[实用新型]凝汽源热泵回热驱动多效蒸馏装置

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种海水淡化、食品加工、饮料生产、污水处理、净水处理、中水处理、化工行业所使用的凝汽源热泵回热驱动多效蒸馏装置。

(二)背景技术

多效蒸馏工艺：由多组蒸发器D_n及其预热器E_n，经多个工艺连接点串联连接，组成多效蒸馏工艺，只需对首效蒸发器D₁及其预热器E₁输入加热水蒸汽，并回收凝结淡水；从此开始的每一效，均把本效蒸发器D_n-1中喷淋预热补充海水或喷淋循环盐水时，回收前效凝结潜热而蒸馏出本效二次蒸汽，并引入后效蒸发器D_n及其预热器E_n，以在凝结成淡水的同时回收凝结潜热，以分别作为后效循环喷淋盐水的蒸馏热源，以及后效补充海水的预热热源；前效蒸发器D_n-1及其预热器E_n-1中产生的凝结淡水和循环喷淋盐水，则利用前后效的压力差，分别引入后效蒸发器E_n的对应工艺连接点……如此重复进行，所产生的二次蒸汽逐级降压、降温，并重复回收凝结潜热，直到末效蒸发器D_n所蒸馏出的二次蒸汽，由于其温度已接近环境，而引入冷凝器中凝结成淡水，其凝结潜热则通过冷却海水排放环境。

通过多效而逐级降温蒸馏、凝结、预热的过程，可获得多倍于加热水蒸汽量的凝结淡水。由于盐水的加热、蒸馏、增浓、饱和过程，是在蒸发器换热管表面同时、同地进行，因此必然导致溶质析出、积淀、结垢于换热管表面，从而使装置运行不稳定，可靠性与安全性较差。

多效蒸馏工艺的优点是生产的凝结淡水达到饮用标准，但许多缺点也制约其发展：

(1)工艺过程须补充冷凝器的大量二次蒸汽凝结潜热损失，补充热量折合加热水蒸汽量55-350kg/t，故而需要专用锅炉提供蒸汽，限制了装置的热功效率；

(2)换热管表面结垢严重，需采取防垢措施，并经常清洗；

(3)耗电达7～15kW*h/t，造水成本达￥20～30/t。

(三)发明内容

本发明目的是：系统集成凝汽源热泵与多效蒸馏工艺，是凝汽源热泵行业与多效蒸馏行业的跨界产品；利用凝汽源热泵的蒸发器提取多效蒸馏工艺末效蒸发器所蒸馏出的二次蒸汽凝结潜热，以及凝结淡水显热；利用凝汽源热泵的冷凝器直接制取低压水蒸汽，并由高压水蒸汽通过热压缩式汽汽引射器引射后，送至首效蒸发器作为工艺加热热源；亦即，利用凝汽源热泵全面回收末效蒸发器排放环境的凝汽潜热和淡水显热，驱动多效蒸馏工艺，节省1/2-5/6的驱动蒸汽。

按照附图1所示的凝汽源热泵回热驱动多效蒸馏装置，其由1-管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器；1-1-凝汽进口；1-2-分离腔；1-3-圆环分布垂直虹吸取热管簇；1-4-分流腔；1-5-凝水出口；1-6-液态热泵工质进口；1-7-气态热泵工质出口；1-8-吸油口；1-9-引射器；1-10-两通阀；1-11-不凝气排出口；1-12-凝水进口；2-凝汽；3-液位开关；4-膨胀阀；4-1-干燥过滤器；5-压缩机；5-1-回油口；5-2-驱动设备；5-3-回热器；6-管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器；6-1-软化补水进口；6-2-分离腔；6-3-圆环分布垂直虹吸放热管簇；6-4-分流腔；6-5-水蒸汽出口；6-6-气态热泵工质进口；6-7-液态热泵工质出口；6-8-出气口；7-热泵工质；8-软化补水；9-软化补水流量调节阀；10-热压缩式汽汽引射器；11-高压水蒸汽；12-压力开关；13-温度开关；14-真空泵；15-蒸发器；15-1-蒸汽管；15-2-凝水管；15-3-储液罐；15-4-出液口；15-5-布液器；15-6-进汽口；15-7-进水口；15-8-出水口；15-9-除沫器；15-10-出汽口；15-11-进液口；16-预热器；17-海水补充泵；18-循环喷淋泵；19-淡水泵；20-盐水泵；21-海水；22-凝结淡水；23-盐水；24-低压水蒸汽；25-加热水蒸汽组成，其特征在于：

管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1管程顶部气态热泵工质出口1-7通过管道连接压缩机5、管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器6壳程、干燥过滤器4-1、膨胀阀4、管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1管程底部液态热泵工质进口1-6，组成热泵循环回路；

管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1壳程的顶部凝汽进口1-1、中部圆环分布垂直虹吸取热管簇1-3外侧、底部凝水出口1-5，组成凝汽逆流放热回路；