高效低溫濃縮裝置的製作方法

2023-12-08 17:10:31 1

專利名稱：高效低溫濃縮裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種溶液濃縮裝置，具體是涉及一種高效低溫濃縮裝置，適用於電鍍、金屬表面處理、食品和化工藥液等領域濃縮液體。
背景技術：
目前，在電鍍和金屬表面處理、食品和化工藥液等領域進行液體濃縮時都需要使用液體濃縮裝置，常用的液體濃縮裝置有蒸發器(一效蒸發器、二效蒸發器、三效蒸發器)，它們的共同缺點是能量消耗大，設備複雜，高溫高壓運行易洩漏，有安全隱患，有些藥液對設備的材質要求很高，設備造價高，運行費用高等諸多的問題。
發明內容為了解決上述技術問題，本實用新型提出一種高效低溫濃縮裝置，本實用新型不僅能夠實現能量的高效利用，且整個蒸發、冷凝過程在密閉的狀態中進行，溫度不高，壓力較低，系統無安全隱患，無二次汙染，整個系統工藝流程簡單，可全自動運行。本實用新型的技術方案是這樣實現的一種高效低溫濃縮裝置，包括蒸發槽、蒸發循環泵、循環風機、凝縮槽、冷凝循環泵和熱泵系統，所述熱泵系統能夠加熱所述蒸發循環泵提供的溶液，且所述熱泵系統能夠冷凝所述循環風機提供的水蒸汽，所述蒸發循環泵能夠循環從所述蒸發槽內抽取溶液，提供給所述熱泵系統加熱後在所述蒸發槽內形成水蒸汽，所述循環風機能夠在所述蒸發槽和所述凝縮槽之間循環抽送水蒸汽和氣體，所述冷凝循環泵能夠循環從所述凝縮槽內抽取冷凝水，並注入所述凝縮槽內，與所述水蒸汽在所述凝縮槽內相遇接觸。作為本實用新型的進一步改進，所述蒸發槽設有保溫系統，所述保溫系統能夠防止所述蒸發槽內熱量的散發，使所述蒸發槽內產生過飽和的水蒸汽。作為本實用新型的進一步改進，所述熱泵系統能夠加熱所述蒸發循環泵提供的溶液，且所述熱泵系統能夠冷凝所述循環風機提供的水蒸汽的結構是所述熱泵系統包括通過連接管依次循環連接的壓縮機、冷凝器、儲液罐、過濾器、膨脹閥和蒸發器，所述壓縮機能夠壓縮所述熱泵系統內的冷媒進入所述冷凝器，並與所述蒸發循環泵提供的溶液進行熱量交換，所述儲液罐、過濾器和膨脹閥能夠膨脹從所述冷凝器出來的冷媒進入所述蒸發器，並與所述循環風機提供的水蒸汽和所述冷凝循環泵提供的冷凝水進行熱量交換。作為本實用新型的進一步改進，所述蒸發循環泵能夠循環從所述蒸發槽內抽取溶液，提供給所述熱泵系統加熱後在所述蒸發槽內形成水蒸汽的結構是設有第一噴灑裝置，所述第一噴灑裝置位於所述蒸發槽內和所述循環風機送風入口處，所述蒸發循環泵一端通過管道與所述蒸發槽連接，另一端通過管道與所述第一噴灑裝置連接，所述第一噴灑裝置和所述蒸發循環泵之間的管道穿過所述熱泵系統。作為本實用新型的進一步改進，所述循環風機能夠在所述蒸發槽和所述凝縮槽之間循環抽送水蒸汽和氣體的結構是所述循環風機分別與所述蒸發槽和所述凝縮槽通過兩個獨立的管道連接。作為本實用新型的進一步改進，所述冷凝循環泵能夠循環從所述凝縮槽內抽取冷凝水，並注入所述凝縮槽內，與所述水蒸汽在所述凝縮槽內相遇接觸的結構是設有第二噴灑裝置，所述第二噴灑裝置位於所述凝縮槽內和所述循環風機送風入口處，所述冷凝循環泵一端與所述凝縮槽通過管道連接，另一端與所述第二噴灑裝置通過管道連接。