流化床强化蒸发的增湿去湿式水净化装置的制造方法_2

文档序号:9856788阅读:来源:国知局
] 冷凝室10;冷凝腔101;第一气体进口 102;第一气体出口 103;净化水出口 104;安装 口 105;
[0033] 冷凝器20,进水管21;出水管22;
[0034]蒸发室30;蒸发腔301;上腔3011;中间腔3012;下腔3013;第二气体进口 302;第二 气体出口 303;污水出口 304;固体颗粒310;
[0035]上隔板41;下隔板42;中间隔板43;横向隔板431;竖向隔板432;
[0036] 喷淋装置50;喷淋嘴51;喷淋管52;
[0037]加热装置60;
[0038] 驱动装置70;
[0039]第一导流板81;第二导流板82;
[0040] 气管91;连接管92。
【具体实施方式】
[0041] 下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考 附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
[0042] 下面结合附图详细描述根据本发明实施例的流化床强化蒸发的增湿去湿式水净 化装置100。
[0043] 参照图1至图3所示,根据本发明实施例的流化床强化蒸发的增湿去湿式水净化装 置100可以包括冷凝室10、冷凝器20、蒸发室30、上隔板41、下隔板42、喷淋装置50、加热装置 60和驱动装置70。
[0044] 具体而言,冷凝室10内可以限定有冷凝腔101,冷凝室10上可以设有安装口 105、第 一气体进口 102和第一气体出口 103,安装口 105、第一气体进口 102和第一气体出口 103分别 与冷凝腔101连通。冷凝器20可以设在冷凝腔101内并且位于第一气体进口 102和第一气体 出口 103之间。冷凝器20具有进水管21和出水管22,进水管21穿设在安装口 105内。这里,"进 水管21穿设在安装口 105内"可以理解为进水管21伸入安装口 105并且两端分别从安装口 105内伸出,也可以理解为进水管21伸入安装口 105内并且其中一端从安装口 105内伸出,另 一端则位于安装口 105内。
[0045]蒸发室30内可以限定有蒸发腔301,蒸发室30上可以设有第二气体进口 302和第二 气体出口 303,第二气体出口 303和第一气体进口 102连通。这里,第二气体出口 303可以与第 一气体进口 102进行直接连通,也可以间接连通,例如,如图1所示,第二气体出口 303和第一 气体进口 102可以通过气管91相连。
[0046]上隔板41和下隔板42均设在蒸发腔301内,并且上隔板41和下隔板42可以沿上下 方向间隔开设置,从而可以将蒸发腔301分成上腔3011、中间腔3012和下腔3013。第二气体 进口 302可以和下腔3013连通,第二气体出口 303可以和上腔3011连通。中间腔3012内可以 悬浮有固体颗粒310。也就是说,从第二气体进口 302进入的空气可以将位于中间腔3012的 固体颗粒310吹起,使固体颗粒310呈悬浮状态,形成流化床。其中,上隔板41和下隔板42可 以将固体颗粒310限制住,防止气体吹力不当而导致固体颗粒310到处乱跑。
[0047] 喷淋装置50可以具有喷淋嘴51,喷淋嘴51可以设在上腔3011内,以向中间腔3012 内喷入未净化水,喷淋嘴51能将加热后的未净化水分散成小液滴喷出,使得液体更加均匀 地与悬浮固体颗粒310接触,形成薄液膜,大大增加了液体蒸发的效率。
[0048]加热装置60可以连接在喷淋装置50和出水管22之间,以对流向喷淋装置50的未净 化水进行加热,使未净化水进入蒸发腔301内时可以具有较高的温度,增加未净化水在上升 气流中的蒸发速率。驱动装置70可以连接在第一气体出口 103和第二气体进口302之间,以 驱动气体流动。由此,增湿去湿式水净化装置100内流动的气体可以在驱动装置70的驱动下 形成一个闭路气体循环。可选地,气体可以为空气。
[0049]首先,气体在驱动装置70的驱动下从第二气体进口302进入到蒸发腔301内,气体 向上流动依次经过下腔3013、中间腔3012和上腔3011,其中依次经过下隔板42和上隔板41, 向上流动的气体可以将流化床的固体颗粒310吹起;与此同时,水可以从进水管21进入冷凝 器20中,通过出水管22流入到加热装置60中被加热,加热后的未净化水可以从喷淋嘴51喷 出,并且可以与蒸发室30内散乱运动的悬浮的固体颗粒310充分接触,在颗粒表面形成液 膜,液膜在上升气流中迅速蒸发,使得气体的湿度显著增加,实现气体的载湿;载湿空气可 以通过第二气体出口303流出,并且通过第一气体进口 102进入到冷凝腔101内,载湿空气中 的水分可以在冷凝器20表面凝结,实现去湿,形成净化水,净化水在重力以及气体的吹动作 用下可以沉积到冷凝腔101的下部,最后可以从净化水出口 104流出。
