一种蒸馏系统及蒸馏方法技术方案

本发明专利技术公开一种蒸馏系统及蒸馏方法，蒸馏系统包括蒸发器、冷凝器、制冷剂循环组件以及气循环组件；本发明专利技术中的蒸馏方法通过制冷剂循环组件以及气循环组件实现两个循环，其中，气循环通过气循环动力件实现，气循环动力件将蒸发腔内的饱和蒸汽混合气抽进冷凝器，在冷凝器脱除部分水蒸汽后回蒸发腔，再在蒸发腔吸入水蒸汽，循环运行，而制冷剂循环通过压缩动力件实现，通过压力压缩将热能释放至蒸发腔，再通过阀结构泄压将液态制冷剂在冷凝器蒸发成气态制冷剂，通过该循环过程，将冷凝器内热能迁移回蒸发腔，实现水蒸发和冷凝的热能迁移，消弭蒸发和冷凝的热阻，与现行蒸发技术比较，本发明专利技术将蒸发从热做工转为热迁移，从而实现常温低能耗运行。低能耗运行。低能耗运行。

【技术实现步骤摘要】
一种蒸馏系统及蒸馏方法


[0001]本专利技术涉及蒸馏设备领域，具体涉及一种蒸馏系统及蒸馏方法。

技术介绍

[0002]现有市场上的蒸发/蒸馏设备及技术，主要有：1、加热蒸发/蒸馏：通过加温促进水吸热蒸发，从而实现溶剂与溶质分离；2、三效蒸发：通过加温促使水吸热蒸发，再通过热交换器回收热能，在加热蒸发/蒸馏的基础上节约水蒸发所需能耗；3、MVR蒸发：通过加温减压促使水吸热蒸发，再通过热交换和压缩机回收热能，在三效蒸发的基础上进一步节约水蒸发所需能耗。
[0003]现有的蒸发/蒸馏设备及技术存在以下问题：1、由于为高温高压运行，所有材料均为耐温耐压耐腐蚀材料加工，建造成本高，吨水每天处理能力的蒸发器建造成本高达5万以上；2、由于为强制蒸发，并通过热回收节约能耗，运行能耗、成本高，加热蒸馏工艺吨水能耗高达600千瓦，三效蒸发吨水能耗高达200千瓦，MVR蒸发吨水能耗依然高达100千瓦；3、需要高温高压运行、多级热能交换回收以及实时对运行状况进行监测，运行故障率高，安全风险高，稳定性差。
[0004]综上所述，急需一种蒸馏系统及蒸馏方法以解决现有技术中能耗和成本高以及故障率高、稳定性差的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提供一种蒸馏系统及蒸馏方法，以解决蒸发蒸馏能耗高、建造成本高、安全风险大以及稳定性差问题，具体技术方案如下：
[0006]一种蒸馏系统，包括蒸发器、冷凝器、制冷剂循环组件以及气循环组件；
[0007]所述蒸发器上分别设置有进水口和蒸汽出口；由进水口进入蒸发器的液体，其液面至蒸汽出口之间形成蒸发腔；蒸发腔内设置有用于液体蒸发的蒸发管道；
[0008]所述冷凝器上分别设置有蒸汽进口和出水口；冷凝器内设置有用于蒸汽冷凝的冷凝管道；
[0009]所述制冷剂循环组件包括压缩动力件、阀结构以及管道A；所述压缩动力件、蒸发管道、阀结构以及冷凝管道之间通过多段管道A依次连通，形成循环回路；阀结构用于对制冷剂降压；
[0010]所述气循环组件包括气循环动力件、管道B1以及管道B2；所述蒸汽出口和蒸汽进口通过管道B1连通；管道B2的两端分别连通蒸发腔和冷凝器；气循环动力件设置在管道B1上。
[0011]以上技术方案优选的，还包括循环布水组件；循环布水组件包括布水动力件、布水管道以及多组喷淋结构；多组喷淋结构均设置在蒸发器的蒸发腔内；布水管道的一端连通从进水口进入蒸发器内的液体，另一端分别连通多组喷淋结构；布水动力件设置在布水管道上，用于为液体喷淋提供动力。
