一种接触式蒸发系统技术方案

本发明专利技术提供一种接触式蒸发系统，包括有蒸发器、冷凝器、加热换热器及冷却换热器；所述蒸发器与加热换热器之间经管路形成加热循环，以使处理液经加热换热器加热后，与蒸发器内的载气混合形成含湿载气；所述蒸发器与冷凝器之间经管路相连通，以使含湿载气由蒸发器输入冷凝器；所述冷凝器与冷却换热器之间经管路形成冷却循环，以使含湿载气在冷凝器中经冷却换热器产生的冷凝水冷却后，分离成载气和冷凝液。本发明专利技术进一步提供一种接触式蒸发方法。本发明专利技术提供的一种接触式蒸发系统，具有所需热源品质低、蒸发设备材质价格低廉、可分离传质和传热位置从而显著防止结垢的特点。

A contact evaporation system

【技术实现步骤摘要】
一种接触式蒸发系统
本专利技术属于液体处理的
，涉及一种接触式蒸发系统。
技术介绍
蒸发指物质从液态转化为气态的相变过程。在工业中经常需要被蒸发的液体可以是单一的各类溶剂、液态有机物或水；也可以是有机物与水的混合液；也可以是含盐水溶液或含盐有机液体。在以水为主要成分的液体蒸发过程中，水和轻组分有机物往往会发生相变，以蒸汽的形式离开系统，而液体中的重组分有机物、盐类或悬浮物等则留在液体中或结晶析出。常规的蒸发设备包括蒸发釜、单(多)效蒸发装置、再沸器或机械蒸汽压缩蒸发器(MVR)等，这些设备的加热介质多为蒸汽、热水或导热油等。目前，这类加热设备的蒸发方式都是非接触式，即加热介质与被蒸发介质不直接接触，也称间壁式，利用传热较好的介质，如金属、石墨等，向介质的另一侧传递热量，将被蒸发液体汽化。该方式避免两者直接接触，可避免相互污染，蒸发效率高，但这种类型的蒸发方式也有显著的缺点：(1)非接触式蒸发热源温度相对较高，一般要达到水的沸点以上，通常情况需要高品质的蒸汽热源；(2)设备蒸发表面的材质需采用导热性能好的金属材质，由于液体中可能含有腐蚀性物质，如氧化性离子(氯离子、氟离子等)、强酸、强碱，需要用到高品质不锈钢材质或更高等级的金属材质，如钛合金或哈氏合金等，设备投资成本巨大；(3)蒸发过程的传热(热量传递)和传质(液体蒸发)都发生同一个表面，这种蒸发方式极易在表面结垢，当被蒸发液体有机物含量高时，会加速结垢过程，严重时会造成蒸发列管或板间流道发生堵塞。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种接触式蒸发系统，利用空气作为载体，将液体中的水转化为空气湿度来进行蒸发，该系统具有所需热源品质低、蒸发设备材质价格低廉、可分离传质和传热位置从而显著防止结垢的特点。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术第一方面提供一种接触式蒸发系统，包括有蒸发器、冷凝器、加热换热器及冷却换热器；所述蒸发器与加热换热器之间经管路形成加热循环，以使处理液经加热换热器加热后，与蒸发器内的载气混合形成含湿载气；所述蒸发器与冷凝器之间经管路相连通，以使含湿载气由蒸发器输入冷凝器；所述冷凝器与冷却换热器之间经管路形成冷却循环，以使含湿载气在冷凝器中经冷却换热器产生的冷凝水冷却后，分离成载气和冷凝液。优选地，所述蒸发器上设有处理液进液口、处理液出液口，所述加热换热器上设有冷源进口、热源出口，所述处理液进液口经管路与热源出口相连通，所述处理液出液口经管路与冷源进口相连通。优选地，所述蒸发器为常规使用的蒸发器，可从市场上购买获得。优选地，所述蒸发器的形状为圆筒形或方形。优选地，所述蒸发器内设有接触件，所述接触件选自接触板或接触填料中的一种。更优选地，所述接触板上设有多个开孔，所述开孔上设有阀。所述接触板为气液接触部件，促进气液接触。进一步优选地，所述阀选自固定阀或浮阀中的一种。更优选地，所述接触填料选自规整填料或散堆填料中的一种。所述接触填料为增大气液接触面的惰性固体物料。优选地，所述加热换热器为能够实现将冷源转化为热源，并使热源与被加热处理液间壁式传递热量的换热器。所述加热换热器能够用于加热处理液至一定温度。优选地，所述蒸发器上设有含湿载气出气口、载气进气口，所述冷凝器上设有含湿载气进气口、载气出气口，所述含湿载气出气口经管路与含湿载气进气口相连通，所述载气进气口外接有风机。