一種利用空氣對含鹽水進行蒸發處理的多級蒸發塔的製作方法
2023-12-01 06:32:16 3
一種利用空氣對含鹽水進行蒸發處理的多級蒸發塔的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種利用空氣對含鹽水進行蒸發處理的多級蒸發塔，包括含鹽水加熱器、若干級蒸發單元和空氣加熱器；所述蒸發單元至少為二級；所述蒸發單元包括蒸發室、風機、集水盤、換熱器、和循環泵；所述蒸發塔為以上設備組合而成的塔形設備。本發明利用空氣為中間介質，可利用蒸汽、煙氣、熱水、導熱油等加熱介質加熱空氣，然後利用空氣和含鹽水直接接觸加熱蒸發含鹽水，避免含鹽水和加熱介質直接加熱對加熱設備造成腐蝕，降低設備製造成本；利用一級蒸發室產生的蒸汽和空氣的混合物的熱量加熱進入第二級的空氣，利用二級蒸發室產生的蒸汽和空氣的混合物的熱量加熱進入第三級的空氣，依次經過多次熱量反覆利用達到節能的目的。
【專利說明】一種利用空氣對含鹽水進行蒸發處理的多級蒸發塔
[0001]
【技術領域】 本發明涉及含鹽水蒸發【技術領域】，具體涉及一種利用空氣對含鹽水進行蒸發處理的多 級蒸發塔。
[0002]
【背景技術】 含鹽水濃縮過程主要有膜法分離和蒸發兩大類。蒸發類處理方式目前比較常見的有多 效蒸發、蒸汽升溫循環利用蒸發等。多效蒸發過程是利用上一級蒸發產生的蒸汽作為下一 級蒸發的熱源，蒸汽升溫循環利用蒸發是將蒸發產生的蒸汽升溫後作為熱源重複利用。這 兩種蒸發方式目前被海水淡化、汙水處理等行業普遍採用，其核心設備均為換熱器和閃蒸 器。這類蒸發器需要耐腐蝕材料製造，價格很高；同時其蒸發的最終濃度受到鹽的結晶濃度 的限制，一般在20%以下；蒸發耗蒸汽量較大，一般情況蒸發3噸水需要消耗1噸蒸汽。
[0003]
【發明內容】
本發明所解決的技術問題是提供一種可降低設備製造成本、降低蒸汽消耗、一次性將 含鹽水蒸乾從而實現零排放的目的的多級蒸發塔。
[0004] 為了達到上述目的，本發明採用的技術方案是： 一種利用空氣對含鹽水進行蒸發處理的多級蒸發塔，包括含鹽水加熱器、若干級蒸發 單元和換熱器；所述蒸發單元至少為二級；所述蒸發單元包括蒸發室、風機、集水盤、換熱 器、和循環泵；所述多級蒸發塔為以上設備組合而成的塔形設備。可以根據需要增加蒸發單 元的數量。
[0005] 本發明的利用空氣對含鹽水進行蒸發處理的多級蒸發塔，其中所述蒸發單元為三 級；所述多級蒸發塔由含鹽水加熱器、一級蒸發室、一級風機、一級集水盤、一級換熱器、空 氣加熱器、二級蒸發室、二級風機、二級集水盤，二級換熱器、三級蒸發室、三級風機、二級循 環泵、一級循環泵及管道接口等部件組成； 所述蒸發室為空腔室結構，相鄰兩蒸發室之間為熱管式換熱器，熱管式換熱器熱端在 前一級蒸發室的上部、冷端在後一級蒸發室的下部，冷端和熱端管程連通，殼程由隔板隔 開，熱端下部為集水室；熱管式換熱器中填裝導熱介質，依靠導熱介質將熱量從前一級蒸發 室排出的空氣和蒸汽的混合物傳遞給進入後一級蒸發室的空氣； 所述含鹽水加熱器管程出口和一級蒸發室上部進水管相連，一級蒸發室頂部為一級風 機，一級風機上部為一級集水盤，一級集水盤上部為一級換熱器，一級換熱器管程進出口和 空氣加熱器管程進出口相連，空氣加熱器殼程進口和大氣相通，出口和一級蒸發室下部進 風口相連，一級換熱器上部為二級蒸發室，二級蒸發室上部為二級風機，二級風機上部為二 級集水盤，二級集水盤上部為二級換熱器，二級換熱器上部為三級蒸發室，三級蒸發室上部 為三級風機，三級風機和大氣相通，一級循環泵進口和一級蒸發室底部相連，一級循環泵出 口和二級蒸發室上部進水口相連，二級循環泵進口和二級蒸發室下部出口及三級蒸發室下 部相連，二級循環泵出口和三級蒸發室上部進水口相連。