[0012]以上技术方案优选的，蒸发器的蒸发腔内设置有晶渣槽，晶渣槽用于过滤收集在
蒸发过程中析出的固体。
[0013]以上技术方案优选的，蒸发腔内还设置有蒸发填料层；在蒸发方向，蒸发填料层设置在多组喷淋结构之间，且喷淋结构的喷淋方向均朝向蒸发填料层；蒸发填料层内的填料为疏水填料。
[0014]以上技术方案优选的，蒸发器内设置有粉尘过滤组件。
[0015]以上技术方案优选的，所述蒸发管道以及冷凝管道的外周壁上均设置有散热材质。
[0016]以上技术方案优选的，冷凝器内设置有冷凝填料层，冷凝填料层将冷凝器的内部分隔为第一腔体和第二腔体；第一腔体连通蒸汽进口，第二腔体连通出水口；冷凝管道设置在冷凝填料层内。
[0017]以上技术方案优选的，冷凝填料层的填料为亲水填料。
[0018]以上技术方案优选的，第二腔体内设置有气水分离组件；气水分离组件将第二腔体分为过渡腔和出水腔；管道B2的两端分别连通蒸发腔和出水腔。
[0019]一种蒸馏方法，采用所述的蒸馏系统，步骤如下：
[0020]步骤S1：液体从进水口进入蒸发器内；
[0021]步骤S2：包括制冷剂循环和气循环；
[0022]制冷剂循环：压缩动力件将来自冷凝管道的低压气态制冷剂压缩为高压气态制冷剂并将其泵入蒸发管道，高压气态制冷剂在蒸发管道放热变为高压液态制冷剂，高压液态制冷剂经过阀结构后变为低压液态制冷剂，低压液态制冷剂在冷凝管道内吸收热量由液态转变为低压气态并流向压缩动力；
[0023]气循环：气循环动力件将蒸发腔内的饱和蒸汽抽入冷凝器内，气循环动力件持续对蒸汽进口和冷凝填料层之间的饱和蒸汽加压，形成过饱和蒸汽，过饱和蒸汽通过冷凝填料层，冷凝填料层将过饱和蒸汽中的水蒸汽以蒸馏水的形式分离出来，而过饱和蒸汽中的空气恢复为饱和空气，蒸馏水和饱和空气经过气水分离组件进行分离后，蒸馏水落入出水腔内，饱和空气经过管道B2流回蒸发腔；
[0024]步骤S3：出水腔内的蒸馏水经出水口排出。
[0025]应用本专利技术的技术方案，具有以下有益效果：
[0026](1)本专利技术的蒸馏系统包括蒸发器、冷凝器、制冷剂循环组件以及气循环组件；本专利技术中通过设置制冷剂循环组件以及气循环组件实现两个循环，其中，气循环通过气循环动力件实现，气循环动力件将蒸发腔内的饱和蒸汽混合气抽进冷凝器，在冷凝器脱除部分水蒸汽后回蒸发腔，再在蒸发腔吸入水蒸汽，循环运行，而制冷剂循环通过压缩动力件实现，压缩动力件将冷凝器的气态制冷剂泵入至蒸发腔，通过压力压缩将热能释放至蒸发腔，再通过阀结构泄压将液态制冷剂在冷凝器蒸发成气态制冷剂，通过该循环过程，将冷凝器内热能迁移回蒸发腔，实现水蒸发和冷凝的热能迁移，消弭蒸发和冷凝的热阻，即本专利技术能通过调控空气中水蒸汽的饱和度形成水从液态
→
气态
→
液态的迁移通道，在这个过程中通过制冷剂从气态
→
液态
→
气态的逆向相变过程转移蒸发以及冷凝热量，与现行蒸发技术比较，本专利技术将蒸发从热做工转为热迁移，从而实现常温低能耗运行。
[0027](2)本专利技术中的循环布水组件能实现蒸发器内的水循环，通过雾化喷淋和气水错流，使空气和水充分接触，实现高效的蒸发效率，其中，溶解性固体、挥发物以及水的混合性
原水进入布水循环动力件，通过布水循环动力件泵入蒸发腔，在蒸发腔内部分原水蒸发，水蒸汽与挥发物通过气循环进入冷凝器析出，形成挥发物与蒸馏水的混合产水排出，而在蒸发器内，蒸发过程中析出的结晶或固体通过晶渣槽过滤拦截，饱和浓液与原水混合稀释后重复进入蒸发。
