能快速预热的低温真空蒸发器的制作方法

1.本发明涉及一种能快速预热的低温真空蒸发器，属于环保设备领域。


背景技术：

2.能源问题和环境问题在工业生产中已经日益突出，这对节能技术提出了更高的要求。工业废水等危废液体的排放造成了严重的环境污染，为了保护环境，需要严格控制污水排放，各个大型垃圾填埋企业均需要将污水排放到专门的污水处理厂进行处理后才能排放，污水处理厂一般按照处理量来收费，例如一吨几千元，因此，企业在污水处理上的成本也大幅度增加。
3.热泵技术是一项高效、环保的节能技术，可以广泛应用于化工、低品位热能利用、海水淡化、污水处理等工业生产领域。经过热泵蒸发浓缩后，可以从污水中提取出来符合排放标准的蒸馏水，该蒸馏水可以直接排放，剩下的浓缩物再排放到污水处理厂进行处理可以大大减少企业的污水处理成本，例如10吨的污水经过蒸发浓缩后可以分解成9吨的蒸馏水和1吨的浓缩物，而企业仅需花费1吨处理量的成本，从而大大降低了污水处理费用。
4.在负压的作用下，蒸发器内的废液需要加热至30
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40℃才能进行蒸发，在室温下，废液处于25℃左右，其被加热至30
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40℃无需等待较长时间，所耗能源也较少。然而，当环境温度较低时，例如，在北方城市的冬季下，环境温度处于零下，此时废液要被加热至30
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40℃需要消耗较长时间和能源。并且，由于此时蒸发罐内无蒸汽产生，因此热泵系统中的压缩机无法得到换热介质的补充，会处于低负荷运行状态，进而无法为废液提供换热介质进行加热。因此，设备往往无法进行启动，且压缩机容易损坏。
5.基于上述情况，特提出本申请。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种能快速预热的低温真空蒸发器，能对冷凝罐内的换热介质进行主动加热，进而为压缩机补充换热介质，使蒸发罐内的废液能快速被加热。
7.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种能快速预热的低温真空蒸发器，包括：
8.蒸发罐，设有第一蒸汽出口、浓缩液排出口和废液入口；
9.第一换热器，设置在所述蒸发罐的内部或外部；
10.冷凝罐，与所述第一蒸汽出口通过蒸汽管道连接，以用于对产生的蒸汽进行冷却；
11.热泵系统，连接所述第一换热器和冷凝罐，以为所述第一换热器和冷凝罐提供换热介质；
12.减压装置，用于对所述蒸发罐和冷凝罐抽真空；
13.以及，
14.蒸汽装置，连接所述蒸汽管道，为所述冷凝罐提供蒸汽，以对所述冷凝罐内的换热介质进行加热。
15.进一步地，所述减压装置同时可对所述蒸汽装置进行抽真空。
16.进一步地，所述蒸汽装置包括蒸汽罐和热源，所述热源对蒸汽罐内的水进行加热以产生蒸汽。
17.进一步地，当所述蒸汽装置工作时，所述蒸汽罐内的压强与所述蒸发罐内的压强相同。
18.进一步地，所述热源为电加热器。
19.进一步地，所述蒸汽罐上设有第二蒸汽出口、进液口和出液口，所述第二蒸汽出口处设有用于对其进行打开或闭合的阀门。
20.进一步地，所述第二蒸汽出口设置在所述蒸汽罐的顶部。
21.进一步地，所述热泵系统包括压缩机和节流装置，所述压缩机和节流装置分别连接所述第一换热器和冷凝罐，以形成环路。
22.进一步地，所述冷凝罐内设有第二换热器，所述换热介质经过所述节流装置作用后进入至所述第二换热器中。
23.进一步地，所述减压装置包括离心水泵和连接所述离心水泵的水射流器。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本申请的能快速预热的低温真空蒸发器通过设置蒸汽装置来给冷凝罐提供热蒸汽，使冷凝罐内的换热介质受热蒸发成气态，进而为热泵系统的压缩机提供能源，即避免了压缩机低负荷运行，又能使蒸发罐内的废液得到快速加热，使设备能在低环境温度的条件下正常运行。
25.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
26.图1为本发明一实施例所示的能快速预热的低温真空蒸发器的流程图；
27.图2为本发明一实施例所示的能快速预热的低温真空蒸发器中的蒸汽装置的结构示意图。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
