专利名称：高效低温浓缩装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种溶液浓缩装置，具体是涉及一种高效低温浓缩装置，适用于电镀、金属表面处理、食品和化工药液等领域浓缩液体。
背景技术：
目前，在电镀和金属表面处理、食品和化工药液等领域进行液体浓缩时都需要使用液体浓缩装置，常用的液体浓缩装置有蒸发器(一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器)，它们的共同缺点是能量消耗大，设备复杂，高温高压运行易泄漏，有安全隐患，有些药液对设备的材质要求很高，设备造价高，运行费用高等诸多的问题。
发明内容为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种高效低温浓缩装置，本实用新型不仅能够实现能量的高效利用，且整个蒸发、冷凝过程在密闭的状态中进行，温度不高，压力较低，系统无安全隐患，无二次污染，整个系统工艺流程简单，可全自动运行。本实用新型的技术方案是这样实现的一种高效低温浓缩装置，包括蒸发槽、蒸发循环泵、循环风机、凝缩槽、冷凝循环泵和热泵系统，所述热泵系统能够加热所述蒸发循环泵提供的溶液，且所述热泵系统能够冷凝所述循环风机提供的水蒸汽，所述蒸发循环泵能够循环从所述蒸发槽内抽取溶液，提供给所述热泵系统加热后在所述蒸发槽内形成水蒸汽，所述循环风机能够在所述蒸发槽和所述凝缩槽之间循环抽送水蒸汽和气体，所述冷凝循环泵能够循环从所述凝缩槽内抽取冷凝水，并注入所述凝缩槽内，与所述水蒸汽在所述凝缩槽内相遇接触。作为本实用新型的进一步改进，所述蒸发槽设有保温系统，所述保温系统能够防止所述蒸发槽内热量的散发，使所述蒸发槽内产生过饱和的水蒸汽。作为本实用新型的进一步改进，所述热泵系统能够加热所述蒸发循环泵提供的溶液，且所述热泵系统能够冷凝所述循环风机提供的水蒸汽的结构是所述热泵系统包括通过连接管依次循环连接的压缩机、冷凝器、储液罐、过滤器、膨胀阀和蒸发器，所述压缩机能够压缩所述热泵系统内的冷媒进入所述冷凝器，并与所述蒸发循环泵提供的溶液进行热量交换，所述储液罐、过滤器和膨胀阀能够膨胀从所述冷凝器出来的冷媒进入所述蒸发器，并与所述循环风机提供的水蒸汽和所述冷凝循环泵提供的冷凝水进行热量交换。作为本实用新型的进一步改进，所述蒸发循环泵能够循环从所述蒸发槽内抽取溶液，提供给所述热泵系统加热后在所述蒸发槽内形成水蒸汽的结构是设有第一喷洒装置，所述第一喷洒装置位于所述蒸发槽内和所述循环风机送风入口处，所述蒸发循环泵一端通过管道与所述蒸发槽连接，另一端通过管道与所述第一喷洒装置连接，所述第一喷洒装置和所述蒸发循环泵之间的管道穿过所述热泵系统。作为本实用新型的进一步改进，所述循环风机能够在所述蒸发槽和所述凝缩槽之间循环抽送水蒸汽和气体的结构是所述循环风机分别与所述蒸发槽和所述凝缩槽通过两个独立的管道连接。作为本实用新型的进一步改进，所述冷凝循环泵能够循环从所述凝缩槽内抽取冷凝水，并注入所述凝缩槽内，与所述水蒸汽在所述凝缩槽内相遇接触的结构是设有第二喷洒装置，所述第二喷洒装置位于所述凝缩槽内和所述循环风机送风入口处，所述冷凝循环泵一端与所述凝缩槽通过管道连接，另一端与所述第二喷洒装置通过管道连接。