本發(fā)明涉及一種液體蒸發(fā)濃縮裝置，特別是一種工業(yè)生產(chǎn)中需要進(jìn)行濃縮處理的工藝，以及對(duì)生活和工業(yè)廢水進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，形成蒸餾水和濃廢液，進(jìn)一步對(duì)廢物利用并做無害化處理，回收廢水中的其它工業(yè)產(chǎn)品，并進(jìn)行水資源重復(fù)利用的裝置。本發(fā)明裝置中包括蒸發(fā)器、廢液預(yù)熱器、冷凝水罐及連通各蒸發(fā)器與其它設(shè)備之間的工藝管線、工藝水泵和閥門。

背景技術(shù)：

蒸發(fā)裝置及其系統(tǒng)工藝在國民生產(chǎn)中有著非常重要的地位，工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常承擔(dān)著分解、萃取、分離、濃縮等不同形式的工藝內(nèi)容，比如食品行業(yè)中的牛奶、果汁、飲料的濃縮和高溫滅菌；又比如在工業(yè)生產(chǎn)中需要將某種溶液保持在特定的濃度下實(shí)現(xiàn)某種特定的工藝方式，都需要一套完備的蒸發(fā)系統(tǒng)來保證和實(shí)現(xiàn)。同時(shí)蒸發(fā)工藝也是海水淡化、污水處理回用等行業(yè)的主要工業(yè)手段。因此對(duì)蒸發(fā)系統(tǒng)和裝備的技術(shù)升級(jí)和節(jié)能減排是一個(gè)嚴(yán)峻和急迫的課題。

在蒸發(fā)工藝系統(tǒng)中為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的，一般采用多效蒸發(fā)設(shè)備串聯(lián)布置的形式，多效蒸發(fā)的應(yīng)用是一個(gè)最為基本的傳統(tǒng)模式，目前的應(yīng)用范圍仍然十分廣泛。傳統(tǒng)多效蒸發(fā)系統(tǒng)中末效蒸發(fā)器與冷凝器相連，在冷凝器中注入大量的清水將末效蒸發(fā)器的二次蒸汽冷卻，然后利用真空泵抽取不凝性氣體及空氣，以便形成系統(tǒng)之間的溫度和壓力差值，保證系統(tǒng)能夠正常工作。末效蒸發(fā)器中的二次蒸汽溫度和壓力都比較低，但是蒸汽的潛熱又非常巨大，在傳統(tǒng)多效蒸發(fā)系統(tǒng)中沒有辦法直接應(yīng)用，反而要設(shè)置一些工藝裝備利用清水去冷卻，清水被加熱后送冷卻塔冷卻，冷卻后又回用于冷凝器，形成一個(gè)反復(fù)耗能的過程。傳統(tǒng)多效蒸發(fā)不管如何增加效數(shù)，但末效的二次蒸汽不能回用也是一個(gè)基本事實(shí)，造成了能量的浪費(fèi)和系統(tǒng)的增加，土地使用的加大，因此怎樣有效利用末效的二次蒸汽成為高效節(jié)能的方向，也是當(dāng)下提高蒸發(fā)使用效率、降低能源消耗的有效途徑，是目前傳統(tǒng)蒸發(fā)系統(tǒng)面臨的技術(shù)瓶頸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種可解開目前傳統(tǒng)蒸發(fā)系統(tǒng)面臨的技術(shù)瓶頸、克服現(xiàn)有技術(shù)不足的液體蒸發(fā)濃縮裝置。

本發(fā)明一種液體蒸發(fā)濃縮裝置，包括：蒸發(fā)器，預(yù)熱器，連通的管路、連通動(dòng)力蒸汽的管路及設(shè)置于各管路上的閥門，所述裝置中至少由兩臺(tái)蒸發(fā)器串聯(lián)布置，蒸發(fā)器的冷凝水排出端與冷凝水罐連通，預(yù)熱器的進(jìn)料輸入端與廢液輸送管線連通，預(yù)熱器的輸出端與蒸發(fā)器的進(jìn)料端連通，各蒸發(fā)器的進(jìn)料輸入端與輸出端間設(shè)置有其上帶有循環(huán)泵的循環(huán)管路，其中：前一級(jí)蒸發(fā)器的冷不凝氣排出端和后一級(jí)蒸發(fā)器的蒸汽入口端連通，末級(jí)蒸發(fā)器的蒸汽輸出端與預(yù)熱器蒸汽入口端連通，裝置中設(shè)有一個(gè)噴射泵，噴射泵的輸入端與動(dòng)力蒸汽連通，噴射泵輸出端與一級(jí)蒸發(fā)器的蒸汽入口管連通，噴射泵旁路與末級(jí)蒸發(fā)器的二次蒸汽輸出端連通。

