一种废水相变提热机的制作方法

1.本发明涉及热工技术，特别是涉及一种废水相变提热机。


背景技术：

2.我国各种大小化工厂数万家，每天每个化工厂化工生产中排放出的工艺废水、冷却水、废弃洗涤水、设备及场地冲洗水等几千吨。由于化学反应常在高温下进行，这些废水温度普遍较高，最近几年，许多厂家回收高温废水热能，用以给建筑供暖，达到了节能减排作用，但是也带来了新的问题。
3.化学工业是一个多行业、多品种的工业部门，包括化学矿山、石油化学工业、酸碱工业、化肥工业、塑料工业、染料工业、洗涤剂工业等。化工废水是从每一种化工产品生产过程中排放出来的废水，包括工艺废水、冷却水、废气洗涤水、设备及场池冲洗水等。化学工业废水都是在化工生产过程中产生的。不同行业、不同企业、不同原料、不同生产方式和不同类型的设备等都对废水的产生数量和污染物的种类及浓度有很大影响。
4.这类无机化工废水包括从无机矿物制取酸、碱、盐类基本化工原料的工业，这类生产中主要是冷却用水，排出的废水中含酸、碱、大量的盐类和悬浮物
5.在目前的余热回收领域，通常利用各种间壁式换热器进行热交换，利用热废水加热供暖循环水，用以给建筑供暖，这种方法简便易行。但由于热废水具有强烈腐蚀性和容易结垢，使普通的间壁式换热器很快就失效。


技术实现要素：

6.发明目的：为了解决热废水中提取热能过程中，利用间壁式换热器，热废水具有强烈腐蚀性和容易结垢使其失效的问题，本发明提出一种废水相变提热机。
7.本发明是通过以下方案实施的：一种废水相变提热机，它包括罐体、第一级提热器和第二级提热器；
8.所述第一级提热器和第二级提热器由上至下逐一设置在罐体上，所述罐体上方设有废水进水管，罐体下方设有废水排水管；
9.所述第一级提热器包括第一级布水板、第一级抽气口、第一级凝汽器、第一级凝结水槽、第一级除雾器、第一级喷嘴和第一级蓄水室；
10.所述第一级布水板、第一级凝汽器、第一级凝结水槽、第一级除雾器和第一级蓄水室由上至下设置在罐体内部，第一级抽气口设置在第一级布水板与第一级除雾器之间，且第一级抽气口与罐体的侧壁连通，第一级喷嘴竖直设置在罐体内部，第一级喷嘴的顶部穿过第一级布水板，第一级喷嘴的底部穿过第一级除雾器；
11.所述第二级提热器包括第二级布水板、第二级抽气口、第二级凝汽器、第二级凝结水槽、第二级除雾器、第二级喷嘴和第二级蓄水室；
12.所述第二级布水板、第二级凝汽器、第二级凝结水槽、第二级除雾器和第二级蓄水室由上至下设置在罐体内部，第二级抽气口设置在第二级布水板与第二级除雾器之间，且
第二级抽气口与罐体的侧壁连通，第二级喷嘴竖直设置在罐体内部，第二级喷嘴的顶部穿过第二级布水板，第二级喷嘴的底部穿过第二级除雾器。
13.进一步地，所述罐体包括上封头、筒体和下封头；
14.所述上封头与筒体的上端连接，废水进水管设置在上封头的上端，下封头与筒体的下端连接，废水排水管设置在下封头的下端。
15.再进一步地，所述上封头和下封头均与筒体固定连接。
16.进一步地，所述第一级喷嘴和第二级喷嘴均紧靠罐体的内壁设置。
17.再进一步地，所述第一级提热器还包括第一级凝结水流出管；
18.所述第一级凝结水流出管贯穿罐体后与第一级凝结水槽连通；
19.所述第二级提热器还包括第二级凝结水流出管；
20.所述第二级凝结水流出管贯穿罐体后与第二级凝结水槽连通。
21.进一步地，所述第一级凝汽器的一端设有第一级热水出水口，第一级凝汽器的另一端设有第一级热水进水口；
22.所述第二级凝汽器的一端设有第二级热水进水口，第二级凝汽器的另一端设有第二级热水出水口；
23.所述第一级凝汽器的第一级热水进水口与第二级凝汽器的第二级热水出水口通过热水连接管连接。
24.再进一步地，所述第一级凝汽器和第二级凝汽器均为水平布置的列管式换热器。
25.进一步地，所述第一级凝汽器包括两个第一级端部壳体、两个第一级水室和多个第一级换热管；
26.所述多个第一级换热管水平设置，多个第一级换热管的一端与一个第一级水室连接，多个第一级换热管的另一端与另一个第一级水室连接，每个第一级水室外侧通过一个第一级端部壳体与罐体连接；
