[发明专利]一种低温常压蒸发装置及其蒸发工艺

权利要求书

1.一种低温常压蒸发装置，其特征在于：包括蒸发塔（2），所述蒸发塔（2）上部设置有低温蒸发组件，所述低温蒸发组件一侧连接有溶液加热装置，所述蒸发塔（2）的一侧连接有气相冷却装置，所述蒸发塔（2）的顶部连接有空气循环装置，所述溶液加热装置与所述气相冷却装置相连通，所述气相冷却装置与所述空气循环装置相连通，所述蒸发塔（2）的底部连接有出料装置；

所述溶液加热装置包括第五换热器（3），所述第五换热器（3）与进料管线相连通，所述第五换热器（3）上设置有蒸汽入口和凝液出口；

所述低温蒸发组件包括填料（4）、喷枪（5），所述填料（4）设置在蒸发塔（2）内，所述喷枪（5）一端穿过蒸发塔（2）侧壁通过管路与溶液加热装置相连；

所述气相冷却装置包括第一换热器（14），所述第一换热器（14）一侧与第五换热器（3）相连通，另一侧通过循环泵（13）与蒸发塔（2）相连通，所述第一换热器（14）与第二换热器（9）之间通过循环管路相连，所述第一换热器（14）的热工质出口通过工质缓冲罐（11）、工质泵（12）与第二换热器（9）的热工质入口相连通；所述第二换热器（9）热源入口通过管路与蒸发塔（2）相连通，管路上设有挡水器（10），所述第二换热器（9）热源出口通过管路与第三换热器（8）热源入口相连，所述第三换热器（8）一侧设有冷源入口，所述第三换热器（8）的冷源出口与第四换热器（7）相连，所述第二换热器（9）、第三换热器（8）的疏水口通过管路与清水储罐相连；

所述空气循环装置包括第四换热器（7），所述第四换热器（7）的冷源入口与第三换热器（8）的热源出口相连，所述第四换热器（7）的冷源出口通过循环风机（6）与蒸发塔（2）相连，所述第四换热器（7）一侧设有热源出口；

所述出料装置包括出料泵（1），所述出料泵（1）一侧与蒸发塔（2）底部相连通，另一侧与出料管线相连通。

2.根据权利要求1所述的一种低温常压蒸发装置，其特征在于：所述填料（4）设置为多层填料，所述喷枪（5）设置为多组喷枪，所述多层填料与多组喷枪间隔设置。

3.利用权利要求1所述的一种低温常压蒸发装置的蒸发工艺，其特征在于：包括如下工序：

a、溶液加热工序：原溶液通过进料管线进入溶液加热装置，与此同时蒸汽通过蒸汽入口进入溶液加热装置，与原溶液进行热交换，溶液加热装置将蒸汽中90%以上的能量转移至原溶液中，加热原溶液；

b、溶液蒸发工序：加热后的热溶液进入低温蒸发组件，与此同时冷空气A进入低温蒸发组件，热熔液与冷空气A在低温蒸发组件中进行快速的热交换，热熔液中的水分子迅速扩散在冷空气A中并使得冷空气A达到饱和含水状态，转变为饱和湿热空气，热溶液被蒸发后，浓缩液流至蒸发塔底，当后续的冷空气进入后，溶液中溶剂向冷空气扩散蒸发，热熔液温度降低变为冷溶液，完成能量和物质由液相向气相转移；

c、气相冷却工序：冷溶液进入气相冷却装置，在气相冷却装置内将冷却后的冷溶液与饱和湿热空气进行热交换，完成能量由气相向液相转移，经加热升温后的冷溶液进入溶液加热装置，补充溶液加热工序所需热量，然后进入蒸发塔循环，温度降低后的冷空气B进入空气循环装置，冷却凝结的凝结水进入收集系统；

d、空气循环工序：冷空气B经空气循环装置最大限度回收系统热量转变为冷空气A，然后进入蒸发塔循环；

e、出料工序：当蒸发塔内的浓缩液的浓缩倍率达到设定范围时，出料泵启动，将浓缩液排出系统。

4.根据权利要求3所述的一种低温常压蒸发装置的蒸发工艺，其特征在于：a工序中，原溶液加热温度设置为40-90℃。

5.根据权利要求3所述的一种低温常压蒸发装置的蒸发工艺，其特征在于：b工序中，加热后的热溶液经喷枪（5）均匀分散在填料（4）上，喷淋密度设置为5-15m³/m²·h，进入蒸发塔（2）的冷空气A温度设置为20-60℃，冷空气A循环速度设置为0.5-5m/s，冷空气A和热溶液在微液滴表面直接接触完成传质传热过程。