更优选地，所述载气进气口与载气出气口经管路连通时，所述风机设于所述载气进气口与载气出气口之间的管路上；所述载气进气口与载气出气口不连通时，所述风机设于所述载气进气口与大气连通的管路上，所述载气出气口与大气连通。更优选地，所述风机为常规使用的低压风机，可从市场上购买获得。风机主要用来给系统提供可持续的载气，风机可以通过实际运行条件通过变频的方式来控制风量和风压，从而提供特定流量和风压的载气，驱动系统气相部分的运转。优选地，所述冷凝器上设有冷凝液进液口、冷凝液出液口，所述冷却换热器上设有热源进口、冷源出口，所述冷凝液进液口经管路与冷源出口相连通，所述冷凝液出液口经管路与热源进口相连通。优选地，所述冷凝器为常规使用的冷凝器，可从市场上购买获得。优选地，所述冷凝器的形状为圆筒形或方形。所述冷凝器内部结构形式与上述蒸发器类似。优选地，所述冷却换热器为能够实现将热源转化为冷源的换热器。所述换热器能够实现冷凝液冷却降温，使冷凝液冷却到一定温度。优选地，所述接触式蒸发系统还包括有热回收换热器，所述热回收换热器分别与加热循环、冷却循环相连通，以使热回收换热器吸收冷却循环中热量用于加热循环中加热处理液。更优选地，所述热回收换热器为将热源液体与冷源液体间壁式传递热量的换热器。更优选地，所述热回收换热器经加热循环分别与蒸发器、加热换热器相连通，所述热回收换热器经冷却循环分别与冷凝器、冷却换热器相连通。进一步优选地，所述热回收换热器上设有接收热源进口、接收热源出口、排出热源进口、排出热源出口，所述接收热源进口经管路与冷凝液出液口相连通，所述接收热源出口经管路与热源进口相连通，所述排出热源进口经管路与处理液出液口相连通，所述排出热源出口经管路与冷源进口相连通。更优选地，所述热回收换热器的换热面积不小于加热换热器的换热面积。优选地，所述加热循环的管路上设有第一循环泵，所述第一循环泵设于所述加热换热器与处理液出液口之间的管路上。所述第一循环泵可以将蒸发器底部的液体输送至蒸发器顶部，从而形成循环。更优选地，所述第一循环泵设于所述热回收换热器与处理液出液口之间的管路上。优选地，所述加热循环的管路上设有蒸发残液出口，所述蒸发残液出口设于所述加热换热器与处理液出液口之间的管路上。更优选地，所述蒸发残液出口设于以下管路中的任一：1)所述蒸发残液出口设于所述加热换热器与热回收换热器之间的管路；2)所述蒸发残液出口设于所述热回收换热器与第一循环泵之间的管路。优选地，所述冷却循环的管路上设有第二循环泵，所述第二循环泵设于所述冷却换热器与冷凝液出液口之间的管路上。所述第二循环泵可以将冷凝器底部的液体输送至冷凝器顶部，从而形成循环。更优选地，所述第二循环泵设于所述热回收换热器与冷凝液出液口之间的管路上。优选地，所述冷却循环的管路上设有冷凝水出口，所述冷凝水出口设于所述冷却换热器与冷凝液出液口之间的管路上。更优选地，所述冷凝水出口设于所述冷却换热器与热回收换热器之间的管路上。更优选地，所述第一循环泵和第二循环泵选自磁力泵、化工泵、离心泵、气动隔膜泵中的一种。所述第一循环泵和第二循环泵为系统液体循环提供所需要的流量和扬程。所述第一循环泵和第二循环泵根据蒸发液体的化学组成和含固率来确定循环泵的类型。所述第一循环泵和第二循环泵的材质为耐腐蚀性材质，选自聚四氟乙烯、SUS304、SUS316L中一种。更优选地，所述含湿载气进气口位于所述蒸发器的顶部。更优选地，所述载气进气口本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接触式蒸发系统，其特征在于，包括有蒸发器(1)、冷凝器(2)、加热换热器(4)及冷却换热器(3)；所述蒸发器(1)与加热换热器(4)之间经管路形成加热循环，以使处理液经加热换热器(4)加热后，与蒸发器(1)内的载气混合形成含湿载气；所述蒸发器(1)与冷凝器(2)之间经管路相连通，以使含湿载气由蒸发器(1)输入冷凝器(2)；所述冷凝器(2)与冷却换热器(3)之间经管路形成冷却循环，以使含湿载气在冷凝器(2)中经冷却换热器(3)产生的冷凝水冷却后，分离成载气和冷凝液。/n

