一種亞重力場(chǎng)強(qiáng)化多級(jí)蒸發(fā)系統(tǒng)的制作方法

本發(fā)明屬于蒸發(fā)處理領(lǐng)域，具體涉及一種亞重力場(chǎng)強(qiáng)化多級(jí)蒸發(fā)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

蒸發(fā)過程是化工、輕工、食品、制藥、污水處理等工業(yè)過程中的常見和主要過程。蒸發(fā)過程需要消耗大量蒸汽，是一個(gè)高能耗過程。由于蒸發(fā)過程在流程工業(yè)中面廣量大，因此提高蒸發(fā)過程中的能量利用率對(duì)石化、冶金等流程工業(yè)節(jié)能增效、提升產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要的意義。

當(dāng)前，利用蒸發(fā)法進(jìn)行溶液濃縮的技術(shù)主要是多效蒸發(fā)技術(shù)以及機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)。多效蒸發(fā)是利用前一級(jí)蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽作為熱源加熱后一級(jí)蒸發(fā)器，多個(gè)蒸發(fā)器串聯(lián)起來(lái)進(jìn)行操作，使得蒸汽使用量大為降低；機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)是對(duì)從蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)行再壓縮，使其熱力品質(zhì)提升，重新作為加熱蒸汽進(jìn)入蒸發(fā)器中，以補(bǔ)充甚至完全替代生蒸汽。

多效蒸發(fā)技術(shù)雖然節(jié)省了部分生蒸汽，但第一效仍需不斷供應(yīng)蒸汽，末效產(chǎn)生的二次蒸汽基本直接冷凝而未進(jìn)行利用，且效數(shù)越多，設(shè)備體積愈發(fā)龐大，設(shè)備投資較大；機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)克服了多效蒸發(fā)末效剩余二次蒸汽直接冷凝排放而造成的浪費(fèi)現(xiàn)象，其運(yùn)行成本主要為蒸汽壓縮機(jī)的電能消耗，但其核心設(shè)備蒸汽壓縮機(jī)的防腐防銹保護(hù)以及在長(zhǎng)期運(yùn)行工況下的安全可靠性是一個(gè)有待解決的難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種亞重力場(chǎng)強(qiáng)化多級(jí)蒸發(fā)系統(tǒng)，利用空氣載濕能力來(lái)帶走溶液中的純水，進(jìn)而達(dá)到蒸發(fā)目的的方法。實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)的原理是利用空氣的載濕能力隨溫度升高而增大的特點(diǎn)，通過熱溶液與空氣進(jìn)行直接接觸傳熱傳質(zhì)，升溫吸濕后的空氣進(jìn)入回?zé)崞髋c溶液進(jìn)行換熱，能量合理利用。采用多級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)型式，達(dá)到減少風(fēng)量，降低風(fēng)機(jī)能耗的目的；通過填料低速旋轉(zhuǎn)，形成亞重力場(chǎng)，溶液均勻分布于填料上，強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)效果，溶液在填料中形成沿徑向向四周運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，防止產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種亞重力場(chǎng)強(qiáng)化多級(jí)蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，包括：儲(chǔ)液罐、預(yù)熱器、一級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)、二級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)、三級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)、風(fēng)機(jī)、進(jìn)料泵、循環(huán)泵和循環(huán)液罐，所述一級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)、二級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)和三級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)均包括蒸發(fā)室、冷凝回?zé)崞骱屠淠凉衿?；所述?chǔ)液罐中的原料溶液和循環(huán)液罐中的濃縮溶液分別在進(jìn)料泵和循環(huán)泵的作用下混合，混合液平均分為三股分別進(jìn)入各級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)的冷凝回?zé)崞髦校旌弦何諠窨諝庥酂岷髤R合進(jìn)入預(yù)熱器，通過蒸汽加熱后，再次平均分流為三股分別進(jìn)入各級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)室，在蒸發(fā)室中與循環(huán)空氣直接接觸傳熱傳質(zhì)，并自蒸發(fā)室底部流入循環(huán)液罐；所述循環(huán)空氣在風(fēng)機(jī)的作用下依次經(jīng)過一級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)、二級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)和三級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)，不斷循環(huán)。

