一种液体蒸馏设备的制造方法_2

文档序号:8328524阅读:来源:国知局
器,且将换热器置于冷凝区域、蒸发区域或冷凝区域与蒸发区域结合处,用于高温高湿的气体预热原料液体。
[0022]本发明所述的尾液和冷凝液出口上可以设置有阀门或液体泵,或靠液体自身的压力流出,尾液和冷凝液出口可以用于系统内气体的充入、抽出。尾液和冷凝液出口可以位于壳体上或气体管道上,通常应处于系统的最低位置,以使气体管道、冷却装置中产生的冷凝液均可以流出。
[0023]本发明所述风泵作用为使气体产生流动。
[0024]本发明所述的液体分布器为使液体均匀分布于蒸发面上呈膜状流下的装置,当原料液体为水时即为布水器。
[0025]液体表面较低的压力可以利于液体的蒸发,同时也可以降低风泵的阻力,所以气体的压力可以小于大气压力,例如可以为0.01-0.9个大气压。此时,一方面可以靠增加抽气机将气体从系统抽去来实现,也可以通过提高系统的气密性,在抽气后维持较低气压运行,或者同时采用这两种方法。
[0026]另外,所述的气体通常为空气,也可以是其他气体或含有原料液体蒸汽的混合气体,尤其是增加冷却装置且系统为封闭循环时,可以使用其他气体,例如氮气、氩气、二氧化碳、原料液体的蒸汽等气体或一种以上气体的混合气体。以提高蒸馏后液体纯度,例如当气体为氮气时,蒸馏水中的氧气、二氧化碳含量就会相对较少。或者通过不断更换、补充系统气体的维持气体的纯度以及带走其他杂质气体。
[0027]原料液体或气体流经加热器后,被加热至一定温度。当原料液体为水时优选80-100度,优选通常加热温度不超过100度,以节约加热所需热能。在气体的压力为小于大气压力时,最高加热温度也应降低。优选加热后的气体的温度接近液体沸点。所述液体如乙醇、甲醇、糖浆、提取液、海水等需要蒸馏纯化或浓缩的液体。
[0028]本发明优选充分增加换热板换热效果,那么换热板底部的尾液、冷凝液、气体管道的进气的温度基本接近。而为了提高产量,必须增加换热板两边气体的温差,这样由管道所排出的气体温度就较高,但在冷却装置内可以被原料液体冷却至基本接近原料液体的初始温度或者排气预热原料液体后温度会被降低。
[0029]系统还可以包括调控装置,根据环境及原料液体、冷凝液温度、产量/能效等因素,调节气体流量、原料液体流量、加热温度等。
[0030]冷凝区域和蒸发区域可以加入扰流插件以增加换热效果。
[0031]根据本发明的液体蒸馏方法,通过风泵吸入环境中的空气同时使气体管道内的气体产生流动或循环。在换热板的蒸发面气体的初始温度较低,随着气体流经换热板,其不断的被换热板加热,温度逐渐升高,同时换热板蒸发面流经的液体气化进入气体,整个过程中气体温度增加、含蒸汽量增加,最终被加热器或加热后的原料液体进一步加热,温度升高。升温后的气体开始流经换热板的冷凝面被不断的冷却,其所含蒸气在冷凝面凝结,冷凝放出的热量对换热板加热,使换热板的蒸发面的液体蒸发。气体在换热板的冷凝面被冷却后排出或经过回收热量后排出或进入冷却装置。进入冷却装置的气体被进一步冷却,被冷却后的气体再被风泵经气体管道、壳体上的气体入口送至换热板的蒸发面,流经蒸发面强迫蒸发面的原料液体蒸发,同时气体被换热板加热,再被加热器或原料液体进一步加热为高温气体,完成一个循环。
[0032]在冷却装置内气体可以与原料液体换热冷却,热量用于预热原料液体。原料液体冷却气体,由于原料液体在一段时间内温度基本恒定,所以冷却后的气体温度也基本恒定,比如接近原料液体的温度或者环境温度。优选充分利用原料液体冷却气体,使冷却后的气体温度基本接近原料液体的初始温度。
[0033]当使用冷却水或原料液体在冷却装置内对气体进行冷却时,冷却装置为一个液-气换热器,在其内原料液体与气体进行热交换,原料液体被预热。原料液体由管道入口进入布水器,在布水器上被分布成膜状后流入换热板,在换热板的蒸发面蒸发,未蒸发的原料液体经尾液出口排出。
