[發明專利]一種熱泵真空低溫蒸發濃縮系統

有效

• 申請號: 202010693470.6
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111747468B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 林玉泰;李桂林
• 申請（專利權）人: 威士邦（廈門）環境科技有限公司
• 主分類號: C02F1/04
• 分類號: C02F1/04
• 代理公司: 廈門律嘉知識產權代理事務所(普通合伙) 35225
• 代理人: 張輝;溫潔

本發明公開了一種熱泵真空低溫蒸發濃縮系統，包括蒸發罐、制熱卡諾循環系統、負壓抽吸管路和潔凈水循環系統。蒸發罐的上部連接有廢水進水管和蒸汽排放管，底部與廢水進水管路之間設有廢水加熱系統。潔凈水循環系統包括通過管道順次連接的水箱、水泵、文丘里和散熱降溫裝置。負壓抽吸管路的一端與蒸汽排放管相連，另一端與文丘里的引入管相連，負壓抽吸管路上設有截止閥。制熱卡諾循環系統中的蒸發器的放熱側進口與文丘里的出水端管道相連，蒸發器的放熱側出口連接至水箱。本發明提供一種能低溫穩定運行、蒸發濃縮效率高、維護成本低、使用壽命長的熱泵真空低溫蒸發濃縮系統，實現了水蒸氣、凝結水和不凝氣的去除，提高了蒸發罐的蒸發濃縮效率。

技術領域

本發明屬于工業污水處理、料液濃縮和滲濾液處理技術領域，特別涉及一種熱泵真空低溫蒸發濃縮系統。

背景技術

高濃工業廢水的委外處置費用高，傳統的處理手段，如膜濃縮技術、超高頻振動濃縮技術、碟管式反滲透技術等，因溶質濃度太高等無法進一步濃縮；又如三效蒸發器或MVR濃縮設備，蒸發溫度在90到100多度，產生水垢速度快，維護成本高，設備使用壽命短。

申請號為201820113622.9的專利公開了一種熱泵真空低溫蒸發濃縮系統，該蒸發濃縮系統存在以下不足：1、對制熱卡諾循環系統，輸入給制熱卡諾循環系統壓縮機做功的機械能大部分轉為熱能輸入，廢水在吸熱后蒸發形成的水蒸氣被文丘里抽吸形成真空吸入到蒸餾水循環系統，導致蒸餾水水溫上升，為了避免上升，將升溫后的蒸餾水與中筒中制冷機進行熱交換以達到降溫的目的，這將絕大部分熱量又回用到卡諾循環系統。如果不能采取有效的散熱措施，那么整個吸熱-蒸發濃縮-冷凝系統的工作溫度將持續上升，直到溫度上升到整個卡諾循環系統的散熱損失熱耗等于壓縮機輸入的電功率為止，這將導致系統不能在低溫環境下工作；2、該系統方案中并未公開如何實現減少在壁面冷凝下來的蒸餾水流回到廢水或料液。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于一種能低溫穩定運行、蒸發濃縮效率更高、維護成本低、使用壽命長的熱泵真空低溫蒸發濃縮系統，能夠有效地去除蒸發罐所產生的水蒸氣、凝結水和不凝氣，同時能夠使得系統在低溫環境下工作。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種熱泵真空低溫蒸發濃縮系統，包括蒸發罐、制熱卡諾循環系統、負壓抽吸管路和潔凈水循環系統。蒸發罐的上部連接有廢水進水管和蒸汽排放管，底部與所述廢水進水管路之間設有廢水加熱系統。所述的廢水加熱系統包括循環泵和制熱卡諾循環系統中的冷凝器。所述的潔凈水循環系統包括通過管道順次連接的水箱、水泵、文丘里和散熱降溫裝置。所述負壓抽吸管路的一端與所述蒸汽排放管相連，另一端與文丘里的引入管相連，所述的負壓抽吸管路上設有截止閥。所述制熱卡諾循環系統中的蒸發器的放熱側進口與所述文丘里的出水端管道相連，所述蒸發器的放熱側出口通過管道連接至水箱。所述散熱降溫裝置的一端與文丘里的出水端相連，另一端與所述水箱的頂部管道相連。

進一步地，所述水箱的上部連接有溢流管路。

進一步地，所述的蒸汽排放管內靠近蒸發罐的一端設有凝結水分流面，所述蒸發罐的外壁面、凝結水分流面到所述蒸發罐的蒸汽排放管路的外壁面、所述制熱卡諾循環系統的冷凝器外壁面均包覆有一層保溫層。

進一步地，所述的廢水進水管上設有一未蒸發濃縮廢水補充支路，所述未蒸發濃縮廢水補充支路上設有進料閥。

進一步地，所述的廢水加熱系統在所述蒸發罐底部與所述冷凝器之間的管路上設有一濃縮液排放支路，所述的濃縮液排放支路上設有排料泵和排料閥。

進一步地，所述蒸發罐內中部設有液位計。

本發明具有如下有益效果：

1、運用了制熱卡諾循環原理，通過冷媒冷凝釋熱給冷廢水加熱，和使因吸收水蒸氣液化熱而升溫的潔凈水通過冷媒蒸發吸熱而降溫，同時回收大部分的廢水蒸發潛熱，從而分別實現對廢水的升溫和對蒸汽的液化并降溫，極大地節省了對外界能量的需求。