[發(fā)明專利]一種基于熱力壓縮的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810986266.6
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109020031B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 凌祥;柯廷芬;黃鑫;劉威宏
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;B01D1/00
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 張?zhí)K沛

1.一種基于熱力壓縮的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，其特征在于：基于熱力壓縮和氣體增濕除濕原理，吸收料液中水分，料液多次循環(huán)蒸發(fā)，水分回收，濃縮液結(jié)晶回收；它包括冷凝水儲罐(1)，氣液分離罐(2)，加熱器(4)，過濾機(5)，噴淋填料塔(6)，蒸汽噴射泵(7)，原料儲罐(9)，循環(huán)液罐(10)，風(fēng)機(8)和泵，所述泵包括進料泵(32)和循環(huán)泵(33)；

所述原料儲罐(9)中的原料經(jīng)過濾機(5)過濾掉粗粒雜質(zhì)后在進料泵(32)作用下進入加熱器(4)中加熱；料液經(jīng)所述加熱器(4)加熱到指定溫度后進入所述噴淋填料塔(6)中，與載濕氣體逆流傳熱傳質(zhì)；料液落入噴淋填料塔(6)的底部，在循環(huán)泵(33)作用下流入循環(huán)液罐(10)，料液通過所述循環(huán)液罐(10)的溢流口流出與經(jīng)過所述過濾機(5)過濾后的原液混合，重復(fù)上述蒸發(fā)濃縮過程；載濕氣體升溫增濕后進入蒸汽噴射泵(7)，通過蒸汽的裕壓提高載濕氣體的品位，并與蒸汽混合，混合氣體進入加熱器(4)加熱循環(huán)料液，混合氣體溫度降低，冷凝水冷凝；降溫除濕后的氣體和冷凝水在氣液分離罐(2)內(nèi)分離，冷凝水流入冷凝水儲罐(1)內(nèi)；降溫除濕的氣體經(jīng)氣體循環(huán)管路在風(fēng)機(8)作用下進入所述噴淋填料塔(6)內(nèi)，完成氣路循環(huán)；

系統(tǒng)還包括結(jié)晶罐(11)，所述噴淋填料塔(6)通過管道與循環(huán)泵(33)、循環(huán)液罐(10)相連組成料液循環(huán)通路；所述循環(huán)液罐(10)底部與結(jié)晶罐(11)相連，用于進入結(jié)晶罐的固體結(jié)晶回收；

所述蒸汽噴射泵(7)包括噴嘴，混合室，喉管，擴壓室部分，設(shè)有第一進口管(71)，第二進口管(72)，第一出口管(73)；第一進口管(71)與噴淋填料塔(6)相連用于升溫吸濕后的氣體流入，第二進口管(72)與蒸汽相連，蒸汽通過噴嘴時產(chǎn)生高速氣流，在引流作用下，蒸汽膨脹，載濕氣體壓縮，載濕氣體熱值增加，載濕氣體和蒸汽在混合室內(nèi)混合，混合后的氣體通過第一出口管(73)進入加熱器(4)中加熱循環(huán)料液，混合氣體溫度降低，冷凝水冷凝回收。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱力壓縮的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，其特征在于：所述噴淋填料塔(6)包括第一進口管(61)，第一出口管(62)，第二進口管(63)，第二出口管(64)；所述第一進口管(61)與噴淋裝置相連，用于加熱料液的均勻流出，強化直接接觸傳熱傳質(zhì)效果；所述第一出口管(62)與循環(huán)泵(33)相連，用于濃縮料液的流出；所述第二進口管(63)位于噴淋填料塔(6)的底部，用于載濕氣體的流入，第二出口管(64)位于噴淋填料塔(6)的頂部，通過管道與蒸汽噴射泵(7)和加熱器(4)相連，用于加熱循環(huán)料液。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱力壓縮的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，其特征在于：所述泵還包括增壓泵(31)，所述加熱器(4)，設(shè)有第一進口管(41)，第一出口管(42)，第二進口管(43)，第二出口管(44)；所述第一進口管(41)通過管道與增壓泵(31)相連用于混合料液進入，混合料液和混合氣體逆流流動；所述第一出口管(42)與噴淋填料塔(6)的第一進口管61相連；第二進口管(43)與蒸汽噴射泵(7)的第一出口管(73)相連，第二出口管(44)與氣液分離罐(2)相連。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱力壓縮的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，其特征在于：所述氣液分離罐(2)用于分離冷凝水與載濕氣體，所述氣液分離罐(2)的第二出口管(23)位于氣液分離罐(2)底部與冷凝水儲罐(1)相連用于冷凝水流出，氣體通過第一出口管(22)流出。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱力壓縮的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，其特征在于：系統(tǒng)達到穩(wěn)定運行時需要經(jīng)歷三個階段，即進料階段、自循環(huán)階段和穩(wěn)定運行階段；進料階段，打開進料閥(121)，關(guān)閉出口閥(122)和循環(huán)閥(123)，啟動進料泵(32)和增壓泵(31)，并開始加熱料液；自循環(huán)階段，當(dāng)噴淋填料塔(6)和循環(huán)液罐(10)內(nèi)的液位達到一定高度后，停止進料泵(32)，關(guān)閉進料閥(121)，打開循環(huán)閥(123)并啟動循環(huán)泵(33)，保持蒸發(fā)濃縮狀態(tài)；穩(wěn)定運行階段，監(jiān)控循環(huán)液罐內(nèi)循環(huán)料液濃度，當(dāng)其達到所需濃度時，打開出口閥(122)，并再次開啟進料閥(121)，啟動進料泵(32)，通過控制閥門開度，控制原沼液與濃縮沼液的流量配比，使得混合沼液的濃度經(jīng)單次蒸發(fā)達到濃縮要求。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱力壓縮的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，其特征在于：離開氣液分離罐的氣體根據(jù)應(yīng)用場合不同，可直接排空到大氣中，也可經(jīng)氣體循環(huán)管道進入噴淋填料塔內(nèi)循環(huán)上述蒸發(fā)過程，完成強制氣體循環(huán)。