本发明专利技术涉及一种新型切削液浓缩的空气源多效真空式蒸发系统。包括两级蒸发器、风冷式蒸发器、空气源热泵即主压缩机等部件，该蒸发系统，将系统中各个部件有机划分成切削液模块、蒸汽模块、蒸发液模块、主回路制冷剂模块、制冷回路制冷剂模块、抽真空模块。通过对两级蒸发器、风冷式蒸发器的优化设计，热源采用空气源热泵，以及通过对系统各部件和各个模块的连接关系的合理优化，使得该蒸发系统完成了换热蒸发一体式，体积是传统蒸发系统1/3；采用两级换热，特殊设计的蒸发器，完善的能量回收系统；本发明专利技术解决了现有问题的不足，具有换热效率高，不易结垢、能效比高、经济环保等的特点。经济环保等的特点。经济环保等的特点。
【技术实现步骤摘要】
一种应用于切削液浓缩的空气源多效真空式蒸发系统
[0001]本专利技术属于一种液体蒸发处理系统领域，尤其涉及一种应用于切削液浓缩的空气源多效真空式蒸发系统。
技术背景
[0002]机械加工业切削液，是在金属切削加工或磨削加工过程中，用于冷却、润滑加工件和刀具的液体，兼具清洗和防锈的功能。机械加工终端循环排出的废切削液通常含有矿物油、动植物油、表面活性剂、极压添加剂、防霉杀菌剂、各种金属离子和悬浮物等，使用后一般无法再回收利用，最终作为液废回收或间接排放。切削液对环境的危害主要体现在其渗漏液与废液对水资源和土壤的污染。最有效的方法是蒸发掉切削液所含有95％的水分，将剩余的浓缩液回收、焚烧或二次利用。
[0003]目前的蒸发器系统基本上采用三种形式：
[0004]第一种蒸发器系统采用蒸汽作为热源，由于采用较高蒸汽温度，系统多采用多级蒸发的系统设计，系统设计复杂，用户必须有蒸汽作为热源。系统复杂，占地面积大，一次性投资较多，小型企业无法完成投资。由于蒸发温度较高，蒸发的蒸汽所携带的油分和易挥发的有机物较多，产生的凝结水COD值较高。
[0005]第二种蒸发系统蒸气压缩机作为热源，在设备启动时基本上都是利用蒸汽压缩机将电能转化为热能，启动过程较长温升慢，能效比较低。运转正常后蒸发产生的低温低压蒸汽，通过蒸汽压缩机压缩成为高温高压的蒸汽，利用蒸汽冷凝回收热量作为新的废液蒸发提供热源，运行效率较高。如果系统启动次数较多，设计蒸发量和实际蒸发产生偏差，停机时间较长整体效率会受到很大的影响。蒸气压缩机技术被国外厂家垄断，国产设备可靠性差，蒸汽压缩后温升不足。由于高真空下蒸汽密度较低，对蒸汽压缩机影响极大，所以设定的蒸发温度必须在较高的温度区间运行，多采用86摄氏度左右，对于有些污染物的挥发点较低，蒸发后的蒸馏水有机物和含油相对也会较多。系统由于蒸发温度较高，蒸发侧容易结垢。
[0006]第三种采用压缩机提供热源，利用制冷剂作为热源传递的媒介，设备启动时可以提供能效比4左右的效率，有一定的能量回收设计，但是受制于设计的一些缺陷，不能做到很好的能量回收利用，启动时较蒸汽压缩机能效高，正常运行时的能耗比一般高于蒸气压缩机的2-3倍。蒸发器大多采用管式蒸发器，循环泵通过外循环加热被蒸发液体，通过喷头喷入蒸发器，内部有不同形状的缓流板，利用增加被蒸发液体的表面积提高蒸发量。缺点是：体积大，冷热介质交换时间短，热源换热不充分。循环换热管表面流速缓慢，蒸发器壳侧流量分布不均匀存在受热不均，局部易过热易结垢的现象。
[0007]本专利技术涉及一种新型切削液浓缩的空气源多效真空式蒸发系统。是换热蒸发一体式设备，体积是现有蒸发系统的1/3，采用两级换热，特殊设计的蒸发器，完善的能量回收系统。具有换热效率高，不易结垢、能效比高，产出的蒸馏水有机物和油含量低等的特点。能效达到国外进口同等级别。
技术实现思路
[0008]本专利技术提供了一种应用于切削液浓缩的空气源多效真空式蒸发系统，其特征在于，包括切削液模块、蒸汽模块、蒸发液模块、主回路制冷剂模块、制冷回路制冷剂模块、抽真空模块；
[0009]所述的切削液模块包括第二热量回收换热器、第一热量回收换热器、一级蒸发器、二级蒸发器，所述的第二热量回收换热器包含切削液进液口、蒸发液排液口；所述的第二热量回收换热器连接到第一热量回收换热器，所述的第一热量回收换热器分两路连接到所述的一级蒸发器、所述的二级蒸发器；所述的一级蒸发器包括一级浓缩液排出口、二级蒸发器包括二级浓缩液排出口；
[0010]所述的蒸汽模块包括一级蒸发器、二级蒸发器、蒸汽冷凝器；所述的一级蒸发器连接到所述的二级蒸发器；所述的二级蒸发器连接到所述的蒸汽冷凝器；
[0011]所述的蒸发液模块包括蒸汽冷凝器、二级蒸发器、一级冷凝水箱、二级冷凝水箱、第二热量回收换热器；所述的二级蒸发器连接到所述的一级冷凝水箱；所述的二级冷凝水箱连接到所述的二热量回收换热器；所述的一级冷凝水箱连接到所述的二热量回收换热器；