[0050] 可选地,可以通过净化水收集器收集流出的净化水,还可以通过污水收集器收集 从污水出口 304流出污水。载湿空气冷凝释放的潜热可以对冷凝器20内的未净化水起到预 加热作用,节能性好。
[0051] 另外,蒸发腔301和冷凝腔101分别由蒸发室30和冷凝室10限定出,蒸发室30和冷 凝室10可以间隔开设置,蒸发腔301与冷凝腔101之间可以保持绝热,热量交换基本上可以 通过液体或者气体质量交换来实现。
[0052]根据本发明实施例的增湿去湿式水净化装置100,通过设置冷凝室10和蒸发室30, 并在蒸发室30内设置可以在气流的作用下悬浮的固体颗粒310,使喷淋的未净化水可以在 固体颗粒310的表面形成极薄液膜,可以避免喷淋出的小水滴被载湿空气带入冷凝腔101, 保证水净化的程度,同时可以提高液体的蒸发,该流化床强化蒸发的方法极大地提高了液 体的传热传质系数,使得蒸发效率增加,流化床强化蒸发装置结构简单,成本低,便于推广, 并且可以解决大量的水净化需求;同时该装置总体所需的能量较少,品位较低,可以实现离 网运行,并且能够在能源较少的边远地区使用。
[0053]该增湿去湿式水净化装置100可以处理的未净化水可以为海水、苦咸水或者预处 理后的工业或生活污水等。对未净化水进行加热的能量来源可以有太阳能、地热能、工业余 热或者化石能源等。装置中需要供电的设备,如驱动装置70、加热装置60等可以通过太阳 能、风能、水能来提供电力。
[0054] 可选地,根据本发明的一些实施例,悬浮的固体颗粒310可以从聚丙烯(PP)、聚苯 乙烯(PS)或者聚氯乙烯(PVC)等材质的空心球中选择。中间腔3012中可以悬浮有其中任意 一种空心球,也可以悬浮有其中的两种或三种等。这些材质的空心球质量非常轻,大小类似 乒乓球,可以在下方来流气体的推动下容易地实现悬浮和碰撞,并且液体容易在该空心塑 料球上形成液膜,液膜面积较大,可以加快蒸发。
[0055] 考虑到蒸发室30内的固体颗粒310受到自身重力、气流速度以及喷淋速度等影响 能够被吹起的高度有限,为了能够充分利用蒸发室30内的空间,使得未净化水能够充分与 悬浮固体颗粒310接触,可选地,根据本发明的一些实施例,增湿去湿式水净化装置100还可 以包括中间隔板43,中间隔板43可以设在中间腔3012内,以将中间腔3012分割成多个子腔, 每个子腔内悬浮有固体颗粒310。由此,固体颗粒310可以较为均匀的分布在中间腔3012中, 避免集中在中间腔3012的某一位置处,提高液体与固体颗粒的接触几率,进一步提高蒸发 效果。
[0056]可以理解的是,中间隔板43的结构可形成为多种,可选地,在本发明的一些实施例 中,中间隔板43可以包括横向隔板431和竖向隔板432中的至少一个。也就是说,中间隔板43 可以为大致沿水平方向延伸的横向隔板431,也可以为大致沿竖直方向延伸的竖向隔板 432,还可以同时包括大致沿水平方向延伸的横向隔板431和大致沿竖直方向延伸的竖向隔 板432。横向隔板431与上隔板41以及下隔板42在上下方向上间隔开设置,竖向隔板432的上 端与上隔板41相连,竖向隔板432的下端与下隔板42相连。横向隔板431可以将中间腔3012 在竖直方向上进行分隔,竖向隔板432可以将中间腔3012在水平方向上进行分隔。由此,不 仅便于制造,而且可以实现更好的分隔效果,进一步提高蒸发效率。
[0057]例如,如图2所示,中间腔3012内设置有多个横向隔板431,横向隔板431可以在中 间腔3012内沿气流运动方向将固体颗粒310隔离成若干层,形成多级流化床强化蒸发系统。 悬浮固体颗粒310在网状隔离板之间可以充分运动并与加热后的未净化水相接触。这种多 级流化床强化蒸发系统可以进一步强化蒸发,提高气体的载湿量。
[0058]进一步地,考虑到进入蒸发腔301的循环气流可能存在着水平方向的速度分量,可 能会将悬浮固体颗粒310吹向某一侧,从而影响蒸发效率。可选地,如图3所示,中间腔3012
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