[发明专利]多效蒸发器

说明书

技术领域

本发明涉及蒸馏设备和方法，特别是利用多效蒸发器的方法。

背景技术

对水进行蒸馏是从包含例如盐、杂质等各种可容物质的水中去除这些物质，而留下通常可饮用的清洁水的过程。实现这种蒸馏的一种公知方法是靠水的蒸发，在水蒸发之后许多像盐和水垢的物质会积聚在电壶的底部上。在该过程中，在水蒸发期间，不挥发性的可容物以固态残留物的形式(通常以盐和水垢的形式)残留并被处理。然后使蒸汽冷凝回到液态，从而形成无污染的水。

授予本申请人的US 3868308公开了一种多效蒸发器系统，其包括外壳和彼此串联的多个效应器(effect)，每个效应器均具有多束管。该系统构造成将高温蒸汽引入第一效应器的管中，同时对着这些管的外部喷洒非蒸馏水，致使管中的蒸汽冷凝同时蒸发掉一部分非蒸馏水。来自第一效应器的管中的残余蒸汽与管外部的蒸发水一起进入相邻的下游效应器的管中，同时未蒸发的残余非蒸馏水以浓缩物的形式积聚在效应器外壳的底部，并进行运动以对着相邻的上游效应器的管的外部喷洒，等等。

一旦水经过了蒸发器系统的所有效应器而完成其通路，该过程就会在蒸发器的下游端上产生蒸馏水，并在上游端产生可溶物质的高浓缩水溶液形式的热浓缩物(warm concentrate)。

发明内容

根据本发明，提供一种多效蒸发器，该蒸发器适用于对水进行蒸馏，该蒸发器包括以串联方式连接并成组布置的多个效应器，所述组包括最上游组和后续的下游组，各个组均具有最上游效应器和最下游效应器，并具有适于为所述组中的所有效应器供应供给水的共用并行供给水入口；该蒸发器还包括与所述最上游组流体连通的主供水线；沿着所述线布置有一排加热器，所述加热器适于在所述供给水进入所述最上游组的效应器内之前对其进行加热；各效应器均包括热传递装置，所述热传递装置适于接收进入蒸汽并从所述供给水产生第一排出蒸汽，剩下残余的供给水作为浓缩物，并且使所述进入蒸汽的一部分冷凝以产生蒸馏水，剩下残余的进入蒸汽作为第二排出蒸汽；各效应器均包括用于使所述第一排出蒸汽前进到相邻的下游效应器内的装置以及用于使所述第二排出蒸汽前进到所述加热器之一内以借此加热所述供给水的装置，所述第一排出蒸汽在所述相邻的下游效应器处构成所述第一进入蒸汽；各个组还包括泵，所述泵适于从所述组的效应器抽取浓缩物并将其泵入相邻下游组的共用并行供给水入口中；以及用于收集蒸馏水的装置。

在本发明的一个实施方式中，各效应器中的所述热传递装置包括多个管，在这些管之间具有管间间隔，所述管适于接收所述进入蒸汽并与所述供给水接触以在它们之间产生热传递，从而致使所述管间间隔中的一部分供给水蒸发以产生所述第一排出蒸汽，剩下残余的供给水作为浓缩物，并致使所述管中的一部分进入蒸汽冷凝以产生所述蒸馏水，剩下残余的进入蒸汽作为所述第二排出蒸汽。所述管还适于从所述效应器的一侧向另一侧引导所述冷凝水和所述第二排出蒸汽。

各效应器组中的所述并行供给水入口可包括分散装置，所述分散装置适于将所述供给水引入该组的各个所述效应器中从而使所述供给水与所述管接触。所述供给水可以以各种形式(例如，薄膜形式)和各种温度被引入所述分散装置中，从而能优化热传递和整个脱盐过程。

一组中所含的效应器数量可根据供给水速度、水温和其他参数而改变。所述组的形成可具有多达30个效应器，从而维持高效率参数。

管束可以由允许在管内的蒸汽和该管外部上的水之间进行合理热传递的任何材料制成，例如铝或其他金属或者金属合金。在操作中，所述管可水平定位，或者以一角度倾斜定位从而有助于所述管内的冷凝蒸汽在重力作用下向下流动到所述效应器的相反端。所述管的形状不限于圆形截面，而是可为其他形状，例如椭圆形。

还可对所述蒸发器进行其他修改，例如电镀冷凝管、增设离子收集器、利用各种合金用于冷凝管等。

附图说明

为了理解本发明并了解其如何在实践中实施，以下参照附图仅以非限制性实施例的方式描述本发明的一个实施方式，在附图中：

图1是根据本发明一个实施方式的多效蒸发器的示意图，其仅示出了各组的第一个效应器和最后一个效应器；

图2是图1所示的蒸发器的组20c以及相邻组20b、20d的上游效应器和下游效应器的放大图；以及

图3是图1和图2所示的多效蒸发器中所用的给水加热器的示意图。

具体实施方式