[0012]所述的主回路制冷剂模块包括蒸汽冷凝器、风冷式快热蒸发器、干燥器、主压缩机、一级蒸发器、经济器、风冷式冷凝器、主膨胀阀、第一热量回收换热器；所述的蒸汽冷凝器分两路分别连接到所述的风冷式快热蒸发器、所述的经济器；所述的风冷式快热蒸发器连接到所述的干燥器；所述的干燥器连接到所述的主压缩机；所述的主压缩机连接到所述的一级蒸发器；所述的一级蒸发器连接到所述的经济器；所述的经济器分三路分别连接到所述的风冷式冷凝器、所述的第一热量回收换热器、所述的干燥器；所述的风冷式冷凝器、所述的第一热量回收换热器均通过所述的主膨胀阀连接到所述的蒸汽冷凝器；根据设备的运行状态，对应不同的工况，控制回路单独或同时参与运行；
[0013]所述的制冷回路制冷剂模块包括除湿压缩机、制冷回路冷凝器、制冷膨胀阀、真空除湿冷凝器；所述的除湿压缩机连接到所述的制冷回路冷凝器；所述的制冷回路冷凝器通过所述的制冷膨胀阀连接到所述的真空除湿冷凝器；所述的真空除湿冷凝器连接到所述的除湿压缩机；
[0014]所述的抽真空模块包括真空泵、真空除湿冷凝器、一级冷凝水箱、二级冷凝水箱；所述的一级冷凝水箱、所述的二级冷凝水箱均连接到所述的真空除湿冷凝器，所述的真空除湿冷凝器连接到所述的真空泵。
[0015]进一步地，所述的一级蒸发器、所述的二级蒸发器均在外壁设有超声除垢装置、内部包括多根蒸发管，所述的每一根蒸发管均按照螺旋结构按内外多层环套、奇偶层螺旋相反的方式缠绕安置在所述的一级蒸发器、所述的二级蒸发器内。
[0016]进一步地，所述的超声除垢装置包括超声振子，所述的超声振子的位置根据根据不同切削液的特性布置；所述的超声除垢装置根据系统不同温度和浓缩状态的特性阶段性开启。
[0017]进一步地，所述的一级蒸发器、所述的二级蒸发器均没有喷头和缓流板。
[0018]有益效果
[0019](1)、热源采用专用的空气源热泵即本专利技术中的主压缩机，在没有能量回收系统的
情况下，启动时单级就可实现较高的能效比。设备正常运转，双级系统正常投入后，可是实现两级能源利用完美的能量回收，为压缩机吸入口的制冷剂提供较高的蒸发温度，在相同的冷凝温度工况下，又实现了压缩机运转电流的下降，降低能耗。
[0020](2)、热源直接进入蒸发罐经过双螺旋式不锈钢管内，在管内螺旋流动，产生了很好的扰动，使普通的管式蒸发器层流状态改变成为紊流状态，加强了换热效果，延长了换热时间；在蒸发器内部实现换热，直接加热切削液，浓缩液从罐体下部排出，完成放热过程；本蒸发器的螺旋管道采用特殊的计算方式设计，保证被一根管束的管道阻力接近相同，实现较现有技术更为完善的流量分布，保证管侧的放热尽量的均匀，防止局部过热的现象，并且不会产生换热设备表面小的气泡影响换热效果的现象。
[0021](3)、各级蒸发器均没有喷头和缓流板，本蒸发器的体积较传统蒸发器小很多。
[0022](4)、设备运行前真空装置从蒸发上部抽出气体，根据不同的蒸发本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种应用于切削液浓缩的空气源多效真空式蒸发系统，其特征在于，包括切削液模块、蒸汽模块、蒸发液模块、主回路制冷剂模块、制冷回路制冷剂模块、抽真空模块；所述的切削液模块包括第二热量回收换热器(17)、第一热量回收换热器(16)、一级蒸发器(2)、二级蒸发器(8)，所述的第二热量回收换热器(17)包含切削液进液口(21)、蒸发液排液口(22)；所述的第二热量回收换热器(17)连接到第一热量回收换热器(16)，所述的第一热量回收换热器(16)分两路连接到所述的一级蒸发器(2)、所述的二级蒸发器(8)；所述的一级蒸发器(2)包括一级浓缩液排出口(19)、二级蒸发器(8)包括二级浓缩液排出口(20)；所述的蒸汽模块包括一级蒸发器(2)、二级蒸发器(8)、蒸汽冷凝器(6)；所述的一级蒸发器(2)连接到所述的二级蒸发器(8)；所述的二级蒸发器(8)连接到所述的蒸汽冷凝器(6)；所述的蒸发液模块包括蒸汽冷凝器(6)、二级蒸发器(8)、一级冷凝水箱(9)、二级冷凝水箱(10)、第二热量回收换热器(17)；所述的二级蒸发器(8)连接到所述的一级冷凝水箱(9)；所述的二级冷凝水箱(10)连接到所述的二热量回收换热器(17)；所述的一级冷凝水箱(9)连接到所述的二热量回收换热器(17)；所述的主回路制冷剂模块包括蒸汽冷凝器(6)、风冷式快热蒸发器(7)、干燥器(18)、主压缩机(1)、一级蒸发器(2)、经济器(3)、风冷式冷凝器(4)、主膨胀阀(5)、第一热量回收换热器(16)；所述的蒸汽冷凝器(6)分两路分别连接到所述的风冷式快热蒸发器(7)、所述的经济器(3)；所述的风冷式快热蒸发器(7)连接到所述的干燥器(18)；所述的干燥器(18)连接到所述的主压缩机(1)；所述的主压缩机(1)连接到所述的一级蒸发器(2)；所述的一级蒸发器(2)连接到所述的经济器(3)；所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张炜，刘瑞萍，
申请(专利权)人：西安东方能源工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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