[發明專利]一種全玻璃管MVC低溶解度污水蒸發冷凝凈化系統

有效

• 申請號: 202010423946.4
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111792684B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 匡蕘;黃楠;言瀾;劉薇;朱慧君
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C02F1/04
• 分類號: C02F1/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王安琪

1.一種全玻璃管MVC低溶解度污水蒸發冷凝凈化系統，其特征在于，包括：蒸發冷凝器、壓縮機、水泵、預熱器和原水箱；水泵將原水從原水池抽取出來并經過預熱器后進入原水箱，根據負荷從原水箱調用預熱后的原水從側面進入蒸發冷凝器，在蒸發冷凝器的殼管內蒸發后進入壓縮機得到高溫高壓的過熱蒸汽，過熱蒸汽在蒸發冷凝器的側面進入蒸發冷凝器內的蒸發管，與原水換熱在蒸發管內冷凝，冷凝得到蒸餾水流出；原水蒸發后剩余部分濃水，在蒸發冷凝器的底部從左側流出，系統最終產生的濃水以固體析出回收的方式實現零排放；采用熱靜力排空氣閥或水力噴射泵，排除蒸發冷凝器內部的不凝氣體；采用全玻璃異形管殼式換熱器作為預熱器對原水進行預熱，加熱水為冷凝得到的蒸餾水；原水走殼程，蒸餾水走管程；換熱器的殼管為全玻璃真空管或單層玻璃直通管，內管為壓成較扁的橢圓狀玻璃管；玻璃管密集排列，管間距和橢圓短徑取相同，橢圓短徑和相鄰橢圓管最小間距的取值范圍在5-20mm。

2.如權利要求1所述的全玻璃管MVC低溶解度污水蒸發冷凝凈化系統，其特征在于，在預熱器和蒸發冷凝器之間設置一個原水箱，箱外設置保溫層，當水溫過低時利用太陽能、風能可再生能源將箱內原水加熱到設計溫度；原水箱存儲預熱之后的原水，使得預熱器和蒸發冷凝器之間異步運行。

3.如權利要求1所述的全玻璃管MVC低溶解度污水蒸發冷凝凈化系統，其特征在于，蒸發冷凝器外部采用直通式全玻璃管，作為蒸發冷凝器的外殼；直通式全玻璃管內部上方安置走原水的直管，下方均勻分布玻璃直管作為蒸發管；直通式全玻璃管的一側口由上至下分別安裝蒸汽分流器和濃水出口，一側口分別安裝原水出流器、蒸汽集流器和蒸餾水集流器。

4.如權利要求3所述的全玻璃管MVC低溶解度污水蒸發冷凝凈化系統，其特征在于，建立蒸發冷凝器的傳熱模型并利用迭代法計算得到在單根蒸發管流量較低時總傳熱熱阻的主要影響因素在蒸發側，蒸發冷凝器的傳熱模型包括物料/鹽分守恒方程(1)和(2)、蒸發冷凝器傳熱量守恒方程(3)、管內外傳熱系數計算公式(4)和(5)；

M_f＝M_b+M_d (1)

M_f·X_f＝M_b·X_b+M_d·X_d (2)

M_f·c_p·(t_b-t_f)+M_d·r_b＝h_e·A_e·(t_d-t_b) (3)

其中，M_f為原水流量，M_b為濃水流量，M_d為淡水/蒸汽流量，X_f為原水鹽度，X_b為濃水鹽度，X_d為淡水/蒸汽鹽度，c_p為比熱容，t_b為濃水溫度，t_f為原水溫度，r_b為濃水氣化潛熱，h_e為總量傳熱系數，A_e為總量面積，t_d為淡水/蒸汽溫度，h_i為蒸發管內傳熱系數，λ_l為液體熱導率，ρ_l為液體密度，ρ_v為氣體密度，g為重力加速度，r_d為淡水/蒸汽氣化潛熱，μ_l為動力粘度，d_i為蒸發管內直徑，t_w為蒸發管壁溫度，h_o為蒸發管外傳熱系數，Re為雷諾數，Pr為普朗特數，Q_e為總傳熱量。

5.如權利要求3所述的全玻璃管MVC低溶解度污水蒸發冷凝凈化系統，其特征在于，蒸發冷凝器內部均勻分布的蒸發管外包裹有一層吸濕性好并相互連接的網格布，最頂端蒸發管上的網格布延伸至原水管，原水管上部開縫，網格布從縫中伸入原水管；最下的蒸發管的網格布有一頭自由端下垂和玻璃殼內壁底面接觸。