[實用新型]一種低壓節能蒸餾塔

有效

• 申請號: 201720135560.7
• 申請日: 2017-02-15
• 公開（公告）號: CN206566530U
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 喻秋山
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: B01D3/00
• 分類號: B01D3/00;B01D3/42
• 代理公司: 荊州市技經專利事務所42219
• 代理人: 韓志剛

技術領域

本實用新型涉及到化工設備和蒸餾塔領域，特別涉及到一種低壓節能蒸餾塔。

背景技術

蒸餾水是化學、醫療、材料等試驗不可缺少的用水，小型實驗室常用電加熱的方法生產蒸餾水。眾所周知，液體在蒸發過程中，其沸點受到外界壓強的影響,其數據變化如表1中所示。如水在0.1MPa時，其沸點約99.6℃；壓強降為0.01MPa時，其沸點將降到約45.8℃。由此，我們可以通過降壓（降到0.01MPa左右）的方式實現較低溫度下（46℃左右）讓水沸騰，產生低溫蒸汽，制取蒸餾水，節約加熱所需能量和冷凝所需冷卻水，

。

常見蒸餾塔的外觀和內部結構組成如圖4所示。蒸餾塔下部（34）安裝有電加熱裝置和控制電路，中部（35）為貯水箱兼蒸汽發生器，上部（29）為冷凝裝置。冷卻水（30）流經螺繞管熱交換器（29）從出水口（31）導出，低溫的冷卻水將（35）產生的高溫水蒸汽冷凝為液態水并從（36）導出。部分冷卻水在注水漏斗（32）經管道與（35）內部連通，進行補水，維持（35）中液面高度。這種結構的蒸餾水發生器具有結構簡單的優點，但也存在熱利用率不高和浪費大量冷卻水等不足，主要表現在：1）制取蒸餾水需加熱到100℃（標態下純水的沸點）左右才能沸騰和產生大量的水蒸汽，此過程需消耗大量熱量；2）冷凝高溫水蒸氣時需要大量的冷卻水，而后這些冷卻水被排放到下水道，浪費大量的水資源；3）進水漏斗（32）處的連通管道中的下層水溫高于上層水溫，在管道內形成對流，隨冷卻水散失大量熱；蒸發室（35）沒有保溫外殼進行保溫，這些設計上的不足都導致了熱資源和水資源的大量浪費，亟待進行節能降耗方面的改進。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種低壓節能蒸餾塔。其目的為解決現有小型蒸餾塔在制取蒸餾水存在的高耗能和水資源浪費等不足。

本發明利用了水流抽氣機制造低壓環境的原理，使用水流抽氣機和密閉容器實現可持續低壓環境，讓水在較低溫度下沸騰，其工作原理如下：根據伯努利流體力學方程（見式1）可知當流體在經過截面積突變的界面時其壓強將產生明顯變化：

突然變小，使得該處其壓強與附近空氣存在壓力梯度，在該作用下周圍空氣持續向低壓處定向運動，隨后被水流裹挾帶走，直至壓力梯度消失，實現動態平衡。由上可知，可以通過流體截面積的突變，外加水泵增大界面兩側流速差異，可實現持續的低壓環境（現有實驗數據表明，加力后的水流抽氣機可產生小于0.01MPa的負壓）。

為實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案為：

一種低壓節能蒸餾塔，包括基座、控制面板、控制器、保護傳感器、電加熱管、保溫外殼、浮球閥、觀察窗、蒸汽導管、冷卻管、水位計、水流抽氣機、水泵、蓄水池、冷凝水塔和蒸汽通管，所述蒸餾塔在基座上部裝有保溫外殼，基座上裝有控制機構，保溫外殼底部一側裝有排污閥，且底部裝有加熱機構，保溫外殼內的上部裝有進水機構，并開有觀察窗，保溫外殼的頂部用蒸汽導管與冷凝水塔內的蒸汽通管相連通，冷凝水塔的底部裝有蒸餾水排放閥，冷凝水塔的一側裝有水位計，冷凝水塔內裝有冷卻機構，冷卻機構的出水管與水泵的進水口相連通，水泵的排出口用水管與蓄水池相連通，可實現冷卻水的循環利用。

所述的控制機構是在基座底部裝有控制器，基座的一側裝有控制面板，控制器用導線分別與控制面板、電加熱管、水位計和水泵相連接。

所述的加熱機構是在保溫外殼的底部裝有電加熱管和保護傳感器，電加熱管用電源線與電源相連接。

所述的進水機構是在進水管的端部裝有浮球閥。

所述的冷卻機構是在冷凝水塔內裝有蒸汽通管，蒸汽通管外部裝有冷卻管，冷卻管的一端與冷卻水進水管相連接，另一端用帶噴嘴的混合管與水流抽氣機相連通，水流抽氣機一側的抽氣管通入蒸餾水塔內，水流抽氣機的出水管與水泵相連接。

本實用新型的積極效果為：

1、節約大量熱能：通過水流抽氣機和水泵加力營造0.01MPa左右的低壓，大幅度降低水的沸點（在接近常壓的0.1MPa壓強下水的沸點約99.6℃；在壓強變為0.01MPa時，水的沸點降到約45.8℃），可以用較少熱量就可以使水沸騰，產生蒸汽；通過在加熱器外加裝保溫層減少熱量散失；

2、節約用水：通過循環利用冷卻水，可以節約大量水資源；

3、提高蒸餾水質量：較低溫度對蒸餾塔容器和水體中雜質離子的釋放有較大的抑制作用，在較低溫度下生產蒸餾水，可有效提高蒸餾水的制取質量；