本发明涉及蒸发浓缩,具体为一种多效热泵低温蒸发工艺及其设备。
背景技术:
1、低温蒸发器是目前处理工业污水,减少排放量以及工业生产中常用的处理方法,可为企业节省污水处理费用和生产成本,低温蒸发的工作原理是通过降低蒸发罐里的压强把溶液的沸点降低。由真空泵将蒸发罐抽成真空状态,将水的沸点降低35-55℃以下,从而利用热泵加热的功能,将水的温度提升至35-55℃,实现蒸发的过程,溶液中水分被蒸发;再通过冷凝装置冷却水汽。蒸发器的主要动力部件压缩机通过作用于冷媒,在不同的换热部位通过对冷媒的压力控制同时实现蒸发与冷却,余热随冷媒循环利用,同时低温蒸发与环境温度接近,不存在大温差热交换,将热量损失降到最低,达到节能的目的。现有技术中,部分低温蒸发器系统造价较高,同时采用单级蒸发带来的余热浪费较大,造成了能源的损耗。同时,在分离器中,蒸汽经过除沫器完成浓缩液中的水汽分离后,部分水汽将会随着其上升与分离器内壁接触,并在温差的作用下,冷凝呈小液滴挂在分离器内壁上,并在重力的作用下重新掉回浓缩液中,从而使得浓缩液的浓度下降,从而大大影响浓缩液的纯度与分离,容易影响后续处理。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种多效热泵低温蒸发工艺及其设备,以解决背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:所述的一种多效热泵低温蒸发工艺及其设备,包括压缩机,一号冷却器,缓冲罐,一效加热器,一效分离器,一效出料泵,二效加热器,二效分离器,二效出料泵,三效加热器,三效分离器,三效出料泵,冷凝器,冷凝水罐,冷凝水泵,真空泵,二号冷却器;
3、所述缓冲罐通过原料管与所述一效加热器物料侧固定接通,且通过管道依次与其对应的所述一效分离器底部,所述一效出料泵,所述二效加热器物料侧,所述二效分离器底部,所述二效出料泵,所述三效加热器物料侧,所述三效分离器底部,所述三效出料泵固定接通,连接形成原料通道,最后所述三效出料泵与所述缓冲罐固定连接,所述压缩机固定设有热源管,所述热源管连接至所述一效加热器蒸汽侧,并依次连接所述一号冷却器,所述二号冷却器,所述冷凝器后在连接至所述压缩机入口;所述一效分离器、所述二效分离器、所述三效分离器顶部均固定设有与其对应的管道,该管道的另一端均与所述二效加热器、所述三效加热器、所述冷凝器的蒸汽侧固定接通;所述二效加热器、所述三效加热器的冷凝侧连接至所述冷凝器的底部,所述冷凝器的底部与所述冷凝水罐固定接通,所述冷凝水罐底部与所述冷凝水泵固定接通,所述冷凝水罐顶部依次连接所述真空泵,所述二号冷却器;
4、所述一效分离器、所述二效分离器、所述三效分离器内均设有调节机构,所述调节机构包括滑动设置在所述一效分离器、所述二效分离器、所述三效分离器内的滑动板,所述滑动板上转动设有转动圆环,所述转动圆环下方固定设有刮条,所述转动圆环上固定设有一号带轮,所述滑动板上固定设有一号电机,所述一号电机的电机轴上固定设有二号带轮,所述一号带轮与所述二号带轮缠绕设有同一根一号传动带,所述二号带轮与所述一号带轮通过所述一号传动带同步传动,所述滑动板上滑动设有收集水槽,所述收集水槽上固定设有刮板,所述收集水槽上固定设有插板,所述刮条上设有插槽,所述插板可插入所述插槽内与所述插槽配合,所述收集水槽可通过所述插板与所述插槽的配合与所述刮条锁定。
5、优选地,所述滑动板上固定设有连接板,所述连接板上固定设有二号电机,所述连接板上转动设有三号带轮,所述二号电机的电机轴与四号带轮固定连接,所述四号带轮与所述三号带轮外缠绕设有二号传动带,所述四号带轮与所述三号带轮通过所述二号传动带同步传动,所述三号带轮内固定设有电动推杆,所述电动推杆的固定端与所述三号带轮固定连接,所述电动推杆的伸缩端固定设有托板,所述刮条设有导流槽。