[0034]如图1所示。本发明中,至少一块板作为换热板,风泵使气体在系统内循环,气体经过加热器时被加热成高温气体,高温气体再流经换热板的冷凝面,其中所含蒸汽在冷凝面上冷凝并放热,其所放出热量使换热板的蒸发面上的原料液体蒸发。气体被冷凝后再进入冷却装置,在冷却装置内与原料液体进行热交换并被冷却。被冷却后的气体再被风泵经气体管道、气体入口送至换热板的蒸发面,流经蒸发面强迫蒸发面上的原料液体蒸发,同时气体被换热板加热成高温高湿气体,高温高湿的气体再被加热器加热或被加热后原料液体加热,完成一个循环。原料液体经原料液体管道导入并流经冷却装置与气体进行热交换,被预热后由原料液体管道进入布水器,在布水器内被分布成膜状流经换热板蒸发面,在换热板的蒸发面蒸发,未蒸发的原料液体经尾液出口排出。换热板与冷却装置内的冷凝液经出口排出。外壳具有保温功能,减少系统热损失。可调节气体流速使换热板两边的气体充分进行热交换以及气体在冷却装置内被充分冷却,降低排水温度,减少热损失,以提高系统热效率。
[0035]如图2所示。蒸汽喷口向气体喷入原料液体的蒸汽,蒸汽与气体混合,气体被加热至一定温度之后流经换热板的冷凝面,产生冷凝液同时对换热板进行加热。再在冷却装置内被冷却,被冷却后的气体被风泵送至换热板的蒸发面,在蒸发面强迫原料液体蒸发,同时被加热成高温高湿气体。原料液体由入口进入系统,被分成两部分,一部分经过尾液换热器和尾液进行热交换,一部分经过冷凝液换热器和冷凝液进行热交换。优选经过尾液换热器的原料液体量基本与尾液量相等,而经过冷凝液换热器的原料液体量基本与冷凝液量相等。尾液换热器和冷凝液换热器采用液一液换热具有更高的效率,减少了由于换热板或冷却装置换热不彻底所造成的热损失。经过冷凝液换热器和尾液换热器的原料液体再汇集后进入冷却装置对气体进行冷却,最后经过原料液管道进入布水器。
[0036]本发明的蒸馏设备及蒸馏方法主要用于液体的蒸馏纯化或浓缩,例如蒸馏水的生产、海水淡化、海水浓缩制盐、提取液的浓缩等。根据本发明的蒸馏设备由于比较完全的回收了冷凝热,不仅预热原料液体的热量主要来自冷凝热,而且液体的蒸发吸热也基本来自冷凝热,所以节约了大量的能源,同时本发明的蒸馏设备具有无需冷却水或减少冷却水的用量的优点。
【附图说明】
[0037]图1为本发明结构示意图。
[0038]图2为本发明原料水管道改进后结构示意图。
[0039]图3为具有多块换热板的蒸馏设备结构示意图。
[0040]图4为空气冷却气体的蒸馏设备示意图。
[0041]图5为加热器对原料液体加热的蒸馏设备结构示意图。
[0042]图6为横管式蒸馏设备结构示意图。
[0043]图7不包含冷却装置的蒸馏设备结构示意图。
【具体实施方式】
[0044]实施例1:
如图1所示,一种液体蒸馏设备,包括环形回路结构的气体管道15和17,气体管道15和17中有气体,气体管道内部某一处断开,壳体上的气体入口 10连通断开处一端,气体出口 21连通至断开处另一端。气体管道15连通壳体上的气体入口 10,气体管道17连通壳体上的循环气体出口 21,壳体14中设置有换热板2,换热板2 —侧面设置为蒸发面,换热板2另一侧设置为冷凝面,壳体14内部安装有加热器1,循环气体管道15连通安装有风泵4和冷却装置3,气体管道15设有尾液出口 8,气体管道17设有冷凝液出口 5,原料液体管道6连接冷却装置3中设置,原料液体管道6入口从冷却装置3穿过后连接液体分布器7,液体分布器7位于换热板2顶端上方,液体分布器7 —端承接原料水管道6出口,液体分布器7另一端承接换热板2的蒸发面。换热板2的蒸发面与蒸发面或蒸发面与壳体构成蒸发区域,冷凝面与冷凝面或冷凝面与壳体构成冷凝区域。蒸发区域一端只与气体入
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