一种空气能低温浓缩系统技术方案

本发明专利技术提供一种空气能低温浓缩系统，包括风机、空气预热器、进料预热器、蒸发室、和涡流冷却器，所述换热器包括冷侧与热侧，所述蒸发室包括喷雾区、填料区、气液分离区、液体收集区。空气预热器的出风口通过管道与所述蒸发室的进风口连接，进风经过填料区和气液分离区后进入到所述蒸发室的出风口；蒸发室的出风口通过管道与涡流冷却器连接；进料预热器物料出口通过喷淋管道与蒸发室的进料口连接，物料经填料区后进入到液体收集区。本发明专利技术在低温状态下就能够产生蒸发效果，达到浓缩目的，抗结垢能力强，易于清洗。与其它冷凝方式不同，本发明专利技术还创造性的使用了涡流冷却器，利用压差变化实现冷凝，无需氟利昂等化学冷媒，易于控制，制冷不产生任何废弃物；无需清理残留物；运行可靠、达到节能的目的。到节能的目的。到节能的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种空气能低温浓缩系统


[0001]本专利技术属于蒸发
，具体涉及一种空气能低温浓缩系统。

技术介绍

[0002]蒸发技术处理高盐废水的实质是在一定压力下，通过加热使废水中水分子汽化而脱离体系，得到含盐及有机物浓度较低的水，以达到净化废水的目的，而盐及沸点较高的有机物则停留在浓度较高的废水中，并通过其它方式得到进一步处理，从而达到处理废水的目的。在分离过程中，气液两相通过流动和接触而发生物质和和能量的传递，最后实现混合物中水、盐及有机物的分离和纯化。在处理含挥发性有机物高盐废水时，蒸发法是常见的方法之一，并且仍将是今后相当长的时间内各种处理含挥发性高盐废水手段中的主要手段之一。
[0003]作为应用最广的分离技术之一,蒸发法目前已发展较为成熟，目前，在废水处理中，应用比较广泛的有多级闪蒸技术(MSF)，多效蒸发技术(MED)和机械式蒸汽再压缩技术(MVR)。常规的蒸发处理技术需要液体处于沸腾状态，在较高的温度或真空度的条件下运行，往往能耗较高。使废水达到高纯分离的同时，又能降低处理能耗就成为蒸发学科和工程研究开发的主要目标。
[0004]Dalton 1802年首先综合了风及空气温、湿度对蒸发的影响提出了著名的道尔顿蒸发定律,它对近代蒸发理论的创立有决定性的作用。自由水面水分子汽化逸入大气的过程。水面蒸发可分为汽化与扩散两个过程：
①
水体内部的水分子总处在不停的运动状态中，其方向、速度各不相同。处在水面的某些分子，在得到超过分子间内聚力的运动能量时，就突破水面而跃入紧靠水面的空气层中，称为汽化过程。
②
蒸发逸出的分子开始聚集在紧靠蒸发面的上空，以扩散的形式从水汽压高的地方向水汽压低的地方移运，它空出的位置再由水面跃出的新水分子来填充，使蒸发不断进行，称为扩散现象。当接近蒸发面的气温高于上层气温时，下层暖湿空气上升，上层的干冷空气下沉，称为对流扩散现象。刮风时，空气中的水汽、热量发生移运，把水体活动层表面将要饱和的空气冲淡，促进蒸发，称为紊动扩散现象，是主要的扩散过程。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服传统高温蒸发技术的问题与不足，提供了一种空气能低温浓缩系统，在充分认识道尔顿蒸发定律基础上实现了利用空气含湿量的差异，实现液体的浓缩。本专利技术还创新性地同时利用了涡流冷却器，利用压差变化实现冷凝，无需氟利昂等化学冷媒，易于控制，制冷不产生任何废弃物；无需清理残留物；运行可靠、达到节能的目的。此外，本专利技术的另一目的在于提供一种空气能低温浓缩方法。
[0006]本专利技术的目的是通过下述技术方案实现：
[0007]一种空气能低温浓缩系统，包括风机、空气预热器、进料预热器、蒸发室、和涡流冷却器，所述换热器包括冷侧与热侧，所述蒸发室包括喷雾区、填料区、气液分离区、液体收集
区；
[0008]所述风机有进风口和出风口，出风口通过管道与空气预热器进风口相连接；
[0009]所述空气预热器还设置有热源进、出管道，且出风口通过管道与所述蒸发室的进风口连接。
[0010]所述进料预热器还设置有热源进出管道，物料进、出口和以及浓缩液排放口。所述进料预热器物料出口通过管道与所述蒸发室的进料口连接，所述浓缩液排放口设置有排料阀。