作為本實用新型的進一步改進，所述冷媒被所述壓縮機壓縮後的溫度為450C -50°C，所述冷媒經所述冷凝器交換熱量後的溫度為40°C -45°C，所述冷媒經所述儲液 罐、過濾器和膨脹閥膨脹後的溫度為小於io°c。作為本實用新型的進一步改進，設有液位控制器，所述液位控制器能夠控制補充溶液到所述蒸發槽內和控制所述蒸發槽內溶液的濃度，且所述液位控制器能夠控制所述凝縮槽內的冷凝水定時排出。本實用新型的有益效果是本實用新型利用熱泵技術，實現了一端提供溫度加速液體的蒸發，一端吸收溫度冷凝氣體中的水蒸汽的功能，在蒸發、冷凝的過程中又實現了熱能的回收和再利用，因此，本實用新型能夠實現能量的高效利用，且本實用新型工藝流程簡單，運行溫度低(小於50°C )，可有效避免有些物質在高溫中分解或變質，整套系統在低壓密閉的環境中運行，可防止濃縮液和空氣中的二氧化碳反應。

圖I為本實用新型原理示意框圖；圖2為本實用新型在電鍍生產上應用的工藝流程示意圖。結合附圖，作以下說明I—蒸發槽2—蒸發循環泵3—循環風機4—凝縮槽5—冷凝循環泵6—熱泵系統61——壓縮機62——冷凝器63——儲液罐64——過濾器65—膨脹閥66——蒸發器7——原液貯槽8——原液供給泵9——電鍍溶液貯槽10——電鍍溶液供給泵11——電鍍槽12——第一清洗槽13—第二清洗槽14—第三清洗槽
具體實施方式
實施例I :如圖I所示，一種高效低溫濃縮裝置，包括蒸發槽、蒸發循環泵、循環風機、凝縮槽、冷凝循環泵和熱泵系統，圖中不連續線箭頭表示凝縮槽內冷凝水循環走向，單連續線箭頭表示蒸發槽內溶液循環走向，雙連續線箭頭表示水蒸汽和氣體循環走向，所述熱泵系統能夠加熱所述蒸發循環泵提供的溶液，且所述熱泵系統能夠冷凝所述循環風機提供的水蒸汽，所述蒸發循環泵能夠循環從所述蒸發槽內抽取溶液，提供給所述熱泵系統加熱後在所述蒸發槽內形成水蒸汽，所述循環風機能夠在所述蒸發槽和所述凝縮槽之間循環抽送水蒸汽和氣體，所述冷凝循環泵能夠循環從所述凝縮槽內抽取冷凝水，並注入所述凝縮槽內，與所述水蒸汽在所述凝縮槽內相遇接觸，這樣，蒸發循環泵不斷的注入被熱泵系統加熱後的溶液，使蒸發槽內產生水蒸汽，水蒸氣被循環風機抽送至凝縮槽，進入凝縮槽內的水蒸汽與通過冷凝循環泵不斷注入的冷凝水相遇，在熱泵系統的冷凝作用下，迅速冷凝成小液滴，成為冷凝水，未冷凝的水蒸汽和氣體通過循環風機再重新回到蒸發槽，去帶來新的水蒸汽。優選的，所述蒸 發槽設有保溫系統，所述保溫系統能夠防止所述蒸發槽內熱量的散發，使所述蒸發槽內產生過飽和的水蒸汽。優選的，所述熱泵系統能夠加熱所述蒸發循環泵提供的溶液，且所述熱泵系統能夠冷凝所述循環風機提供的水蒸汽的結構是所述熱泵系統包括通過連接管依次循環連接的壓縮機、冷凝器、儲液罐、過濾器、膨脹閥和蒸發器，所述壓縮機能夠壓縮所述熱泵系統內的冷媒進入所述冷凝器，並與所述蒸發循環泵提供的溶液進行熱量交換，所述儲液罐、過濾器和膨脹閥能夠膨脹從所述冷凝器出來的冷媒進入所述蒸發器，並與所述循環風機提供的水蒸汽和所述冷凝循環泵提供的冷凝水進行熱量交換，這樣，冷媒在壓縮機的作用下被壓