[发明专利]一种亚重力场强化多级蒸发系统

说明书

技术领域

本发明属于蒸发处理领域，具体涉及一种亚重力场强化多级蒸发系统。

背景技术

蒸发过程是化工、轻工、食品、制药、污水处理等工业过程中的常见和主要过程。蒸发过程需要消耗大量蒸汽，是一个高能耗过程。由于蒸发过程在流程工业中面广量大，因此提高蒸发过程中的能量利用率对石化、冶金等流程工业节能增效、提升产业竞争力具有重要的意义。

当前，利用蒸发法进行溶液浓缩的技术主要是多效蒸发技术以及机械蒸汽再压缩技术。多效蒸发是利用前一级蒸发器产生的二次蒸汽作为热源加热后一级蒸发器，多个蒸发器串联起来进行操作，使得蒸汽使用量大为降低；机械蒸汽再压缩技术是对从蒸发器产生的二次蒸汽进行再压缩，使其热力品质提升，重新作为加热蒸汽进入蒸发器中，以补充甚至完全替代生蒸汽。

多效蒸发技术虽然节省了部分生蒸汽，但第一效仍需不断供应蒸汽，末效产生的二次蒸汽基本直接冷凝而未进行利用，且效数越多，设备体积愈发庞大，设备投资较大；机械蒸汽再压缩技术克服了多效蒸发末效剩余二次蒸汽直接冷凝排放而造成的浪费现象，其运行成本主要为蒸汽压缩机的电能消耗，但其核心设备蒸汽压缩机的防腐防锈保护以及在长期运行工况下的安全可靠性是一个有待解决的难题。

发明内容

本发明的针对现有技术中的不足，提供一种亚重力场强化多级蒸发系统，利用空气载湿能力来带走溶液中的纯水，进而达到蒸发目的的方法。实现蒸发的原理是利用空气的载湿能力随温度升高而增大的特点，通过热溶液与空气进行直接接触传热传质，升温吸湿后的空气进入回热器与溶液进行换热，能量合理利用。采用多级蒸发结构型式，达到减少风量，降低风机能耗的目的；通过填料低速旋转，形成亚重力场，溶液均匀分布于填料上，强化传热传质效果，溶液在填料中形成沿径向向四周运动趋势，防止产生结垢现象。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种亚重力场强化多级蒸发系统，其特征在于，包括：储液罐、预热器、一级蒸发结构、二级蒸发结构、三级蒸发结构、风机、进料泵、循环泵和循环液罐，所述一级蒸发结构、二级蒸发结构和三级蒸发结构均包括蒸发室、冷凝回热器和冷凝除湿器；所述储液罐中的原料溶液和循环液罐中的浓缩溶液分别在进料泵和循环泵的作用下混合，混合液平均分为三股分别进入各级蒸发结构的冷凝回热器中，混合液吸收湿空气余热后汇合进入预热器，通过蒸汽加热后，再次平均分流为三股分别进入各级蒸发结构的蒸发室，在蒸发室中与循环空气直接接触传热传质，并自蒸发室底部流入循环液罐；所述循环空气在风机的作用下依次经过一级蒸发结构、二级蒸发结构和三级蒸发结构，不断循环。

一种亚重力场强化多级蒸发系统，其特征在于，包括：储液罐、进料泵、循环泵、一级蒸发结构、二级蒸发结构、三级蒸发结构、风机和循环液罐，所述一级蒸发结构、二级蒸发结构和三级蒸发结构均包括蒸发室、冷凝回热器、冷凝除湿器和预热器；所述储液罐中的原料溶液和循环液罐中的浓缩溶液分别在进料泵和循环泵的作用下混合，混合液依次进入三级蒸发结构、二级蒸发结构和一级蒸发结构，在各级蒸发结构中分别经冷凝回热器和预热器加热后进入蒸发室，在蒸发室中与循环空气直接接触传热传质，并自蒸发室底部流入循环液罐；所述循环空气在风机作用下，依次经过一级蒸发结构、二级蒸发结构和三级蒸发结构，不断循环。

一种亚重力场强化多级蒸发系统，其特征在于，包括：储液罐、进料泵、循环泵、一级蒸发结构、二级蒸发结构、三级蒸发结构、除尘器、风机和循环液罐，所述一级蒸发结构、二级蒸发结构和三级蒸发结构均包括蒸发室、冷凝回热器和预热器；所述储液罐中的原料溶液和循环液罐中的浓缩溶液分别在进料泵和循环泵的作用下混合，混合液依次进入三级蒸发结构、二级蒸发结构和一级蒸发结构，在各级蒸发结构中分别经冷凝回热器和预热器加热后进入蒸发室，在蒸发室中与空气直接接触传热传质，并自蒸发室底部流入循环液罐；空气在除尘器和风机的作用下，分别进入一级蒸发结构、二级蒸发结构和三级蒸发结构并最终放空。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

所述混合液通过阀门控制进入各级蒸发结构的冷凝回热器的流量相同；混合液流经预热器时，通过阀门控制，平均分为三股进入各级蒸发结构的蒸发室中。

所述风机将循环空气从蒸发室底部吹入，循环空气被混合液加热后带走混合液中的水分，并在冷凝回热器中与混合液换热，回收循环空气余热，再经冷凝除湿器与冷却水换热，使循环空气恢复到进入蒸发室之前的状态，之后进入下一级蒸发结构，进行闭式循环。