本实用新型专利技术涉及一种利用非金属导热中空纤维的压汽蒸馏装置，该装置主要包括非金属中空纤维加热/冷凝及蒸发系统、除雾设备、蒸汽增压设备(如：蒸汽压缩机、蒸汽喷射器等)、非金属中空纤维排出液(冷凝水及浓缩液)热回收/补充料液预热系统、热量补充系统、泵及循环系统、监测控制系统以及相关附属设备。本实用新型专利技术的非金属导热中空纤维压汽蒸馏装置能够有效避免常规压汽蒸馏易腐蚀、结垢的问题，同时能够显著降低设备成本、减小体积和较大程度地提高工作效率。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种蒸发分离装置，具体涉及压汽蒸馏装置。
技术介绍
压汽蒸馏(Vapor Compression Distillation, VCD)技术是根据蒸汽被压缩时温 度升高这一特性将蒸发器中沸腾溶液蒸发出来的二次蒸汽通过压缩机的绝热压缩或利用 其它方式(蒸汽喷射器等)将二次蒸汽加压升温作为加热蒸汽再送回蒸发器的加热室加热 物料液，而蒸汽本身则冷凝为液体水，蒸汽的潜热得到了反复利用，其显著优点是热功效率 高。压汽蒸馏设备简单、紧凑、造水比高、节能，应用于海水淡化、化工蒸发、废水处理和蒸馏 水生产等。但是由于其设备成本太高、易结垢、耐腐蚀性差等缺点妨碍了压汽蒸馏技术的广 泛使用。为克服这些缺点，本专利技术研制出了一种利用非金属导热中空纤维的VCD装置，将能 够推动VCD技术的广泛应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够显著提高VCD效率、设备耐腐蚀性和降低其制造成 本的技术与方法装置。通常情况下，V⑶装置主要包括加热/冷凝及蒸发系统、除雾设备、蒸汽增压设备 (如蒸汽压缩机、蒸汽喷射器等)、排出液(冷凝水及浓缩液)热回收/补充料液预热系 统、热量补充系统、泵及循环系统、监测控制系统、真空系统以及相关附属设备。本专利技术的技术方案主要包括1、VCD加热/冷凝及蒸发系统中的加热/冷凝器为非金属中空纤维管式加热器/ 冷凝器。2、VCD冷凝水及浓缩液热回收与补充料液预热系统和热量补充系统中的换热器为 非金属中空纤维管式换热器。以上所述的非金属中空纤维管式加热器/冷凝器是指以非金属导热中空纤维为 主体而构成的管式加热器/冷凝器。以上所述的非金属中空纤维管式换热器是指以非金属导热中空纤维为主体而构 成的管式换热器。所述的非金属导热中空纤维的材质包括具有备良好导热性、耐温性、耐腐蚀性和 良好机械性能的高分子材质、无机非金属材料以及其复合材料、以及其与金属所形成的复 合材料。所述的非金属导热中空纤维的的内径为50 5000微米，厚度为0. 01 3000微米。所述的非金属导热中空纤维压汽蒸馏不仅能够设计成不同的形式使用，而且能 够同其它技术与装置耦合联用，包括各种分离技术与设备、反应过程等，比如多效蒸发 (馏)、多级闪蒸、精馏设备、结晶装置、化学分离设备、物理沉降过程、树脂分离装置、萃取分离装置、膜分离设备、化学以及生物反应工艺过程等。本专利技术的非金属导热中空纤维VCD装置和方法能够有效克服常规VCD易腐蚀、结 垢的问题，同时能够显著降低设备成本、减小体积和较大程度地提高工作效率。具体实施方式本实施方式中列举了 5种代表性的非金属导热中空纤维VCD装置，具体见附图1 至5，而实际应用中不仅限于此5种形式。附图说明1、中空纤维加热器；2、蒸发室；3、蒸汽压缩机；4、中空纤维换热器；5、 蒸馏水；6、原料液；7、浓排液；8、真空装置；9、U型管；10、加热器；11、喷淋器；12、喷射器； 13、高压蒸汽；14、除雾器。图1是一种内置式非金属导热中空纤维换热器V⑶工艺装置示图。图2是一种外置式非金属导热中空纤维换热器V⑶工艺装置示图。图3是一种喷淋式非金属导热中空纤维V⑶工艺装置示图。图4是一种多效式非金属导热中空纤维V⑶工艺装置示图。图5是一种热力压缩式非金属导热中空纤维多效蒸发系统工艺装置示图。实施例1一种非金属导热中空纤维V⑶装置如图1所示，经过加热的原料液(6)进入蒸发 室(2)蒸发，经过除雾器(14)后的水蒸气经蒸汽压缩机(3)压缩后进入置于蒸发室(2)内 的中空纤维加热器(1)加热料液至较高的温度，而与此同时蒸汽冷凝为蒸馏水(5)；温度提 升后的料液在蒸发室(2)内部分蒸发，所剩料液再次被进入中空纤维加热器(1)内的压缩 蒸汽加热至较高温度，继续蒸发，如此循环往复直至达到预设的排放浓度。