一种液体蒸馏设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及液体蒸馏领域，具体是一种液体蒸馏纯化、浓缩设备及蒸馏方法。
【背景技术】
[0002]现有的蒸馏技术，包括蒸馏水生产、海水淡化、液体浓缩。较多提及将海水或原料液体加热，再使热水对空气加热增湿，增湿后的空气再被冷却，产生冷凝水。在现有的该技术中多用水冷却产生蒸馏水，这样大量的热量被废水带走，热效率极低。另外，现有技术中还提及利用冷凝热对原料水进行预热的技术，在该技术方案中原料水被充分预热。但是相同量的水即使被加热到沸腾，所需的热量也仅为其蒸发热的约20%，即仍有约80%的凝结热被浪费。所以如果仅用冷凝热预热原料水，至多节约20%的热量。
[0003]
【发明内容】
本发明的目的是提供一种液体蒸馏设备及蒸馏方法，以解决现有技术存在的问题。
[0004]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为:
一种液体蒸馏设备，其特征在于:包括有壳体、风泵、加热器、原料液体管道，以及连通壳体、风泵的气体管道，壳体上设有气体入口和出口，加热器位于壳体内或壳体外，壳体内还设置有液体分布器、至少一块换热板，所述换热板一面设为蒸发面、另一面设为冷凝面，由换热板蒸发面与对应侧壳体侧壁或相邻换热板蒸发面构成的空间为蒸发区域，换热板冷凝面与对应侧壳体侧壁或相邻换热板冷凝面构成的空间为冷凝区域，蒸发区域一端只与气体入口连通，冷凝区域一端只与气体出口连通，蒸发区域另一端与冷凝区域另一端在壳体内相通，所述气体入口或出口与风泵相通，所述液体分布器一端承接换热板的蒸发面，另一端承接原料液体管道，所述壳体或气体管道上设有尾液出口和冷凝液出口。
[0005]所述的一种液体蒸馏设备，其特征在于:所述的蒸馏设备还包括冷却装置，冷却装置连接于气体管道中且气体管道构成封闭循环回路。
[0006]所述的一种液体蒸馏设备，其特征在于:所述的加热器可以设置在原料液体管道内或其外侧，对原料液体进行加热。
[0007]所述的一种液体蒸馏设备，其特征在于:所述的原料液体管道上设有换热器，换热器处于壳体内，用于原料液体与气体间进行热交换。
[0008]所述的一种液体蒸馏设备，其特征在于:所述的加热器为伸入壳体中的蒸汽喷管，向壳体内的气体喷入原料液体的蒸汽来加热气体和带动气体流动。
[0009]所述的一种液体蒸馏设备，其特征在于:所述原料液体管道通过冷却装置，且位于冷却装置内的管段串联换热器，用原料液体与冷却装置中气体进行热交换。
[0010]所述的一种液体蒸馏设备，其特征在于:所述的蒸馏设备还包括抽气机，使系统内的气体压力小于大气压。
[0011]所述的一种液体蒸馏设备，其特征在于:所述换热板为管状，管的内外表面分别作为冷凝面和蒸发面。
[0012]所述的一种液体蒸馏设备，其特征在于:在尾液出口和冷凝液出口处分别设有换热器，换热器与原料液体管道的两个支路相通，用于尾液和冷凝液对原料液体进行预热。
[0013]所述的一种液体蒸馏设备，其特征在于:原料液体管道上并联三个换热器，且分别位于尾液出口、冷凝液出口、气体排出口管道内，用于原料液体和排气、尾液、冷凝液间的热量交换。
[0014]所述的加热装置为一个使气体或原料液体温度升高的装置，可以使用电热方式，也可以使用蒸汽加热、废热回收等方式。例如电热板、电热管、蒸汽喷管、换热器等。当使用蒸汽加热时，也可以是蒸汽直接注入气体中。对于较小产量的蒸馏设备，优选使用电加热，而对于较大产量的设备优选使用水蒸汽加热，在生产蒸馏水时可以水蒸汽直接注入气体中与气体混合的加热方式或水蒸气通入原料水中对原料水进行加热。