優(yōu)選地，本發(fā)明的液體蒸發(fā)濃縮裝置中設(shè)置有兩級(jí)預(yù)熱器，其中一級(jí)預(yù)熱器的加熱介質(zhì)輸入端與動(dòng)力蒸汽管連通，一級(jí)預(yù)熱器的進(jìn)料輸入端與廢液輸送管線連通、被加熱物料的輸出端與二級(jí)預(yù)熱器的被加熱介質(zhì)輸入端連通，二級(jí)預(yù)熱器的被加熱介質(zhì)輸出端與末級(jí)蒸發(fā)器的進(jìn)料輸入端連通。

優(yōu)選地，本發(fā)明的液體蒸發(fā)濃縮裝置，在二級(jí)預(yù)熱器的物料輸出端與末級(jí)蒸發(fā)器的進(jìn)料輸入端用末級(jí)蒸發(fā)器進(jìn)料管連通，且連通點(diǎn)位于末級(jí)循環(huán)管路上的循環(huán)泵上游，所述的末級(jí)蒸發(fā)器進(jìn)料管上設(shè)置有進(jìn)料控制閥門，本級(jí)蒸發(fā)器輸入端和輸出端的循環(huán)管路與前一級(jí)蒸發(fā)器輸入端和輸出端的循環(huán)管路間用前一級(jí)蒸發(fā)器進(jìn)料管連通，且所述的進(jìn)料管上設(shè)置有進(jìn)料控制閥、其連通的位置分別位于本級(jí)蒸發(fā)器循環(huán)泵的下游和前一蒸發(fā)器循環(huán)泵的上游之間，一級(jí)蒸發(fā)器的循環(huán)管路位于循環(huán)泵的下游處用三通連通濃液出料管且在濃液出料管上設(shè)置有濃液出料控制閥。

優(yōu)選地，本發(fā)明的液體蒸發(fā)濃縮裝置中的一級(jí)蒸發(fā)器進(jìn)料輸出端還與自身的二次蒸汽管連通。

優(yōu)選地，本發(fā)明的液體蒸發(fā)濃縮裝置中采用智能化dcs控制系統(tǒng)。

作為最佳實(shí)施例，本發(fā)明的液體蒸發(fā)濃縮裝置中僅設(shè)置有兩級(jí)蒸發(fā)器。

本發(fā)明中蒸發(fā)器至少兩級(jí)串聯(lián)布置，設(shè)置工業(yè)噴射泵為載體，利用中壓蒸汽為動(dòng)力，將末級(jí)蒸發(fā)器的二次蒸汽與中壓蒸汽混合，形成一種新的壓力和溫度平衡，回用到一級(jí)蒸發(fā)器中，從而實(shí)現(xiàn)蒸汽的循環(huán)利用，以達(dá)到節(jié)能減排的目的。工作時(shí)將末級(jí)蒸發(fā)器的二次蒸汽出口與蒸汽噴射泵的吸入室相連，中壓蒸汽與噴射室相連，中壓蒸汽受控制閥門控制，以很高的速度由噴嘴噴出，在中壓蒸汽的噴射作用下，吸入室形成低壓，使末級(jí)蒸發(fā)器的二次蒸汽被吸入到該腔室，兩種不同壓力和溫度的蒸汽然后繼續(xù)推進(jìn)，進(jìn)入到混合室，在混合室內(nèi)，高能量的中壓蒸汽和低能量的末級(jí)蒸發(fā)器二次蒸汽充分混合，能量相互交換，速度逐漸一致，靜壓力回升，再一次形成一種具有新的溫度和壓力平衡關(guān)系的蒸汽，送入到一級(jí)蒸發(fā)器的換熱元件內(nèi)，這樣就形成了一個(gè)效率高、節(jié)能好的閉環(huán)蒸汽系統(tǒng)。

