公布日：2023.05.05

申請日：2023.04.06

分類號：C02F1/08(2023.01)I;C02F1/04(2023.01)I;B01D5/00(2006.01)I

摘要

本申請涉及一種高鹽廢水提鹽裝置，涉及無機鹽蒸發(fā)分離技術(shù)領(lǐng)域，其包括依次連通的蒸發(fā)器、分離器和蒸汽壓縮機，蒸發(fā)器上設(shè)置有用于供廢水進入的進料口、用于容納廢水的容置腔、用于交換熱量的換熱腔和用于收集濃縮液的收集腔，換熱腔位于容置腔和收集腔之間，容置腔內(nèi)設(shè)置有多個冷凝管和用于將進入蒸發(fā)器頂部的廢水進行分離的布液器，蒸汽壓縮機通過蒸汽輸送管將蒸汽輸送至換熱腔，并通過分熱組件將蒸汽對每一冷凝管內(nèi)的廢水進行升溫，分熱組件包括多個傳熱管，每一傳熱管與每一冷凝管緊密抵接，用以延長蒸汽與冷凝管的接觸時間，且傳熱管與冷凝管一一對應(yīng)。本申請具有減少冷凝管受熱不均勻的情況，進而提升蒸發(fā)器導(dǎo)熱效率的效果。

權(quán)利要求書

1.一種高鹽廢水提鹽裝置，其特征在于：包括依次連通的蒸發(fā)器（1）、分離器（2）和蒸汽壓縮機（3），所述蒸發(fā)器（1）上設(shè)置有用于供廢水進入的進料口（11）、用于容納廢水的容置腔（12）、用于交換熱量的換熱腔（13）和用于收集濃縮液的收集腔（14），所述換熱腔（13）位于所述容置腔（12）和所述收集腔（14）之間，所述容置腔（12）內(nèi)設(shè)置有多個冷凝管（15）和用于將進入所述蒸發(fā)器（1）頂部的廢水進行分離的布液器（16），所述布液器（16）固設(shè)于所述容置腔（12）的側(cè)壁上，所述容置腔（12）、所述冷凝管（15）和所述收集腔（14）依次連通，所述蒸汽壓縮機（3）通過蒸汽輸送管（17）將蒸汽輸送至所述換熱腔（13），并通過分熱組件（4）將蒸汽對每一所述冷凝管（15）內(nèi)的廢水進行升溫，所述分熱組件（4）包括多個傳熱管（41），每一所述傳熱管（41）與每一所述冷凝管（15）緊密抵接，用以延長蒸汽與所述冷凝管（15）的接觸時間，且所述傳熱管（41）與所述冷凝管（15）一一對應(yīng)；每一所述傳熱管（41）均螺旋盤繞在每一所述冷凝管（15）的外壁上，且所述傳熱管（41）的底部與所述換熱腔（13）的底部連通；所述分熱組件（4）還包括多個隔熱罩（42），每一所述隔熱罩（42）分別套設(shè)于每一所述冷凝管（15）上，且所述隔熱罩（42）的內(nèi)徑大于所述傳熱管（41）的外徑，所述隔熱罩（42）的頂部開口、底部設(shè)置有供冷凝液流出的排水口（421）；所述分熱組件（4）還包括設(shè)置于所述傳熱管（41）和所述冷凝管（15）之間的熱板（43），所述熱板（43）套設(shè)于所述冷凝管（15）上且所述熱板（43）的一側(cè)固設(shè)于所述冷凝管（15）的外壁上、另一側(cè)與所述傳熱管（41）固定連接；所述傳熱管（41）為可伸縮傳熱管（41），用于在所述傳熱管（41）內(nèi)蒸汽溫度高于預(yù)設(shè)溫度時受熱膨脹并抵緊于所述隔熱罩（42）內(nèi)側(cè)；熱板（43）的內(nèi)部真空且具有毛細(xì)結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽廢水提鹽裝置，其特征在于：所述傳熱管（41）內(nèi)螺旋設(shè)置有導(dǎo)熱鰭片（44），所述導(dǎo)熱鰭片（44）的一側(cè)與所述熱板（43）固定連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽廢水提鹽裝置，其特征在于：所述隔熱罩（42）內(nèi)壁設(shè)置有多個溫度傳感器（5）和多個壓力傳感器（6），所述蒸發(fā)器（1）外壁上設(shè)置有控制器（7）和顯示屏（8），所述溫度傳感器（5）、所述壓力傳感器（6）均與所述控制器（7）電性連接，且均通過所述顯示屏（8）實時顯示所述壓力傳感器（6）、所述溫度傳感器（5）測得的數(shù)據(jù)，所述控制器（7）與所述蒸汽壓縮機（3）電性連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽廢水提鹽裝置，其特征在于：所述傳熱管（41）為半圓形，且所述傳熱管（41）上下的間距小于所述傳熱管（41）的直徑。

