一种自然蒸发装置的制作方法

本发明涉及一种含水溶液的浓缩和结晶装置，具体的是涉及一种利用自然空气及少量低温余热来蒸发浓缩结晶的装置。

背景技术：

食品、医药、石化等行业中都会出现给浓度较稀的溶液浓缩和结晶的装置，如饮料浓缩、药品溶液浓缩、高污染工业废水浓缩结晶。城市污水、工业高污染高盐废水，垃圾渗透液等直接导致江河水质恶化，给土壤、地表水、地下水带来越来越严重的污染，危及生态环境。经处理后的废水仍难以达标。现浓缩技术大部分采用膜浓缩，电加热，升膜和降膜蒸发技术。目前市场上的浓缩结晶设备主要有多效蒸发技术和机械压缩蒸发技术，设备投资高，能耗高。功耗、蒸汽量、结垢、堵塞、洁净度、检修等问题都造成了生产企业的运行成本高昂。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述的不足，而提出的一种工艺过程简洁，适用范围广，实用性强，结构紧凑，占地面积小，最大限度的降低了能耗及废热的使用量，投资少，运行成本低，蒸发效率高，利用自然空气及少量低温余热来蒸发浓缩和结晶的装置。

本发明的技术解决方案是：在壳体内由下向上依次设有第二热交换器和第四热交换器，第二热交换器的一端与设在壳体外侧的第一热交换器连接，第二热交换器的另一端与设在第二热交换器下方壳体进风口上的第三热交换器连接，在第二热交换器的上方设有与第一热交换器连接的原液喷淋管或布水器，在壳体进风口和第四热交换器出风口之间连接有风道。

本发明的技术解决方案中所述的第二热交换器设置在壳体中的原液喷淋管或布水器和壳体底部浓缩结晶池之间。

本发明的技术解决方案中所述的第四热交换器设置在原液喷淋管或布水器的上方。

本发明的技术解决方案中所述的第三热交换器设置在第四热交换器出风口与壳体进风口之间的风道内。

本发明的技术解决方案中所述的壳体的顶端设有排气口，第四热交换器该排气口之间设有喷淋冷却管或布水器。

本发明的技术解决方案中所述的第四热交换器的上下方分别设有气液分离罩，气液分离罩侧面的壳体上分别连接有凝结水回水管，凝结水回水管的另一端连接在降温水泵的进口端上，降温水泵的出口端通过循环管连接在第四热交换器上方的气液分离罩的上方冷却水喷淋管或布水器上。

本发明的技术解决方案中所述的壳体内设有两个静电回收装置，其中一个静电回收装置设在第二热交换器上方废液喷淋管或布水器的上方，另一个静电回收装置设在第四热交换器上方冷却水喷淋管或布水器的上方。

本发明的技术解决方案中所述的第四热交换器、第三热交换器及第二热交换器是回形管、列管、或板式热交换器。

本发明的技术解决方案中所述的第四热交换器一端是进风口，一端是出风口，风道的一端连接在第四热交换器的出风口上，在第四热交换器的进风口上设有变频调速风机。

本发明是利用自然空气与原液的饱和分压差来蒸发浓缩结晶的装置，当空气温度较低或含湿量较高时则利用企业生产过程中产生的低温循环水，乏汽、太阳能热水等的余热来给空气加温加快蒸发速度；工艺过程简洁，适用范围广，实用性强，结构紧凑，占地面积小，实现了投资少，运行成本低，蒸发效率高。本发明降低了能耗及废热的使用量，特别适用于废热热源较少，区域偏远，能源资源较贫乏的行业的原液浓缩结晶。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2空气在装置中运行示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括一个呈柱体的壳体1，壳体1可以是任意形状，且可以分段拆分布置，在该壳体1内由下向上依次设有第二热交换器10，第四热交换器5；第二热交换器10是一个回形管式，或者列管式，或者板式，第二热交换器10的一端通过管道11与第一热交换器15连接，第一热交换器15设在壳体1的外侧，第二热交换器10的另一端通过管道12与第三热交换器13连接，第三热交换器13设置在第四热交换器5与壳体1进风口32之间的空气通道内，该通道即为风道6，进风口32设在第二热交换器10下方侧面的壳体1上，风道6的一端连接在第四热交换器5的出风口上，风道6的另一端连接在壳体1进风口32上，第三热交换器13设在壳体1进风口32的风道6内；第三热交换器13与第二热交换器10的形状均是一个回形管式，或者列管式，或者板式，第三热交换器13的另一端与余热液排放管14连接，将余热液排出壳体1外；第四热交换器5是一个相互平行排列的管式换热器或板式换热器，板或管的长度方向沿横向穿过壳体1，一端为进风口，一端为出风口，风道6设在第四热交换器5的出风口上，在第四热交换器5另一端的进风口上设有调速风机30；在第二热交换器10的上方设有废液喷淋管或布水器8，废液喷淋管或布水器8通过管道9与第一热交换器15连接；在第四热交换器5的上下方分别设有气液分离罩4、7，气液分离罩4、7侧面的壳体1上分别连接有凝结水回水管19、20，凝结水回水管19、20的另一端连接在降温水泵22上，降温水泵22与空气冷却器21的进口连接，空气冷却器21的出口端通过降温水循环管18与第四热交换器5上方的气液分离罩4上方的冷却水喷淋管或布水器3连接；在壳体1的顶端设有排气口26；在壳体1内设有两个静电回收装置2、31，其中一个静电回收装置31设在第二热交换器10上方的废液喷淋管或布水器8的上方，另一个静电回收装置2设在第四热交换器5上方的冷却水喷淋管或布水器3的上方，两个静电回收装置2、31通过高压电缆24与高压发生器25连接；在壳体1的下端设有浓缩液出渣口23。