[0011]所述蒸发室包括喷雾区、填料区、气液分离区、液体收集区；所述空气预热器的出风口通过管道与所述蒸发室的进风口连接，进风经过填料区和气液分离区后进入到所述蒸发室的出风口；所述蒸发室的出风口通过管道与所述涡流冷却器连接；所述进料预热器物料出口通过喷淋管道与所述蒸发室的进料口连接，物料经填料区后进入到液体收集区。
[0012]所述收集区包括设置在底部的浓缩液出口，且通过管道连接到所述进料预热器设有浓缩液进口，设置有耐腐蚀循环泵；
[0013]所述涡流冷却器的入口通过管道连接至所述所述蒸发室出风口，出风口的饱和湿空气经过所述涡流冷却器处理后，冷端水蒸气冷凝成水由所述涡流冷却器下端排出，热端热空气经所述涡流冷却器上端排放。
[0014]上述装置中，装置的待蒸发液体过流部分材质为耐腐蚀金属、无机非金属或塑料；填料为亲水性好，比表面积大、机械强度高、耐腐蚀性能好的材质为耐腐蚀金属、无机非金属或塑料；蒸发室中被浓缩液体包括但不限于高盐废水、废酸、电镀回收液等；可以应用于包括但不仅限于化工、环保、石油、电力、采矿、冶炼、生物、制药等所有涉及溶质与溶剂分离的领域。
[0015]本专利技术还提供了一种空气能低温浓缩方法，包含以下步骤：
[0016]1)待浓缩的液体通过侧面进口进入所述原料预热器冷侧，经过加热升温至40
‑
60℃后通过喷淋管进入到蒸发室中；液体经过所述喷淋区布水或雾化后在自身重力作用下自由落体进入所述蒸发室的填料区，升温后的液体经亲水、大比表面积的填料表面时少量水分快速蒸发并扩散被经由所述空气预热器的进风口从侧面进入所述蒸发室的低温(15
‑
30℃)干空气带走形成不含盐的高温饱和水蒸汽，高温饱和水蒸汽由所述蒸发室侧面的出风口通过管道进入到所述蒸发室的气液分离区，少量雾滴则被阻挡在所述蒸发室内；
[0017]2)由于溶剂的减少，溶液中的溶质会在填料表面富集并被喷淋的水流冲刷至所述蒸发室的底部的收集区，并通过耐晶浆循环泵输送至原料预热器，达到一定浓度后，由底部的排料阀排出得到浓缩液；
[0018]3)高温饱和水蒸汽进入所述蒸发室后会自左(右)而右(左)通过所述气液分离区，进入所述旋涡冷凝器，高温饱和水蒸汽中心温度较低被冷凝成液态水进而释放大量的潜热，经所述旋涡冷凝器底部排出；所述旋涡冷凝器外部的高温空气则通过的管道引出；当原液中不含挥发分或者挥发分无害被允许直排时也则通过所述风机的出口直接排入大气；
[0019]上述方法中，自左(右)而右(左)的低温气体与喷淋而下的液体在所述蒸发室内的填料区直接充分接触并进行传热和水分交换；
[0020]上述方法中，所述填料区填料为亲水材料，使得原料等液滴在材料表面铺开，形成液膜，提供更大的空气和原液接触面积，提高蒸发效率；并且由于亲水表面的水膜的形成，
浓缩过程中，析出物不容易沉积，使得填料表面不容易发生结垢，使用寿命更长。
[0021]根据上述技术方案，本专利技术的有益效果为：
[0022]本专利技术提供的一种空气能浓缩系统和方法在低温状态下(10～80℃)就能够产生蒸发效果，达到浓缩目的。可以代替多级闪蒸技术(MSF)，多效蒸发技术(MED)和机械式蒸汽再压缩技术(MVR)。本专利技术的蒸发装置能在低温状态下运行，这意味着该系统可选用低等级材质，材料成本更低。另外，正常运行时只需要较低的能量就能带动设备工作，较相变热所需能量更低，因此系统更为节能。与其它冷凝方式不同，本专利技术的创造性使用了涡流冷却器，利用压差变化实现冷凝，无需氟利昂等化学冷媒，易于控制，制冷不产生任何废弃物；无需清理残留物；运行可靠、达到节能的目的。。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空气能低温浓缩系统，包括风机、空气预热器、进料预热器、蒸发室、和涡流冷却器，所述换热器包括冷侧与热侧，所述蒸发室包括喷雾区、填料区、气液分离区、液体收集区。2.所述风机有进风口和出风口，出风口通过管道与空气预热器进风口相连接。3.所述空气预热器还设置有热源进、出管道，且出风口通过管道与所述蒸发室的进风口连接。4.所述进料预热器还设置有热源进出管道，物料进、出口和以及浓缩液排放口。所述进料预热器物料出口通过管道与所述蒸发室的进料口连接，所述浓缩液排放口设置有排料阀。5.所述蒸发室包括喷雾区、填料区、气液分离区、液体收集区；所述空气预热器的出风口通过管道与所述蒸发室的进风口连接，进风经过填料区和气液分离区后进入到所...

【专利技术属性】
技术研发人员：区丽桃，
申请(专利权)人：程源环保科技广东有限公司，
类型：发明
国别省市：