一種亞重力場(chǎng)強(qiáng)化多級(jí)蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，包括：儲(chǔ)液罐、進(jìn)料泵、循環(huán)泵、一級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)、二級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)、三級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)、風(fēng)機(jī)和循環(huán)液罐，所述一級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)、二級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)和三級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)均包括蒸發(fā)室、冷凝回?zé)崞?、冷凝除濕器和預(yù)熱器；所述儲(chǔ)液罐中的原料溶液和循環(huán)液罐中的濃縮溶液分別在進(jìn)料泵和循環(huán)泵的作用下混合，混合液依次進(jìn)入三級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)、二級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)和一級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)，在各級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)中分別經(jīng)冷凝回?zé)崞骱皖A(yù)熱器加熱后進(jìn)入蒸發(fā)室，在蒸發(fā)室中與循環(huán)空氣直接接觸傳熱傳質(zhì)，并自蒸發(fā)室底部流入循環(huán)液罐；所述循環(huán)空氣在風(fēng)機(jī)作用下，依次經(jīng)過一級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)、二級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)和三級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)，不斷循環(huán)。

一種亞重力場(chǎng)強(qiáng)化多級(jí)蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，包括：儲(chǔ)液罐、進(jìn)料泵、循環(huán)泵、一級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)、二級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)、三級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)、除塵器、風(fēng)機(jī)和循環(huán)液罐，所述一級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)、二級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)和三級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)均包括蒸發(fā)室、冷凝回?zé)崞骱皖A(yù)熱器；所述儲(chǔ)液罐中的原料溶液和循環(huán)液罐中的濃縮溶液分別在進(jìn)料泵和循環(huán)泵的作用下混合，混合液依次進(jìn)入三級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)、二級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)和一級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)，在各級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)中分別經(jīng)冷凝回?zé)崞骱皖A(yù)熱器加熱后進(jìn)入蒸發(fā)室，在蒸發(fā)室中與空氣直接接觸傳熱傳質(zhì)，并自蒸發(fā)室底部流入循環(huán)液罐；空氣在除塵器和風(fēng)機(jī)的作用下，分別進(jìn)入一級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)、二級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)和三級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)并最終放空。

為優(yōu)化上述技術(shù)方案，采取的具體措施還包括：

所述混合液通過閥門控制進(jìn)入各級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)的冷凝回?zé)崞鞯牧髁肯嗤?；混合液流?jīng)預(yù)熱器時(shí)，通過閥門控制，平均分為三股進(jìn)入各級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)室中。

所述風(fēng)機(jī)將循環(huán)空氣從蒸發(fā)室底部吹入，循環(huán)空氣被混合液加熱后帶走混合液中的水分，并在冷凝回?zé)崞髦信c混合液換熱，回收循環(huán)空氣余熱，再經(jīng)冷凝除濕器與冷卻水換熱，使循環(huán)空氣恢復(fù)到進(jìn)入蒸發(fā)室之前的狀態(tài)，之后進(jìn)入下一級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行閉式循環(huán)。

所述冷凝除濕器通過循環(huán)冷卻水為循環(huán)空氣降溫，循環(huán)冷卻水吸收循環(huán)空氣熱量后通過涼水塔進(jìn)行降溫，由循環(huán)泵再次打入冷凝除濕器循環(huán)操作。

所述蒸發(fā)室上部設(shè)有溶液進(jìn)口管，溶液進(jìn)口管與預(yù)熱器相連用于混合液的進(jìn)入；蒸發(fā)室底部設(shè)有溶液出口管，溶液出口管與循環(huán)液罐相連，用于濃縮溶液的流出；蒸發(fā)室下部還設(shè)有空氣進(jìn)口管，空氣進(jìn)口管與風(fēng)機(jī)相連用于循環(huán)空氣的進(jìn)入；蒸發(fā)室頂部還設(shè)有空氣出口管，空氣出口管與冷凝回?zé)崞飨噙B，用于循環(huán)空氣的流出，回收利用循環(huán)空氣余熱。