工作原理：本发明充分利用自然空气的蒸发能力，当气温较高含湿量较低时，运用空气与原液饱和分压差来使原液蒸发，此时可以不用或少用废热，当空气温度较低或含湿量较高时则利用企业生产过程中产生的低品质热水或低品质蒸汽等的废热，即企业生产过程中产生的高于空气气温以上的低温废热作为热源，该废热源由管道17进入，管道17接在第一热交换器15的入口上，第一热交换器15的出口通过管道11与第二热交换器10连接，把余热送入本发明的壳体1内，使壳体1内部温度升高和加热废液温度；待处理的工业废液由废液入口管道16进入第一热交换器15，在第一热交换器15内由低品质热源加热，加热后的废液经管道9输送到壳体1内的废液喷淋管或布水器8喷淋到第二热交换器10的外壁上，在第二热交换器10上再次受热促使蒸发；当原液由喷嘴喷洒时，此时原液蒸发开始降温，当喷到第二热交换器10管壁上时，原液在管壁上形成湍流状液膜，热交换效率高，因管程内走的是废热，原液又开始加温，这时候壳内的蒸发效率大大提高；与此同时由第四热交换器5外侧的风机30把外部冷空气送入第四热交换器5中，外部冷空气与工业废液蒸发后形成的高温饱和水蒸气进行热量交换，使外部冷空气加热，此时有温度的饱和蒸汽在第四热交换器5壁上受冷开始凝结后放出潜热，给吹入的环境空气加热，因此时是凝结传热，传热效率大大提高；由风机30的推动经第四热交换器5加热后的冷空气，经一侧的风道6送入壳体1的底部，加热后的冷空气由废热加热的热交换器13再一次加热，废热经第二热交换器10给原液加热后还有余热，余热废热把经第四热交换器5加热的空气再一次加热后送入壳体内，使进入壳体内的温度尽量升高，原液的蒸发速度加快，尽可能的利用废热的热量，减少废热的使用量；加热后的空气进入塔内，加热后高焓低湿的空气，与加温后的喷淋废液和喷淋到第二热交换器10的外壁上的废液进行充分蒸发，形成高温饱和水蒸气，蒸发后的高温饱和水蒸气经过静电回收装置31后，除去其中微小废液液滴后上升至气液分离罩7；高温饱和水蒸气在第四热交换器5中给外部冷空气的加热的同时，在第四热交换器5上释放热量后有部分水凝结析出，凝结成水滴落在气液分离罩7上，由凝结回水管20流入凝结水泵22；经第四热交换器5换过热后的饱和水蒸气还有很高的热量和含湿量，通过第四热交换器5上方的气液分离罩7后进行喷淋降温；冷凝水经回水管20、19流入凝结水泵22后，经空气冷却器21充分散热降温，散热后的冷凝水经管路18打入液喷淋管或布水器3后形成雾状喷淋，饱和水汽与雾化后的冷却水充分接触降温，此时接触面积最大，热交换更充分，在此过程中在循环冷却水中加入一定的药剂可降低有害气体和气味的排出；在此过程中饱和水蒸气和散热后的冷凝水进行充分的热交换，使饱和水蒸气的温度降低，析出大量的水分，完成水的回收；通过降温和析出后的水汽经静电回收器2回收其中的水雾，使经排气口26排出的水汽含水量降为最低；经蒸发浓缩后的废液滴27落入壳体1底部浓缩结晶池28内；喷淋的水和饱和蒸汽析出的水经管道19流入循环泵22后循环，多余的水经阀门29排出。