本發(fā)明中，從蒸汽噴射泵混合室送出的蒸汽除大部分進(jìn)入到一級(jí)蒸發(fā)器換熱元件內(nèi)，還有一少部分進(jìn)入到一級(jí)預(yù)熱器內(nèi)。只是由于在中壓蒸汽（即動(dòng)力蒸汽）的推動(dòng)下，利用蒸汽噴射泵盡管解決了末級(jí)二次蒸汽能位升高的問題，但同時(shí)也造成蒸汽量的增加，本發(fā)明采用一級(jí)預(yù)熱器消耗這部分蒸汽預(yù)熱，使得整個(gè)蒸發(fā)系統(tǒng)熱量進(jìn)出得以平衡，保證能量充分利用。

為了保證蒸發(fā)系統(tǒng)形成比較穩(wěn)定的壓力和溫差關(guān)系，使蒸發(fā)工藝過程能夠持續(xù)、平穩(wěn)進(jìn)行，則需要將系統(tǒng)中混入的空氣及其他一些不凝性氣體有效排除。本發(fā)明中的一級(jí)蒸發(fā)器不凝性氣體出口管與自身的二次蒸汽管連同，形成一定的抽吸作用；末級(jí)蒸發(fā)器的不凝性氣體出口與二級(jí)預(yù)熱器連同，與不凝氣氣體混在一起的余熱蒸汽被二級(jí)預(yù)熱器冷卻并將待處理液加熱，不凝性氣體、空氣等最終從一級(jí)預(yù)熱器排向大氣。

本發(fā)明中蒸發(fā)器至少兩級(jí)串聯(lián)布置，設(shè)置工業(yè)噴射泵為載體，利用中壓蒸汽為動(dòng)力，將末級(jí)蒸發(fā)器的二次蒸汽與中壓蒸汽混合，形成一種新的壓力和溫度平衡，將末效蒸汽升溫加壓后回用于系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)蒸汽的循環(huán)利用，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，節(jié)能降耗的效果非常明顯，大大降級(jí)了設(shè)備的投資運(yùn)行成本。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例的示意圖。

圖中：1為廢液輸送管線，2為一級(jí)預(yù)熱器，3為二級(jí)預(yù)熱器進(jìn)料管，4為二級(jí)預(yù)熱器，5為二級(jí)蒸發(fā)器進(jìn)料管，6為二級(jí)蒸發(fā)器進(jìn)料控制閥，7為二級(jí)蒸發(fā)器循環(huán)泵，8為二級(jí)蒸發(fā)器，9為二級(jí)蒸發(fā)器冷凝水排出管，10為二級(jí)蒸發(fā)器冷凝水罐，11為一級(jí)蒸發(fā)器進(jìn)料管，12為一級(jí)蒸發(fā)器進(jìn)料控制閥，13為一級(jí)蒸發(fā)器循環(huán)泵，14為一級(jí)蒸發(fā)器，15為一級(jí)蒸發(fā)器冷凝水排出管，16為一級(jí)蒸發(fā)器冷凝水罐，17為一級(jí)蒸發(fā)器冷凝水輸送管，18為一級(jí)蒸發(fā)器蒸汽入口管，19為一級(jí)蒸發(fā)器冷不凝氣排出管，20為一級(jí)蒸發(fā)器二次蒸汽管，21為蒸汽噴射泵，22為二級(jí)蒸發(fā)器二次蒸汽管，23為動(dòng)力蒸汽控制閥，24為動(dòng)力蒸汽輸送管，25為一級(jí)預(yù)熱器冷凝水排出管，26為二級(jí)預(yù)熱器冷凝水排出管，27為冷凝水收集罐，28為冷凝水輸送泵，29為冷凝水輸送管線，30為濃廢液輸送管，31為一級(jí)預(yù)熱器進(jìn)汽口，32為濃液出料控制閥。

具體實(shí)施方式

附圖1為本發(fā)明的一個(gè)由兩級(jí)蒸發(fā)器構(gòu)成的最佳實(shí)施例。本發(fā)明以下結(jié)合最佳實(shí)施例詳細(xì)解說。