所述蒸發(fā)室上部設(shè)有溶液進(jìn)口管，溶液進(jìn)口管與預(yù)熱器相連用于混合液的進(jìn)入；蒸發(fā)室底部設(shè)有溶液出口管，溶液出口管與循環(huán)液罐相連，用于濃縮溶液的流出；蒸發(fā)室下部還設(shè)有空氣進(jìn)口管，空氣進(jìn)口管與風(fēng)機(jī)、除塵器相連，用于空氣的進(jìn)入；蒸發(fā)室頂部還設(shè)有空氣出口管，空氣出口管與冷凝回?zé)崞飨噙B，空氣從冷凝回?zé)崞鞣趴铡?/p>

所述蒸發(fā)室采用噴淋式結(jié)構(gòu)，頂部設(shè)有多個(gè)噴頭，各噴頭噴出的混合液以一定角度呈錐形下落，溶液進(jìn)口管通入蒸發(fā)室后在蒸發(fā)室頂部形成圓形支架，噴頭均勻地布置在支架上。

所述蒸發(fā)室采用亞重力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，具有固定于轉(zhuǎn)軸之上的圓柱形填料層，熱溶液首先通過蒸發(fā)室頂部噴頭噴淋至填料上，電機(jī)通過皮帶帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，填料在轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)下進(jìn)行低速旋轉(zhuǎn)，形成亞重力場(chǎng)，溶液均勻分布于填料中，產(chǎn)生沿徑向從中間到填料四周的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。

本發(fā)明的有益效果是：根據(jù)所需處理溶液的處理量、濃度、處理要求不同，以及操作環(huán)境的差異，可采用不同串并聯(lián)型式的蒸發(fā)系統(tǒng)。當(dāng)所需處理溶液初始濃度較低時(shí)，而處理濃度要求較高時(shí)，為達(dá)到指定處理要求，需進(jìn)行多次循環(huán)操作，此時(shí)宜采用溶液串聯(lián)型式，通過多級(jí)蒸發(fā)室串聯(lián)操作，逐步濃縮溶液至指定處理要求；當(dāng)所需處理溶液的處理量較大時(shí)，為提高處理效率，此時(shí)宜采用溶液并聯(lián)型式，通過多級(jí)蒸發(fā)室并聯(lián)操作，從而在無(wú)需提高風(fēng)機(jī)性能的條件下增大溶液處理量；當(dāng)環(huán)境溫度適宜，波動(dòng)范圍較小，且控制精度要求不高時(shí)，可采用空氣并聯(lián)型式，此時(shí)載濕空氣可直接取自外界大氣，無(wú)需增設(shè)冷凝除濕設(shè)備；當(dāng)環(huán)境溫度波動(dòng)范圍較大，或控制精度要求較高時(shí)，應(yīng)采用空氣串聯(lián)型式，此時(shí)載濕空氣為閉式循環(huán)，與外界環(huán)境無(wú)關(guān)，便于進(jìn)行系統(tǒng)控制。

附圖說明

圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例（空氣串聯(lián)溶液并聯(lián)）的工作示意圖。

圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例（空氣串聯(lián)溶液串聯(lián)）的工作示意圖。