作为本实用新型的进一步改进，所述冷媒被所述压缩机压缩后的温度为450C -50°C，所述冷媒经所述冷凝器交换热量后的温度为40°C -45°C，所述冷媒经所述储液 罐、过滤器和膨胀阀膨胀后的温度为小于io°c。作为本实用新型的进一步改进，设有液位控制器，所述液位控制器能够控制补充溶液到所述蒸发槽内和控制所述蒸发槽内溶液的浓度，且所述液位控制器能够控制所述凝缩槽内的冷凝水定时排出。本实用新型的有益效果是本实用新型利用热泵技术，实现了一端提供温度加速液体的蒸发，一端吸收温度冷凝气体中的水蒸汽的功能，在蒸发、冷凝的过程中又实现了热能的回收和再利用，因此，本实用新型能够实现能量的高效利用，且本实用新型工艺流程简单，运行温度低(小于50°C )，可有效避免有些物质在高温中分解或变质，整套系统在低压密闭的环境中运行，可防止浓缩液和空气中的二氧化碳反应。
图I为本实用新型原理示意框图；图2为本实用新型在电镀生产上应用的工艺流程示意图。结合附图，作以下说明I—蒸发槽2—蒸发循环泵3—循环风机4—凝缩槽5—冷凝循环泵6—热泵系统61——压缩机62——冷凝器63——储液罐64——过滤器65—膨胀阀66——蒸发器7——原液贮槽8——原液供给泵9——电镀溶液贮槽10——电镀溶液供给泵11——电镀槽12——第一清洗槽13—第二清洗槽14—第三清洗槽
具体实施方式
实施例I :如图I所示，一种高效低温浓缩装置，包括蒸发槽、蒸发循环泵、循环风机、凝缩槽、冷凝循环泵和热泵系统，图中不连续线箭头表示凝缩槽内冷凝水循环走向，单连续线箭头表示蒸发槽内溶液循环走向，双连续线箭头表示水蒸汽和气体循环走向，所述热泵系统能够加热所述蒸发循环泵提供的溶液，且所述热泵系统能够冷凝所述循环风机提供的水蒸汽，所述蒸发循环泵能够循环从所述蒸发槽内抽取溶液，提供给所述热泵系统加热后在所述蒸发槽内形成水蒸汽，所述循环风机能够在所述蒸发槽和所述凝缩槽之间循环抽送水蒸汽和气体，所述冷凝循环泵能够循环从所述凝缩槽内抽取冷凝水，并注入所述凝缩槽内，与所述水蒸汽在所述凝缩槽内相遇接触，这样，蒸发循环泵不断的注入被热泵系统加热后的溶液，使蒸发槽内产生水蒸汽，水蒸气被循环风机抽送至凝缩槽，进入凝缩槽内的水蒸汽与通过冷凝循环泵不断注入的冷凝水相遇，在热泵系统的冷凝作用下，迅速冷凝成小液滴，成为冷凝水，未冷凝的水蒸汽和气体通过循环风机再重新回到蒸发槽，去带来新的水蒸汽。优选的，所述蒸 发槽设有保温系统，所述保温系统能够防止所述蒸发槽内热量的散发，使所述蒸发槽内产生过饱和的水蒸汽。优选的，所述热泵系统能够加热所述蒸发循环泵提供的溶液，且所述热泵系统能够冷凝所述循环风机提供的水蒸汽的结构是所述热泵系统包括通过连接管依次循环连接的压缩机、冷凝器、储液罐、过滤器、膨胀阀和蒸发器，所述压缩机能够压缩所述热泵系统内的冷媒进入所述冷凝器，并与所述蒸发循环泵提供的溶液进行热量交换，所述储液罐、过滤器和膨胀阀能够膨胀从所述冷凝器出来的冷媒进入所述蒸发器，并与所述循环风机提供的水蒸汽和所述冷凝循环泵提供的冷凝水进行热量交换，这样，冷媒在压缩机的作用下被压缩，同时