一种废热综合利用装置的制作方法

本实用新型涉及一种废热综合利用装置，特别涉及一种利用废热生产蒸馏水的装置。

背景技术：

蒸馏水制备装置是生化实验室必备的设备之一，通常使用的蒸馏水制备设备一般利用电加热将自来水烧至沸腾，然后利用自来水冷凝水蒸汽，获得蒸馏水。此种方法，一方面需要大量的热能用于加热冷水，提供液态水转化为蒸汽所必须的汽化热，另一方面，也需要提供大量的冷水用于降低蒸汽温度，将水蒸气冷凝为液态蒸馏水，显然，这样的方式既耗费电能，又耗费了水资源。此外在一些特殊场合，例如在海上航行的轮船，需要经常性的靠岸补充淡水；或者锅炉需要补充无离子水，需要利用独立的离子交换设备制备无离子水；或者在医疗机构生物实验室等需要购买去离子水作为医疗用途，增加了费用消耗。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种利用多种热源生产蒸馏水的废热综合利用装置。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种废热综合利用装置，其特征在于：包括真空模块、若干个蒸发模块、冷凝模块、蒸馏水提取模块和废水排出模块；所述蒸发模块、冷凝模块、蒸馏水提取模块和废水排出模块分别与真空模块相连，通过真空模块保持一定的真空度；

所述真空模块包括制真空装置和真空罐；所述真空罐通过管路分别与蒸发模块、冷凝模块、蒸馏水提取模块和废水排出模块相连通，所述管路上均设有可以独立开启和关闭的阀门；所述制真空装置为真空泵或射流引射制真空装置。

所述冷凝模块包括换热管路、蒸汽入口、蒸馏水提取口、原水入口和原水出口，原水(海水或自来水)通过原水入口进入冷凝模块，在换热管路中与蒸汽进行换热，蒸汽冷凝后通过蒸馏水提取口进入蒸馏水提取模块，经蒸汽预热的原水通过原水出口进入蒸发模块；

所述蒸发模块包括原水入口、集气装置、排水口、蒸汽出口和热交换装置，所述热交换装置与循环介质管路相连，循环介质吸收了热源的热量后通过循环介质管路进入热交换装置与蒸发模块中的原水进行热交换，换热之后的循环介质再返回热源处继续吸收热量；原水经加热生成的水蒸气通过蒸汽出口与冷凝模块的蒸汽入口相连通或与第二蒸发模块的蒸汽入口相连通，作为第二蒸发模块的热源；所述蒸发模块中储有经冷凝模块预热的原水，原水水位应当高于热交换装置；

所述蒸馏水提取模块包括蒸馏水提取罐、蒸馏水储存罐、蒸馏水入口、真空管路和平衡阀；所述蒸馏水入口、真空管路和平衡阀均设置在蒸馏水提取罐上；所述蒸馏水提取罐和蒸馏水储存罐之间设有放水阀，所述蒸馏水储存罐上还设有卸空阀；当蒸馏水提取罐中水位饱和时，关闭真空泵，打开卸空阀使得蒸馏水提取罐中恢复正常气压，再打开蒸馏水提取罐和蒸馏水储存罐之间的阀门，蒸馏水从蒸馏水提取罐中流至蒸馏水储存罐中；所述平衡阀与蒸馏水储存罐相连通；

所述废水排出模块包括排水罐、真空管路、蒸发模块排水管路和设置于排水罐底部的排水阀；所述真空管路与真空模块相连通，蒸发模块排水管路与蒸发模块的排水口相连通。

优选的，所述废热综合利用装置还包括负压除气模块，所述负压除气模块包括真空除气罐、真空管路、进水口、出水口和排污阀；所述进水口与冷凝模块原水出口相连，在冷凝模块中经蒸汽预热的原水先进入真空除气罐进行除气，再通过出水口进入蒸发模块。

优选的，所述废热综合利用装置设有一至四个蒸发模块；循环介质温度50～60℃时，蒸发模块选择一级，随着循环介质温度的提高，每增加10℃，可选择增加一级子级蒸发模块，以提高制纯水效率。

优选的，所述蒸发模块内设有液位稳定孔板，所述液位稳定孔板为具有抗老化、耐热(100℃)、耐腐蚀性能的板材，板材上设有多个孔；蒸发模块中的原水水位应当低于液位稳定孔板；在蒸发模块内的原水沸腾时以及装置剧烈摇摆时，能够起到稳定液面的作用。

优选的，所述蒸发模块内设有高液位探头和低液位探头；所述高液位探头设置在液位稳定孔板的下方，所述低液位探头设置在热交换装置的上方；保证蒸发模块内的水位不高于液位稳定孔板，也不低于热交换装置的顶部。

优选的，所述蒸发模块和冷凝模块的顶部设有集气装置，能够收集进入蒸发模块内部的少量空气，以免影响换热。

优选的，所述蒸发模块的蒸汽出口设有分离滤网，以分离蒸汽中的液态水和水蒸气。

优选的，所述卸空阀与外界空气连通的管路上设有空气过滤器，以避免在开启卸空阀时，外界空气中的灰尘进入蒸馏水提取模块，污染蒸馏水。

优选的，所述冷凝模块包括两套相互独立的换热管路，原水通过原水入口进入冷凝模块，在第一换热管路与蒸汽进行换热，经蒸汽预热的原水通过原水出口进入蒸发模块；在第二换热管路与蒸汽进行换热后的原水直接排出废热综合利用装置外。