圖3是本發(fā)明第三實(shí)施例（空氣并聯(lián)溶液串聯(lián)）的工作示意圖。

圖4是本發(fā)明第一、第二實(shí)施例中循環(huán)冷卻系統(tǒng)工作的示意圖。

附圖標(biāo)記如下：儲(chǔ)液罐11、21、31；循環(huán)液罐19、27、37；進(jìn)料泵171、221、321；循環(huán)泵172、222、322；一級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)13、23、33；二級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)14、24、34；三級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)15、25、35；風(fēng)機(jī)161、162、163、261、262、263、361、362、363；除塵器333、343、353；閥門181、182、183、184、185、186；冷凝回?zé)崞?32、142、152、232、242、252、332、342、352；冷凝除濕器133、143、153、233、243、253；預(yù)熱器12、234、244、254、334、344、354；溶液進(jìn)口管1311、1411、1511、2311、2411、2511、3311、3411、3511；溶液出口管1312、1412、1512、2312、2412、2512、3312、3412、3512；空氣進(jìn)口管1313、1413、1513、2313、2413、2513、3313、3413、3513；空氣出口管1314、1414、1514、2314、2414、2514、3314、3414、3514。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

第一實(shí)施例

如圖1所示的空氣串聯(lián)溶液并聯(lián)的亞重力場(chǎng)強(qiáng)化多級(jí)蒸發(fā)系統(tǒng)，包括儲(chǔ)液罐11、預(yù)熱器12、一級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)13、二級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)14、三級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)15、風(fēng)機(jī)161、162、163、進(jìn)料泵171、循環(huán)泵172和循環(huán)液罐19，一級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)13、二級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)14和三級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)15均包括蒸發(fā)室131、141、151、冷凝回?zé)崞?32、142、152和冷凝除濕器133、143、153。

蒸發(fā)室131、141、151上部設(shè)有溶液進(jìn)口管1311、1411、1511，溶液進(jìn)口管1311、1411、1511與預(yù)熱器12相連用于混合液的進(jìn)入，蒸發(fā)室131、141、151底部設(shè)有溶液出口管1312、1412、1512，溶液出口管1312、1412、1512與循環(huán)液罐19相連，用于濃縮溶液的流出，蒸發(fā)室131、141、151下部還設(shè)有空氣進(jìn)口管1313、1413、1513，空氣進(jìn)口管1313、1413、1513與風(fēng)機(jī)161、162、163相連用于循環(huán)空氣的進(jìn)入，蒸發(fā)室131、141、151頂部還設(shè)有空氣出口管1314、1414、1514，空氣出口管1314、1414、1514與冷凝回?zé)崞?32、142、152相連，用于循環(huán)空氣的流出，回收利用循環(huán)空氣余熱。蒸發(fā)室131、141、151采用噴淋式結(jié)構(gòu)，在頂部設(shè)有多個(gè)噴頭，各噴頭噴出的溶液以一定角度呈錐形下落，溶液進(jìn)口管1311、1411、1511伸入蒸發(fā)室131、141、151后在蒸發(fā)室131、141、151頂部形成圓形支架，噴頭均布于其上，便于液滴噴灑均勻。噴頭下部設(shè)置圓柱形填料固定于轉(zhuǎn)軸之上，電機(jī)通過皮帶帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸，從而使填料低速旋轉(zhuǎn)形成亞重力場(chǎng)，噴淋在填料上的熱溶液經(jīng)較弱離心力作用，形成從中間向四周發(fā)散的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，均勻分布于填料中，空氣自下而上進(jìn)入填料，與溶液逆流接觸傳熱傳質(zhì)，該結(jié)構(gòu)對(duì)于轉(zhuǎn)軸強(qiáng)度、剛度及動(dòng)密封要求較低，易于實(shí)現(xiàn)。轉(zhuǎn)軸與圓柱形填料架固定，從蒸發(fā)室131、141、151底部穿出，與蒸發(fā)室131、141、151底部接觸處采用動(dòng)密封。

儲(chǔ)液罐11和循環(huán)液罐19相連，并連接至冷凝回?zé)崞?32、142、152，各級(jí)冷凝回?zé)崞?32、142、152通過預(yù)熱器12分別連接至蒸發(fā)室131、141、151，各級(jí)蒸發(fā)室131、141、151與循環(huán)液罐19相連。管道風(fēng)機(jī)161、162、163依次與蒸發(fā)室131、141、151的循環(huán)空氣進(jìn)口管1313、1413、1513相連，循環(huán)空氣出口管1314、1414、1514與各級(jí)冷凝回?zé)崞?32、142、152和各級(jí)冷凝除濕器133、143、153相連。

