提供了液体蒸发装置，包括壳体和转子，壳体用于容纳待蒸发液体，壳体的内部安装有转子，在壳体上配置有液体进口和液体出口；转子包括转动轴和盘片，盘片的外表面能够被待蒸发液体的溶剂所湿润，使得待蒸发液体在盘片的外表面上形成一层液膜；转动轴为空心的，包括进水/气管路和出水/气管路两部分，在转动轴上设置有热源总进口和热源总出口，与各个盘片的连接部位设有盘片热源进口和盘片热源出口；盘片为空心的，与转动轴连接部分设置盘片热源进口和盘片热源出口。蒸发装置的盘片既为液体蒸发提供足够的表面积；也为内部热源提供传热面积，兼具传热装置功能。本实用新型专利技术的液体蒸发装置可在液体非沸腾状态下实现高效蒸发。
【技术实现步骤摘要】
液体蒸发装置
本技术总体地涉及一种液体蒸发技术，特别是涉及无需使液体沸腾的液体蒸发装置及工艺，主要应用于化工和水处理领域。
技术介绍
所谓蒸发，是指将要分离的混合液体加热(或同时采取减压措施)至沸腾，引出生成的蒸汽并冷凝得到冷凝液，剩余液体是与原混合液体不同的浓缩液。蒸发至最后可实现液体和溶解在液体中的固体物质的分离。蒸发工艺的要点：一是要维持物料的温度和压力在一定的范围内，通常是使物料连续或间歇沸腾；二是要及时把蒸汽从蒸发器排出，使得蒸发器内的蒸汽压低于操作条件下的物料溶剂的饱和蒸气压；三是要防止排出来的蒸汽夹带液体。对于需要对液体物料(如海水和废水)进行蒸发浓缩或使其结晶从而提取其中的溶解固体的场合，目前常用的方法是把液体加热到其沸点，或同时采取减压措施，使其沸腾，从而得到浓缩液或溶解固体的结晶体(如浓缩海水或浓缩废水)，在此过程中可通过冷凝蒸汽的方式得到冷凝液(如冷凝水或蒸馏水/淡水)并回收一部分热量。具体的蒸发工艺有液膜蒸发工艺、闪蒸工艺、减压闪蒸工艺及多效蒸发工艺等，相应的设备包括升膜蒸发器、降膜蒸发器、闪蒸装置、减压闪蒸装置等。在传统的加沸蒸发工艺中，为了维持蒸发的持续进行，液体物料需要不断通过热交换器换热来保持较高的温度。随着蒸发的进行，液体物料不断浓缩，至饱和溶液后溶质便开始析出。热交换器的传热面上由于局部过热，更易析出溶质导致传热面上结垢，从而造成传热效率急剧降低，为维持蒸发不得不频繁停机进行维护清洗。为了提高传热效率并延缓结垢造成的不利影响，一些场合采用多效蒸发工艺，但这又造成设备投资的大幅度增加。作为特别的例子，水作为溶剂或载体的各种溶液或混合液的蒸发浓缩(如污染物浓度很高的废水)，就面临着上述难题。另外，在不具备相应的热源或待蒸发液体中有遇热易变性物质存在的场合，不允许把物料加热很高的温度。在这些情况下就要采用低温蒸发工艺，即在低于液体沸点的温度下使溶剂蒸发得到浓缩液或晶体，常用的是低温减压蒸发。减压闪蒸工艺是低温减压蒸发工艺的一种，是指维持蒸发器内压力不高于操作温度下液体的饱和蒸气压，从而使液体物料沸腾来达到较快蒸发目的。维持负压虽然能够在较低的温度下实现快速蒸发，但是维持负压的能耗很大，设备的造价也高。不使物料沸腾的蒸发工艺能耗较低，但蒸发效率也低，具体表现在常压低温蒸发器在单位时间单位体积里的蒸发量极低。为达到与其它蒸发工艺相同的蒸发效果，常压低温蒸发工艺需要将蒸发器制造的十分巨大，设备及场地投资大大增加。为提高常压低温蒸发效率，通常的做法是增加气液界面接触面积和气相流速，冷却塔就是按照这样思路设计的。利用水泵把水提升到高大的冷却塔顶部，然后喷淋到塔内的填料上，水在重力的作用下自上而下流过填料层并在填料的表面形成液膜。冷却塔顶部安装有风扇进行抽风，使空气夹带着水蒸气自下而上穿过填料里的间隙(通道)流动，溶液因此实现了降温和一定程度的浓缩。但是，冷却塔形式的蒸发器不能用于物料浓缩或结晶，因为随着蒸发的进行，溶液不断得到浓缩，粘度越来越大，循环输送物料的水泵能耗很大甚至使得物料的泵送变得无法实现，而且物料的温度也难以维持。
