的是，所述布水管路上設有加熱器和流量控制閥，所述布水噴頭的噴嘴直徑為 0.5 3mm。優(yōu)選的是，所述冷凝室外殼的下部側壁上設有阻水板，以阻止冷凝水進入蒸發(fā)室，所述阻水板與冷凝水水槽相連。優(yōu)選的是，所述內換熱器為翅式換熱器，所述外換熱器為套管換熱器或板式換熱器。優(yōu)選的是，所述填料為雙向波填料。優(yōu)選的是，所述濃鹽水水槽通過濃鹽水循環(huán)管與原水管相連通，所述濃鹽水循環(huán)管位于外換熱器下部，所述濃鹽水循環(huán)管上設有循環(huán)泵。優(yōu)選的是，所述蒸發(fā)結晶設備的外部設有保溫層。一種低溫高效節(jié)能蒸發(fā)結晶工藝，包括以下步驟:(1)原水經泵提升后，先后進入外換熱器與內換熱器進行換熱，然后加熱至設定溫度后，原水進行噴淋蒸發(fā)；(2)對蒸發(fā)后的水蒸氣進行結晶冷凝，冷凝后的液體經過外換熱器換熱后排出，未蒸發(fā)的濃鹽水經循環(huán)泵提升后與原水混合后進入下一蒸發(fā)結晶過程。優(yōu)選的是:所述工藝的溫度為O 80°C，壓力為-0.1 0.2MPa。相對于現有技術，本發(fā)明的設備，結構緊湊，集蒸發(fā)、結晶一體化，占地面積小，經過兩次能量回收后，能量重復利用率高；設備運行中的最高溫度僅為80°C，能耗低；且本發(fā)明的設備能自動連續(xù)運行，滿足連續(xù)進料、連續(xù)排料的工藝要求，蒸發(fā)室與冷凝室之間的強制循環(huán)形成了最佳的配合，其內部結構使得晶體和清液得到有效的快速分離，效率高。本發(fā)明的設備采用風扇提供動力，使得內部空氣進行強制循環(huán)，利用不同溫度下空氣中的飽和蒸汽含量不同，進而實現蒸發(fā)結晶過程，通過外換熱器可利用相對高溫的冷凝水給原水進行預熱，充分利用了高溫冷凝水降溫后所釋放出的能量，通過內換熱器可使得蒸汽冷凝所放出的熱量給原水進行加熱。經過外換熱器和內換熱器進行兩次換熱后，有效的回收了熱能，有效的節(jié)約了能量。使用本發(fā)明的設備，不僅減少了運行費用，而且大大減少了企業(yè)的生產成本，給企業(yè)帶來直接的經濟效益；工業(yè)生產中的濃鹽水、污水、廢水等經過本發(fā)明的設備處理后可以實現回收再利用，減少了工業(yè)污水的排放，在保護環(huán)境的同時也節(jié)省了國家的水資源。


圖1示出了本發(fā)明所述蒸發(fā)結晶設備的結構示意圖；圖2示出了不同溫度下飽和濕空氣的含水量；圖3示出了不同溫度下水蒸氣的飽和蒸汽壓。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做進一步說明。參考圖1，本發(fā)明所述的蒸發(fā)結晶設備包括蒸發(fā)室I和冷凝室2，所述蒸發(fā)室I包括蒸發(fā)室外殼和設置于蒸發(fā)室外殼內從上至下布置的布水層、蒸發(fā)層和濃鹽水水槽23，所述蒸發(fā)層包括支撐板10和設置于支撐板10上的填料11 ;所述填料11為耐高溫、耐腐蝕性的雙波向填料，其材質為PVC塑料，其片距為30mm，片厚0.35 0.5mm，用以加速原水的蒸發(fā)，促進水合空氣之間的能量傳遞。所述布水層包括布水管路13，所述布水管路13向下設置有布水噴頭17，所述布水噴頭17的材質為ABS塑料，在防腐的同時也不會堵塞，噴淋的水滴能霧化，噴嘴直徑為0.5 3mm，每平方米每秒可分配到4L噴淋液。所述布水管路13上還設置有控制流量大小的控制閥14，以及加熱器12，所述濃鹽水水槽23通過其側壁的濃鹽水循環(huán)管22與原水管3相連通。所述冷凝室2通過支撐板10固定于蒸發(fā)室外殼內，所述冷凝室2包括冷凝室外殼和設置于冷凝室外殼內的從上至下布置的風扇16，內換熱器18和冷凝水水槽8 ;所述內換熱器18為翅式換熱器，其出水端和進水端分別與布水管路13和原水管3相連通，冷凝室外殼的下部側壁上設有阻水板9，以阻止冷凝水進入蒸發(fā)室1，所述阻水板與冷凝水水槽8相連；所述冷凝水水槽8通過其底部的冷凝水排水管20與設于蒸發(fā)室外部的外換熱器7相連通，所述外換熱器7為套管換熱器或板式換熱器。