系統(tǒng)工藝流程為：通過進(jìn)料泵171和循環(huán)泵172將儲(chǔ)液罐11及循環(huán)液罐19中的溶液混合并打入到冷凝回?zé)崞?32、142、152中，與循環(huán)空氣進(jìn)行換熱，之后進(jìn)入預(yù)熱器12與蒸汽換熱后分別進(jìn)入到蒸發(fā)室131、141、151中，與循環(huán)空氣進(jìn)行直接接觸傳熱傳質(zhì)，濃縮后的混合液（濃縮溶液）進(jìn)入循環(huán)液罐19中，通過循環(huán)液罐19中部管道直接通入循環(huán)液罐19底部，溶液出口設(shè)于循環(huán)液罐19側(cè)面上部，保證固體結(jié)晶、沉淀物滯留于循環(huán)液罐19底部，用于循環(huán)的溶液為上部清液，部分上部清液與原料溶液混合再次循環(huán)，循環(huán)液罐19底部部分溶液被引出進(jìn)行結(jié)晶處理，固液分離。利用管道風(fēng)機(jī)161將循環(huán)空氣打入蒸發(fā)室131與熱溶液直接接觸，進(jìn)行升溫吸濕，經(jīng)冷凝回?zé)崞?32冷凝換熱后，循環(huán)空氣初步降溫，冷凝水排出，再進(jìn)入冷凝除濕器133中與冷卻水換熱，進(jìn)一步降溫后循環(huán)空氣重新具有吸濕能力，再次打入二級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)14和三級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)15，其吸濕除濕機(jī)理與一級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)13相同，空氣在各級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)中不斷循環(huán)作用。其中，通過循環(huán)液罐19內(nèi)液位高度，控制原料閥與循環(huán)閥開度，分別控制來(lái)自儲(chǔ)液罐11和循環(huán)液罐19的溶液流量，并通過閥門181、182、183控制進(jìn)入到各級(jí)冷凝回?zé)崞?32、142、152的溶液流量相同，以使各級(jí)蒸發(fā)冷凝換熱工況相同。混合液流經(jīng)預(yù)熱器12時(shí)，通過閥門184、185、186控制，平均分為三股進(jìn)入各級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)室131、141、151中。

其中，利用蒸汽作為熱源，將混合液加熱到指定溫度，選用空氣作為吸濕載體，循環(huán)空氣在風(fēng)機(jī)161、162、163的作用下進(jìn)入蒸發(fā)室131、141、151，混合液在蒸發(fā)室131、141、151中與空氣進(jìn)行直接接觸傳熱傳質(zhì)，空氣溫度升高，混合液中的部分純水氣化，空氣攜帶走這部分水蒸氣，并進(jìn)入冷凝回?zé)崞?32、142、152中與溶液換熱，進(jìn)行初步冷凝，回收利用空氣余熱，同時(shí)空氣中的部分水蒸氣冷凝析出，之后，初步降溫后循環(huán)空氣再次通入冷凝除濕器133、143、153中，與循環(huán)冷卻水換熱后恢復(fù)到進(jìn)入蒸發(fā)室131、141、151之前狀態(tài)，并且引入到下級(jí)蒸發(fā)室，進(jìn)行循環(huán)載濕除濕；采用多級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)串聯(lián)，達(dá)到節(jié)約空氣用量，降低風(fēng)機(jī)能耗的目的。