6、优选地,所述三效分离器内固定设有固定圆板,所述固定圆板上等距排布转动设有线轮,所述固定圆板上还等距排布固定设有三号电机,所述三号电机的电机轴均与其对应的所述线轮固定连接,所述线轮上缠绕设有牵引绳,所述牵引绳穿过所述固定圆板与所述滑动板固定连接。
7、优选地,所述滑动板底部设有蒸汽收集口,所述蒸汽收集口与所述滑动板之间通过连接块固定连接,所述转动圆环转动设置在二者之间,所述滑动板的顶端即所述蒸汽收集口的另一端与弹性管道固定连接,所述弹性管道的另一端与所述三效分离器上设有的蒸汽口固定接通。
8、优选地,所述三效分离器上固定设有输水管,所述输水管的另一端插入在所述收集水槽内,所述输水管的另一端与所述三效分离器外的水泵固定接通,所述输水管的水泵与所述冷凝水罐固定连接。
9、优选地,所述三效分离器上固定设有控制终端,所述三效分离器上固定设有物料口,所述物料口与进料管固定接通,所述三效分离器的底部固定设有出料口,所述出料口与出料管固定接通,所述蒸汽口与蒸汽管道固定连接。
10、优选地,所述滑动板上滑动设有滑动齿条板,所述滑动齿条板通过滑轨在所述滑动板上滑动,所述滑动板上转动设有齿轮,所述齿轮与所述滑动齿条板啮合传动,所述连接板上固定设有四号电机,所述四号电机的电机轴与所述齿轮固定连接。
11、优选地,所述一效加热器、所述二效加热器、所述三效加热器为降膜蒸发器,具体为列管式降膜蒸发器或板式降膜蒸发器,所述冷凝器为管式换热器,所述一效分离器、所述二效分离器、所述三效分离器顶端均固定安装有压力表、热传感器、雷达液位计,内部设置有离心式除沫器和丝网除沫器,所述压缩机为冷媒,所述压缩机主要用于对冷媒进行压缩制热,所述一号冷却器主要用于降低冷媒压力实现制冷,所述一效出料泵、所述二效出料泵、所述三效出料泵均为离心泵,具体的为一种负压离心泵,且出口管路均设置旁通,所述缓冲罐上端设置有自来水管路,可实现度及设备的在线不停机清洗,所述一效分离器、所述二效分离器、所述三效分离器内部结构一致。
12、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
13、1、以降膜形式进行补液增加传热系数,大大减少制冷制热介质的使用量,节约使用成本,便于清洗。同时,由于处于低温蒸发环境,热量损失少,可以节约蒸发器的用电量。
14、2、通过使用多效热泵蒸发器,热泵+三级效能优势,尽可能通过电节约更大的能耗,相对常规热泵蒸发器及多效蒸发节能50%以上。
15、3、装置唯一的热源为电,无需任何蒸汽供热或其他辅助热源,大大节省设备投资及能源消耗;无需任何外部的冷却水供应,极大程度上节省了设备冷却水的消耗。
16、4、相较于常规热泵蒸发器,该装置配置设计、运行工况更合理,自动化程度更高,故障率低,运行稳定,维修及保养成本极低。
17、5、并通过在分离器内设有的调节机构,能够改变蒸汽接收管的位置,缩短蒸汽与罐体接触的距离,可随着罐内液位的改变进行调节,并刮除罐体内壁因蒸汽与罐体内壁接触后冷凝产生的液滴,并完成收集,防止罐体上冷凝的液滴重新滴落回到浓缩液中,影响浓缩液的分离与纯度。
1.一种多效热泵低温蒸发工艺及其设备,包括压缩机(1),一号冷却器(2),缓冲罐(3),一效加热器(4),一效分离器(5),一效出料泵(6),二效加热器(7),二效分离器(8),二效出料泵(9),三效加热器(10),三效分离器(11),三效出料泵(12),冷凝器(13),冷凝水罐(14),冷凝水泵(15),真空泵(16),二号冷却器(17),其特征在于:
