一种直接接触式蒸发器的强化传热装置的制作方法

1.本实用新型涉及渗滤液浓缩液处置技术的技术领域，尤其是涉及一种直接接触式蒸发器的强化传热装置。


背景技术：

2.目前在渗滤液深度处理过程中，会产生约占渗滤液总量40％左右的膜浓缩液。渗滤液浓缩液因含有高盐，高浓度有机物、可生化性差等特性，是水处理行业的一大难题。直接接触式蒸发具有传热效率高，结构简单，适用性广等特点，目前已被应用证明为一种处理渗滤液浓缩液的有效手段。但是在实际应用过程中目前存在的主要问题仍是能量利用效率低，燃气消耗量高导致的处置成本上升问题，因此如何提升系统的能量利用率，增强系统内的换热效果从而降低系统的运行成本成为推广直接接触式蒸发处理渗滤液浓缩液的应用的关键。
3.cn214192637u公开了一种含盐有机废水高效蒸发装置及系统，蒸发器烟气出排烟口后进入气液换热器热端，来水进入气液换热器冷端，气液分离室冷凝出水进入nf/ro膜装置，不凝气进入pt吸收塔。此专利主要通过换热器对蒸发排气的的余热进行回收，提升原水进入蒸发器的温度，可以增加能量利用率。此专利并未提及对于蒸发器内部增强换热结构装置。
4.cn111870978a提出了一种蒸发器的内部结构，燃烧室烟气直接通到液下，蒸发器内有增压器、布气板、旋流板等部件。从原理上讲增强了内部的换热，存在主要问题：由于过于强调内部传热的强化导致内部结构零部件复杂，在恶劣的环境中极其容易发生故障导致停机，并且不易维修，造成系统不稳定。
5.根据上面综述，在渗滤液浓缩液处置过程中，针对直接接触式蒸发系统的提升能量利用效率的手段主要有两种，一种是对蒸发产生的烟气的余热进行回收利用，但由于烟气中含有大量的不凝性气体导致采用单一的换热器回收能量效果有限。如果强行提升能量回收率会付出更大的代价，得不偿失。另外一种通过优化蒸发器内部结构，一方面增强气液换热效果，另一方面也可以进行部分的能量回收利用。但由于蒸发器属于狭隘且相对封闭的空间，内部工况较为复杂，盲目的通过增加强化换热装置会导致蒸发器故障率急剧上升，进一步影响系统的运行稳定性。
6.针对上述两种结构形式的不足，本实用新型提出一种用于直接接触式蒸发器的强化传热装置，将蒸发器内外两种传热方式进行有机结合，一方面通过回收一定的烟气余热提升原水的进入蒸发器的温度，另一方面在蒸发器内增加喷淋层，通过单流体喷嘴将原水进行雾化喷淋，通过与蒸发器内高温排气的高效换热，可以进一步提升原水温度，进行能量的回收。同时采用外循环的方式，将蒸发器内的上清液进行循环并通过喷淋雾化后，可以极大的增加蒸发器内的气液换热面积，从而显著提高换热效率，节省运行成本。由于喷淋的结构形式简单，占用空间较小，且在正常工作状态下位于蒸发器内渗滤液浓缩液液面上方，可以通过在蒸发器上喷淋区位置增加人孔门的形式提升内部结构检修的便利性。