系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，在風(fēng)機(jī)161、162、163作用下，循環(huán)空氣在管道、蒸發(fā)室131、141、151、冷凝回?zé)崞?32、142、152、冷凝除濕器133、143、153內(nèi)進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)；溶液在流經(jīng)各級(jí)冷凝回?zé)崞骱皖A(yù)熱器后，達(dá)到指定溫度，通過溶液進(jìn)口管1311、1411、1511伸入蒸發(fā)室131、141、151頂部，通過頂部液體分布器進(jìn)入各支管中，支管上均勻分布多個(gè)噴頭，溶液經(jīng)噴頭噴出后以錐形下落，經(jīng)亞重力場(chǎng)弱離心力作用后均勻分布于填料中，空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)161、162、163自蒸發(fā)室底部空氣進(jìn)口管1313、1413、1513鼓入蒸發(fā)室131、141、151中，空氣與溶液進(jìn)行逆流直接接觸傳熱傳質(zhì)，濃縮液自蒸發(fā)室底部溶液出口管1312、1412、1512流入循環(huán)液罐19中，載濕空氣自蒸發(fā)室131、141、151頂部空氣出口管1314、1414、1514引入冷凝回?zé)崞?32、142、152，與溶液進(jìn)行換熱，回收熱量，節(jié)約加熱蒸汽消耗量。

驅(qū)動(dòng)熱源可由工業(yè)生產(chǎn)過程中的低品位熱能提供，可與其它工業(yè)過程進(jìn)行聯(lián)合生產(chǎn)，回收利用工業(yè)廢熱，降低能源消耗，溶液經(jīng)冷凝回?zé)崞?32、142、152和預(yù)熱器12加熱后溫度達(dá)到處理?xiàng)l件。

實(shí)際操作中，蒸發(fā)工藝分為兩個(gè)階段：開車階段和穩(wěn)定運(yùn)行階段。開車階段時(shí)，進(jìn)料液僅為母液，母液通入系統(tǒng)后，經(jīng)首次蒸發(fā)溶液濃度尚未達(dá)到處理要求，此時(shí)停止通入母液，溶液在系統(tǒng)中進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)，多次蒸發(fā)后達(dá)到處理濃度；穩(wěn)定運(yùn)行階段，達(dá)到處理濃度的溶液，一部分引出系統(tǒng)進(jìn)行下級(jí)結(jié)晶工藝操作，剩余部分將于母液按照一定比例進(jìn)行混合，使之能夠在經(jīng)過一次蒸發(fā)操作后混合液濃度達(dá)到處理要求，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)蒸發(fā)操作的目的。更為具體地，開車階段，母液分別在蒸發(fā)結(jié)構(gòu)13、14、15中進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，將原料閥關(guān)閉，不再通入母液，并將濃縮液在各蒸發(fā)結(jié)構(gòu)內(nèi)部進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)，直至達(dá)到處理要求后送入循環(huán)液罐19；穩(wěn)定運(yùn)行階段，通過原料閥與循環(huán)閥分別控制來(lái)自儲(chǔ)液罐11的母液流量與來(lái)自循環(huán)液罐19的濃縮液流量進(jìn)行配比，開始連續(xù)穩(wěn)定蒸發(fā)操作。

該實(shí)施例中，溶液并聯(lián)式適用于溶液處理量較大的情況，通過多級(jí)蒸發(fā)室并聯(lián)操作，從而在無(wú)需提高風(fēng)機(jī)性能的條件下增大溶液處理量，提高處理效率；空氣串聯(lián)式適用于環(huán)境溫度波動(dòng)范圍較大或控制精度要求較高時(shí)，此時(shí)載濕空氣為閉式循環(huán)，與外界環(huán)境無(wú)關(guān)，穩(wěn)定操作條件下，系統(tǒng)中空氣進(jìn)行循環(huán)操作，從蒸發(fā)室吸濕后的空氣經(jīng)冷凝回?zé)崞骷袄淠凉衿鹘禍爻凉窈?，重新具有載濕能力，再次進(jìn)入蒸發(fā)室進(jìn)行吸濕，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，易于進(jìn)行控制。