冷媒的温度升高，高压、高温的冷媒在冷凝器内和蒸发循环泵提供的溶液进行热量交换，将冷媒中的热量转移到溶液中，即起到加热所述蒸发循环泵提供的溶液的作用；同时，高压、高温的冷媒变成高压低温的冷媒，高压、低温的冷媒经储液罐、过滤器后由膨胀阀释放膨胀，冷媒的体积迅速膨胀同时温度大大降低，低温的冷媒通过蒸发器与循环风机抽送的水蒸汽和冷凝循环泵提供的冷凝水接触并进行热量交换，将从蒸发槽抽送过来的饱和水蒸汽的热量转移至低温的冷媒中，冷媒的温度升高，同时，饱和水蒸汽降温后变成液滴和冷凝循环水混合，成为凝缩槽内的冷凝水，因此，能够在蒸发、冷凝的过程中实现热能的回收和再利用，做到能量的高效利用。优选的，所述蒸发循环泵能够循环从所述蒸发槽内抽取溶液，提供给所述热泵系统加热后在所述蒸发槽内形成水蒸汽的结构是设有第一喷洒装置，所述第一喷洒装置位于所述蒸发槽内和所述循环风机送风入口处，所述蒸发循环泵一端通过管道与所述蒸发槽连接，另一端通过管道与所述第一喷洒装置连接，所述第一喷洒装置和所述蒸发循环泵之间的管道穿过所述热泵系统。优选的，所述循环风机能够在所述蒸发槽和所述凝缩槽之间循环抽送水蒸汽和气体的结构是所述循环风机分别与所述蒸发槽和所述凝缩槽通过两个独立的管道连接，这样，一个管道抽送水蒸汽，另一个管道抽送气体，在蒸发槽和凝缩槽之间形成循环。优选的，所述冷凝循环泵能够循环从所述凝缩槽内抽取冷凝水，并注入所述凝缩槽内，与所述水蒸汽在所述凝缩槽内相遇接触的结构是设有第二喷洒装置，所述第二喷洒装置位于所述凝缩槽内和所述循环风机送风入口处，所述冷凝循环泵一端与所述凝缩槽通过管道连接，另一端与所述第二喷洒装置通过管道连接。优选的，所述冷媒被所述压缩机压缩后的温度为45°C -50°C，所述冷媒经所述冷凝器交换热量后的温度为40°C _45°C，所述冷媒经所述储液罐、过滤器和膨胀阀膨胀后的温度为小于10°C，这样，这个系统运行温度低，可有效避免有些物质在高温中分解或变质。优选的，设有液位控制器，所述液位控制器能够控制补充溶液到所述蒸发槽内和控制所述蒸发槽内溶液的浓度，且所述液位控制器能够控制所述凝缩槽内的冷凝水定时排出，这样，随着蒸发槽内水蒸汽不断的蒸发，蒸发槽内的液位也将随着降低，当蒸发槽的液位降低了就启动溶液供给，补充溶液；同样，随着蒸发槽内水蒸汽不断的蒸发，蒸发槽内溶液的浓度也将逐渐的提高，为了将溶液的浓度控制在结晶浓度以下，防止溶液结晶后堵塞管道，通过液位控制器，可以实现溶液浓度的控制，不同的溶液采用不同的浓缩比，由实际运行的溶液的溶解物和浓度确定。随着水蒸汽被冷凝下来产生的凝缩槽内的冷凝水越来越多，凝缩槽内冷凝水的液位将不断升高，通过液位控制器可以将多余的冷凝水定期排出作为清洁水再利用，保证系统的正常运行。实施例2 本实用新型高效低温浓缩装置在电镀生产上的应用，如图2所示，本实用新型高效低温浓缩装置包括蒸发槽I、蒸发循环泵2、循环风机3、凝缩槽4、冷凝循环泵5和热泵系统6，热泵系统包括压缩机61、冷凝器62、储液罐63、过滤器64、膨胀阀65和蒸发器66，在电镀生产上应用还包括原液贮槽7、原液供给泵8、电镀溶液贮槽9、电镀溶液供给泵10、电镀槽11、第一清洗槽12、第二清洗槽13和第三清洗槽14等设备，作为本实用新型高效低温浓缩装置的附件，以硫酸铜溶液为电镀溶液，硫酸铜清洗水为原液为例，实施方式如下电镀件在电镀完成以后，从电镀槽提出进入第一清洗槽，电镀件上的硫酸铜溶液被清洗到清洗槽的清洗水中，电镀件依次进入第二清洗槽和第三清洗槽清洗，以确保电镀件清洗干净。