技术实现思路
鉴于现有的不使物料沸腾的蒸发工艺蒸发效率低、设备投资大以及不能用于物料浓缩或结晶等上述情况，提出了本技术。本技术的目的是提供一种可在液体非沸腾状态下实现高效蒸发的蒸发装置和蒸发工艺。本技术的蒸发装置结构简单、易于制造、成本低。本技术可以用于低温液体物料的浓缩、结晶，也可以用于对液体物料进行蒸馏提纯；特别是可以用于对高浓度废水进行浓缩、结晶以实现废水零排放，或者从海水或苦咸水中制取淡水。根据本技术的一个方面，提供了一种液体蒸发装置，包括壳体(1)和转子(2)，其壳体为开放式或封闭式，用于容纳待蒸发液体，在壳体(1)的内部安装有转子(2)，在壳体(1)上配置有供待蒸发液体进入和排出的液体进口(101)和液体出口(102)；所述转子(2)包括转动轴(201)和固定在转动轴(201)上的盘片(202)，盘片(202)的外表面能够被待蒸发液体的溶剂所湿润，使得待蒸发液体在盘片的外表面上形成一层液膜,所述转动轴为空心的，包括进水/气管路和出水/气管路两部分，在转动轴上设置有热源总进口(2011)和热源总出口(2012)，与各个盘片的连接部位设有有盘片热源进口(2021)和盘片热源出口(2022)；盘片(202)为空心的，内部设置导流槽(2023)，与转动轴(201)连接部分设置盘片热源进口(2021)和盘片热源出口(2022)。优选的，所述盘片内部设置有导流槽。根据本技术的一个方面，提供了一种利用上述液体蒸发装置进行的液体蒸发工艺，包括：在壳体中容纳待蒸发液体，使得盘片的至少一部分被淹没在待蒸发液体中；使得转子带动盘片旋转，在旋转过程中盘片的不同部分顺次被待蒸发液体浸湿，从而盘片的外表面形成液膜，实现液体的蒸发；其中热源由热源总进口(2011)进入转动轴(201)的进水/气管路，然后通过与盘片(202)连接处的盘片热源进口(2021)进入盘片，热源热量经盘片(202)传导于盘片(202)表面，为蒸发提供充足的热量，冷却后的热源经盘片与转动轴(201)出水/气管路侧连接处的盘片热源出口(2022)进入转动轴(201)出水/气管路，最终由热源总出口(2012)排出。优选的，所述盘片内部设置有导流槽，使得在导流槽(2023)作用下，热源布流于盘片(202)内部。利用上述液体蒸发装置和液体蒸发工艺，蒸发装置的盘片一方面能够为液体蒸发提供足够的表面积；另一方面能够为内部热源提供传热面积，兼具传热装置功能，因此能够取得卓越的蒸发性能。根据本技术的一个方面，提供了一种液体蒸发装置，包括壳体(1)和转子(2)，其中壳体为开放式或封闭式，用于容纳待蒸发液体，在壳体(1)的内部安装有转子(2)，在壳体(1)上配置有供待蒸发液体进入和排出的液体进口(101)和液体出口(102)以及供排空液体使用的液体排空口(105)；所述转子(2)包括转动轴(201)和固定在转动轴(201)上的盘片(202)，盘片(202)的外表面能够被待蒸发液体的溶剂所湿润，使得待蒸发液体在盘片的外表面上形成一层液膜。优选的，转子(2)在驱动机构(3)的带动下以一定的转速绕所述转动轴(201)的轴心旋转。可选的，液体蒸发装置还包括风机(4)，以及液体蒸发装置的壳体(1)上还配置有气体进口(103)和气体出口(104)，气体进口(103)与风机(4)相连，当风机(4)运转时工作气体穿过盘片(202)的间隙，从气体出口出去。