27.所述第二级凝汽器包括两个第二级端部壳体、两个第二级水室和多个第二级换热管；
28.所述多个第二级换热管水平设置，多个第二级换热管的二端与二个第二级水室连接，多个第二级换热管的另二端与另二个第二级水室连接，每个第二级水室外侧通过二个第二级端部壳体与罐体连接。
29.再进一步地，所述第一级抽气口和第二级抽气口均接有设置在罐体的真空泵。
30.进一步地，所述第一级除雾器和第二级除雾器的内部均设有百叶窗式惯性脱水装置。
31.有益效果：热废水通过第一级提热器的废水进水口进入到第一级布水板上方，然后通过布水板向下接出的第一级喷嘴向下喷出并闪蒸，闪蒸剩余废热水向下落入第一级蓄水室，闪蒸蒸汽向上流动，通过第一级除雾器进入第一级凝汽器的壳程；闪蒸蒸汽与换热器管内的循环热水换热，蒸汽在管外凝结，向下滴落到第一级凝结水槽，再通过第一级凝结水槽端部的排水管排放。
32.位于第二级布水板之上的第一级蓄水室热废水，通过第二级喷嘴向下喷出并闪蒸；闪蒸剩余废热水向下落入第二级蓄水室，闪蒸产生的闪蒸蒸汽向上流动，通过第二级除雾器，进入第二级凝汽器的壳程，与换热管内的循环热水换热，蒸汽在管外凝结，向下滴落
到第二级凝结水槽，再通过第二级凝结水槽端部的排水管排放；对外供暖循环热水从第二级凝汽器的右端封头上的热水进水口进入，在第二级凝汽器内被加热后，通过热水连接管到达第一级凝汽器继续被加热，最后通过第一级凝汽器右端的热水出水口流出。
33.本发明通过热换热原理和闪蒸原理对废水进行处理，工作过程中将蒸汽中的污染物通过真空泵抽离，工作效率高，分离更彻底，且更为安全。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1是本发明的废水相变提热机实施例的正面结构图；
36.图2是本发明的废水相变提热机实施例的侧视结构图。
具体实施方式
37.下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
38.本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
39.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
40.在本发明的描述中，需要说明的是，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发明中的具体含义。
41.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
42.为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
43.具体实施方式一：一种废水相变提热机，它包括罐体、第一级提热器145和第二级提热器245；
44.所述第一级提热器145和第二级提热器245由上至下逐一设置在罐体上，所述罐体上方设有废水进水管10，罐体下方设有废水排水管30；
45.所述第一级提热器145包括第一级布水板115、第一级抽气口140、第一级凝汽器120、第一级凝结水槽125、第一级除雾器130、第一级喷嘴135和第一级蓄水室150；
46.所述第一级布水板115、第一级凝汽器120、第一级凝结水槽125、第一级除雾器130和第一级蓄水室150由上至下设置在罐体内部，第一级抽气口140设置在第一级布水板115与第一级除雾器130之间，且第一级抽气口140与罐体的侧壁连通，第一级喷嘴135竖直设置在罐体内部，第一级喷嘴135的顶部穿过第一级布水板115，第一级喷嘴135的底部穿过第一级除雾器130；
47.所述第二级提热器245包括第二级布水板215、第二级抽气口240、第二级凝汽器220、第二级凝结水槽225、第二级除雾器230、第二级喷嘴235和第二级蓄水室250；