优选的，所述蒸馏水提取罐上还设有蒸馏水提取真空泵，所述蒸馏水提取真空泵给蒸馏水提取罐提供额外的负压以从冷凝模块抽取蒸馏水；对于工厂锅炉废热综合利用等大型系统，真空泵的设置可以使得废热综合利用装置系统运行效率提高。

本实用新型所要求的热源是可持续获取的相对稳定的废热、或通过热泵提升的废热，例如：

1、如通过热管回收锅炉排烟废热；制备蒸馏水补充供锅炉使用。

2、如在海中航行的轮船上的发动机冷却水，用以制备淡水解决海轮上生活用淡水源问题；

3、如热泵机组(冬季从稳定的净化机组排风中提取热量)高压端余热温度生产蒸馏水，供小型医院作为无离子水使用；

4、如来自太阳能集热器产生的生活热水，用以生产蒸馏水。

本实用新型提供的废热综合利用装置能利用多种热源进行蒸馏水的生产，能够通过调整真空装置以适应不同温度的热源，应用范围广，适应能力强；节约了能源，提高了净水的自给能力。

附图说明

图1是本实用新型的废热综合利用装置的具体实施方式的结构示意图；

图2是本实用新型的废热综合利用装置的蒸发模块的结构示意图；

图3是本实用新型的废热综合利用装置的第二蒸发模块的结构示意图；

图4是本实用新型的废热综合利用装置的冷凝模块的结构示意图；

图5是本实用新型的废热综合利用装置的蒸馏水提取模块的结构示意图；

图6是本实用新型的废热综合利用装置的废水排出模块的结构示意图；

图7是本实用新型的废热综合利用装置的负压除气模块的结构示意图。

其中：1.真空模块；11.制真空装置；12.真空罐；13.循环水储罐；14.放空管；2.蒸发模块；21.原水入口；22.集气罐；23.排水口；24.蒸汽出口；25.热交换装置；26.高液位探头；27.低液位探头；28.液位稳定孔板；29.滤网；3.第二蒸发模块；4.冷凝模块；41.第一换热管路；42.第二换热管路；43.蒸汽入口；44.蒸馏水提取口；45.第一原水入口；46.第一原水出口；47.第二原水入口；48.第二原水出口；5.蒸馏水提取模块；51.蒸馏水提取罐；52.蒸馏水储存罐；53.蒸馏水入口；54.真空管路；55.平衡阀；56.放水阀；57.卸空阀；58.蒸馏水排出口；6.废水排出模块；61.排水罐；62.真空管路；63.蒸发模块排水管路；64.排水阀；7.负压除气模块。

具体实施方式

以下结合附图给出的实施例对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例1

参见图1～5所示的废热综合利用装置，包括真空模块1、蒸发模块2、冷凝模块4、蒸馏水提取模块5和废水排出模块6；蒸发模块2、冷凝模块4、蒸馏水提取模块5和废水排出模块6分别与真空模块1相连，通过真空模块1保持一定的真空度；

真空模块1包括制真空装置11和真空罐12；真空罐12通过管路分别与蒸发模块2、冷凝模块4、蒸馏水提取模块5和废水排出模块6相连通，管路上均设有可以独立开启和关闭的阀门；

冷凝模块4包括第一换热管路41、第二换热管路42、蒸汽入口43、蒸馏水提取口44、第一原水入口45、第一原水出口46、第二原水入口47和第二原水出口48，原水(海水或自来水)通过第一原水入口45和第二原水入口47进入冷凝模块4，在第一换热管路41和第二换热管路42中与蒸汽进行换热，蒸汽冷凝后通过蒸馏水提取口44进入蒸馏水提取模块5，经蒸汽预热的原水通过第一换热管路41进入蒸发模块2；另外一部分原水通过第二换热管路42排出系统外；

蒸发模块2包括原水入口21、集气罐22、排水口23、蒸汽出口24和热交换装置25，热交换装置25与循环介质管路相连，循环介质吸收了热源的热量后通过循环介质管路进入热交换装置25与蒸发模块2中的原水进行热交换，换热之后的循环介质再返回热源处继续吸收热量；原水经加热生成的水蒸气通过蒸汽出口24与冷凝模块4的蒸汽入口43相连通；蒸发模块2中储有经冷凝模块预热的原水，原水水位高于热交换装置25；蒸发模块2内还设有液位稳定孔板28、高液位探头26和低液位探头27；高液位探头26设置在液位稳定孔板28的下方，低液位探头27设置在热交换装置25的上方；