附圖1的實(shí)施例中由兩臺(tái)蒸發(fā)器串聯(lián)布置，其中：兩級(jí)蒸發(fā)器14和8的被加熱介質(zhì)輸入端與輸出管間各設(shè)置有其上分別帶有循環(huán)泵13和7的循環(huán)管路。各蒸發(fā)器的冷凝水排出端與儲(chǔ)水罐連通。裝置中設(shè)置有兩級(jí)預(yù)熱器2和4，一級(jí)預(yù)熱器2的一級(jí)預(yù)熱器進(jìn)汽口端31與連通動(dòng)力蒸汽的管路18連通，一級(jí)預(yù)熱器2的被預(yù)熱液輸入端與廢液輸送管線1連通，一級(jí)預(yù)熱器2的被加熱介質(zhì)輸出端用二級(jí)預(yù)熱器進(jìn)料管3與二級(jí)預(yù)熱器4的被加熱介質(zhì)輸入端連通。二級(jí)預(yù)熱器4的被加熱介質(zhì)輸出端與二級(jí)蒸發(fā)器8的被加熱介質(zhì)輸入端在循環(huán)管路處用二級(jí)蒸發(fā)器進(jìn)料管5連通，且二級(jí)蒸發(fā)器進(jìn)料管路5上設(shè)置有二級(jí)進(jìn)料控制閥門6，且其連通點(diǎn)在二級(jí)蒸發(fā)器循環(huán)泵7的上游。二級(jí)蒸發(fā)器8的輸入端輸出端循環(huán)管路與一級(jí)蒸發(fā)器的輸入端輸出端循環(huán)管路間用一級(jí)蒸發(fā)器進(jìn)料管11連通，連通點(diǎn)的位置位于一級(jí)蒸發(fā)器循環(huán)泵13的上游，且一級(jí)蒸發(fā)器進(jìn)料管11上設(shè)置有一級(jí)進(jìn)料控制閥門12。一級(jí)蒸發(fā)器14的加熱介質(zhì)輸出端和二級(jí)蒸發(fā)器8的加熱介質(zhì)輸入端用管路20連通。二級(jí)蒸發(fā)器8的加熱介質(zhì)輸出端與二級(jí)預(yù)熱器4加熱介質(zhì)輸入端用管路31連通。本實(shí)施例中有一個(gè)噴射泵21,噴射泵21的旁路管22與二級(jí)蒸發(fā)器8的二次蒸汽輸出端連通；噴射泵21的輸入端用管路24與動(dòng)力蒸汽源連通；噴射泵21的輸出端通過管18與一級(jí)蒸發(fā)器的加熱介質(zhì)輸入端連通。一級(jí)蒸發(fā)器14的循環(huán)管路上位于一級(jí)蒸發(fā)器循環(huán)泵13的下游處用三通用濃液出料管30連通，且在濃液出料管30上設(shè)置有濃液出料控制閥32。本實(shí)施例中一級(jí)蒸發(fā)器14的加熱介質(zhì)輸出端還與自身的二次蒸汽管連通，采用這一結(jié)構(gòu)可在工作中形成一定的抽吸作用。

在本發(fā)明tvr蒸發(fā)系統(tǒng)及裝置中，將廢液由廢液輸送管線1送入到一級(jí)預(yù)熱器2中，進(jìn)而通過二級(jí)預(yù)熱器進(jìn)料管3被送入到二級(jí)預(yù)熱器4，再經(jīng)過二級(jí)蒸發(fā)器的待處理溶液進(jìn)料管5進(jìn)入到二級(jí)蒸發(fā)器8，開啟二級(jí)蒸發(fā)器循環(huán)泵7，廢液經(jīng)循環(huán)管由上部送入到二級(jí)蒸發(fā)器8，并均勻分布在二級(jí)蒸發(fā)器8的各換熱元件表面，同時(shí)廢液由一級(jí)蒸發(fā)器進(jìn)料管11進(jìn)入到一級(jí)蒸發(fā)器14，裝填到指定的液位，這樣在整個(gè)系統(tǒng)中裝填了初步的待處理廢液，裝料過程結(jié)束。

啟動(dòng)一級(jí)蒸發(fā)器循環(huán)泵13，廢液經(jīng)循環(huán)管由上部送入到一級(jí)蒸發(fā)器14，并均勻分布在一級(jí)蒸發(fā)器14的各換熱元件表面。微微開啟中壓蒸汽控制閥23，并逐漸增大閥門開度，此時(shí)由于二級(jí)蒸發(fā)器8內(nèi)的廢液溫度很低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有到達(dá)沸點(diǎn)，因此暫時(shí)沒有二次蒸汽的產(chǎn)生，所以，二級(jí)蒸發(fā)器內(nèi)的空氣等不凝性氣體被蒸汽噴射泵21抽吸帶走，形成一定的真空度。中壓蒸汽經(jīng)蒸汽噴射泵后減壓，分別進(jìn)入到一級(jí)預(yù)熱器和一級(jí)蒸發(fā)器內(nèi)。