[0015]另外，加热装置可以置于壳体内或壳体外对原料液体或被预热后的原料液体进行加热，将原料液体加热至一定温度，例如加热装置为电热管且置于壳体内原料液体的管道内或外侧，或者置于处于壳体外的原料液体管段的内或外对原料液体进行加热，当原料液体由液体分布器分布到换热板上后，其一方面蒸发进入气体，一方面对气体进行加热。当使用加热器对原料液体加热的设计时，等同于直接对高温原料液体进行蒸馏纯化，即直接采用高温原料液体(或对高温液体原料进一步加热增高温度)送人液体分布器。
[0016]所述的蒸馏设备至少有一个换热板，换热板的作用是隔开蒸发区域和冷凝区域，并且两个区域间的气体通过换热板进行热交换，因而换热板的材质、形状应利于板两边的物质进行热交换。在换热板的两面分别进行液体的蒸发和冷凝，其热量通过换热板传递。所述的换热板可以是平板状，但不局限于平板状，也可以是管状或其他形状，例如瓦形、弧形、螺旋形等。换热板可以带有波纹、压花、翅片以增加换热效率。换热板的材质应该具有很好的导热性能，优选金属，例如不锈钢、铜、铝、钛合金等性质稳定、热导率高的材料。换热板一面由液体分布器产生液体膜，另一面为冷凝面，蒸气在冷凝面冷凝。优选换热板竖向放置，原料液体和冷凝液自上而下在板两面流下，气体自下而上或自上而下的流经板面。换热板也可以横向放置，即原料液体自上而下的喷淋向下流经换热板，而气体则横向流经换热板。当换热板为管状时且横向水平放置或与水平面成一定夹角放置时，原料液体可以喷淋分布在管的外表面，外表面作为蒸发面，内表面作为冷凝面。另外，所述的换热板可以是热管，热管的两端分别作为蒸发面和冷凝面。
[0017]为了增加水性原料液体在蒸发面的成膜性，可以对换热板的蒸发面进行亲水化处理，例如氧化、涂布亲水性油漆等，可以对换热板表面进行粗糙化加工、拉丝、压花加工等处理，以利于原料液体分布及热交换。
[0018]当所述的蒸馏设备含有多于一块换热板时，各板以一定距离放置，相邻的板间的空间有气体流过，且每块板的两侧气体流向相反，高温高湿气体与低温气体在板的冷凝面和蒸发面以相反方向流过，并且通过换热板进行热量交换及蒸发、冷凝。
[0019]当本发明的蒸馏设备不包含冷却装置时，可以在原料液体管道上并联三个换热器，且换热器分别位于尾液出口、冷凝液出口、气体排出口管道内，用于原料液体与尾液、冷凝液和排气间的热量交换，原料液体被预热。这样减少排出的尾液和冷凝液、排气所带走的热量，增加系统的热效率。
[0020]当本发明包括冷却装置时，冷却装置串联于气体管道中，且与气体管道共同形成一个封闭的循环回路。气体在系统内循环流动，经过冷却装置时被冷却。所述的冷却装置是一个换热器，在该换热器内气体与与环境中的空气或冷却水或原料液体进行热交换，使气体温度进一步降低。该方案实施时，可以用风扇产生空气流对换热器中的气体进行冷却或使用水对气体进行冷却，所述的换热器可以是翅片换热管、螺旋管、板状换热器等，气体在管内流动，风扇产的气流流经翅片管外的翅片表面或螺旋管外表面。冷却装置与风泵在气体循环管道上的连接次序可以互换，即气体可以先流经冷却装置再流经风泵，也可以先流经风泵再流经冷却装置。当气体先流经冷却装置再流经风泵时，由于气体温度降低，对风泵的性能、寿命影响较小；当气体先流经风泵再流经冷却装置时，气体中的灰尘、颗粒、细菌等杂质会粘附于冷却装置内，从而气体得到净化。
[0021]另外，在所述的冷却装置内的气体也可以是与原料液体进行热交换。以达到原料液体被加热，气体被冷却的目的，同时气体中的原料液体蒸气被冷凝产生少量的冷凝液。优选冷却装置充分对气体冷却，冷却至温度与原料液体初始温度接近。采用本设计方案时，可以在原料液体管道上再设两个换热器，分别处于尾液和冷凝液出口，用于原料液体和尾液、冷凝液间热交换，预热原料液体。原料液体可以被尾液和冷凝液预热后再经过冷却装置，冷却气体，或者部分原料液体对气体进行冷却，部分原料液体与尾液和冷凝液进行热交换
本发明还可以在位于壳体内的原料液体管道上串联换热