第二實(shí)施例

如圖2所示的空氣串聯(lián)溶液串聯(lián)的亞重力場(chǎng)強(qiáng)化多級(jí)蒸發(fā)系統(tǒng)，其循環(huán)空氣結(jié)構(gòu)和原理與第一實(shí)施例相同，均為閉式結(jié)構(gòu)，并且第二實(shí)施例中各部件的結(jié)構(gòu)功能與第一實(shí)施例中相同，因此不再贅述，不同之處在于連接方式和工作原理，以下僅對(duì)不同點(diǎn)進(jìn)行闡述。

系統(tǒng)包括儲(chǔ)液罐21、進(jìn)料泵221、循環(huán)泵222、一級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)23、二級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)24、三級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)25、風(fēng)機(jī)261、262、263和循環(huán)液罐27，一級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)23、二級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)24和三級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)25均包括蒸發(fā)室231、241、251、冷凝回?zé)崞?32、242、252、冷凝除濕器233、243、253和預(yù)熱器234、244、254；儲(chǔ)液罐21中的原料溶液和循環(huán)液罐27中的濃縮溶液分別在進(jìn)料泵221和循環(huán)泵222的作用下混合，混合液依次進(jìn)入三級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)25、二級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)24和一級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)23，在各級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)中分別經(jīng)冷凝回?zé)崞?52、242、232和預(yù)熱器254、244、234加熱后進(jìn)入蒸發(fā)室251、241、231，在蒸發(fā)室251、241、231中與循環(huán)空氣直接接觸傳熱傳質(zhì)，并自蒸發(fā)室251、241、231底部流入循環(huán)液罐27；循環(huán)空氣在風(fēng)機(jī)261、262、263作用下，依次經(jīng)過一級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)23、二級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)24和三級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)25，不斷循環(huán)。

對(duì)于溶液串聯(lián)型式的蒸發(fā)系統(tǒng)，開車階段，母液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)25進(jìn)行蒸發(fā)濃縮后，再依次引入到蒸發(fā)結(jié)構(gòu)24、23中，經(jīng)多級(jí)蒸發(fā)濃縮后的母液尚未達(dá)到配比濃度，此時(shí)將原料閥關(guān)閉，不再通入母液，濃縮液重新引入蒸發(fā)結(jié)構(gòu)25中進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)，多次循環(huán)后，溶液濃度不斷提高，達(dá)到要求后送入循環(huán)液罐27；穩(wěn)定運(yùn)行階段，通過原料閥與循環(huán)閥分別控制來(lái)自儲(chǔ)液罐21的母液流量與來(lái)自循環(huán)液罐27的流量進(jìn)行配比，開始連續(xù)穩(wěn)定蒸發(fā)操作。

第二實(shí)施例相比于第一實(shí)施例，不同之處在于采用了溶液串聯(lián)式，適用于所需處理溶液初始濃度較低而處理濃度要求較高時(shí)，為達(dá)到指定處理要求，需進(jìn)行多次循環(huán)操作，通過多級(jí)蒸發(fā)室串聯(lián)操作，逐步濃縮溶液至指定處理要求。

圖4所示的循環(huán)冷卻系統(tǒng)適用于第一、第二實(shí)施例，循環(huán)冷卻水作為冷凝除濕器中的冷卻介質(zhì)，利用循環(huán)泵將冷卻水打循環(huán)，循環(huán)冷卻水吸熱后打入冷卻塔進(jìn)行降溫，熱水由塔頂向下噴淋成水滴狀或水膜狀，冷卻塔選用抽風(fēng)式冷卻搭，在風(fēng)機(jī)作用下，空氣由下向上流動(dòng)與冷卻水形成逆流，冷卻水與周圍空氣存在溫度差和濕度差，形成蒸發(fā)傳熱與接觸傳熱兩種傳熱形式，其中蒸發(fā)傳熱是冷卻水在冷卻塔中氣化從液相中傳遞至氣相的潛熱，占熱量傳遞的主要部分，接觸傳熱是冷卻水與空氣直接換熱，由空氣溫度升高體現(xiàn)的顯熱，占熱量傳遞的少量部分。