一級(jí)蒸發(fā)器14的廢液被蒸汽慢慢加熱，到達(dá)沸點(diǎn)后產(chǎn)生了二次蒸汽，隨著加熱的持續(xù)，一級(jí)蒸發(fā)器14二次蒸汽的產(chǎn)生量不斷加增加，經(jīng)由一級(jí)蒸發(fā)器二次蒸汽管20進(jìn)入到二級(jí)蒸發(fā)器8的換熱元件內(nèi)，與廢液充分進(jìn)行熱交換，二級(jí)蒸發(fā)器8內(nèi)的廢液被不斷加熱，溫度不斷升高，壓力逐漸增大，最終達(dá)到沸點(diǎn)，產(chǎn)生二次蒸汽，由二級(jí)蒸發(fā)器二次蒸汽管22進(jìn)入到蒸汽噴射泵21的吸入室，兩種不同壓力和溫度的蒸汽然后繼續(xù)推進(jìn)，進(jìn)入到蒸汽噴射泵21的混合室，在混合室內(nèi)，高能量的中壓蒸汽和低能量的二級(jí)蒸發(fā)器二次蒸汽充分混合，能量相互交換，速度逐漸一致，靜壓力回升，再一次形成一種具有新的溫度和壓力平衡關(guān)系的蒸汽，經(jīng)一級(jí)蒸發(fā)器蒸汽入口管18送入到一級(jí)蒸發(fā)器14的換熱元件內(nèi)。二級(jí)蒸發(fā)器中的不凝性氣體、空氣、余熱蒸汽等混合氣體在系統(tǒng)壓力的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入到二級(jí)預(yù)熱器4中，混合器中的蒸汽與廢熱產(chǎn)生熱交換而被冷卻為冷凝水，不凝性氣體和空氣則排大氣。這樣整個(gè)系統(tǒng)就正常啟動(dòng)，由dcs系統(tǒng)進(jìn)行控制，自動(dòng)補(bǔ)充料液，蒸發(fā)在持續(xù)、平穩(wěn)運(yùn)行。

蒸汽進(jìn)入到一級(jí)蒸發(fā)器14的換熱元件后與廢液進(jìn)行著充分的熱交換，貢獻(xiàn)蒸汽潛熱二發(fā)生相變，形成冷凝水，由一級(jí)蒸發(fā)器冷凝水排出管15進(jìn)入到一級(jí)蒸發(fā)器冷凝水罐16中。

蒸汽進(jìn)入到二級(jí)蒸發(fā)器8的換熱元件后與廢液進(jìn)行著充分的熱交換，貢獻(xiàn)蒸汽潛熱二發(fā)生相變，形成冷凝水，由二級(jí)蒸發(fā)器冷凝水排出管9進(jìn)入到二級(jí)蒸發(fā)器冷凝水罐10中。

蒸汽進(jìn)入到一級(jí)預(yù)熱器2后與廢液進(jìn)行著充分的熱交換，貢獻(xiàn)蒸汽潛熱二發(fā)生相變，形成冷凝水，由一級(jí)預(yù)熱器冷凝水排出管25進(jìn)入到二級(jí)蒸發(fā)器冷凝水罐10中。

二級(jí)預(yù)熱器4的冷凝水、一級(jí)蒸發(fā)器冷凝水、二級(jí)蒸發(fā)器冷凝水最終匯集到冷凝水收集罐27內(nèi)，由冷凝水輸送泵28經(jīng)冷凝水輸送管線29送至其他工段當(dāng)熱水使用。

廢液經(jīng)二級(jí)蒸發(fā)器初步濃縮，又有經(jīng)一級(jí)蒸發(fā)器最終濃縮，達(dá)到無害化處理所需要的濃度后由濃液出料控制閥32經(jīng)濃廢液輸送管30送去做無害化處理及回收有用資源。新的料液由dcs控制進(jìn)入系統(tǒng)，進(jìn)行連續(xù)平穩(wěn)生產(chǎn)。本發(fā)明系統(tǒng)自身零排放，有效資源得以回收利用。

以上僅是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在具體就用中可以根據(jù)工藝的要求設(shè)置多級(jí)蒸發(fā)器，其具體設(shè)置方式可參照前述的實(shí)施例。