可选的，液体蒸发装置还包括气体空腔(106)和气体分布器(1061)，气体进口(103)通过气体空腔(106)与气体分布器(1061)相连，当风机(4)运转时工作气体进入气体进口(103)，经过气体空腔(106)、气体分布器(1061)后均匀分布于蒸发装置的壳体(1)内。可选的，工作气体为空气，气体温度为常温或在30～200℃范围内。可选的，盘片(202)为圆形或正多边形，它们在转动轴(201)之上呈平行、等距布置，其基面垂直于转动轴(201)，相邻盘片(202)之间有一定的间隙可供气流通过，当转动轴(201)转动时盘片(202)作为整体随之一起转本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种液体蒸发装置，其特征在于，包括壳体(1)和转子(2)，其中壳体为开放式或封闭式，用于容纳待蒸发液体，在壳体(1)的内部安装有转子(2)，在壳体(1)上配置有供待蒸发液体进入和排出的液体进口(101)和液体出口(102)；所述转子(2)包括转动轴(201)和固定在转动轴(201)上的盘片(202)，盘片(202)的外表面能够被待蒸发液体的溶剂所湿润，使得待蒸发液体在盘片的外表面上形成一层液膜,所述转动轴为空心的，包括进水/气管路和出水/气管路两部分，在转动轴上设置有热源总进口(2011)和热源总出口(2012)，与各个盘片的连接部位设有盘片热源进口(2021)和盘片热源出口(2022)；盘片(202)为空心的，与转动轴(201)连接部分设置盘片热源进口(2021)和盘片热源出口(2022)。
【技术特征摘要】
1.一种液体蒸发装置，其特征在于，包括壳体(1)和转子(2)，其中壳体为开放式或封闭式，用于容纳待蒸发液体，在壳体(1)的内部安装有转子(2)，在壳体(1)上配置有供待蒸发液体进入和排出的液体进口(101)和液体出口(102)；所述转子(2)包括转动轴(201)和固定在转动轴(201)上的盘片(202)，盘片(202)的外表面能够被待蒸发液体的溶剂所湿润，使得待蒸发液体在盘片的外表面上形成一层液膜,所述转动轴为空心的，包括进水/气管路和出水/气管路两部分，在转动轴上设置有热源总进口(2011)和热源总出口(2012)，与各个盘片的连接部位设有盘片热源进口(2021)和盘片热源出口(2022)；盘片(202)为空心的，与转动轴(201)连接部分设置盘片热源进口(2021)和盘片热源出口(2022)。2.根据权利要求1所述的液体蒸发装置，其特征在于，还包括驱动机构(3)，转子(2)在驱动机构(3)的带动下以一定的转速绕所述转动轴(201)的轴心旋转。3.根据权利要求1所述的液体蒸发装置，其特征在于，还包括风机(4)，以及液体蒸发装置的壳体(1)上还配置有气体进口(103)和气体出口(104)，气体进口(103)与风机(4)相连，当风机(4)运转时工作气体穿过盘片(202)的间隙，从气体出口出去。4.根据权利要求3所述的液体蒸发装置，其特征在于，还包括气体空腔(106)和气体分布器(1061)，气体进口(103)通过气体空...
【专利技术属性】
技术研发人员：靳兆融，
申请(专利权)人：美清科技北京有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11
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