[發明專利]壓比工況可調的容積式壓縮機MVR熱泵蒸發系統

有效

• 申請號: 201310103497.5
• 申請日: 2013-03-28
• 公開（公告）號: CN104069642A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 林文野;張振濤;楊魯偉;李金榮;鄭鶴立
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: B01D1/00
• 分類號: B01D1/00;B01D1/30;B01D1/04
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 韓國勝

技術領域

本發明涉及工業蒸發領域，尤其涉及一種壓比工況可調的容積式壓縮機MVR熱泵蒸發系統。

背景技術

隨著能源消耗的增長，尤其是一次能源消費的強勁增長，全球二氧化碳排放量的持續增加，到2030年的排放比目前將高出27%。一次能源的消耗造成的二氧化碳排放是造成全球變暖的主要原因，為了緩解化石能源的過渡消耗及其帶來的氣候問題，國際上采取了諸多措施減少碳排放。作為世界最大能源消耗大國，我國的節能減排任務艱巨，為了能實現減少碳排放的承諾，在“十二五”規劃中，我國將節能環保技術作為“戰略新興產業”的主要內容。

工業蒸發是一次能源的消耗大戶，在化工、食品、醫藥、環保等領域，溶液的濃縮、結晶都是利用工業蒸發來實現。傳統的蒸發工藝多采用多效蒸發技術，其能耗高、占地面積大。MVR技術與多效蒸發技術相比，完全回收了二次蒸汽，擺脫了對蒸汽鍋爐的依賴，并避免了冷卻塔和冷卻水消耗。MVR系統只需要注入少量能量就可維持系統運行，但由于引入了蒸汽壓縮開式循環，壓縮產生的二次蒸汽作為加熱蒸汽。這使得MVR系統蒸發工況很容易受到諸如進料溫度波動、冷凝水位變化等微小擾動而發生加熱工況的偏離，影響了其在需要精確控制工況的蒸發工藝過程中的推廣應用。尤其是在精密化工領域，如納米硝酸銀的工業制備、過硫酸鈉的工業蒸發等。

發明內容

（一）要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是提供一種可對原料液進行兩次預熱的壓比工況可調的容積式壓縮機MVR熱泵蒸發系統。

（二）技術方案

為達上述目的，本發明提供一種壓比工況可調的容積式壓縮機MVR熱泵蒸發系統，包括進料泵、預熱裝置、分級蒸發器、容積式水蒸汽壓縮機、分離器、循環泵、冷凝水箱和出料泵；所述進料泵通過管路經所述預熱裝置與所述分級蒸發器的新鮮料液進口相連，所述預熱裝置對新鮮料液進行一次預熱；所述分離器的入口通過管路與所述分級蒸發器的料液出口相連；所述分離器的第一出口通過管路與所述容積式水蒸汽壓縮機的第一入口相連；所述分離器的第二出口分別通過管路與所述出料泵、循環泵相連，且所述循環泵與所述分級蒸發器的循環料液進口相連；所述容積式水蒸汽壓縮機的出口通過管路與所述分級蒸發器的再壓縮蒸汽進口相連；所述分級蒸發器的冷凝水出口通過管路與所述冷凝水箱相連；所述分級蒸發器內包括通過管路分離的料液和再壓縮蒸汽，所述料液包括新鮮料液和循環料液，由再壓縮蒸汽形成的冷凝水對新鮮料液進行二次預熱。

優選的，所述分級蒸發器內部包括進料列管和蒸發液室，且所述進料列管疊繞于所述蒸發液室的下方；所述進料列管一端與所述新鮮料液進口相連，且另一端與所述蒸發液室連接；所述蒸發液室分別與所述料液出口、所述循環料液進口連接；所述分級蒸發器內的冷凝水對進料列管內的新鮮料液進行二次預熱。

優選的，所述分級蒸發器呈筒狀且軸線水平設置，所述蒸發液室包括設置于分級蒸發器兩端的第一蒸發液室和第二蒸發液室，所述第一蒸發液室和第二蒸發液室之間通過若干根水平設置的蒸發列管相連；所述第二蒸發液室分隔成第二上蒸發液室和第二下蒸發液室，所述第二上蒸發液室與所述料液出口連接，所述第二下蒸發液室與所述循環料液進口連接；所述再壓縮蒸汽進口位于所述蒸發列管的上方；所述冷凝水出口位于所述進料列管的下方；所述分級蒸發器上還設有不凝氣排氣閥，其位于所述蒸發列管的上方。

優選的，所述預熱裝置為板式換熱器，其包括吸熱通道和放熱通道；所述進料泵與所述吸熱通道的入口相連，所述新鮮料液進口與所述吸熱通道的出口相連，實現新鮮料液的一次預熱；所述冷凝水箱經冷凝水泵與所述放熱通道的入口相連。

優選的，所述放熱通道的出口依次經低溫噴水泵、第一閥門與所述容積式水蒸汽壓縮機的第二入口相連；所述冷凝水箱依次經高溫噴水泵、第二閥門與所述容積式水蒸汽壓縮機的第二入口相連。

優選的，所述容積式水蒸汽壓縮機的第二入口設有霧化噴頭，使進入所述容積式水蒸汽壓縮機第二入口的水被霧化后噴入所述容積式水蒸汽壓縮機。

優選的，所述容積式水蒸汽壓縮機的第一入口通過旁通管路與所述容積式水蒸汽壓縮機的出口相連，所述旁通管路上設有旁通調節閥。

優選的，所述容積式水蒸汽壓縮機為可變頻的容積式水蒸汽壓縮機。

優選的，所述分離器的第二出口與所述循環泵之間的管路上設有第三閥門。

優選的，所述第一閥門、第二閥門、旁通調節閥和第三閥門均為氣動閥門，且分別與控制系統連接。

（三）有益效果