第三實(shí)施例

如圖3所示的空氣并聯(lián)溶液串聯(lián)的亞重力場(chǎng)強(qiáng)化多級(jí)蒸發(fā)系統(tǒng)，其溶液循環(huán)結(jié)構(gòu)和原理與第二實(shí)施例相同，均為串聯(lián)形式，并且第三實(shí)施例中各部件的結(jié)構(gòu)功能與第一、第二實(shí)施例相同，因此不再贅述，不同之處在于連接方式和工作原理，以下僅對(duì)不同點(diǎn)進(jìn)行闡述。

系統(tǒng)包括儲(chǔ)液罐31、進(jìn)料泵321、循環(huán)泵322、一級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)33、二級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)34、三級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)35、除塵器333、343、353、風(fēng)機(jī)361、362、363和循環(huán)液罐37，一級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)33、二級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)34和三級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)35均包括蒸發(fā)室331、341、351、冷凝回?zé)崞?32、342、352和預(yù)熱器334、344、354；儲(chǔ)液罐31中的原料溶液和循環(huán)液罐37中的濃縮溶液分別在進(jìn)料泵321和循環(huán)泵322的作用下混合，混合液依次進(jìn)入三級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)35、二級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)34和一級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)33，在各級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)中分別經(jīng)冷凝回?zé)崞?52、342、332和預(yù)熱器354、344、334加熱后進(jìn)入蒸發(fā)室351、341、331，在蒸發(fā)室351、341、331中與空氣直接接觸傳熱傳質(zhì)，并自蒸發(fā)室351、341、331底部流入循環(huán)液罐37；空氣在風(fēng)機(jī)361、362、363的作用下，經(jīng)除塵器333、343、353除去微小顆粒后分別進(jìn)入一級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)33、二級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)34和三級(jí)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)35，進(jìn)行載濕操作。空氣進(jìn)口管3313、3413、3513與風(fēng)機(jī)361、362、363、除塵器333、343、353依次相連，用于空氣的進(jìn)入，空氣出口管3314、3414、3514與冷凝回?zé)崞?32、342、352相連，并從冷凝回?zé)崞?32、342、352放空。

第三實(shí)施例相比于第二實(shí)施例，不同之處在于采用了空氣并聯(lián)式，適用于環(huán)境溫度適宜、波動(dòng)范圍較小且控制精度要求不高時(shí)，此時(shí)載濕空氣可直接取自外界大氣，無(wú)需增設(shè)冷凝除濕設(shè)備。

下面以廢水處理為例，針對(duì)第一實(shí)施例進(jìn)行系統(tǒng)的能耗計(jì)算。

處理目標(biāo)：所處理工業(yè)廢水的蒸發(fā)量定為500t/d，原料廢水是濃度為20%的硫酸鎂溶液，通過蒸發(fā)處理后濃度達(dá)到40%，之后排出系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)晶及固液分離處理。

系統(tǒng)能耗計(jì)算：廢水經(jīng)冷凝回?zé)崞骱皖A(yù)熱器加熱升溫至95℃，35℃的飽和濕空氣自蒸發(fā)室底部進(jìn)入，與自蒸發(fā)室頂部進(jìn)入的廢水進(jìn)行直接接觸傳熱傳質(zhì)，濃縮后廢水降至40℃，從蒸發(fā)室底部排出，空氣升溫吸濕后達(dá)到90℃，相對(duì)濕度95%，從蒸發(fā)室頂部排出；廢水經(jīng)冷凝回?zé)崞骷訜嶂?5℃，又經(jīng)預(yù)熱器加熱至95℃，蒸汽提供熱量為2691.79kw，蒸發(fā)一噸水需消耗蒸汽0.21t，費(fèi)用為42元。

本發(fā)明廣泛適用于印染、化工、造紙、醫(yī)藥、農(nóng)藥、食品、海水淡化、精細(xì)化工等行業(yè)，能夠?qū)崿F(xiàn)不同溫度要求下的蒸發(fā)操作。

以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。