蒸馏水提取模块5包括蒸馏水提取罐51、蒸馏水储存罐52、蒸馏水入口53、真空管路54和平衡阀55；蒸馏水入口53、真空管路54和平衡阀55均设置在蒸馏水提取罐51上；蒸馏水提取罐51和蒸馏水储存罐52之间设有放水阀56，蒸馏水储存罐52上还设有卸空阀57，蒸馏水提取罐51中水位饱和时，关闭制真空装置11，打开卸空阀57使得蒸馏水提取罐51中恢复正常气压，再打开放水阀56，蒸馏水从蒸馏水提取罐51中流至蒸馏水储存罐52中；所述平衡阀55位于蒸馏水提取罐51上方，与蒸馏水储存罐52相连通；蒸馏水储存罐52底部设有蒸馏水排出口58；

废水排出模块6包括排水罐61、真空管路62、蒸发模块排水管路63和设置于排水罐底部的排水阀64；所述真空管路62与真空模块1相连通，蒸发模块排水管路63与蒸发模块2的排水口相连通；废水排出模块6还设有放空管。

具体的，该废热综合利用装置运用于海上航行的轮船(如渔船等)，利用轮船发动机的余热用海水生产蒸馏水，免去了经常需要靠岸补充淡水的麻烦，也减少了轮船出海时需要携带的水量，增加了载货量。

在本实施例中，制真空装置可以选择膜式真空泵，或循环水泵加射流引射器组成的制真空装置。

实施例2

参见图1～7所示的废热综合利用装置，包括真空模块1、蒸发模块2、第二蒸发模块3、冷凝模块4、蒸馏水提取模块5、废水排出模块6和负压除气模块7；蒸发模块2、第二蒸发模块3、冷凝模块4、蒸馏水提取模块5和废水排出模块6分别与真空模块1相连，通过真空模块1保持一定的真空度；

真空模块1包括制真空装置11和真空罐12；真空罐12通过管路分别与蒸发模块2、第二蒸发模块3、冷凝模块4、蒸馏水提取模块5和废水排出模块6相连通，管路上均设有可以独立开启和关闭的阀门；

冷凝模块4包括第一换热管路41、第二换热管路42、蒸汽入口43、蒸馏水提取口44、第一原水入口45、第一原水出口46、第二原水入口47和第二原水出口48，原水(海水或自来水)通过第一原水入口45和第二原水入口47进入冷凝模块4，在第一换热管路41和第二换热管路42中与蒸汽进行换热，蒸汽冷凝后通过蒸馏水提取口44进入蒸馏水提取模块5，经蒸汽预热的原水通过第一换热管路41进入蒸发模块2；另外一部分原水通过第二换热管路42排出系统外；

蒸发模块2包括原水入口21、集气罐22、排水口23、蒸汽出口24和热交换装置25，热交换装置25与循环介质管路相连，循环介质吸收了热源的热量后通过循环介质管路进入热交换装置25与蒸发模块2中的原水进行热交换，换热之后的循环介质再返回热源处继续吸收热量；原水经加热生成的水蒸气通过蒸汽出口24与第二蒸发模块3的蒸汽入口31相连通；蒸发模块2中储有经冷凝模块预热的原水，原水水位高于热交换装置25；蒸发模块2内还设有液位稳定孔板28、高液位探头26和低液位探头27；高液位探头26设置在液位稳定孔板28的下方，低液位探头27设置在热交换装置25的上方；第二蒸发模块3与蒸发模块2结构相似，来自蒸发模块2的蒸汽，在第二蒸发模块3中释放热量，传递给第二蒸发模块3中经冷凝模块4预热的原水，第二蒸发模块3中产生的蒸汽与冷凝模块4的蒸汽入口43相连通；

蒸馏水提取模块5包括蒸馏水提取罐51、蒸馏水储存罐52、蒸馏水入口53、真空管路54和平衡阀55；蒸馏水入口53、真空管路54和平衡阀55均设置在蒸馏水提取罐51上；蒸馏水提取罐51和蒸馏水储存罐52之间设有放水阀56，蒸馏水储存罐52上还设有卸空阀57，蒸馏水提取罐51中水位饱和时，关闭连接真空模块1的真空管路54上的阀门，打开卸空阀57使得蒸馏水提取罐51中恢复正常气压，再打开放水阀56，蒸馏水从蒸馏水提取罐51中流至蒸馏水储存罐52中；所述平衡阀55位于蒸馏水提取罐51上方，与蒸馏水储存罐52相连通；蒸馏水储存罐52底部设有蒸馏水排出口58；

废水排出模块6包括排水罐61、真空管路62、蒸发模块排水管路63和设置于排水罐底部的排水阀64；所述真空管路62与真空模块1相连通，蒸发模块排水管路63与蒸发模块2的排水口相连通；废水排出模块6还设有放空管；

负压除气模块7包括真空除气罐71、真空管路72、进水口73、出水口74和排污阀75；进水口73与冷凝模块4的第一原水出口46相连，在冷凝模块4中经蒸汽预热的原水先进入真空除气罐71进行除气，再通过出水口74进入蒸发模块2。

具体的，该废热综合利用装置运用于工厂锅炉排烟废热，结合热管等技术综合利用生产蒸馏水，作锅炉补水。

在本实施例中，制真空装置可以选择膜式真空泵，或循环水泵加射流引射器组成的制真空装置。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。