48.所述第二级布水板215、第二级凝汽器220、第二级凝结水槽225、第二级除雾器230和第二级蓄水室250由上至下设置在罐体内部，第二级抽气口240设置在第二级布水板215与第二级除雾器230之间，且第二级抽气口240与罐体的侧壁连通，第二级喷嘴235竖直设置在罐体内部，第二级喷嘴235的顶部穿过第二级布水板215，第二级喷嘴235的底部穿过第二级除雾器230。
49.本实施方式中：第一级抽气口140与第一级喷嘴135分别位于罐体内壁的相对两侧。
50.第二级抽气口240与第二级喷嘴235分别位于罐体内壁的相对两侧。
51.第一级喷嘴135，它就是一段直通管，上端从第一级布水板115接出，下端向下穿过第一级除雾器130，下端开口在第一级蓄水室上方。
52.第二级喷嘴235，它就是一段直通管，上端从第二级布水板215接出，下端向下穿过第二级除雾器230，下端开口在第二级蓄水室上方。
53.第一级蓄水室150，它位于第二级布水板215之上，所蓄水为第一级喷嘴135喷出的闪蒸剩余热水，这些水最后通过第二级布水板215向下接出的第二级喷嘴235向下喷出。
54.具体实施方式二：所述罐体包括上封头15、筒体20和下封头25；
55.所述上封头15与筒体20的上端连接，废水进水管10设置在上封头15的上端，下封头25与筒体20的下端连接，废水排水管20设置在下封头25的下端。
56.其他实施方式与具体实施方式一相同。
57.具体实施方式三：所述上封头15和下封头25均与筒体20固定连接。
58.其他实施方式与具体实施方式二相同。
59.具体实施方式四：所述第一级喷嘴135和第二级喷嘴235均紧靠罐体20的内壁设置。
60.其他实施方式与具体实施方式二相同。
61.具体实施方式五：所述第一级提热器145还包括第一级凝结水流出管126；
62.所述第一级凝结水流出管126贯穿罐体后与第一级凝结水槽125连通；
63.所述第二级提热器245还包括第二级凝结水流出管226；
64.所述第二级凝结水流出管226贯穿罐体后与第二级凝结水槽225连通。
65.本实施方式中：第一级凝结水槽125，它位于第一级凝汽器120之下，凝汽器管外的蒸汽凝结水滴落到第一级凝结水槽125里，然后再通过第一级凝结水流出管流出；
66.第二级凝结水槽225，它位于第二级凝汽器220之下，凝汽器管外的蒸汽凝结水滴落到第二级凝结水槽225里，然后再通过第二级凝结水流出管流出；
67.其他实施方式与具体实施方式一相同。
68.具体实施方式六：所述第一级凝汽器120的一端设有第一级热水出水口121，第一级凝汽器120的另一端设有第一级热水进水口；
69.所述第二级凝汽器220的一端设有第二级热水进水口221，第二级凝汽器220的另一端设有第二级热水出水口；
70.所述第一级凝汽器120的第一级热水进水口与第二级凝汽器220的第二级热水出水口通过热水连接管122连接。
71.其他实施方式与具体实施方式一相同。
72.具体实施方式七：所述第一级凝汽器120和第二级凝汽器220均为水平布置的列管式换热器。
73.本实施方式中：列管式换热器管内流动的是提热向外供暖的循环热水，管外是闪蒸蒸汽凝结放热。
74.其他实施方式与具体实施方式一相同。
75.具体实施方式八：所述第一级凝汽器120包括两个第一级端部壳体、两个第一级水室和多个第一级换热管；
76.所述多个第一级换热管水平设置，多个第一级换热管的一端与一个第一级水室连接，多个第一级换热管的另一端与另一个第一级水室连接，每个第一级水室外侧通过一个第一级端部壳体与罐体连接；
77.所述第二级凝汽器220包括两个第二级端部壳体、两个第二级水室和多个第二级换热管；
78.所述多个第二级换热管水平设置，多个第二级换热管的二端与二个第二级水室连接，多个第二级换热管的另二端与另二个第二级水室连接，每个第二级水室外侧通过二个第二级端部壳体与罐体连接。
79.其他实施方式与具体实施方式七相同。
80.具体实施方式九：所述第一级抽气口140和第二级抽气口240均接有设置在罐体的真空泵。
81.第一级抽气口140位于第一级提热器145的罐体一侧的上端，向外接出的一段管，外接真空泵，第二级抽气口40位于第二级提热器245的罐体一侧的上端，向外接出的一段管，外接真空泵，
