[實用新型]一種熱泵低壓蒸餾裝置

有效

• 申請號: 201320490671.1
• 申請日: 2013-08-10
• 公開（公告）號: CN203392884U
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 杜曉俠
• 申請（專利權）人: 杜曉俠
• 主分類號: C02F1/04
• 分類號: C02F1/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種熱泵低壓蒸餾裝置，以及利用熱泵和低壓來實現蒸餾的方法。可以用于海水淡化，工農業污水的凈化，飲用水凈化。具體涉及兩套子系統：熱泵子系統和低壓子系統。熱泵系統實現利用低品位熱能的目的，低壓系統實現降低溶液沸點的目的。?

背景技術

隨著人類社會的高速發展和人類對資源的快速消耗導致人們賴以生存的水體資源遭受很大的破壞，可用于直接飲用或者工農業生產的淡水越來越少。同時很多地區或國家也主要依賴淡化海水。很多大型的化工行業也需要有蒸餾裝置來從原料中分離所需的產品。?

現有的溶液分離方法主要由蒸餾法和反滲透法。其中蒸餾法海水淡化技術是最早投入工業化應用的溶液分離技術，包括多級閃蒸技術和低溫蒸餾技術。蒸餾法具有可利用太陽能以及電廠和其他低品位熱源，對原料液的要求低，裝置的生產能力大等優點，是當前海水淡化的主流技術。但是它對熱源的利用率不高，對環境溫度的依賴性較大，往往需要耗費大量的火力或電力資源來實現加熱目的。反滲透法分離技術則存在操作壓力高，預處理要求高，運行費用高等不足。?

熱泵技術是目前發展快速的一種高效利用低品位熱能的技術。熱泵的供熱量遠遠大于它所消耗的機械能，采用熱驅動熱泵，CO₂排放量亦明顯降低。?

真空蒸餾是蒸餾方法的一種。在減壓下進行，一般用于分離在常壓下加熱至沸點時易于分解的物質，或與其它蒸餾方法(如蒸汽蒸餾)結合以降低蒸餾溫度并提高分離效率。真空蒸餾也用于某些品種特種氣體的深度提純。?

實用新型內容

本實用新型公開一種熱泵低壓蒸餾裝置，其目的在于克服現有的普通蒸餾方法利用太陽能效率不高，真空蒸餾法維持蒸發器內真空需要消耗大量能源，運行費用高的弊端。?

本實用新型涉及一種熱泵低壓蒸餾裝置，具體涉及兩套相互耦合的子系統：熱泵子系統和低壓子系統。?

其中熱泵系統在運行時呈現為冷熱分區狀態，熱區由介于壓縮機(9)和膨脹閥(11)之間的在壓縮機(9)的作用下冷凝器(10)構成主要工作單元，通過從環境中吸收聚集低品位?熱能并對加熱艙(8)中的原液放熱來實現加熱的目的；冷區則通過由介于膨脹閥(11)和蒸發器(2)之間的蒸發器(12)構成主要工作單元，在冷卻艙(4)中從高溫蒸汽吸熱而實現快速冷卻的目的，這個急冷的特點可以有效遏制因蒸汽飽和而導致的系統壓力升高，使得系統運行時能夠保持適當的低壓氛圍。?

其中低壓系統主要由連通的密閉容器加熱艙(8)，冷卻艙(4)，儲液艙(15)和低壓艙(26)通過必要的管道和閥門配合相連構成。低壓艙(26)通過真空泵(28)的間斷運行結合管道上的閥門系統來保持系統的低壓氛圍。特別地，低壓系統中的儲液艙(15)在閥門系統的配合下可以實現隔離艙的作用，能在排液時隔離低壓和常壓環境，有效降低系統排液時氣壓波動并降低真空泵(28)運行的能量損耗。?

本實用新型可以用于海水淡化，工農業污水的凈化，飲用水凈化。主要能源來自于環境，比如太陽能或者廢熱，余熱等。其中的壓縮機和真空泵可以由電力、風力或者潮汐來驅動，有較強的環境適應性。?

本實用新型充分結合了真空蒸餾和熱泵技術的優點：熱泵技術的高熱效率讓熱能的獲得變得方便經濟；低壓的環境降低了液體蒸發時所需的熱能需求；同時本實用新型采用了隔離艙的方式能夠確保系統在排出凈化液和濃縮液的時候將低壓環境的壓力波動控制在一個合理范圍，并有效降低真空泵開機頻次和時間。?

附圖說明

附圖為本實用新型一種熱泵低壓蒸餾裝置結構示意圖：?

1.原液池，2.蒸發器，3.熱泵管道，4.冷卻艙，5.管道，6.閥門，7.管道，8.加熱艙，9.壓縮機，10.冷凝器，11.膨脹閥，12.蒸發器，13.閥門，14.管道，15.儲液艙，16.分液板，17.閥門，18.管道，19.閥門，20.管道，21.閥門，22.閥門，23.管道，24.閥門，25.管道，26.低壓艙，27.閥門，28.真空泵。?

具體實施方式

以下結合說明書附圖對本實用新型一種熱泵低壓蒸餾裝置作進一步說明：?

1)加熱艙(8)首次加液：?

關閉其他閥門，打開閥門(6)、閥門(13)和閥門(19)。原液池(1)中的溶液在重力作用下流入加熱艙(8)中，待到溶液液面高度達到額定值后關閉閥門(6)和閥門(19)，至此首次加液結束。?

2)系統減壓準備：?