[0006] 基於本發明上述的優選技術方案，本發明實現對含鹽水的蒸發處理的過程是：空 氣從大氣進入空氣加熱器的殼程，獲得管程導熱液傳遞的熱量，被加熱後從空氣加熱器出 口排出進入一級蒸發室，在一級蒸發室中自下向上運動，外界來的含鹽水進入含鹽水加熱 器被加熱後從一級蒸發室上部進入二級蒸發室，自上向下運動，進入一級蒸發室的空氣和 含鹽水在二級蒸發室中傳質傳熱，部分水氣化進入空氣，形成空氣和水蒸氣的混合物，空氣 和水蒸氣的混合物在一級風機的作用下進入一級換熱器的熱端殼程，被管程中流動的導熱 液冷卻，部分水蒸氣被冷凝後進入一級集水盤後由管道排出，被冷卻後的空氣從一級換熱 器的熱端殼程出口排大氣，導熱液在一級換熱器中被加熱氣化後上升進入一級換熱器的冷 端和空氣加熱器進口，在二級風機的作用下空氣從外界進入一級換熱器的冷端殼程入口， 被導熱液加熱後從冷端殼程出口排出進入二級蒸發室下部，自下向上運動，一級蒸發室底 部排出的含鹽水被一級循環泵送至二級蒸發室上部進入二級蒸發室，自上向下運動，空氣 和水在二級蒸發室中傳質傳熱，部分水進入空氣，形成空氣和水的混合物，空氣和水蒸氣的 混合物在二級風機的作用下進入二級換熱器的熱端殼程，被管程中流動的導熱液冷卻，部 分水蒸氣被冷凝後進入二級集水盤後由管道排出，被冷卻後的空氣從二級換熱器的熱端殼 程出口排大氣，導熱液在二級換熱器中被加熱氣化後上升進入二級換熱器的冷端進口，在 三級風機的作用下空氣從外界進入二級換熱器的冷端殼程入口，被導熱液加熱後從冷端殼 程出口排出進入三級蒸發室下部，自下向上運動，二級蒸發室和三級蒸發室底部排出的含 鹽水被二級循環泵送至三級蒸發室上部進入三級蒸發室，自上向下運動，空氣和水在三級 蒸發室中傳質傳熱，部分水進入空氣，形成空氣和水的混合物，在三級風機的作用下排大 氣，含鹽水被濃縮。在二級蒸發室和三級蒸發室的底部設置有排鹽口，用於排出蒸發室底部 沉積的鹽。
[0007] 本發明利用空氣為中間介質，可利用蒸汽、煙氣、熱水、導熱油等加熱介質加熱含 鹽水，也可以利用蒸汽、煙氣、熱水、導熱油等加熱介質加熱空氣，然後利用空氣和含鹽水直 接接觸加熱蒸發含鹽水，避免含鹽水和加熱介質直接加熱對加熱設備造成腐蝕，降低設備 製造成本；利用一級蒸發室產生的蒸汽和空氣的混合物的熱量加熱進入第二級的空氣，利 用二級蒸發室產生的蒸汽和空氣的混合物的熱量加熱進入第三級的空氣，依次經過多次熱 量反覆利用達到節能的目的；利用熱管換熱器將上一級蒸發室出口汽水混合物冷卻和下一 級蒸髮式進口空氣加熱相結合，形成一個塔形結構的設備組合體，大大減小了設備佔地面 積。
[0008]
【專利附圖】
【附圖說明】 圖1為本發明設備不意圖；其中：1 :含鹽水加熱器；2 : -級蒸發室；3 : -級風機；4 : 一級集水盤；5 :-級換熱器；6 :空氣加熱器；7 :二級蒸發室；8 :二級風機；9 :二級集水盤； 10 :二級換熱器；11 :三級蒸發室；12 :三級風機；13 :二級循環泵；14 :一級循環泵。