本發(fā)明所述的蒸發(fā)結晶設備的工作原理為:在不同溫度下，飽和濕空氣的含水量不同，如附圖2所示，其對應的飽和蒸汽分壓如附圖3所示。通過對空氣進行加熱和冷卻，使其在飽和蒸汽壓的推動下不斷地攜帶一定量的水蒸氣，進而實現濃鹽水蒸發(fā)與結晶。分離出來的冷凝水可以作為中水進行再利用，結晶鹽可以在市場上銷售。本發(fā)明中，空氣在蒸發(fā)室I和冷凝室2循環(huán)的動力來自于冷凝室2頂部的風扇16，所述風扇16的風速為I 30m/s，其作用是對內部空氣進行強制循環(huán)。熱風15攜帶著飽和蒸汽進入冷凝室2，經過內換熱器18使其降溫，蒸汽冷凝成水進入冷凝水水槽8，降溫后的冷空氣通過阻水板9進入蒸發(fā)室I進行下一蒸發(fā)結晶循環(huán)。采用本發(fā)明所述的蒸發(fā)結晶設備，其工藝步驟如下:原水管3中的原水，在原水泵4的作用下進入外換熱器7，與冷凝水換熱后進入內換熱器18，充分吸收蒸汽冷凝放出的潛熱后，進入設于布水管路13上的加熱器12中加熱至設定溫度后，通過布水噴頭17進行噴淋。來自冷凝室2的冷風19進入蒸發(fā)室I后，與布水噴頭17噴淋下來的熱水在填料11上相接觸，水蒸氣在填料11上蒸發(fā)，蒸發(fā)后的水蒸氣在設于冷凝室2頂部的風扇16提供的熱風15的帶動下進入冷凝室2冷凝，吸收熱量后，攜帶一定量的飽和蒸汽一起進入冷凝室2冷凝，冷凝后的液體進入冷凝水水槽8，并經外換熱器7與原水換熱后，經冷凝水出口 21排出。未蒸發(fā)的濃鹽水進入濃鹽水水槽23，經循環(huán)泵6與原水混合后進行下一蒸發(fā)結晶循環(huán)過程，蒸發(fā)結晶產生的結晶鹽通過設于濃鹽水水槽23底部的結晶鹽出口管5排出。實施例1利用上述裝置處理含鹽廢水。30°C的10%的氯化鈉溶液經原水泵4輸送至外換熱器7中，與外換熱器7進行換熱后，溶液溫度上升至35°C，升溫后的氯化鈉溶液進行內換熱器18中進行換熱后，溶液離開內換熱器18的溫度為60°C，并經布水管13進入到加熱器12中進行加熱至80°C，升溫后的氯化鈉溶液經過布水噴頭17進行噴淋，在熱風15的帶動下，蒸汽進入冷凝室2進行冷凝，冷凝后的液體在重力的作用下進入到冷凝水水槽8，此時溫度為50°C，并經外換熱器7與原水換熱后，經冷凝水出口 21排出。蒸發(fā)室I中未被蒸發(fā)的濃氯化鈉溶液進入到濃鹽水水槽23，此時的溫度為55°C，濃鹽水水槽23中上部的溶液在循環(huán)泵6的作用下，經過濃鹽水循環(huán)管22與原水混合后，進入下一次蒸發(fā)結晶循環(huán)，而濃鹽水水槽23底部的結晶鹽通過結晶鹽出口管5排出。本發(fā)明已通過優(yōu)選的實施方式進行了詳盡的說明。然而，通過對前文的研讀，對各實施方式的變化和增加也是本領域的一般技術人員所顯而易見的。申請人的意圖是所有這些變化和增加落在了本發(fā)明權利要求的保護范圍中。相似的編號通篇指代相似的元件。為清晰起見，在附圖中可能有將某些線、層、元件、部件或特征放大的情況。本文中使用的術語僅為對具體的實施例加以說明，其并非意在對本發(fā)明進行限制。除非另有定義，本文中使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)均與本發(fā)明所屬領域的一般技術人員的理解相同。還須明確的是，除在本文中有明確的定義外，諸如字典中通常定義的術語應該解釋為在本說明書以及相關技術的語境中可具有一致的意思，而不應解釋的理想化或過分形式化。公知的功能或結構處于簡要和清楚地考慮或不再贅述。