具有较高温度的蒸馏水(5)和浓排液(7)通过中空纤维换热器(4)与补充料液 (6)进行热交换后排出VCD系统，被预热后的补充料液(6)进入蒸发室(2)进行循环蒸发。实施例2一种非金属导热中空纤维V⑶装置如图2所示，经过加热的原料液(6)进入蒸发 室(2)蒸发，经过除雾器(14)后的水蒸气经蒸汽压缩机(3)压缩后进入中空纤维加热器 (1)加热料液至较高的温度，而与此同时蒸汽冷凝为蒸馏水(5)；温度提升后的料液循环进 入蒸发室(2)内进行蒸发，所剩料液再次进入中空纤维加热器(1)被加热至较高温度，在蒸 发室(2)继续蒸发，如此循环往复直至达到预设的排放浓度。具有较高温度的蒸馏水(5)和浓排液(7)通过中空纤维换热器(4)与补充料液 (6)进行热交换后排出VCD系统，被预热后的补充料液(6)通过中空纤维加热器(1)进入蒸 发室(2)进行循环蒸发。实施例3一种非金属导热中空纤维V⑶装置如图3所示，经过加热的原料液(6)进入蒸发 室(2)喷淋(11)蒸发，水蒸气经除雾器(14)后被蒸汽压缩机(3)压缩进入置于蒸发室(2) 内的串联式中空纤维加热器(1)连续加热喷淋在该加热器上的料液至较高的温度，而与此 同时蒸汽冷凝为蒸馏水(5)，蒸馏水(5)直接或经过U型管(9)流入串联式中空纤维加热器 (1)的底部而排出蒸发器；温度提升后的料液在蒸发室(2)内连续蒸发，所剩浓液(7)排放 出蒸发器。4为使压缩蒸汽能够按一定方向通过串联的中空纤维加热器(1)，串联中空纤维加 热器(1)的末端出口与真空装置(8)连接；为使料液在蒸发室(2)内充分蒸发，通过加热器 (10)进行热量补充。具有较高温度的蒸馏水(5)和浓排液(7)通过中空纤维换热器(4)与补充料液(6)进行热交换后排出VCD系统，被预热后的补充料液(6)进入蒸发室(2)进行喷淋蒸发。实施例4一种非金属导热中空纤维V⑶装置如图4所示，具有多级蒸发室(2)，经过加热的 原料液(6)进入第一级蒸发室(2)进行蒸发，所得水蒸气进入第二级蒸发室内的中空纤维 加热器(1)释放潜热并加热第二级蒸发室(2)内的料液至较高的温度，同时水蒸气在中空 纤维加热器(1)内冷凝为蒸馏水(5)，在第二级蒸发室(2)内料液产生的水蒸气进入第三级 蒸发室(2)的中空纤维加热器(1)中加热料液并冷凝为蒸馏水，料液蒸发产生的水蒸气依 次进入其下一级进行加热、冷凝，如此加热、冷凝、蒸发过程重复进行至最后一级。在最后一 级蒸发室(2)内产生的水蒸气被蒸汽压缩机(3)压缩后进入蒸发室第一级的中空纤维加热 器(1)继续加热料液，重复上述冷凝、加热、蒸发的过程。在上述蒸发过程不断进行的同时，经过第一级蒸发室浓缩后的料液进入第二级继 续蒸发浓缩，然后再进入下一级蒸发浓缩，直至最后一级，经过最后一级蒸发室浓缩的料液(7)排出蒸发室(2)经过中空纤维换热器(4)与补充料液(6)进行热交换后排出VCD系统； 而在每一级蒸发室(2)中空纤维加热器(1)内产生的具有较高温度的冷凝水也通过中空纤 维换热器⑷与补充料液(6)进行热交换后排出VCD系统；经过预热后的补充料液(6)进 入第一级蒸发室(2)进行蒸发。实施例5一种非金属导热中空纤维V⑶装置如图5所示，具有多级蒸发室(2)，经过加热的 原料液(6)进入第一级蒸发室(2)进行喷淋(11)蒸发，经除雾(14)的水蒸气被蒸汽喷射 器(12)增温增压后进入最后一级蒸发室(2)的串联式中空纤维加热器本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用非金属导热中空纤维的压汽蒸馏装置，是由加热／冷凝及蒸发系统、除雾设备、蒸汽增压设备、冷凝水及浓缩液热回收与补充料液预热系统、热量补充系统、泵及循环系统、监测控制系统、真空系统以及相关附属设备组成的，其特征在于所述加热／冷凝及蒸发系统中的加热／冷凝器为非金属中空纤维管式加热器／冷凝器，所述冷凝水及浓缩液热回收与补充料液预热系统和热量补充系统中的换热器为非金属中空纤维管式换热器。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王丽，张鹏硕，董为毅，
申请(专利权)人：天津海之凰科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：12
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