[0009]
【具體實施方式】 為進一步說明本發明，結合以下實施例具體說明： 如圖1所示，一種利用空氣對含鹽水進行蒸發處理的多級蒸發塔，由含鹽水加熱器1、 一級蒸發室2、一級風機3、一級集水盤4、一級換熱器5、空氣加熱器6、二級蒸發室7、二級 風機8、二級集水盤9,二級換熱器10、三級蒸發室11、三級風機12、二級循環泵13、一級循 環泵14及管道接口等部件組成； 所述蒸發室為空腔室結構，中部為熱管式換熱器，熱管式換熱器熱端在前一級蒸發室 的上部、冷端在後一級蒸發室的下部，冷端和熱端管程連通，殼程由隔板隔開，熱端下部為 集水室；熱管式換熱器中填裝導熱介質，依靠導熱介質將熱量從前一級蒸發室排出的空氣 和蒸汽的混合物傳遞給進入後一級蒸發室的空氣。
[0010] 所述含鹽水加熱器1管程出口和一級蒸發室2上部進水管相連，一級蒸發室2頂 部為一級風機3, 一級風機3上部為一級集水盤4, 一級集水盤上部為一級換熱器5, 一級換 熱器5管程進出口和空氣加熱器6管程進出口相連，空氣加熱器6殼程進口和大氣相通，出 口和一級蒸發室2下部進風口相連，一級換熱器5上部為二級蒸發室7,二級蒸發室7上部 為二級風機8,二級風機8上部為二級集水盤9,二級集水盤9上部為二級換熱器10,二級換 熱器上部為三級蒸發室11，三級蒸發室11上部為三級風機12,三級風機12和大氣相通，一 級循環泵14進口和一級蒸發室2底部相連，一級循環泵14出口和二級蒸發室7上部進水 口相連，二級循環泵13進口和二級蒸發室7下部出口及三級蒸發室11下部相連，二級循環 泵13出口和三級蒸發室11上部進水口相連。
[0011] 本多級蒸發塔運行時，空氣從大氣進入空氣加熱器6的殼程，獲得管程導熱液傳 遞的熱量，被加熱後從空氣加熱器6出口排出進入一級蒸發室2,在一級蒸發室2中自下向 上運動，外界來的含鹽水進入含鹽水加熱器1被加熱後從一級蒸發室2上部進入二級蒸發 室2,自上向下運動，進入一級蒸發室2的空氣和含鹽水在二級蒸發室中傳質傳熱，部分水 氣化進入空氣，形成空氣和水蒸氣的混合物，空氣和水蒸氣的混合物在一級風機3的作用 下進入一級換熱器5的熱端殼程，被管程中流動的導熱液冷卻，部分水蒸氣被冷凝後進入 一級集水盤4後由管道排出，被冷卻後的空氣從一級換熱器5的熱端殼程出口排大氣，導熱 液在一級換熱器5中被加熱氣化後上升進入一級換熱器5的冷端和空氣加熱器6進口，在 二級風機8的作用下空氣從外界進入一級換熱器5的冷端殼程入口，被導熱液加熱後從冷 端殼程出口排出進入二級蒸發室7下部，自下向上運動，一級蒸發室2底部排出的含鹽水被 一級循環泵14送至二級蒸發室7上部進入二級蒸發室，自上向下運動，空氣和水在二級蒸 發室7中傳質傳熱，部分水進入空氣，形成空氣和水的混合物，空氣和水蒸氣的混合物在二 級風機8的作用下進入二級換熱器10的熱端殼程，被管程中流動的導熱液冷卻，部分水蒸 氣被冷凝後進入二級集水盤9後由管道排出，被冷卻後的空氣從二級換熱器10的熱端殼程 出口排大氣，導熱液在二級換熱器10中被加熱氣化後上升進入二級換熱器10的冷端進口， 在三級風機12的作用下空氣從外界進入二級換熱器10的冷端殼程入口，被導熱液加熱後 從冷端殼程出口排出進入三級蒸發室11下部，自下向上運動，二級蒸發室7和三級蒸發室 11底部排出的含鹽水被二級循環泵13送至三級蒸發室11上部進入三級蒸發室，自上向下 運動，空氣和水在三級蒸發室11中傳質傳熱，部分水進入空氣，形成空氣和水的混合物，在 三級風機12的作用排大氣，含鹽水被濃縮。