[发明专利]压比工况可调的容积式压缩机MVR热泵蒸发系统

说明书

技术领域

本发明涉及工业蒸发领域，尤其涉及一种压比工况可调的容积式压缩机MVR热泵蒸发系统。

背景技术

随着能源消耗的增长，尤其是一次能源消费的强劲增长，全球二氧化碳排放量的持续增加，到2030年的排放比目前将高出27%。一次能源的消耗造成的二氧化碳排放是造成全球变暖的主要原因，为了缓解化石能源的过渡消耗及其带来的气候问题，国际上采取了诸多措施减少碳排放。作为世界最大能源消耗大国，我国的节能减排任务艰巨，为了能实现减少碳排放的承诺，在“十二五”规划中，我国将节能环保技术作为“战略新兴产业”的主要内容。

工业蒸发是一次能源的消耗大户，在化工、食品、医药、环保等领域，溶液的浓缩、结晶都是利用工业蒸发来实现。传统的蒸发工艺多采用多效蒸发技术，其能耗高、占地面积大。MVR技术与多效蒸发技术相比，完全回收了二次蒸汽，摆脱了对蒸汽锅炉的依赖，并避免了冷却塔和冷却水消耗。MVR系统只需要注入少量能量就可维持系统运行，但由于引入了蒸汽压缩开式循环，压缩产生的二次蒸汽作为加热蒸汽。这使得MVR系统蒸发工况很容易受到诸如进料温度波动、冷凝水位变化等微小扰动而发生加热工况的偏离，影响了其在需要精确控制工况的蒸发工艺过程中的推广应用。尤其是在精密化工领域，如纳米硝酸银的工业制备、过硫酸钠的工业蒸发等。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种可对原料液进行两次预热的压比工况可调的容积式压缩机MVR热泵蒸发系统。

（二）技术方案

为达上述目的，本发明提供一种压比工况可调的容积式压缩机MVR热泵蒸发系统，包括进料泵、预热装置、分级蒸发器、容积式水蒸汽压缩机、分离器、循环泵、冷凝水箱和出料泵；所述进料泵通过管路经所述预热装置与所述分级蒸发器的新鲜料液进口相连，所述预热装置对新鲜料液进行一次预热；所述分离器的入口通过管路与所述分级蒸发器的料液出口相连；所述分离器的第一出口通过管路与所述容积式水蒸汽压缩机的第一入口相连；所述分离器的第二出口分别通过管路与所述出料泵、循环泵相连，且所述循环泵与所述分级蒸发器的循环料液进口相连；所述容积式水蒸汽压缩机的出口通过管路与所述分级蒸发器的再压缩蒸汽进口相连；所述分级蒸发器的冷凝水出口通过管路与所述冷凝水箱相连；所述分级蒸发器内包括通过管路分离的料液和再压缩蒸汽，所述料液包括新鲜料液和循环料液，由再压缩蒸汽形成的冷凝水对新鲜料液进行二次预热。

优选的，所述分级蒸发器内部包括进料列管和蒸发液室，且所述进料列管叠绕于所述蒸发液室的下方；所述进料列管一端与所述新鲜料液进口相连，且另一端与所述蒸发液室连接；所述蒸发液室分别与所述料液出口、所述循环料液进口连接；所述分级蒸发器内的冷凝水对进料列管内的新鲜料液进行二次预热。

优选的，所述分级蒸发器呈筒状且轴线水平设置，所述蒸发液室包括设置于分级蒸发器两端的第一蒸发液室和第二蒸发液室，所述第一蒸发液室和第二蒸发液室之间通过若干根水平设置的蒸发列管相连；所述第二蒸发液室分隔成第二上蒸发液室和第二下蒸发液室，所述第二上蒸发液室与所述料液出口连接，所述第二下蒸发液室与所述循环料液进口连接；所述再压缩蒸汽进口位于所述蒸发列管的上方；所述冷凝水出口位于所述进料列管的下方；所述分级蒸发器上还设有不凝气排气阀，其位于所述蒸发列管的上方。

优选的，所述预热装置为板式换热器，其包括吸热通道和放热通道；所述进料泵与所述吸热通道的入口相连，所述新鲜料液进口与所述吸热通道的出口相连，实现新鲜料液的一次预热；所述冷凝水箱经冷凝水泵与所述放热通道的入口相连。

优选的，所述放热通道的出口依次经低温喷水泵、第一阀门与所述容积式水蒸汽压缩机的第二入口相连；所述冷凝水箱依次经高温喷水泵、第二阀门与所述容积式水蒸汽压缩机的第二入口相连。

优选的，所述容积式水蒸汽压缩机的第二入口设有雾化喷头，使进入所述容积式水蒸汽压缩机第二入口的水被雾化后喷入所述容积式水蒸汽压缩机。

优选的，所述容积式水蒸汽压缩机的第一入口通过旁通管路与所述容积式水蒸汽压缩机的出口相连，所述旁通管路上设有旁通调节阀。

优选的，所述容积式水蒸汽压缩机为可变频的容积式水蒸汽压缩机。

优选的，所述分离器的第二出口与所述循环泵之间的管路上设有第三阀门。

优选的，所述第一阀门、第二阀门、旁通调节阀和第三阀门均为气动阀门，且分别与控制系统连接。

（三）有益效果