技术实现要素：

7.本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种直接接触式蒸发器的强化传热装置。
8.为实现上述目的，本实用新型的直接接触式蒸发器的强化传热装置的具体技术方案如下：
9.一种直接接触式蒸发器的强化传热装置，包括直接接触式蒸发器，所述直接接触式蒸发器内部中间位置竖向设置有燃烧室，所述燃烧室的顶部贯穿所述直接接触式蒸发器的顶壁，所述燃烧室的顶部安装有燃烧器，所述燃烧室的底部安装有分布器，所述直接接触式蒸发器内部位于渗滤液浓缩液液面上方300-1000mm的位置横向设置有喷淋管。
10.进一步，所述直接接触式蒸发器的顶壁一侧安装有排烟管，所述排烟管通过烟气管道连接有预热器，所述预热器通过管道与喷淋管连接。
11.进一步，所述分布器包括至少一根底部开孔的管道。
12.进一步，所述喷淋管上安装有单流体雾化喷嘴。
13.进一步，所述单流体雾化喷嘴采用耐腐蚀的蜗壳式实心锥喷嘴。
14.进一步，所述直接接触式蒸发器的底部外侧壁通过管道连接有循环泵，所述循环泵通过管道与所述喷淋管连接。
15.进一步，所述循环泵采用衬氟渣浆泵。
16.进一步，所述直接接触式蒸发器的侧壁开设有检修孔。
17.进一步，所述检修孔的安装高度位于喷淋管的下方。
18.进一步，所述检修孔的直径大于或等于350mm。
19.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
20.一、直接接触式蒸发器内部设计喷淋装置，喷淋装置上布有雾化喷头，通过外部循环泵可以实现对蒸发区的上清液进行雾化喷淋换热，增加了接触换热面积，提升了蒸发效率。
21.二、蒸发装置外设预热器，对蒸发产生的烟气余热进行回收利用；通过余热加热在提升原液一定温度的基础上，可以通过蒸发器内部雾化喷淋结构进行再次升温。
22.三、在蒸发器本体上增加人孔装置，提升蒸发器内部喷淋及布气结构的清洗及维修的便利性。
23.总的来说，直接接触式蒸发是目前渗滤液浓缩液的处置技术其中较为常用也较为有效的方法。在实际应用过程中，存在蒸发系统热利用率较低导致成本过高的问题，本实用新型在传统的直接接触式蒸发器结构基础上进行了一定的优化改进，提出了一种强化传热的装置，可以提高蒸发效率，提升系统的热利用率，从而降低运行成本。通过对直接接触式蒸发器本体的改进，该装置形式简单有效，兼具清洗维护的便捷性，具有良好的实用效果。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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。
25.图1为本实用新型的整体结构示意图；
26.图中标记说明：1、直接接触式蒸发器；2、燃烧器；3、燃烧室；4、分布器；5、检修孔；6、循环泵；7、预热器；8、喷淋管。
具体实施方式
27.为了更好地了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图和具体较佳实施方式，对本实用新型一种直接接触式蒸发器的强化传热装置做进一步详细的描述。
28.本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“上”、“下”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。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本实用新型的保护范围。
29.实施例1：
30.请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种直接接触式蒸发器的强化传热装置，包括直接接触式蒸发器1，直接接触式蒸发器1是一种传热介质与液体直接接触，搅动并加热液体，使溶剂受热汽化的蒸发器；所述直接接触式蒸发器1内盛有渗滤液浓缩液，渗滤液浓缩液是垃圾渗滤液经过生物降解后在渗滤液深度处理过程中，经反渗透膜和纳滤膜截留的残液；直接接触式蒸发器1是蒸发的主要场所，在正常运行时，直接接触式蒸发器1的底部锥形区域一般为盐泥及渗滤液浓缩液的混合物，大部分盐泥沉积在蒸发器底部；直接接触式蒸发器1上部为蒸发区及分离区；所述直接接触式蒸发器1内部中间位置竖向设置有燃烧室3，所述燃烧室3的顶部贯穿所述直接接触式蒸发器1的顶壁，所述燃烧室3的顶部安装有燃烧器2，所述燃烧室3的底部安装有分布器4，分布器4能将烟气能够较为均匀的在蒸发器内进行分布，分布器4是能提高换热效率的部件，属于蒸发器一部分；所述直接接触式蒸发器1内部位于渗滤液浓缩液液面上方300-1000mm的位置横向设置有喷淋管8，也就是说在气液分离区蒸发液位上方300-1000mm位置布置有一层喷淋管8。
31.进一步，所述直接接触式蒸发器1的顶壁一侧安装有排烟管，所述排烟管通过烟气管道连接有预热器7，蒸发产生的烟气通过烟气管道可以进入预热器7，所述预热器7通过管道与喷淋管8连接；经过预处理的原液首先经过预热器7与蒸发产生的烟气进行换热，对烟气中的余热进行回收利用，然后进入喷淋管8雾化喷淋与蒸发器内高温排气换热再次进行升温；烟气经过换热后进入后处理系统，进行气液分离去除污染物，最终达标后进行排放。
32.进一步，所述分布器4包括至少一根底部开孔的管道，即分布器4由1根或多根底部开孔的管道组成，高温烟气通过底部开孔均匀的与浓缩液接触进行换热。
33.进一步，所述喷淋管8上安装有单流体雾化喷嘴，单流体雾化喷嘴是一种利用流体介质的压力差在喷嘴口处将流体加快到必定的喷发速度，在涡流效应和与周围空气的相互效果下使得液体被喷发出去，或在叶片的效果下形成雾滴的装置；喷嘴下方500mm位置的冲洗覆盖率宜在200％以上，喷嘴分布位置根据蒸发器内部结构灵活调整。
34.进一步，所述单流体雾化喷嘴采用耐腐蚀的蜗壳式实心锥喷嘴，用于防止喷头堵塞。
35.进一步，所述直接接触式蒸发器1的底部外侧壁通过管道连接有循环泵6，所述循
环泵6通过管道与所述喷淋管8连接；喷淋管8中的喷淋液的来源分为两个部分：
36.一是喷淋液取自蒸发区的待蒸发浓缩液的上清液，由循环泵6供给到一部分喷淋管8进行雾化喷淋蒸发，一方面加强了蒸发区的液体扰动，另一方也增加了高温烟气和浓缩液的接触面积，从而提升了蒸发效率；
37.二是原液经过预热器7后进入一部分喷淋管，通过与蒸发产生的烟气进行换热，进一步提升原液的温度到接近蒸发温度，降低系统的能耗。
38.进一步，所述循环泵6采用衬氟渣浆泵，用于防止堵塞及高温腐蚀。
39.进一步，所述直接接触式蒸发器1的侧壁开设有检修孔5，用于方便喷淋层及布气结构外侧的检修清理。
40.进一步，所述检修孔5的安装高度位于喷淋管8的下方。
41.进一步，所述检修孔5的直径大于或等于350mm。
42.工作原理：本实用新型在蒸发装置外设预热器7，对蒸发产生的烟气余热进行回收利用，同时蒸发装置设计有喷淋装置，加强气液传热，进一步提升蒸发前原液温度。采用梯级加热的方式，更容易实现蒸发过程中产生的高温排气的能量回收。
43.本实用新型增加上清液循环系统，加强了蒸发区的液体扰动，强化传热效果，同时也通过上清液的雾化喷淋增加了高温烟气和浓缩液的接触面积。整体上大大提升了蒸发器的蒸发效率。
44.本实用新型新增结构相对简单的强化传热装置进一步提升了系统的能量利用率，同时通过增加检修孔5也保障了系统清洗及维护的便捷性。
45.可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。