發(fā)明內(nèi)容

為了減少冷凝管受熱不均勻的可能性，進而提升蒸發(fā)器的導(dǎo)熱效率，本申請?zhí)峁┮环N高鹽廢水提鹽裝置。

本申請?zhí)峁┑囊环N高鹽廢水提鹽裝置，采用如下的技術(shù)方案：

一種高鹽廢水提鹽裝置，包括依次連通的蒸發(fā)器、分離器和蒸汽壓縮機，所述蒸發(fā)器上設(shè)置有用于供廢水進入的進料口、用于容納廢水的容置腔、用于交換熱量的換熱腔和用于收集濃縮液的收集腔，所述換熱腔位于所述容置腔和所述收集腔之間，所述容置腔內(nèi)設(shè)置有多個冷凝管和用于將進入所述蒸發(fā)器頂部的廢水進行分離的布液器，所述布液器固設(shè)于所述容置腔的側(cè)壁上，所述容置腔、所述冷凝管和所述收集腔依次連通，所述蒸汽壓縮機通過蒸汽輸送管將蒸汽輸送至所述換熱腔，并通過分熱組件將蒸汽對每一所述冷凝管內(nèi)的廢水進行升溫，所述分熱組件包括多個傳熱管，每一所述傳熱管與每一所述冷凝管緊密抵接，用以延長蒸汽與所述冷凝管的接觸時間，且所述傳熱管與所述冷凝管一一對應(yīng)。

通過采用上述技術(shù)方案，當(dāng)高鹽廢水從進料口流入蒸發(fā)器中后，高鹽廢水首先會進入容置腔內(nèi)，然后高鹽廢水通過布液器分配到每個冷凝管中，并且沿著冷凝管的內(nèi)壁形成均勻的液體膜，同時蒸汽從蒸汽輸送管道進入多個傳熱管，并在傳熱管的導(dǎo)向作用下向換熱腔的底部流動，此時傳熱管內(nèi)的蒸汽在遇到溫度較低的冷凝管時會發(fā)生液化并放出熱量，冷凝管內(nèi)的液體膜在向下流動的過程中會吸收這些液化產(chǎn)生的熱量，從而使得液體膜的溫度升高，使得液體膜在向下流動的過程中沸騰并蒸發(fā)，當(dāng)高鹽廢水從冷凝管的底部流出并進入收集腔后，高鹽廢水中的水分部分蒸發(fā)形成二次蒸汽，并且使得高鹽廢水中的鹽離子濃度上升而變成濃縮液，濃縮液由收集腔的底部排出，二次蒸汽經(jīng)由分離器的分離作用將其中攜帶的部分液體去除，并將純凈的二次蒸汽輸入蒸汽壓縮機內(nèi)，然后通過蒸汽壓縮機對二次蒸汽進行壓縮升溫，隨后升溫后的二次蒸汽經(jīng)由蒸汽輸送管道進入傳熱管內(nèi)，重新對冷凝管內(nèi)的高鹽廢水進行加熱，從而可以充分發(fā)揮二次蒸汽的潛熱。

