技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種自循環(huán)MVR熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)，屬于蒸發(fā)和節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
近年來(lái)，隨著人類(lèi)對(duì)能源的需求越來(lái)越大，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源短缺的矛盾日趨尖銳，能源供應(yīng)成為瓶頸問(wèn)題。同時(shí)，溫室氣體排放引起全球氣候變暖。面對(duì)如此情況，節(jié)能成為目前擺脫能源短缺束縛的重要途徑之一。另外，隨著近年來(lái)蒸汽市場(chǎng)價(jià)格的持續(xù)走高，企業(yè)運(yùn)行成本急劇增加。因此，減少裝置運(yùn)行成本、節(jié)能降耗是目前蒸發(fā)濃縮工藝需要解決的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種自循環(huán)MVR熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)，利用系統(tǒng)壓差實(shí)現(xiàn)自循環(huán)，裝置設(shè)計(jì)精巧，體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便快捷，并有效提高了能源的利用率。
為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種自循環(huán)MVR熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)，包括預(yù)熱原液的預(yù)熱器、與預(yù)熱器連接的熱交換器和與熱交換器連接的旋風(fēng)分離器，所述預(yù)熱器上設(shè)有第一閥，所述熱交換器包含管程和殼程，熱交換器與旋風(fēng)分離器之間設(shè)有第二閥，所述預(yù)熱器的出口通過(guò)管路經(jīng)熱交換器的管程接至旋風(fēng)分離器下部的旋風(fēng)分離器入口，所述旋風(fēng)分離器的中上部經(jīng)過(guò)濾層后由旋風(fēng)分離器出氣口接至所述羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)口，所述羅茨風(fēng)機(jī)出口通過(guò)管路經(jīng)熱交換器的殼程接至旋風(fēng)分離器的頂部進(jìn)口，所述熱交換器殼程的排液口接至所述冷凝液箱，所述冷凝液箱的排液口通過(guò)預(yù)熱器中的換熱管路排出；其中，核工業(yè)廢水的原液通過(guò)預(yù)熱器預(yù)熱后進(jìn)入到熱交換器管程進(jìn)口中，在管程中原液通過(guò)蒸發(fā)從管程出口進(jìn)入到旋風(fēng)分離器中，旋風(fēng)分離器中的蒸汽進(jìn)入到羅茨風(fēng)機(jī)中，從而進(jìn)入到熱交換器殼程中，形成循環(huán)。
本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是：所述冷凝液箱通過(guò)管路與羅茨風(fēng)機(jī)連接，在所述管路的末端設(shè)有噴灑冷凝水到羅茨風(fēng)機(jī)的噴嘴；所述羅茨風(fēng)機(jī)的出口與熱交換器之間安裝有脈沖阻尼器，脈沖阻尼器同時(shí)與熱交換器的殼程和管程連通。
進(jìn)一步的，所述旋風(fēng)分離器與熱交換器之間設(shè)有液位計(jì)，冷凝液箱與液位計(jì)連接，液位計(jì)一端通過(guò)管路與旋風(fēng)分離器連接(與熱交換器管程上部連通)，另一端通過(guò)管路與熱交換器管程下部連接，用于測(cè)量熱交換器管程的液位；同時(shí)冷凝液箱通過(guò)管路與液位計(jì)連接，可在清洗流程利用冷凝液箱中干凈冷凝水對(duì)液位計(jì)進(jìn)行清洗。
進(jìn)一步的，所述旋風(fēng)分離器的過(guò)濾層包含從上到下依次設(shè)有第一絲網(wǎng)除沫器、第二絲網(wǎng)除沫器、旋流板和導(dǎo)流板。
進(jìn)一步的，所述冷凝液箱的頂部還經(jīng)三通氣壓閥接至熱交換器的殼程出口管路，這樣可以借助該閥調(diào)控冷凝液箱及輔助調(diào)控系統(tǒng)的氣壓，使其運(yùn)行更穩(wěn)定。
工作時(shí)，首先進(jìn)入加熱工況，待濃縮的原液經(jīng)預(yù)熱器后進(jìn)入熱交換器，利用系統(tǒng)內(nèi)空氣經(jīng)由羅茨風(fēng)機(jī)加溫加壓后進(jìn)入熱交換器殼程，對(duì)熱交換器管程原液進(jìn)行加熱，換熱后的空氣經(jīng)管路到達(dá)旋風(fēng)分離器頂部后進(jìn)入羅茨風(fēng)機(jī)循環(huán)加熱，待熱交換器管程原液溫度達(dá)到蒸發(fā)溫度時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入蒸發(fā)工況。蒸發(fā)工況，待濃縮的原液經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱后進(jìn)入熱交換器，其中的可汽化成分加熱汽化進(jìn)入旋風(fēng)分離器實(shí)現(xiàn)氣液分離，氣體成分經(jīng)過(guò)濾進(jìn)入羅茨風(fēng)機(jī)，壓縮后經(jīng)過(guò)熱交換器殼程給管程原液加溫后冷凝進(jìn)入冷凝液箱，不斷循環(huán)，而液體則返回?zé)峤粨Q器管程。這樣形成的熱泵循環(huán)系統(tǒng)不僅可以通過(guò)熱交換循環(huán)實(shí)現(xiàn)輸入液體的濃縮，而且熱交換器高于冷凝液箱即可借助重力實(shí)現(xiàn)回液，而羅茨風(fēng)機(jī)出口經(jīng)熱交換器殼程與冷凝液箱連通使其具有的微正壓可以使其排出液自動(dòng)流經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱原液后再排出，不僅有效利用了排出液所含的熱量，而且無(wú)需另加輸液動(dòng)力，因此使得本發(fā)明具有合理利用壓差和重力差實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)、分離流程的自循環(huán)，能耗低、效率高的顯著優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，加熱工況時(shí)由于熱交換器的殼程接至旋風(fēng)分離器的頂部進(jìn)口，再由其出氣口接至羅茨風(fēng)機(jī)，因此使得系統(tǒng)工作時(shí)的壓力波動(dòng)小，熱泵系統(tǒng)循環(huán)穩(wěn)定。
本發(fā)明的有益效果是：該系統(tǒng)通過(guò)羅茨風(fēng)機(jī)將設(shè)備內(nèi)部抽真空，提供負(fù)壓環(huán)境，以降低原液沸點(diǎn)，減少能耗；該系統(tǒng)的物料流動(dòng)均采用系統(tǒng)壓差進(jìn)行自循環(huán)，無(wú)需在系統(tǒng)中設(shè)置泵等外部動(dòng)力，大大簡(jiǎn)化了流程，且便于控制實(shí)現(xiàn)；濃縮工況前利用循環(huán)加熱后的空氣給熱交換器中原液加熱，摒棄了對(duì)外界蒸汽和輔助電加熱器的依賴，節(jié)約能源的同時(shí)也簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)；通過(guò)可調(diào)式液位計(jì)控制濃縮工況的終點(diǎn)，無(wú)需反復(fù)取樣分析，方便操作、控制精確；本發(fā)明的旋風(fēng)分離器采用四級(jí)分離，提高了分離效率，進(jìn)一步降低了分離器出口蒸汽含液滴量，提高了去污因子，達(dá)到了環(huán)境友好的目的。此外，本發(fā)明的采用的熱泵蒸發(fā)技術(shù)由于不需要額外蒸汽，可以降低產(chǎn)品成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，因此在蒸發(fā)、濃縮等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的一種實(shí)施例的流程示意圖；