82.真空泵用于连续抽出第一级提热器145和第二级换热器245内部空间的不凝气。
83.其他实施方式与具体实施方式一相同。
84.具体实施方式十：所述第一级除雾器130和第二级除雾器230的内部均设有百叶窗
式惯性脱水装置。
85.本实施方式中：第一级除雾器130，它在第一级凝结水槽125之下，外形为圆板状，水平设置，它的直径等于筒体20的内径，厚度为3到5厘米，其内部是百叶窗式惯性脱水装置，能除去蒸汽中夹带的大部分水滴，百叶窗式惯性脱水装置，百叶窗式惯性脱水装置即汽水分离百叶(除雾器)，可使用泰州柯曼船舶设备的不锈钢叶片式气液分离器。
86.第二级除雾器230与第一级除雾器结构、原理相同。
87.其他实施方式与具体实施方式一相同。
88.工作原理:
89.工作流程：
90.1，热废水通过第一级提热器145的废水进水口10，进入到废水相变提热机的第一级提热器145；
91.2，在第一级提热器145里，热废水首先到达第一级布水板115，然后通过第一级喷嘴135向下喷出并闪蒸。
92.闪蒸剩余废热水向下落入第一级蓄水室；闪蒸产生的闪蒸蒸汽向上流动，通过第一级除雾器130，到达第一级除雾器130的上部空间，随后，进入第一级凝汽器120的壳程；
93.3，第一级凝汽器120的换热器列管水平左右布置，左右两端分别有左右封头和左管板124、右管板123。换热器列管的外围有部分端部壳体，即左壳体127和右壳体128，中间部分的换热器列管直接暴露在第一级提热器145的内部空间里。闪蒸蒸汽与换热器管内的循环热水换热，蒸汽在管外凝结，向下滴落到第一级凝结水槽125，再通过第一级凝结水槽125端部的的排水管126排放；
94.第一级提热器145的筒体20内的压力即闪蒸蒸汽压力。在通过抽气管140抽尽不凝气条件下，蒸汽压力仅与闪蒸空间大小、闪蒸水量有关。这个压力低于第一级提热器145的进水口10进入的热废水温度所对应的饱和压力，所以，热废水一旦通过喷嘴进入到第一级提热器145的筒体20内，立刻闪蒸。闪蒸剩余废热水向下落入第一级蓄水室150。闪蒸产生的闪蒸蒸汽向上流动，通过第一级除雾器130，到达第一级除雾器130的上部空间，随后，进入第一级凝汽器120的壳程，通过换热器列管，与管内的循环热水换热，蒸汽在管外凝结，向下滴落到第一级凝结水槽125，再通过第一级凝结水槽的排水管排放；
95.4，位于第二级布水板之上的第一级蓄水室内的热废水，通过第二级喷嘴235向下喷出并闪蒸。
96.闪蒸剩余废热水向下落入第二级蓄水室，闪蒸产生的闪蒸蒸汽向上流动，通过第二级除雾器230，到达第二级除雾器230的上部空间。随后，进入第二级凝汽器220的壳程，通过换热器列管，与管内的循环热水换热，蒸汽在管外凝结，向下滴落到第二级凝结水槽225，再通过第二级凝结水槽225端部的排水管226排放；
97.5，对外供暖循环热水从第二级提热器245的第二级凝汽器220的右端封头上的热水进水口221进入，在第二级提热器内被加热后，通过热水连接管122到达第一级提热器145内的第一级凝汽器120继续被加热，最后通过第一级凝汽器120右端的热水出水口121流出，对热用户供热；
98.第二级提热器245的筒体20内的压力即闪蒸蒸汽压力。在通过抽气管240抽尽不凝气条件下，蒸汽压力仅与闪蒸空间大小、闪蒸水量有关。这个压力低于第一级蓄水室150中
的热废水温度所对应的饱和压力，所以，当热废水通过第二级喷嘴235进入到第二级提热器245的筒体20内时，立刻闪蒸，闪蒸剩余废热水向下落入第二级蓄水室250；闪蒸产生的闪蒸蒸汽向上流动，通过第二级除雾器230，到达第二级除雾器230的上部空间。随后，进入第二级凝汽器220，通过换热器列管，与管内的循环热水换热，蒸汽在管外凝结，向下滴落到第二级凝结水槽225，再通过第二级凝结水槽的排水管排放；
99.6，第二级蓄水室内的积水，也是整个废水相变提热机的闪蒸剩余废水，它向下通过下封头及废水排水管30和外接抽水泵排出。
100.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。