2.根据权利要求1所述的一种多效热泵低温蒸发设备,其特征在于:所述滑动板(30)上固定设有连接板(31),所述连接板(31)上固定设有二号电机(39),所述连接板(31)上转动设有三号带轮(41),所述二号电机(39)的电机轴与四号带轮(40)固定连接,所述四号带轮(40)与所述三号带轮(41)外缠绕设有二号传动带(42),所述四号带轮(40)与所述三号带轮(41)通过所述二号传动带(42)同步传动,所述三号带轮(41)内固定设有电动推杆(43),所述电动推杆(43)的固定端与所述三号带轮(41)固定连接,所述电动推杆(43)的伸缩端固定设有托板(49),所述刮条(44)设有导流槽(50)。
3.根据权利要求1所述的一种多效热泵低温蒸发设备,其特征在于:所述三效分离器(11)内固定设有固定圆板(26),所述固定圆板(26)上等距排布转动设有线轮(27),所述固定圆板(26)上还等距排布固定设有三号电机(28),所述三号电机(28)的电机轴均与其对应的所述线轮(27)固定连接,所述线轮(27)上缠绕设有牵引绳(29),所述牵引绳(29)穿过所述固定圆板(26)与所述滑动板(30)固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种多效热泵低温蒸发设备,其特征在于:所述滑动板(30)底部设有蒸汽收集口(46),所述蒸汽收集口(46)与所述滑动板(30)之间通过连接块固定连接,所述转动圆环(45)转动设置在二者之间,所述滑动板(30)的顶端即所述蒸汽收集口(46)的另一端与弹性管道(25)固定连接,所述弹性管道(25)的另一端与所述三效分离器(11)上设有的蒸汽口(23)固定接通。
5.根据权利要求4所述的一种多效热泵低温蒸发设备,其特征在于:所述三效分离器(11)上固定设有输水管(19),所述输水管(19)的另一端插入在所述收集水槽(32)内,所述输水管(19)的另一端与所述三效分离器(11)外的水泵固定接通,所述输水管(19)的水泵与所述冷凝水罐(14)固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种多效热泵低温蒸发设备,其特征在于:所述三效分离器(11)上固定设有控制终端(18),所述三效分离器(11)上固定设有物料口(24),所述物料口(24)与进料管(21)固定接通,所述三效分离器(11)的底部固定设有出料口(33),所述出料口(33)与出料管(22)固定接通,所述蒸汽口(23)与蒸汽管道(20)固定连接。
7.根据权利要求4所述的一种多效热泵低温蒸发设备,其特征在于:所述滑动板(30)上滑动设有滑动齿条板(51),所述滑动齿条板(51)通过滑轨在所述滑动板(30)上滑动,所述滑动板(30)上转动设有齿轮(52),所述齿轮(52)与所述滑动齿条板(51)啮合传动,所述连接板(31)上固定设有四号电机(53),所述四号电机(53)的电机轴与所述齿轮(52)固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种多效热泵低温蒸发设备,其特征在于:所述一效加热器(4)、所述二效加热器(7)、所述三效加热器(10)为降膜蒸发器,具体为列管式降膜蒸发器或板式降膜蒸发器,所述冷凝器(13)为管式换热器,所述一效分离器(5)、所述二效分离器(8)、所述三效分离器(11)顶端均固定安装有压力表、热传感器、雷达液位计,内部设置有离心式除沫器和丝网除沫器,所述压缩机(1)为冷媒,所述压缩机(1)主要用于对冷媒进行压缩制热,所述一号冷却器(2)主要用于降低冷媒压力实现制冷,所述一效出料泵(6)、所述二效出料泵(9)、所述三效出料泵(12)均为离心泵,具体的为一种负压离心泵,且出口管路均设置旁通,所述缓冲罐(3)上端设置有自来水管路,可实现度及设备的在线不停机清洗,所述一效分离器(5)、所述二效分离器(8)、所述三效分离器(11)内部结构一致。