[发明专利]一种基于热泵循环的分级低温蒸发浓缩碱液装置

摘要

本发明公开了一种基于热泵循环的分级低温蒸发浓缩碱液的装置，包括低浓度碱液蒸发器，高浓度碱液蒸发器，制冷剂储液罐，真空泵，第一热力膨胀阀，第二热力膨胀阀，制冷剂高压干式蒸发器，制冷剂低压干式蒸发器，第一盘管和风扇，第二盘管和风扇，制冷压缩机，罗茨鼓风机，冷凝水箱，冷凝水泵，浓碱液泵，液位控制阀，液位控制开关，阀门等。其中低、高浓度碱液蒸发器采用立式管壳降膜结构，分别通过调节低、高压干式蒸发器的蒸发温度来调节其管外水蒸汽的冷凝温度，达到控制低、高浓度碱液蒸发器内压力的目的，从而调节碱液蒸发温度；为了保证碱液蒸发器的吸热量与制冷剂放热量匹配，本发明采取碱液侧流量阀+变频压缩机双重控制的方法。

主权项

一种基于热泵循环的分级低温蒸发浓缩碱液的装置，其特征是：该装置包括热泵回路、碱液回路及蒸汽和冷凝水回路三个子回路，其中：热泵回路包括低浓度碱液蒸发器(A₁)，高浓度碱液蒸发器(A₂)，制冷剂储液罐(B)，第一热力膨胀阀(D₁)，第二热力膨胀阀(D₂)，制冷剂高压干式蒸发器(E₁)，制冷剂低压干式蒸发器(E₂)，高压压缩机(G₁)，罗茨鼓风机(G₂)；低浓度碱液蒸发器(A₁)的下部制冷剂出口与制冷剂储液罐(B)上部入口相连，高浓度碱液蒸发器(A₂)的下部制冷剂出口与制冷剂储液罐(B)侧面上部入口相连，制冷剂储液罐(B)下部出口分为两路，一路经第一热力膨胀阀(D₁)与高压干式蒸发器(E₁)下部进口相连，另一路经第二热力膨胀阀(D₂)与制冷剂低压干式蒸发器(E₂)的下部入口相连，制冷剂低压干式蒸发器(E₂)的上部制冷剂出口与罗茨鼓风机(G₂)入口相连，制冷剂高压干式蒸发器(E₁)上部制冷剂出口与罗茨鼓风机(G₂)出口汇合后的总管与高压压缩机(G₁)入口相连，高压压缩机(G₁)的出口分成两路，分别与低浓度碱液蒸发器(A₁)，高浓度碱液蒸发器(A₂)的上部制冷剂入口相连；碱液回路包括真空泵(C)、浓碱液泵(J)、低浓度碱液蒸发器(A₁)、高浓度碱液蒸发器(A₂)、第一阀门(M₁)、第二阀门(M₂)、第三阀门(M₃)、第一液位控制阀(K₁)；碱液回路中，稀碱液输入端经第一阀门(M₁)与低浓度碱液蒸发器(A₁)上部的稀碱液入口相连，低浓度碱液蒸发器(A₁)的下部碱液出口经第一液位控制阀(K₁)与高浓度碱液蒸发器(A₂)上部碱液入口相连，高浓度碱液蒸发器(A₂)下部碱液出口与浓碱液泵(J)相连，第一液位控制开关(L₁)位于高浓度碱液蒸发器(A₂)中，低浓度碱液蒸发器(A₁)和高浓度碱液蒸发器(A₂)的侧面上方各自有一个出口，分别通过第二阀门(M₂)、第三阀门(M₃)汇总后与真空泵(C)入口相连；蒸汽及冷凝水回路中，低浓度碱液蒸发器(A₁)的上部蒸汽出口经过第一盘管(F₁)与制冷剂高压干式蒸发器(E₁)的上部蒸汽入口相连，高浓度碱液蒸发器(A₂)的上部蒸汽出口经过第二盘管(F₂)与制冷剂低压干式蒸发器(E₂)的上部蒸汽入口相连，制冷剂高压干式蒸发器(E₁)的下部冷凝水出口通过第二液位控制阀(K₂)与冷凝水箱(H)上部入口相连，制冷剂低压干式蒸发器(E₂)的下部冷凝水出口通过第三液位控制阀(K₃)与冷凝水箱(H)侧面入口相连，冷凝水箱(H)下部出口与冷凝水泵(I)进口相连，第二液位控制开关(L₂)位于冷凝水箱(H)中，水泵(I)出口排出冷凝水；低浓度碱液蒸发器(A₁)，高浓度碱液蒸发器(A₂)采用立式管壳降膜结构，它利用高压制冷剂的冷凝将低温碱液蒸发，它既是制冷剂冷凝器，又是碱液的蒸发器，碱液在管内汽化浓缩，制冷剂在管外冷凝；为了使碱液均匀地分配到每根换热管内并形成旋转膜下流，每根降液换热管入口处均装有分液器。