一种热泵真空废液浓缩处理装置的制作方法

本实用新型涉及机械领域，尤其涉及一种热泵真空废液浓缩处理装置。

背景技术：

废水是工业垃圾的重要组成部分，废水排放会对环境造成严重的污染。高温蒸馏浓缩是一种热力学的分离工艺，它利用混合液体或液固体系中各组分沸点不同，使低沸点组分蒸发，再冷凝以分离整个组分的单元操作过程，是蒸发和冷凝两种单元操作的联合。与其他的分离手段，如萃取等相比，它的有点在于不需要使用系统组分以外的其他溶剂，从而保证不会引入新的杂质。蒸馏是分离混合物的一种重要的操作技术，尤其是对于液体混合物的分离有重要的实用意义，利用液体混合物中各组分挥发度的差别，使液体混合物部分汽化并随之使蒸汽部分冷凝，从而实现其所含组分的分离。

蒸发浓缩技术历来是溶液浓缩的主要技术，传统的蒸发浓缩技术通常采用热水/蒸汽作为传热介质，为了提高加热蒸汽的使用效率，往往采用多级浓缩，这样会增加设备的数量及占地面积，同时也会增加设备投入及使用的运行维护费用

在医药、食品、化工等行业都广泛应用浓缩设备获取高浓度有效成分，目前广泛应用的浓缩设备蒸发温度在70-90℃甚至更高，为了达到这种高的蒸发温度，需要热源提供大量的热能，而通常燃烧采用燃气燃烧、或使用大量的电加热器产生热能。

技术实现要素：

实用新型的目的：为了提供一种效果更好的热泵真空废液浓缩处理装置，具体目的见具体实施部分的多个实质技术效果。

为了达到如上目的，本实用新型采取如下技术方案：

一种热泵真空废液浓缩处理装置，其特征在于，处理装置包含真空浓缩罐15，所述的真空浓缩罐15包含蒸发室，蒸发室左侧部分连接废液入料口6和废液物料入口阀门5，真空浓缩罐15底部设有废料出口2及其废料出口阀门3，蒸发室内置有冷凝器4；

蒸发室包含阻热挡板1，阻热挡板1中部的孔通过管道连接着气液分离器14，在气液分离器14下部出液管部分布置有出液阀13，气液分离器14上导管将蒸汽送至冷凝室；

真空浓缩罐15上方包含冷凝室，冷凝室的顶部与真空泵17通过真空泵阀16相连接，冷凝室底部通过凝水盘19中部的孔连接冷凝水箱进水阀21，冷凝水箱进水阀21连接冷凝水箱进水口20，冷凝水箱23下方包含冷凝水出水口24，冷凝水出水口24上安装有冷凝水出水阀门25，冷凝室内置有蒸发器18连接着压缩机9。

本实用新型进一步技术方案在于，所述的气液分离器14与蒸发室、冷凝室相连，使得蒸发室冷凝室均处于同一真空环境。

本实用新型进一步技术方案在于，所述压缩机9的排气口即出口连接冷凝器4进口，所述冷凝器4置于蒸发室内，冷凝器4出口分两路，一路连接电磁阀一7、另一路连接电磁阀二8，电磁阀一7连接膨胀阀一12后连接蒸发器18然后连接压缩机9回气口，电磁阀二8连接膨胀阀二11后连接室外蒸发器10然后连接压缩机9回气口。

本实用新型进一步技术方案在于，所述真空浓缩罐的蒸发室顶部设有为阻热材料的阻热挡板1，阻热挡板1能够阻挡冷凝室和蒸发室的热传导。

本实用新型进一步技术方案在于，所述真空浓缩罐的冷凝室的下方设有凝水盘19用于防止冷凝水渗漏同时也设有阻热挡板，阻热挡板为祖热材质。

本实用新型进一步技术方案在于，所述阻热材料是不锈钢板叠加发泡保温的组合结构。

采用如上技术方案的本实用新型，相对于现有技术有如下有益效果：利用蒸馏对工业废水进行处理不仅解决了工业废水的排放问题，也使得工业废水中有用的组分得到回收利用，节省原料。

附图说明

为了进一步说明本实用新型，下面结合附图进一步进行说明：

图1为本实用新型所述的热泵真空浓缩装置的结构示意图。

其中，1、阻热挡板；2、废料出口；3、废料出口阀门；4、冷凝器；5、废液物料入口阀门；6、废液物料入口；7、电磁阀一；8、电磁阀二；9、压缩机；10、室外蒸发器；11、膨胀阀二；12、膨胀阀一；13、出液阀；14、气液分离器；15、真空浓缩罐；16、真空泵阀；17、真空泵；18、蒸发器；19、凝水盘；20、冷凝水箱入口；21、冷凝水箱入口阀门；22、视液孔；23、冷凝水箱；24、冷凝水出口；25、冷凝水出口阀门。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本专利提供多种并列方案，不同表述之处，属于基于基本方案的改进型方案或者是并列型方案。每种方案都有自己的独特特点。

实施例一：

一种热泵真空废液浓缩处理装置，其特征在于，处理装置包含真空浓缩罐15，所述的真空浓缩罐15包含蒸发室，蒸发室左侧部分连接废液入料口6和废液物料入口阀门5，真空浓缩罐15底部设有废料出口2及其废料出口阀门3，蒸发室内置有冷凝器4；