29.需要说明的是：本发明的“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等用语只是参考附图对本发明进行说明，不作为限定用语。
30.请参见图1和图2，本发明一实施例所示的能快速预热的低温真空蒸发器，其包括用于装载废液的蒸发罐1、用于对废液进行加热的第一换热器2、连接蒸发罐1的冷凝罐3、用于提供换热介质的热泵系统4、用于给蒸发罐1和冷凝罐3抽真空的减压装置5，以及，为冷凝罐3提供热蒸汽的蒸汽装置6。
31.具体的，本实施例的第一换热器2设置在蒸发罐1内，优选的为盘管换热器；诚然，在其他实施例中，该第一换热器2还可以是其他的内置换热器，如换热管，或者，为外置换热器(现有结构，不详细说明)。
32.本实施例中，蒸发罐1上设有第一蒸汽出口11、浓缩液排出口12和废液入口13，优
选的，第一蒸汽出口11设置在蒸发罐1的顶部或顶部附近；浓缩液排出口12设置在蒸发罐1的底部，废液入口13与第一换热器2的入口对应设置。冷凝罐3与第一蒸汽出口11通过蒸汽管道10连通，以便于蒸发罐1内产生的蒸汽通过蒸汽管道10进入至冷凝罐3内进行冷却。类似的，冷凝罐3内设有第二换热器31，优选的为换热管；诚然，在其他实施例中，该第二换热器31还可以是其他的内置换热器，如盘管换热器。
33.本实施例中，热泵系统4包括压缩机41和节流装置42，优选的，节流装置42为膨胀阀，诚然，在其他实施例中，该节流装置42还可以是毛细管等。压缩机41和膨胀阀42分别与第一换热器2和第二换热器31连接，并形成环路。气态的换热介质由压缩机41压缩成液体，释放大量热量进入至第一换热器2中，从而加热蒸发罐1内的废液。随后换热介质经过膨胀阀42的节流作用吸收大量热量后进入至第二换热器31中，从而对冷凝罐3内的蒸汽进行冷却。吸收了蒸汽的热量后的换热介质则重新形成气态并进入至压缩机41中重新循环。
34.发明人发现，在外界环境温度处于较低的情况下，当设备启动时，废液被加热至蒸发温度(30
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40℃)需要消耗较长时间，其中无蒸汽产生。因此，冷凝管中第二换热器31内的换热介质无法吸收热量转化成气态，进而无法为压缩机41供能，进一步延长了废液的预热时间，且使压缩机41处理低负荷运行状态，易造成损坏。因此，设有蒸汽装置6来为冷凝罐3内提供热蒸汽，使第二换热器31内的换热介质能吸收热量转化成气态。
35.在本实施例中，蒸汽装置6连通蒸汽管道10，其包括蒸汽罐61和热源62，蒸汽罐61用于储存水，热源62用于对蒸汽罐61内的水进行加热以产生蒸汽。其中，蒸汽罐61上设有第二蒸汽出口63、进液口和出液口64(可以共用一个出入口，也可以分开设置)，且优选的，第二蒸汽出口63设置在蒸汽罐61的顶部，且第二蒸汽出口63处设有用于对其进行打开或闭合的阀门，当废液预热完成后，可通过阀门关闭第二蒸汽出口63，同时关闭热源62，以节约能源的使用。并且，蒸汽装置6上还设有液位传感器65，当蒸汽罐61内的水达到所需量时，根据液位传感器65可停止进液。
36.在本实施例中，蒸汽装置6中的热源62优选的为电加热器，诚然，在其他实施例中，还可以是其他常用加热装置。并且，由于本申请的设备整体处于负压状态，为避免产生的蒸汽对设备内部压强的影响，在设备启动时，减压装置5同时对冷凝罐3、蒸发罐1和蒸汽罐61进行抽真空，以当蒸汽装置6工作时，蒸汽罐61内的压强与所述蒸发罐1内的压强相同。
37.在本实施例中，本申请的设备还包括蒸馏水罐7，该蒸馏水罐7与冷凝罐3连接，以用于储存冷却后的蒸馏水。减压装置5设置在蒸馏水罐7上，具体包括离心水泵51和连接所述离心水泵51的水射流器52。在设备启动时，蒸馏水罐7内先储存有水，通过利用蒸馏水罐7内的水，该减压装置5能实现持续的抽真空效果，且耗能较低。
38.综上所述：本申请的能快速预热的低温真空蒸发器通过设置蒸汽装置来给冷凝罐提供热蒸汽，使冷凝罐内的换热介质受热蒸发成气态，进而为热泵系统的压缩机提供能源，即避免了压缩机低负荷运行，又能使蒸发罐内的废液得到快速加热，使设备能在低环境温度的条件下正常运行。
39.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
40.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并
不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。