權利要求
1.一種低溫高效節(jié)能蒸發(fā)結晶設備，包括蒸發(fā)室和冷凝室，其特征在于:所述蒸發(fā)室包括蒸發(fā)室外殼和設置于蒸發(fā)室外殼內從上至下布置的布水層、蒸發(fā)層和濃鹽水水槽，所述布水層包括布水管路，所述布水管路向下設置有布水噴頭，所述蒸發(fā)層包括支撐板和設置于支撐板上的填料；所述冷凝室固定于蒸發(fā)室外殼內，所述冷凝室包括冷凝室外殼和設置于冷凝室外殼內的從上至下布置的風扇，內換熱器和冷凝水水槽；所述內換熱器的出水端與進水端分別與布水管路和原水管相連通，所述冷凝水水槽通過冷凝水排水管與設于蒸發(fā)室外部的外換熱器相連通。
2.根據權利要求1所述的蒸發(fā)結晶設備，其特征在于，所述冷凝室通過支撐板固定于蒸發(fā)室外殼內。
3.根據權利要求1所述的蒸發(fā)結晶設備，其特征在于，所述布水管路上設有加熱器和流量控制閥，所述布水噴頭的噴嘴直徑為0.5 3mm。
4.根據權利要求1所述的蒸發(fā)結晶設備，其特征在于，所述冷凝室外殼的下部側壁上設有阻水板，以阻止冷凝水進入蒸發(fā)室，所述阻水板與冷凝水水槽相連。
5.根據權利要求1所述的蒸發(fā)結晶設備，其特征在于，所述內換熱器為翅式換熱器，所述外換熱器為套管換熱器或板式換熱器。
6.根據權利要求1所述的蒸發(fā)結晶設備，其特征在于，所述填料為雙向波填料。
7.根據權利要求1所述的蒸發(fā)結晶設備，其特征在于，所述濃鹽水水槽通過濃鹽水循環(huán)管與原水管相連通，所述濃鹽水循環(huán)管位于外換熱器下部，所述濃鹽水循環(huán)管上設有循環(huán)泵。
8.根據權利要求1-8任一項所述的蒸發(fā)結晶設備，其特征在于，所述蒸發(fā)結晶設備的外部設有保溫層。
9.一種低溫高效節(jié)能蒸發(fā)結晶工藝，其特征在于:包括以下步驟:(1)原水經泵提升后，先后進入外換熱器與內換熱器進行換熱，然后加熱至設定溫度后，原水進行噴淋蒸發(fā)；(2)對蒸發(fā)后的水蒸氣進行結晶冷凝，冷凝后的液體經過外換熱器換熱后排出，未蒸發(fā)的濃鹽水經循環(huán)泵提升后與原水混合后進入下一蒸發(fā)結晶過程。
10.根據權利要求10所述的工藝，其特征在于:所述工藝的溫度為O 80°C，壓力為-0.1 0.2MPa。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低溫高效節(jié)能蒸發(fā)結晶設備及工藝，包括蒸發(fā)室和冷凝室，所述冷凝室通過支撐板固定于蒸發(fā)室外殼內，其工藝包括以下步驟(1)原水經泵提升后，先后進入外換熱器與內換熱器進行換熱，然后加熱至設定溫度后，原水進行噴淋蒸發(fā)；(2)對蒸發(fā)后的水蒸氣進行結晶冷凝，冷凝后的液體經外換熱器換熱后排出，未蒸發(fā)的濃鹽水經循環(huán)泵提升后與原水混合后進入下一蒸發(fā)結晶過程。本發(fā)明的設備，集蒸發(fā)、結晶一體化，經過兩次能量回收后，能量重復利用率高；能耗低；且本發(fā)明的設備能自動連續(xù)運行，滿足連續(xù)進料、連續(xù)排料的要求，蒸發(fā)室與冷凝室之間的強制循環(huán)形成了最佳的配合，其內部結構使得晶體和清液得到有效的快速分離，效率高。
文檔編號B01D1/16GK103170156SQ20131012237
公開日2013年6月26日 申請日期2013年4月10日 優(yōu)先權日2013年4月10日
發(fā)明者李國文, 張學輝, 包長春, 蘇貞峰, 郭春生, 李慶 申請人:北京緯綸華業(yè)環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?br>