[0028](3)本专利技术中蒸发填料层(疏水填料)的作用能够防止水蒸发过程中析出的水垢、晶体等在填料表面富集累积形成堵塞，而疏水材料由于跟水的浸润角度高，水蒸发析出物与材料接触面小，不易在材料表面富集成层形成晶体层或水垢层。
[0029](4)本专利技术中粉尘过滤组件起过滤作用，对被抽入冷凝器内的蒸汽进行过滤，保证出水质量。
[0030](5)本专利技术中使用散热材质(如散热滤料)覆盖在冷凝管道以及蒸发管道的外周壁上，采用散热材质替代散热器，从而实现更高效的热交换效率，节约能耗，与散热器比较，散热材质与冷凝管道以及蒸发管道的贴合更全面，接触面积更大，同空间体积散热材质与空气接触面积是散热器的百倍以上，因此具备更强的热交换效率，实现更高的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蒸馏系统，其特征在于，包括蒸发器(1)、冷凝器(2)、制冷剂循环组件以及气循环组件；所述蒸发器(1)上分别设置有进水口(1.1)和蒸汽出口(1.2)；由进水口(1.1)进入蒸发器(1)的液体，其液面至蒸汽出口(1.2)之间形成蒸发腔(P1)；蒸发腔内设置有用于液体蒸发的蒸发管道(1.3)；所述冷凝器(2)上分别设置有蒸汽进口(2.1)和出水口(2.2)；冷凝器(2)内设置有用于蒸汽冷凝的冷凝管道(2.3)；所述制冷剂循环组件包括压缩动力件(3)、阀结构(4)以及管道A；所述压缩动力件(3)、蒸发管道(1.3)、阀结构(4)以及冷凝管道(2.3)之间通过多段管道A依次连通，形成循环回路；阀结构(4)用于对制冷剂降压；所述气循环组件包括气循环动力件(5)、管道B1(6)以及管道B2(7)；所述蒸汽出口(1.2)和蒸汽进口(2.1)通过管道B1(6)连通；管道B2(7)的两端分别连通蒸发腔和冷凝器(2)；气循环动力件(5)设置在管道B1(6)上。2.根据权利要求1所述的蒸馏系统，其特征在于，还包括循环布水组件(8)；循环布水组件(8)包括布水动力件(8.1)、布水管道(8.2)以及多组喷淋结构(8.3)；多组喷淋结构(8.3)均设置在蒸发器(1)的蒸发腔内；布水管道(8.2)的一端连通从进水口(1.1)进入蒸发器(1)内的液体，另一端分别连通多组喷淋结构(8.3)；布水动力件(8.1)设置在布水管道(8.2)上，用于为液体喷淋提供动力。3.根据权利要求2所述的蒸馏系统，其特征在于，蒸发器(1)的蒸发腔内设置有晶渣槽(1.4)，晶渣槽(1.4)用于过滤收集在蒸发过程中析出的固体。4.根据权利要求2所述的蒸馏系统，其特征在于，蒸发腔内还设置有蒸发填料层(1.5)；在蒸发方向，蒸发填料层(1.5)设置在多组喷淋结构(8.3)之间，且喷淋结构(8.3)的喷淋方向均朝向蒸发填料层(1.5)；蒸发填料层(1.5)内的填料为疏水填料。5.根据权利要求1所述的蒸馏系统，其特征在于，蒸发器(1)内设置有粉尘过滤组件(1.6)。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋小友，杨超，唐乾茂，许伟颀，
申请(专利权)人：广东凯链环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：