蒸发室包含阻热挡板1，阻热挡板1中部的孔通过管道连接着气液分离器14，在气液分离器14下部出液管部分布置有出液阀13，气液分离器14上导管将蒸汽送至冷凝室；

真空浓缩罐15上方包含冷凝室，冷凝室的顶部与真空泵17通过真空泵阀16相连接，冷凝室底部通过凝水盘19中部的孔连接冷凝水箱进水阀21，冷凝水箱进水阀21连接冷凝水箱进水口20，冷凝水箱23下方包含冷凝水出水口24，冷凝水出水口24上安装有冷凝水出水阀门25，冷凝室内置有蒸发器18连接着压缩机9。

本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：设备开始工作时，真空泵17开启并将真空浓缩罐15抽至真空状态后，打开电磁阀二8，关闭电磁阀一7，压缩机9开启，室外蒸发器10开始吸收外界空气中的低品位热能，低温低压的气态制冷剂经压缩机9高压出气口后变成高温高压的气态冷媒通过铜管连接送至蒸发室中的冷凝器4，冷凝器4与废液换热，将热量传递给废液，此时冷媒焓值降低由高温高压气态变为低温高压液态冷媒，冷媒依次通过电磁阀二8，于室外蒸发器10中蒸发吸收外界空气中的热量后重新回到压缩机9，由于浓缩装置17整体为真空状态，所以废液的沸点降低，废液在低温下沸腾后被蒸发出水分，水蒸气向上升会进入气液分离器14中，待真空浓缩罐15中的水蒸气浓度达到工艺要求后，关闭电磁阀二，打开电磁阀一，压缩机9开启，蒸发器18开始吸收蒸汽中的热能，低温低压的气态制冷剂经压缩机9高压出气口后变成高温高压的气态冷媒通过铜管连接送至蒸发室中的冷凝器4，冷凝器4与废液换热，将热量传递给废液，此时冷媒经过冷凝器4被放出热量后焓值降低由高温高压气态变为低温高压液态冷媒，液态制冷剂经过膨胀阀一12节流减压后，由于压力骤降迫使冷媒在冷凝室的蒸发器18中蒸发，冷媒在蒸发器18中吸收从气液分离器14通过上导管送上来的蒸气的热能后，焓值增加，由低温高压的液态冷媒又变为低温低压的气态冷媒，低温低压的气态冷媒重新回到压缩机9被压缩成高温高压气态冷媒，以此循环。所述气液分离器14分离后的蒸气通过上导管送至冷凝室与蒸发器换热，而分离出的液体通过下导管送回蒸发室继续蒸发，由于气液分离器14与蒸发室、冷凝室相连，使得蒸发室冷凝室均处于同一真空环境。所述通过上导管送入冷凝室的蒸气经过蒸发器后被冷凝成水滴，滴入凝水盘19中，通过凝水盘19流入冷凝水箱23中。完成一次系统的循环。在这个循环中，随着制冷剂状态的变化，相当于热量从蒸发器18处的工质中被转移到冷凝器4的工质中，先由室外空气中的热量加热废液，再由蒸气自身冷凝后放出的热量加热废液，由于废液中的水分不断的被蒸发分离，达到了废液的浓缩效果，该装置实现了能量的回收利用大大降低了蒸发浓缩过程中的能耗。

通过调节废液物料入口阀门5、冷凝水箱入口阀门20、冷凝水出水口阀门25、真空泵阀16及真空泵17的开闭状态，能够实现不断加入低浓度废液、经低温蒸发浓缩后排出冷凝水。

本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：一、当系统刚开始工作时，启动压缩机9开启电磁阀二8、关闭电磁阀一7，室外蒸发器10吸收空气中的热量通过压缩机9传递至冷凝器4、持续加热废液。二、当进入冷凝室的热量足够时，关闭电磁阀二8、开启电磁阀一7，蒸发器18吸收水蒸气中的热量通过压缩机9传递至冷凝器4。三、当冷凝室的热量不足时，开启电磁阀一7、电磁阀二8，同时由蒸发器18吸收水蒸气中的热量，和室外蒸发器10吸收空气中的热能，通过压缩机9传递至冷凝器4。

本实用新型采用高真空度的真空泵17使真空罐15和与之相连的部分形成一个真空密闭的空间，在这样的低于环境下，物料的沸点下降到对应压力下的饱和温度约25℃。本实用新型热源采用了节能设备，它选用了空气源热泵，通过室外蒸发器10吸收外界空气中的低品位热能通过压缩机9送至冷凝器4放出高品位热能从而加热废液。所述蒸发器18吸收水蒸气的热量，将此热量通过压缩机9再次送至冷凝器4放热，以此循环实现整个装置的热能回收及再利用，能够有效的降低运行成本。本实用新型结构简单，各个流程工艺紧凑，将热泵技术与真空技术相结合，通过真空度降低浓缩过程的操作温度，从而有效的干燥浓缩工业废液，利用热泵原理，回收了蒸发过程中产生的废热，大大降低了蒸发浓缩过程中的能耗。

需要说明的是，本段的方案至少是一种环保节能设备，其是能够独立出售的个体。

该装置其优点一、系统不存在用燃气等燃烧产生热能，节约不可再生能源；二、真空负压运行，安全性极佳；三、不仅解决了工业废水的排放问题，也使得工业废水中有用的组分得到回收利用，节省原料；四、相比传统燃气、燃煤真空浓缩蒸馏降低nox和co等污染物的含量。五、真空环境，降低水的沸点，提高的热利用率，使得空气中的热能利用更加稳定均衡。

开创性地，以上各个效果独立存在，还能用一套结构完成上述结果的结合。

以上结构实现的技术效果实现清晰，如果不考虑附加的技术方案，本专利名称还可以是一种新型环保节能结构。图中未示出部分细节。

需要说明的是，本专利提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不相互制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互组合，达到多个效果共同实现。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本领域的技术人员应该了解本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。