第二清洗槽、第三清洗槽因有电镀件清洗，清洗槽中的清洗水被少量的硫酸铜污染。应第一清洗槽、第二清洗槽、第三清洗槽的清洗水的污染程度(硫酸铜的含量)依次减轻，采用逆流漂洗的方式，以确保第三清洗槽的清洗水为最清洁的水。第一清洗槽的清洗水溢流后收集至硫酸铜清洗水贮槽。硫酸铜清洗水贮槽装有液位控制器，当贮槽的液位到达设定液位时，原液供给泵开始运行，将硫酸铜清洗水排入高效低温浓缩装置的蒸发槽，蒸发槽装有液位控制器，当蒸发槽内的硫酸铜清洗水液位到达设定液位时，原液供给泵停止运行，同时蒸发循环泵、循环风机、热泵系统、冷凝循环泵开始运行。热泵系统开始运行后，蒸发槽内的硫酸铜清洗水水温升高，蒸发槽内产生大量的水蒸汽，水蒸气被循环风机强行抽入凝缩槽。水蒸气在凝缩槽与温度较低的热泵系统的蒸发器接触迅速变成水滴，水滴被收集在凝缩槽内。在蒸汽的冷凝过程中热泵系统又将水蒸汽中的热量回收，热量提供给蒸发槽加热所用。在蒸发、冷凝的过程中又实现了热能的回收和再利用。整个蒸发、冷凝过程在密闭的状态中进行，温度不高，压力较低，系统无安全隐患，无二次污染，整个系统工艺流程简单，可全自动运行。蒸发槽不断的蒸发水，由液位控制器控制蒸发槽内的液位，当蒸发槽的液位降低了就启动原液供给泵，补充硫酸铜清洗水。蒸发槽中的溶液的硫酸铜浓度不断提高，硫酸铜的浓度到达一定值就将蒸发槽内溶液排入硫酸铜溶液贮槽。同样，凝缩槽凝集的冷凝水也由液位控制器控制，由于冷凝水为水蒸汽凝结而成，因此可以作为清洁水定时补充进入清洗槽，具体实施可以通过冷凝循环泵不断将冷凝水抽入第三清洗槽，第三清洗槽溢满后流入第二清洗槽，第二清洗槽溢满后流入第一清洗槽，第一清洗槽溢满后流入硫酸铜清洗水贮槽内，这样可以实现清洗废水零排放，电镀溶液的高效利用，节约大量的清洗水，确保电镀生产实现清洁生产。以上实施例是参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细说明，本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更，但不背离本实用新型的实质的情况下，都落在本实用新 型的保护范围之内。
权利要求1.一种高效低温浓缩装置，其特征在于包括蒸发槽、蒸发循环泵、循环风机、凝缩槽、冷凝循环泵和热泵系统，所述热泵系统能够加热所述蒸发循环泵提供的溶液，且所述热泵系统能够冷凝所述循环风机提供的水蒸汽，所述蒸发循环泵能够循环从所述蒸发槽内抽取溶液，提供给所述热泵系统加热后在所述蒸发槽内形成水蒸汽，所述循环风机能够在所述蒸发槽和所述凝缩槽之间循环抽送水蒸汽和气体，所述冷凝循环泵能够循环从所述凝缩槽内抽取冷凝水，并注入所述凝缩槽内，与所述水蒸汽在所述凝缩槽内相遇接触。
2.根据权利要求I所述的高效低温浓缩装置，其特征在于所述蒸发槽设有保温系统，所述保温系统能够防止所述蒸发槽内热量的散发，使所述蒸发槽内产生过饱和的水蒸汽。
