[發(fā)明專利]一種基于空氣絕熱加濕過程的蒸發(fā)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710832806.0
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107376384B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設計）人: 劉威宏;凌祥;李洋;黃鑫;柯廷芬
• 申請（專利權）人: 南京工業(yè)大學
• 主分類號: B01D1/00
• 分類號: B01D1/00;B01D1/14;B01D1/30;C02F1/04;C02F1/16;B01D53/26
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 張?zhí)K沛

1.一種基于空氣絕熱加濕過程的蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，包括：原料儲罐(1)、進料泵(2)、冷凝回熱器(3)、預熱器(4)、蒸發(fā)室(5)、除塵器(6)、風機(7)、空氣加熱器(8)、循環(huán)液罐(9)、循環(huán)泵(10)；原始溶液儲存于原料儲罐(1)中，在進料泵(2)的作用下，依次流經冷凝回熱器(3)及預熱器(4)之后被加熱至指定溫度，進入到蒸發(fā)室(5)頂部；空氣在風機(7)的作用下，經除塵器(6)被吸入管道中，通過空氣加熱器(8)之后被加熱至指定溫度，自底部進入蒸發(fā)室(5)；在蒸發(fā)室(5)中，溶液與空氣進行直接接觸傳熱傳質；溶液在蒸發(fā)室(5)中濃縮后自底部排出，進入循環(huán)液罐(9)中，循環(huán)液罐(9)中的濃縮液需經循環(huán)泵(10)作用，重新送入蒸發(fā)室頂部進行循環(huán)蒸發(fā)；

所述蒸發(fā)室(5)采用液體噴淋填料結構，蒸發(fā)室(5)的溶液進口(51)設置于殼體側面頂部處，連接到蒸發(fā)室(5)內部的噴淋式液體分布器；蒸發(fā)室(5)的溶液出口(52)設置于殼體底部，連接到循環(huán)液罐(9)；蒸發(fā)室(5)的空氣進口(53)設置于殼體側面底部處，與空氣加熱器(8)相連；蒸發(fā)室(5)的空氣出口(54)設置于殼體頂部，與冷凝回熱器(3)相連；填料層選用孔板波紋填料或絲網(wǎng)填料，固定于蒸發(fā)室(5)內；

所述空氣加熱器(8)利用高溫煙氣加熱空氣，采用高效緊湊的板翅式換熱器以強化氣氣換熱效果。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于空氣絕熱加濕過程的蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于：在蒸發(fā)室(5)中，溶液與空氣進行直接接觸傳熱傳質，溶液由頂部噴淋而下，與自底部上升的空氣在填料層中逆流接觸，空氣未達到飽和狀態(tài)，因此水分不斷汽化進入濕空氣中，水分汽化所需潛熱由空氣顯熱提供，經傳熱傳質后，降溫增濕后的濕空氣自蒸發(fā)室頂部排出，并送至冷凝回熱器(3)中，與原始溶液進行冷凝換熱，回收利用其中水蒸氣的冷凝潛熱，之后排出系統(tǒng)；溶液在蒸發(fā)室(5)中濃縮后自底部排出，進入循環(huán)液罐(9)中，因單次蒸發(fā)效果有限，因此，循環(huán)液罐(9)中的濃縮液需經循環(huán)泵(10)作用，重新送入蒸發(fā)室頂部進行循環(huán)蒸發(fā)，直至達到指定濃度。

3.根據(jù)權利要求1或2所述的基于空氣絕熱加濕過程的蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于：驅動系統(tǒng)運行所需熱量由高溫煙氣提供，其中，部分煙氣通過預熱器(4)與原始溶液進行換熱，用于加熱原始溶液至指定溫度，部分煙氣通過空氣加熱器(8)與空氣進行換熱，將空氣加熱升溫至所需溫度。

4.根據(jù)權利要求1或2所述的基于空氣絕熱加濕過程的蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于：蒸發(fā)室(5)視為絕熱設備，溶液中水分汽化所需潛熱完全由空氣顯熱提供，空氣溫度降低所放出的熱量被水分吸收后形成水蒸氣，從而將熱量帶回到空氣中，該絕熱加濕過程視為空氣的等焓增濕降溫過程。

5.根據(jù)權利要求1或2所述的基于空氣絕熱加濕過程的蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于：系統(tǒng)運行過程中，在蒸發(fā)室(5)內部，空氣與溶液經充分接觸后濕空氣達到飽和，此時蒸發(fā)室(5)的濕空氣出口溫度、溶液進口溫度、溶液出口溫度均為同一數(shù)值，即進口空氣的濕球溫度，取決于進口空氣的狀態(tài)。

6.根據(jù)權利要求2所述的基于空氣絕熱加濕過程的蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于：為達到蒸發(fā)處理要求，原始溶液初次進入蒸發(fā)室(5)蒸發(fā)濃縮后的溶液從蒸發(fā)室(5)底部引出，進入到循環(huán)液罐(9)中，此時溶液并不排出，積攢一定量后，停止進料，啟動循環(huán)泵(10)，經循環(huán)液罐(9)上部清液再次送入至蒸發(fā)室(5)頂部，經多次循環(huán)蒸發(fā)后，溶液濃度達到處理要求，此時再次開啟進料泵(2)，使得來自原料儲罐(1)的原始溶液與來自循環(huán)液罐(9)的濃縮溶液進行混合，通過對兩股溶液流量進行比例控制，使得進入蒸發(fā)室(5)的混合液經一次蒸發(fā)后即可達到處理要求，從而形成連續(xù)穩(wěn)定的蒸發(fā)過程。