【技术特征摘要】
1.一种接触式蒸发系统，其特征在于，包括有蒸发器(1)、冷凝器(2)、加热换热器(4)及冷却换热器(3)；所述蒸发器(1)与加热换热器(4)之间经管路形成加热循环，以使处理液经加热换热器(4)加热后，与蒸发器(1)内的载气混合形成含湿载气；所述蒸发器(1)与冷凝器(2)之间经管路相连通，以使含湿载气由蒸发器(1)输入冷凝器(2)；所述冷凝器(2)与冷却换热器(3)之间经管路形成冷却循环，以使含湿载气在冷凝器(2)中经冷却换热器(3)产生的冷凝水冷却后，分离成载气和冷凝液。


2.根据权利要求1所述的一种接触式蒸发系统，其特征在于，包括以下条件中任一项或多项：
A)所述蒸发器(1)上设有处理液进液口(13)、处理液出液口(14)，所述加热换热器(4)上设有冷源进口(41)、热源出口(42)，所述处理液进液口(13)经管路与热源出口(42)相连通，所述处理液出液口(14)经管路与冷源进口(41)相连通；
B)所述蒸发器(1)上设有含湿载气出气口(11)、载气进气口(12)，所述冷凝器(2)上设有含湿载气进气口(21)、载气出气口(22)，所述含湿载气出气口(11)经管路与含湿载气进气口(21)相连通，所述载气进气口(12)外接有风机(5)；
C)所述冷凝器(2)上设有冷凝液进液口(23)、冷凝液出液口(24)，所述冷却换热器(3)上设有热源进口(31)、冷源出口(32)，所述冷凝液进液口(23)经管路与冷源出口(32)相连通，所述冷凝液出液口(23)经管路与热源进口(31)相连通。


3.根据权利要求1所述的一种接触式蒸发系统，其特征在于，所述接触式蒸发系统还包括有热回收换热器(6)，所述热回收换热器(6)分别与加热循环、冷却循环相连通，以使热回收换热器(6)吸收冷却循环中热量用于加热循环中加热处理液。


4.根据权利要求3所述的一种接触式蒸发系统，其特征在于，所述热回收换热器(6)经加热循环分别与蒸发器(1)、加热换热器(4)相连通，所述热回收换热器(6)经冷却循环分别与冷凝器(2)、冷却换热器(3)相连通。


5.根据权利要求2所述的一种接触式蒸发系统，其特征在于，所述加热循环的管路上设有第一循环泵(7)，所述第一循环泵(7)设于所述加热换热器(4)与处理液出液口(14)之间的管路上；所述冷却循环的管路上设有第二循环泵(9)，所述第二循环泵(9)设于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩林辰，崔海涛，
申请(专利权)人：韩林辰，崔海涛，
类型：发明
国别省市：上海;31