[发明专利]浓盐水蒸发结晶系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种浓盐水蒸发结晶系统。

背景技术

目前，关于超声雾化机理的研究还处在初级阶段，但它有着与其它雾化形式完全不同的本质。目前认为超声波雾化液体有两种因素起作用一个是高频、高振幅的气流所具有的剧烈紊流脉动将液膜拉成液丝，破碎成液滴而在气动力作用下进一步雾化成细雾。超声波雾化液体的另一个起作用的因素是高频、高振幅的气流具有线性运动动能，在与液滴碰撞时，能将能量传递给液滴，使其获得非常大的能量后，破碎成更细小的雾滴，因此又接近气动雾化。多种因素的作用使超声波雾化喷嘴可以获得中间直径小于60μm的雾滴，因此可节约能量。

传统的蒸发结晶系统中，对于浓盐水的蒸发结晶蒸发效率较低、能耗较大；此外，在基于零排放的浓盐水处理过程中，需尽量把盐浓缩到较高浓度再进行下一步的处理。一般采用膜技术对盐进行浓缩，浓缩过程中最容易出现的问题是在较高的盐浓度下出现膜表面结垢。采用传统控制结垢的方法，比如投加阻垢剂等与盐浓缩的目的相违背，而且在高盐浓度下阻垢剂的投加量过大，经济性差。

发明内容

针对相关技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高效、可靠，并且能够有效防止在处理过程中出现结垢的浓盐水蒸发结晶系统。

为实现上述目的，本发明提供了一种浓盐水蒸发结晶系统，包括：蒸发室，具有第一入口和第一出口；冷凝室，具有第二入口和第二出口，第一入口与第二出口连通、第一出口与第二入口连通；以及浓盐水槽，浓盐水槽通过泵连通至蒸发室；其中，在第一出口处设置有引导蒸发室中水蒸汽流向冷凝室的风机，蒸发室中设置有对蒸发室中浓盐水进行雾化的超声波雾化器。

根据本发明，蒸发室的底部设置成阶梯状，阶梯状底部包括上阶梯底面、下阶梯底面和将二者相连接的过渡侧面，其中，超声波雾化器与下阶梯底面相间设置，浓盐水槽的出口与泵的入口连通，泵的出口连通至下阶梯底面。

根据本发明，蒸发室和浓盐水槽中均设置有超声波加热装置，超声波加热装置由超声波发生器和呈蜂窝状结构布置的加热管网构成，超声波发生器设置在加热管网端部。

根据本发明，泵的出口与蒸发室的下阶梯底面连通的连接管段中串联有换热器，换热器用于对流经该连接管段的浓盐水进行加热。

根据本发明，浓盐水蒸发结晶系统还包括：空气源热泵，空气源热泵具有热端和冷端，其中，换热器与热端之间通过第一换热管路连通，以构成第一换热回路；设置在冷凝室中的冷却器与冷端之间通过第二换热管路连通，以构成第二换热回路，其中，热端与冷端之间以彼此热交换地方式相互热耦合。

根据本发明，蒸发室中的过渡侧面设置有溢流口，溢流口通过溢流管与浓盐水槽连通。

根据本发明，相对于浓盐水槽的槽底，溢流管与浓盐水槽连通的连通位置，高于浓盐水槽出口的位置。

根据本发明，蒸发室中的上阶梯底面设置有盐分收集口。

根据本发明，在蒸发室中对浓盐水进行雾化的雾化温度为40～50℃，超声波加热装置的加热温度为80～100℃。

本发明的有益技术效果在于：

(1)在本发明的浓盐水蒸发结晶系统中，通过将蒸发室与冷凝室相互连通，从而构造成蒸发结晶系统的循环回路。进一步，在蒸发室中设置有对蒸发室中浓盐水进行雾化的超声波雾化器，从而可以对浓盐水进行超声雾化。在利用超声波对液体进行雾化时，液面受到声波振动产生网状波，随着超声波振动的加剧，在波峰处会有小液滴飞起，飞出的液滴又被超声波振动而进一步雾化。因此，本发明的加装有超声波雾化器的蒸发结晶系统能够提高浓盐水的蒸发能力，相应地提高浓盐水蒸发结晶的效率、降低能耗，并且相比于现有技术本发明的蒸发结晶系统更加安全可靠。

(2)另外，利用超声波处理流体时(例如，对浓盐水进行蒸发结晶)，在超声场的作用下，流体中成垢物质的物理形态和化学性能会发生变化，即，成垢物质出现会分散、粉碎、松散、松脱从而不易附着在蒸发结晶系统的管壁上而形成积垢。因此，本发明的蒸发结晶系统还能够有效地防止浓盐水蒸发结晶过程中产生的积垢。

(3)进一步，在本发明的浓盐水蒸发结晶系统中设置空气源热泵，换热器与热泵的热端构成第一换热回路；冷凝室中的冷却器与热泵的冷端构成第二换热回路，并且热端与冷端之间以彼此热交换地方式相互热耦合，从而使得能量可以在蒸发结晶系统中进行热传递，以使得能量可以得到充分利用。

附图说明

图1是本发明浓盐水蒸发结晶系统的结构示意图；

其中，图1中箭头所示为物料在蒸发结晶系统中的流向。