而且在蒸發(fā)器作業(yè)時，蒸汽可以均勻地從傳熱管內(nèi)流出，從而可以對每個冷凝管的高鹽廢水進行均勻加熱，減少了因冷凝管所處位置的不同導(dǎo)致冷凝管受熱不均的問題，從而可以提升蒸發(fā)器的導(dǎo)熱效率。

可選的，每一所述傳熱管均螺旋盤繞在每一所述冷凝管的外壁上，且所述傳熱管的底部與所述換熱腔的底部連通。

通過采用上述技術(shù)方案，螺旋設(shè)置的傳熱管不僅可以大幅增加蒸汽流經(jīng)冷凝管的路徑長度，從而增加蒸汽與冷凝管的接觸面積，而且可以延長蒸汽與冷凝管的接觸時間，從而使得傳熱管內(nèi)的蒸汽與冷凝管的外壁充分接觸，提升蒸汽的液化效率。

可選的，所述分熱組件還包括多個隔熱罩，每一所述隔熱罩分別套設(shè)于每一所述冷凝管上，且所述隔熱罩的內(nèi)徑大于所述傳熱管的外徑，所述隔熱罩的頂部開口、底部設(shè)置有供冷凝液流出的排水口。

通過采用上述技術(shù)方案，在冷凝管上套設(shè)的隔熱罩可以使得從傳熱管底部流出的蒸汽始終包圍在冷凝管的周圍，從而進一步增強蒸汽的使用效率，進而可以增強蒸汽的液化效率。

可選的，所述分熱組件還包括設(shè)置于所述傳熱管和所述冷凝管之間的熱板，所述熱板套設(shè)于所述冷凝管上且所述熱板的一側(cè)固設(shè)于所述冷凝管的外壁上、另一側(cè)與所述傳熱管固定連接。

通過采用上述技術(shù)方案，由于熱板中的毛細(xì)結(jié)構(gòu)及虹吸效應(yīng)，熱板可以將蒸汽中的熱量快速的傳遞給冷凝管，從而可以提升蒸汽與冷凝管之間的導(dǎo)熱效率。

可選的，所述傳熱管內(nèi)螺旋設(shè)置有導(dǎo)熱鰭片，所述導(dǎo)熱鰭片的一側(cè)與所述熱板固定連接。

通過采用上述技術(shù)方案，在熱板上螺旋設(shè)置的導(dǎo)熱鰭片可以進一步增大蒸汽與熱板的接觸面積，從而可以進一步提升蒸汽與熱板之間的導(dǎo)熱效率。

可選的，所述傳熱管為可伸縮傳熱管，用于在所述傳熱管內(nèi)蒸汽溫度高于預(yù)設(shè)溫度時受熱膨脹并抵緊于所述隔熱罩內(nèi)側(cè)。

通過采用上述技術(shù)方案，由于傳熱管內(nèi)蒸汽液化會放出熱量，從而使得傳熱管內(nèi)的溫度升高，當(dāng)傳熱管內(nèi)的溫度高于預(yù)設(shè)溫度時，傳熱管受熱后會發(fā)生膨脹，從而可以增大傳熱管與冷凝管之間的接觸面積，進而使得傳熱管內(nèi)的蒸汽可以充分與冷凝管接觸并提升蒸汽的液化效率。

可選的，所述隔熱罩內(nèi)壁設(shè)置有多個溫度傳感器和多個壓力傳感器，所述蒸發(fā)器外壁上設(shè)置有控制器和顯示屏，所述溫度傳感器、所述壓力傳感器均與所述控制器電性連接，且均通過所述顯示屏實時顯示所述壓力傳感器、所述溫度傳感器測得的數(shù)據(jù)，所述控制器與所述蒸汽壓縮機電性連接。

