[实用新型]液体蒸发装置

说明书

提供了液体蒸发装置，包括壳体和转子，壳体用于容纳待蒸发液体，壳体的内部安装有转子，在壳体上配置有液体进口和液体出口；转子包括转动轴和盘片，盘片的外表面能够被待蒸发液体的溶剂所湿润，使得待蒸发液体在盘片的外表面上形成一层液膜；转动轴为空心的，包括进水/气管路和出水/气管路两部分，在转动轴上设置有热源总进口和热源总出口，与各个盘片的连接部位设有盘片热源进口和盘片热源出口；盘片为空心的，与转动轴连接部分设置盘片热源进口和盘片热源出口。蒸发装置的盘片既为液体蒸发提供足够的表面积；也为内部热源提供传热面积，兼具传热装置功能。本实用新型的液体蒸发装置可在液体非沸腾状态下实现高效蒸发。

技术领域

本实用新型总体地涉及一种液体蒸发技术，特别是涉及无需使液体沸腾的液体蒸发装置及工艺，主要应用于化工和水处理领域。

背景技术

所谓蒸发，是指将要分离的混合液体加热(或同时采取减压措施)至沸腾，引出生成的蒸汽并冷凝得到冷凝液，剩余液体是与原混合液体不同的浓缩液。蒸发至最后可实现液体和溶解在液体中的固体物质的分离。蒸发工艺的要点：一是要维持物料的温度和压力在一定的范围内，通常是使物料连续或间歇沸腾；二是要及时把蒸汽从蒸发器排出，使得蒸发器内的蒸汽压低于操作条件下的物料溶剂的饱和蒸气压；三是要防止排出来的蒸汽夹带液体。

对于需要对液体物料(如海水和废水)进行蒸发浓缩或使其结晶从而提取其中的溶解固体的场合，目前常用的方法是把液体加热到其沸点，或同时采取减压措施，使其沸腾，从而得到浓缩液或溶解固体的结晶体(如浓缩海水或浓缩废水)，在此过程中可通过冷凝蒸汽的方式得到冷凝液(如冷凝水或蒸馏水/淡水)并回收一部分热量。具体的蒸发工艺有液膜蒸发工艺、闪蒸工艺、减压闪蒸工艺及多效蒸发工艺等，相应的设备包括升膜蒸发器、降膜蒸发器、闪蒸装置、减压闪蒸装置等。

在传统的加沸蒸发工艺中，为了维持蒸发的持续进行，液体物料需要不断通过热交换器换热来保持较高的温度。随着蒸发的进行，液体物料不断浓缩，至饱和溶液后溶质便开始析出。热交换器的传热面上由于局部过热，更易析出溶质导致传热面上结垢，从而造成传热效率急剧降低，为维持蒸发不得不频繁停机进行维护清洗。为了提高传热效率并延缓结垢造成的不利影响，一些场合采用多效蒸发工艺，但这又造成设备投资的大幅度增加。作为特别的例子，水作为溶剂或载体的各种溶液或混合液的蒸发浓缩(如污染物浓度很高的废水)，就面临着上述难题。

另外，在不具备相应的热源或待蒸发液体中有遇热易变性物质存在的场合，不允许把物料加热很高的温度。在这些情况下就要采用低温蒸发工艺，即在低于液体沸点的温度下使溶剂蒸发得到浓缩液或晶体，常用的是低温减压蒸发。减压闪蒸工艺是低温减压蒸发工艺的一种，是指维持蒸发器内压力不高于操作温度下液体的饱和蒸气压，从而使液体物料沸腾来达到较快蒸发目的。维持负压虽然能够在较低的温度下实现快速蒸发，但是维持负压的能耗很大，设备的造价也高。

不使物料沸腾的蒸发工艺能耗较低，但蒸发效率也低，具体表现在常压低温蒸发器在单位时间单位体积里的蒸发量极低。为达到与其它蒸发工艺相同的蒸发效果，常压低温蒸发工艺需要将蒸发器制造的十分巨大，设备及场地投资大大增加。

为提高常压低温蒸发效率，通常的做法是增加气液界面接触面积和气相流速，冷却塔就是按照这样思路设计的。利用水泵把水提升到高大的冷却塔顶部，然后喷淋到塔内的填料上，水在重力的作用下自上而下流过填料层并在填料的表面形成液膜。冷却塔顶部安装有风扇进行抽风，使空气夹带着水蒸气自下而上穿过填料里的间隙(通道)流动，溶液因此实现了降温和一定程度的浓缩。但是，冷却塔形式的蒸发器不能用于物料浓缩或结晶，因为随着蒸发的进行，溶液不断得到浓缩，粘度越来越大，循环输送物料的水泵能耗很大甚至使得物料的泵送变得无法实现，而且物料的温度也难以维持。

发明内容