[发明专利]热泵蒸发系统

权利要求书

1.一种热泵蒸发系统，包括热泵组件，其特征在于：还包括三效多膜式蒸发器，所述三效多膜式蒸发器包括一效换热器的冷侧部分、二效换热器、三效换热器、余热换热器的热侧部分、一效分离罐、二效分离罐、三效分离罐、一效循环泵、二效循环泵、三效循环泵、隔离模式切换泵、溶剂排放泵、一效进料阀、二效进料阀、三效进料阀、一效出料阀、二效出料阀、三效出料阀、模式切换阀一和模式切换阀二；所述热泵组件包括一效换热器的热侧部分、膨胀阀、余热换热器的冷侧和压缩机；所述热泵组件与三效多膜式蒸发器连接后构成热泵系统和三效系统，三效系统由第一效、第二效和第三效组成，所述热泵系统和三效系统的各部件之间均通过管道连接；

三效系统工作时包括以下步骤：

（1）物料由一效进料阀、二效进料阀、三效进料阀分别进入一效分离罐、二效分离罐和三效分离罐；

（2）一效分离罐、二效分离罐和三效分离罐内的物料经过各自的循环泵输送至对应的换热器后，又回到了各自的分离罐，如此周而复始；

（3）三效系统内一效循环的物料在一效换热器里吸收高温高压工质蒸汽的热量后部分气化，形成气液混合状物料，该气液混合状物料进入一效分离罐进行气液分离，形成浓缩液体和一次溶剂蒸汽，液体继续步骤（1），溶剂蒸汽则由顶部管道输送至二效换热器；

（4）三效系统内二效循环的物料在二效换热器里吸收一次溶剂蒸汽的热量后部分气化，形成气液混合状物料，该气液混合状物料进入二效分离罐进行气液分离，形成浓缩液体和二次溶剂蒸汽，液体继续步骤（1），溶剂蒸汽则由顶部管道输送至三效换热器；一次溶剂蒸汽则冷凝成一次溶剂液体；

（5）三效系统内三效循环的物料在三效换热器里吸收二次溶剂蒸汽的热量后部分气化，形成气液混合状物料，该气液混合状物料进入三效分离罐进行气液分离，形成浓缩液体和三次溶剂蒸汽，液体继续步骤（1），溶剂蒸汽则由顶部管道输送至余热换热器；二次溶剂蒸汽则冷凝成二次溶剂液体；

（6）三次溶剂蒸汽的能量在余热换热器内被低压液体工质吸收后冷凝成三次溶剂液体；

（7）一次溶剂液体、二次溶剂液体、三次溶剂液体混合后经由溶剂排放泵排出三效多膜式蒸发器；

（8）经过多次蒸发分离出溶剂的物料，在达到约定浓缩目标后可由各自的出料阀排出三效多膜式蒸发器；

（9）步骤（1）至步骤（8）能量的逐级流转得以实现，是基于工作压力逐级减低进而产生的物料沸点逐级减低；

热泵系统和三效系统具相对独立性，物料只在第一效的一效换热器里进行能量的交换；隔离模式运行时包括以下步骤：

（1）三效系统的第一效只加入清水，第二效、第三效加入物料；

（2）三效系统的第一效清水吸收工质热量后产生水蒸汽进入二效换热器；

（3）水蒸汽能量被第二效内的物料吸收后变成冷凝水，通过隔离模式切换泵排回一效分离罐底部；

（4）回收的冷凝水再次介入循环与工质换热，进而产生水蒸气，如此周而复始；

（5）通过隔离模式实现工质与物料间通过水蒸汽进行隔离，避免因工质泄漏而造成的物料污染；

单效模式运行时包括以下步骤：

（1）升高二效分离罐和三效分离罐的压力；

（2）三效系统内一效循环的物料在一效换热器里吸收高温高压工质蒸汽的热量后部分气化，形成气液混合状物料，该状物料进入一效分离罐进行气液分离，形成浓缩液体和一次溶剂蒸汽，溶剂蒸汽则由顶部管输送至预热换热器；

（3）一次溶剂蒸汽的能量在余热换热器内被低压液体工质吸收后冷凝成一次溶剂液体；

（4）一次溶剂液体经由溶剂排放泵排出三效多膜式蒸发器；

双效模式运行时包括以下步骤：

（1）升高三效分离罐的压力；

（2）三效系统内二效循环的物料在二效换热器里吸收一次溶剂蒸汽的热量后部分气化，形成气液混合状物料，该气液混合状物料进入二效分离罐进行气液分离，形成浓缩液体和二次溶剂蒸汽，溶剂蒸汽则由顶部管道输送至余热换热器；

（3）二次溶剂蒸汽的能量在余热换热器内被低压液体工质吸收后冷凝成二次溶剂液体；

（4）一次溶剂液体与二次溶剂液体混合后经由溶剂排放泵排出三效多膜式蒸发器。

2.根权利要求1所述的一种热泵蒸发系统，其特征在于：所述热泵系统工作时包括以下步骤：

（1）低压液态工质在余热换热器内蒸发，将三效系统的第一效、第二效和第三效蒸发产生的溶剂气体内的热量吸收形成低压工质蒸汽；

（2）由步骤（1）生成的低压工质蒸汽经过压缩机做功压缩后变成高温高压工质蒸汽；

（3）由步骤（2）生成的高温高压工质蒸汽在一效换热器内把能量释放给物料，自身液化成高压工质液体；

（4）由步骤（3）产生的高压工质液体经膨胀阀节流降压变成低压液体工质；

（5）由步骤（4）产生的低压液体工质，进入步骤（1）形成新的循环，如此周而复始。