在二級蒸發室7和三級蒸發室11的底部設置 有排鹽口，用於排出蒸發室底部沉積的鹽。
[0012] 以上所述的實施例僅是對本發明的優選實施方式進行描述，並非對本發明的範圍 進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本發明的技術 方案做出的各種變形和改進，均應落入本發明的權利要求書確定的保護範圍內。
【權利要求】
1. 一種利用空氣對含鹽水進行蒸發處理的多級蒸發塔，其特徵在於：包括含鹽水加熱 器、若干級蒸發單元和空氣加熱器；所述蒸發單元至少為二級；所述蒸發單元包括蒸發室、 風機、集水盤、換熱器、和循環泵；所述多級蒸發塔為以上設備組合而成的塔形設備。
2. 根據權利要求1所述的利用空氣對含鹽水進行蒸發處理的多級蒸發塔，其特徵在 於：所述蒸發單元為三級；所述多級蒸發塔由含鹽水加熱器（1)、一級蒸發室（2)、一級風機 (3)、一級集水盤（4)、一級換熱器（5)、空氣加熱器（6)、二級蒸發室（7)、二級風機（8)、二級 集水盤（9)，二級換熱器（10)、三級蒸發室（11)、三級風機（12)、二級循環泵（13)、一級循環 泵（14)及管道接口等部件組成； 所述多級蒸發塔蒸發室為空腔結構，相鄰兩蒸發室之間為熱管式換熱器，熱管式換熱 器下部為熱端，在前一級蒸發室的上部；上部為冷端，在後一級蒸發室的下部；冷端和熱 端管程連通，殼程由隔板隔開，熱端下部為集水室；熱管式換熱器中填裝導熱介質，依靠導 熱介質將熱量從前一級蒸發室排出的空氣和蒸汽的混合物傳遞給進入後一級蒸發室的空 氣； 所述含鹽水加熱器（1)管程出口和一級蒸發室（2)上部進水管相連，一級蒸發室（2) 頂部為一級風機（3)，一級風機（3)上部為一級集水盤（4)，一級集水盤上部為一級換熱器 (5)，一級換熱器（5)管程進出口和空氣加熱器（6)管程進出口相連，空氣加熱器（6)殼程進 口和大氣相通，出口和一級蒸發室（2)下部進風口相連，一級換熱器（5)上部為二級蒸發室 (7 )，二級蒸發室（7 )上部為二級風機（8 )，二級風機（8 )上部為二級集水盤（9 )，二級集水盤 (9)上部為二級換熱器（10)，二級換熱器上部為三級蒸發室（11)，三級蒸發室（11)上部為 三級風機（12)，三級風機（12)和大氣相通，一級循環泵（14)進口和一級蒸發室（2)底部相 連，一級循環泵（14)出口和二級蒸發室（7)上部進水口相連，二級循環泵（13)進口和二級 蒸發室（7)下部出口及三級蒸發室（11)下部相連，二級循環泵（13)出口和三級蒸發室（11) 上部進水口相連。
【文檔編號】B01D1/14GK104096370SQ201310126966
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月13日 優先權日:2013年4月13日
【發明者】郭朝軍 申請人:郭朝軍