縮，同時冷媒的溫度升高，高壓、高溫的冷媒在冷凝器內和蒸發循環泵提供的溶液進行熱量交換，將冷媒中的熱量轉移到溶液中，即起到加熱所述蒸發循環泵提供的溶液的作用；同時，高壓、高溫的冷媒變成高壓低溫的冷媒，高壓、低溫的冷媒經儲液罐、過濾器後由膨脹閥釋放膨脹，冷媒的體積迅速膨脹同時溫度大大降低，低溫的冷媒通過蒸發器與循環風機抽送的水蒸汽和冷凝循環泵提供的冷凝水接觸並進行熱量交換，將從蒸發槽抽送過來的飽和水蒸汽的熱量轉移至低溫的冷媒中，冷媒的溫度升高，同時，飽和水蒸汽降溫後變成液滴和冷凝循環水混合，成為凝縮槽內的冷凝水，因此，能夠在蒸發、冷凝的過程中實現熱能的回收和再利用，做到能量的高效利用。優選的，所述蒸發循環泵能夠循環從所述蒸發槽內抽取溶液，提供給所述熱泵系統加熱後在所述蒸發槽內形成水蒸汽的結構是設有第一噴灑裝置，所述第一噴灑裝置位於所述蒸發槽內和所述循環風機送風入口處，所述蒸發循環泵一端通過管道與所述蒸發槽連接，另一端通過管道與所述第一噴灑裝置連接，所述第一噴灑裝置和所述蒸發循環泵之間的管道穿過所述熱泵系統。優選的，所述循環風機能夠在所述蒸發槽和所述凝縮槽之間循環抽送水蒸汽和氣體的結構是所述循環風機分別與所述蒸發槽和所述凝縮槽通過兩個獨立的管道連接，這樣，一個管道抽送水蒸汽，另一個管道抽送氣體，在蒸發槽和凝縮槽之間形成循環。優選的，所述冷凝循環泵能夠循環從所述凝縮槽內抽取冷凝水，並注入所述凝縮槽內，與所述水蒸汽在所述凝縮槽內相遇接觸的結構是設有第二噴灑裝置，所述第二噴灑裝置位於所述凝縮槽內和所述循環風機送風入口處，所述冷凝循環泵一端與所述凝縮槽通過管道連接，另一端與所述第二噴灑裝置通過管道連接。優選的，所述冷媒被所述壓縮機壓縮後的溫度為45°C -50°C，所述冷媒經所述冷凝器交換熱量後的溫度為40°C _45°C，所述冷媒經所述儲液罐、過濾器和膨脹閥膨脹後的溫度為小於10°C，這樣，這個系統運行溫度低，可有效避免有些物質在高溫中分解或變質。優選的，設有液位控制器，所述液位控制器能夠控制補充溶液到所述蒸發槽內和控制所述蒸發槽內溶液的濃度，且所述液位控制器能夠控制所述凝縮槽內的冷凝水定時排出，這樣，隨著蒸發槽內水蒸汽不斷的蒸發，蒸發槽內的液位也將隨著降低，當蒸發槽的液位降低了就啟動溶液供給，補充溶液；同樣，隨著蒸發槽內水蒸汽不斷的蒸發，蒸發槽內溶液的濃度也將逐漸的提高，為了將溶液的濃度控制在結晶濃度以下，防止溶液結晶後堵塞管道，通過液位控制器，可以實現溶液濃度的控制，不同的溶液採用不同的濃縮比，由實際運行的溶液的溶解物和濃度確定。隨著水蒸汽被冷凝下來產生的凝縮槽內的冷凝水越來越多，凝縮槽內冷凝水的液位將不斷升高，通過液位控制器可以將多餘的冷凝水定期排出作為清潔水再利用，保證系統的正常運行。實施例2 本實用新型高效低溫濃縮裝置在電鍍生產上的應用，如圖2所示，本實用新型高效低溫濃縮裝置包括蒸發槽I、蒸發循環泵2、循環風機3、凝縮槽4、冷凝循環泵5和熱泵系統6，熱泵系統包括壓縮機61、冷凝器62、儲液罐63、過濾器64、膨脹閥65和蒸發器66，在電鍍生產上應用還包括原液貯槽7、原液供給泵8、電鍍溶液貯槽9、電鍍溶液供給泵10、電鍍槽11、第一清洗槽12、第二清洗槽13和第三清洗槽14等設備，作為本實用新型高效低溫濃縮裝置的附件，以硫酸銅溶液為電鍍溶液，硫酸銅清洗水為原液為例，實施方式如下電鍍件在電鍍完成以後，從電鍍槽提出進入第一清洗槽，電鍍件上的硫酸銅溶液被清洗到清洗槽的清洗水中，電鍍件依次進入第二清洗槽和第三清洗槽清洗，以確保電鍍件清洗乾淨。