通過采用上述技術(shù)方案，溫度傳感器可以準(zhǔn)確的識別隔熱罩內(nèi)的溫度，在傳熱管受熱膨脹并抵緊于隔熱罩的內(nèi)壁時，壓力傳感器會準(zhǔn)確識別隔熱罩受到的壓力，溫度傳感器和壓力傳感器可以將其檢測到的溫度數(shù)據(jù)和壓力數(shù)據(jù)實時通過顯示屏顯示，從而使得工作人員可以直觀的觀察到蒸發(fā)器內(nèi)的工作狀態(tài)，當(dāng)壓力傳感器檢測到隔熱罩受到的壓力過大時，工作人員可以通過控制器控制蒸汽壓縮機的轉(zhuǎn)速來控制蒸汽的溫度，減少傳熱管過度受熱膨脹導(dǎo)致傳熱管受損的情況，從而可以提升傳熱管的使用壽命。

可選的，所述傳熱管為半圓形，且所述傳熱管上下的間距小于所述傳熱管的直徑。

通過采用上述技術(shù)方案，通過半圓狀的傳熱管可以增大與冷凝管之間的接觸面積，而且傳熱管的下降率較小，蒸汽可以充分與冷凝管的外壁接觸，從而可以提升傳熱管與冷凝管之間的導(dǎo)熱效率。

綜上所述，本申請包括以下至少一種有益技術(shù)效果：

1.當(dāng)高鹽廢水從進料口流入蒸發(fā)器中后，高鹽廢水首先會進入容置腔內(nèi)，然后高鹽廢水通過布液器分配到每個冷凝管中，并且沿著冷凝管的內(nèi)壁形成均勻的液體膜，同時蒸汽從蒸汽輸送管道進入多個傳熱管，并在傳熱管的導(dǎo)向作用下向換熱腔的底部流動，此時傳熱管內(nèi)的蒸汽在遇到溫度較低的冷凝管時會發(fā)生液化并放出熱量，冷凝管內(nèi)的液體膜在向下流動的過程中會吸收這些液化產(chǎn)生的熱量，從而使得液體膜的溫度升高，使得液體膜在向下流動的過程中沸騰并蒸發(fā)，當(dāng)高鹽廢水從冷凝管的底部流出并進入收集腔后，高鹽廢水中的水分部分蒸發(fā)形成二次蒸汽，并且使得高鹽廢水中的鹽離子濃度上升而變成濃縮液，濃縮液由收集腔的底部排出，二次蒸汽經(jīng)由分離器的分離作用將其中攜帶的部分液體去除，并將純凈的二次蒸汽輸入蒸汽壓縮機內(nèi)，然后通過蒸汽壓縮機對二次蒸汽進行壓縮升溫，隨后升溫后的二次蒸汽經(jīng)由蒸汽輸送管道進入傳熱管內(nèi)，重新對冷凝管內(nèi)的高鹽廢水進行加熱，從而可以充分發(fā)揮二次蒸汽的潛熱。而且在蒸發(fā)器作業(yè)時，蒸汽可以均勻地從傳熱管內(nèi)流出，從而可以對每個冷凝管的高鹽廢水進行均勻加熱，減少了因冷凝管所處位置的不同導(dǎo)致冷凝管受熱不均的問題，從而可以提升蒸發(fā)器的導(dǎo)熱效率；

2.螺旋設(shè)置的傳熱管不僅可以大幅增加蒸汽流經(jīng)冷凝管的路徑長度，從而增加蒸汽與冷凝管的接觸面積，而且可以延長蒸汽與冷凝管的接觸時間，從而使得傳熱管內(nèi)的蒸汽與冷凝管的外壁充分接觸，提升蒸汽的液化效率；

3.由于傳熱管內(nèi)蒸汽液化會放出熱量，從而使得傳熱管內(nèi)的溫度升高，當(dāng)傳熱管內(nèi)的溫度高于預(yù)設(shè)溫度時，傳熱管受熱后會發(fā)生膨脹，從而可以增大傳熱管與冷凝管之間的接觸面積，進而使得傳熱管內(nèi)的蒸汽可以充分與冷凝管接觸并提升蒸汽的液化效率。

（發(fā)明人：張滿強）