3.根据权利要求I所述的高效低温浓缩装置，其特征在于所述热泵系统能够加热所述蒸发循环泵提供的溶液，且所述热泵系统能够冷凝所述循环风机提供的水蒸汽的结构是所述热泵系统包括通过连接管依次循环连接的压缩机、冷凝器、储液罐、过滤器、膨胀阀和蒸发器，所述压缩机能够压缩所述热泵系统内的冷媒进入所述冷凝器，并与所述蒸发循环泵提供的溶液进行热量交换，所述储液罐、过滤器和膨胀阀能够膨胀从所述冷凝器出来的冷媒进入所述蒸发器，并与所述循环风机提供的水蒸汽和所述冷凝循环泵提供的冷凝水进行热量交换。
4.根据权利要求I所述的高效低温浓缩装置，其特征在于所述蒸发循环泵能够循环从所述蒸发槽内抽取溶液，提供给所述热泵系统加热后在所述蒸发槽内形成水蒸汽的结构是设有第一喷洒装置，所述第一喷洒装置位于所述蒸发槽内和所述循环风机送风入口处，所述蒸发循环泵一端通过管道与所述蒸发槽连接，另一端通过管道与所述第一喷洒装置连接，所述第一喷洒装置和所述蒸发循环泵之间的管道穿过所述热泵系统。
5.根据权利要求I所述的高效低温浓缩装置，其特征在于所述循环风机能够在所述蒸发槽和所述凝缩槽之间循环抽送水蒸汽和气体的结构是所述循环风机分别与所述蒸发槽和所述凝缩槽通过两个独立的管道连接。
6.根据权利要求I所述的高效低温浓缩装置，其特征在于所述冷凝循环泵能够循环从所述凝缩槽内抽取冷凝水，并注入所述凝缩槽内，与所述水蒸汽在所述凝缩槽内相遇接触的结构是设有第二喷洒装置，所述第二喷洒装置位于所述凝缩槽内和所述循环风机送风入口处，所述冷凝循环泵一端与所述凝缩槽通过管道连接，另一端与所述第二喷洒装置通过管道连接。
7.根据权利要求3所述的高效低温浓缩装置，其特征在于所述冷媒被所述压缩机压缩后的温度为45°C -50°C，所述冷媒经所述冷凝器交换热量后的温度为40°C -45°C，所述冷媒经所述储液罐、过滤器和膨胀阀膨胀后的温度为小于10°C。
8.根据权利要求I至7任一项所述的高效低温浓缩装置，其特征在于设有液位控制器，所述液位控制器能够控制补充溶液到所述蒸发槽内和控制所述蒸发槽内溶液的浓度，且所述液位控制器能够控制所述凝缩槽内的冷凝水定时排出。
专利摘要本实用新型公开了一种高效低温浓缩装置，包括蒸发槽、蒸发循环泵、循环风机、凝缩槽、冷凝循环泵和热泵系统，热泵系统能够加热蒸发循环泵提供的溶液，且热泵系统能够冷凝循环风机提供的水蒸汽，蒸发循环泵能够循环从蒸发槽内抽取溶液，提供给热泵系统加热后在蒸发槽内形成水蒸汽，循环风机能够在蒸发槽和凝缩槽之间循环抽送水蒸汽和气体，冷凝循环泵能够循环从凝缩槽内抽取冷凝水，并注入所述凝缩槽内，与水蒸汽在凝缩槽内相遇接触，本实用新型不仅能够实现能量的高效利用，且整个蒸发、冷凝过程在密闭的状态中进行，温度不高，压力较低，系统无安全隐患，无二次污染，整个系统工艺流程简单，可全自动运行。
文档编号B01D1/00GK202777836SQ20122045823
公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月11日 优先权日2012年9月11日
发明者强华伟 申请人:昆山汇乐林环保设备有限公司