第二清洗槽、第三清洗槽因有電鍍件清洗，清洗槽中的清洗水被少量的硫酸銅汙染。應第一清洗槽、第二清洗槽、第三清洗槽的清洗水的汙染程度(硫酸銅的含量)依次減輕，採用逆流漂洗的方式，以確保第三清洗槽的清洗水為最清潔的水。第一清洗槽的清洗水溢流後收集至硫酸銅清洗水貯槽。硫酸銅清洗水貯槽裝有液位控制器，當貯槽的液位到達設定液位時，原液供給泵開始運行，將硫酸銅清洗水排入高效低溫濃縮裝置的蒸發槽，蒸發槽裝有液位控制器，當蒸發槽內的硫酸銅清洗水液位到達設定液位時，原液供給泵停止運行，同時蒸發循環泵、循環風機、熱泵系統、冷凝循環泵開始運行。熱泵系統開始運行後，蒸發槽內的硫酸銅清洗水水溫升高，蒸發槽內產生大量的水蒸汽，水蒸氣被循環風機強行抽入凝縮槽。水蒸氣在凝縮槽與溫度較低的熱泵系統的蒸發器接觸迅速變成水滴，水滴被收集在凝縮槽內。在蒸汽的冷凝過程中熱泵系統又將水蒸汽中的熱量回收，熱量提供給蒸發槽加熱所用。在蒸發、冷凝的過程中又實現了熱能的回收和再利用。整個蒸發、冷凝過程在密閉的狀態中進行，溫度不高，壓力較低，系統無安全隱患，無二次汙染，整個系統工藝流程簡單，可全自動運行。蒸發槽不斷的蒸發水，由液位控制器控制蒸發槽內的液位，當蒸發槽的液位降低了就啟動原液供給泵，補充硫酸銅清洗水。蒸發槽中的溶液的硫酸銅濃度不斷提高，硫酸銅的濃度到達一定值就將蒸發槽內溶液排入硫酸銅溶液貯槽。同樣，凝縮槽凝集的冷凝水也由液位控制器控制，由於冷凝水為水蒸汽凝結而成，因此可以作為清潔水定時補充進入清洗槽，具體實施可以通過冷凝循環泵不斷將冷凝水抽入第三清洗槽，第三清洗槽溢滿後流入第二清洗槽，第二清洗槽溢滿後流入第一清洗槽，第一清洗槽溢滿後流入硫酸銅清洗水貯槽內，這樣可以實現清洗廢水零排放，電鍍溶液的高效利用，節約大量的清洗水，確保電鍍生產實現清潔生產。以上實施例是參照附圖，對本實用新型的優選實施例進行詳細說明，本領域的技術人員通過對上述實施例進行各種形式上的修改或變更，但不背離本實用新型的實質的情況下，都落在本實用新 型的保護範圍之內。
權利要求1.一種高效低溫濃縮裝置，其特徵在於包括蒸發槽、蒸發循環泵、循環風機、凝縮槽、冷凝循環泵和熱泵系統，所述熱泵系統能夠加熱所述蒸發循環泵提供的溶液，且所述熱泵系統能夠冷凝所述循環風機提供的水蒸汽，所述蒸發循環泵能夠循環從所述蒸發槽內抽取溶液，提供給所述熱泵系統加熱後在所述蒸發槽內形成水蒸汽，所述循環風機能夠在所述蒸發槽和所述凝縮槽之間循環抽送水蒸汽和氣體，所述冷凝循環泵能夠循環從所述凝縮槽內抽取冷凝水，並注入所述凝縮槽內，與所述水蒸汽在所述凝縮槽內相遇接觸。
2.根據權利要求I所述的高效低溫濃縮裝置，其特徵在於所述蒸發槽設有保溫系統，所述保溫系統能夠防止所述蒸發槽內熱量的散發，使所述蒸發槽內產生過飽和的水蒸汽。
3.根據權利要求I所述的高效低溫濃縮裝置，其特徵在於所述熱泵系統能夠加熱所述蒸發循環泵提供的溶液，且所述熱泵系統能夠冷凝所述循環風機提供的水蒸汽的結構是所述熱泵系統包括通過連接管依次循環連接的壓縮機、冷凝器、儲液罐、過濾器、膨脹閥和蒸發器，所述壓縮機能夠壓縮所述熱泵系統內的冷媒進入所述冷凝器，並與所述蒸發循環泵提供的溶液進行熱量交換，所述儲液罐、過濾器和膨脹閥能夠膨脹從所述冷凝器出來的冷媒進入所述蒸發器，並與所述循環風機提供的水蒸汽和所述冷凝循環泵提供的冷凝水進行熱量交換。
4.根據權利要求I所述的高效低溫濃縮裝置，其特徵在於所述蒸發循環泵能夠循環從所述蒸發槽內抽取溶液，提供給所述熱泵系統加熱後在所述蒸發槽內形成水蒸汽的結構是設有第一噴灑裝置，所述第一噴灑裝置位於所述蒸發槽內和所述循環風機送風入口處，所述蒸發循環泵一端通過管道與所述蒸發槽連接，另一端通過管道與所述第一噴灑裝置連接，所述第一噴灑裝置和所述蒸發循環泵之間的管道穿過所述熱泵系統。
5.根據權利要求I所述的高效低溫濃縮裝置，其特徵在於所述循環風機能夠在所述蒸發槽和所述凝縮槽之間循環抽送水蒸汽和氣體的結構是所述循環風機分別與所述蒸發槽和所述凝縮槽通過兩個獨立的管道連接。
6.根據權利要求I所述的高效低溫濃縮裝置，其特徵在於所述冷凝循環泵能夠循環從所述凝縮槽內抽取冷凝水，並注入所述凝縮槽內，與所述水蒸汽在所述凝縮槽內相遇接觸的結構是設有第二噴灑裝置，所述第二噴灑裝置位於所述凝縮槽內和所述循環風機送風入口處，所述冷凝循環泵一端與所述凝縮槽通過管道連接，另一端與所述第二噴灑裝置通過管道連接。
7.根據權利要求3所述的高效低溫濃縮裝置，其特徵在於所述冷媒被所述壓縮機壓縮後的溫度為45°C -50°C，所述冷媒經所述冷凝器交換熱量後的溫度為40°C -45°C，所述冷媒經所述儲液罐、過濾器和膨脹閥膨脹後的溫度為小於10°C。
8.根據權利要求I至7任一項所述的高效低溫濃縮裝置，其特徵在於設有液位控制器，所述液位控制器能夠控制補充溶液到所述蒸發槽內和控制所述蒸發槽內溶液的濃度，且所述液位控制器能夠控制所述凝縮槽內的冷凝水定時排出。
專利摘要本實用新型公開了一種高效低溫濃縮裝置，包括蒸發槽、蒸發循環泵、循環風機、凝縮槽、冷凝循環泵和熱泵系統，熱泵系統能夠加熱蒸發循環泵提供的溶液，且熱泵系統能夠冷凝循環風機提供的水蒸汽，蒸發循環泵能夠循環從蒸發槽內抽取溶液，提供給熱泵系統加熱後在蒸發槽內形成水蒸汽，循環風機能夠在蒸發槽和凝縮槽之間循環抽送水蒸汽和氣體，冷凝循環泵能夠循環從凝縮槽內抽取冷凝水，並注入所述凝縮槽內，與水蒸汽在凝縮槽內相遇接觸，本實用新型不僅能夠實現能量的高效利用，且整個蒸發、冷凝過程在密閉的狀態中進行，溫度不高，壓力較低，系統無安全隱患，無二次汙染，整個系統工藝流程簡單，可全自動運行。
文檔編號B01D1/00GK202777836SQ20122045823
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月11日 優先權日2012年9月11日
發明者強華偉 申請人:崑山匯樂林環保設備有限公司