本發(fā)明涉及一種純化水、蒸餾水、純蒸汽一體機(jī)，屬于醫(yī)用制水設(shè)備領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

小型制藥或?qū)嶒?yàn)室的生產(chǎn)工藝中，都會(huì)用到純化水、蒸餾水、純蒸汽制取設(shè)備以及純化水、蒸餾水輸送分配系統(tǒng)。通常這些設(shè)備在選購時(shí)，大多都是單一設(shè)備采購，多套設(shè)備的安裝擺放，必然會(huì)占去很大的生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室空間；另外，多套設(shè)備多個(gè)控制箱、PLC、觸摸屏、記錄儀等電氣系統(tǒng)，不利于設(shè)備操作和管理，設(shè)備與設(shè)備之間的資源與能源難以銜接利用。

現(xiàn)有的蒸餾水機(jī)制備蒸餾水的過程為，原料水(即：純化水)進(jìn)入預(yù)熱器預(yù)熱，然后進(jìn)入蒸發(fā)器生成純蒸汽，純蒸汽再進(jìn)入冷凝器冷凝制取蒸餾水(即:注射水)。由于蒸餾水要求的純度非常高，為杜絕冷卻時(shí)蒸餾水被污染的可能，冷凝器內(nèi)需使用高純度的純化水進(jìn)行冷卻降溫。蒸餾水機(jī)自身的原料水可以通入冷凝器用于對(duì)純蒸汽冷凝降溫，然而，由于原料水水量有限，不能滿足全部純蒸汽的冷凝降溫需求，因此，必須要通入額外的純化水作為冷卻水降溫?，F(xiàn)有技術(shù)中，這部分額外的純化水經(jīng)換熱后會(huì)直接排掉，由于純化水的質(zhì)量和含有的熱量都很高，直接排掉造成了大量熱量及高質(zhì)量、高成本水資源的浪費(fèi)，導(dǎo)致了蒸餾水制取成本高。另外，純化水的制備過程中，由于反滲透膜對(duì)水溫有一定的要求，當(dāng)水溫低于25℃，通常都是利用換熱器采用鍋爐蒸汽對(duì)水進(jìn)行加熱升溫，以滿足反滲透膜對(duì)水溫的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種純化水、蒸餾水、純蒸汽一體機(jī)，集成純化水、蒸餾水及純蒸汽的制取，節(jié)省了占地面積，降低了設(shè)備投資成本，有效的將純化水制備過程中產(chǎn)生的濃縮水多次回收利用，同時(shí)還能使蒸餾水制備冷卻過程中的余熱得到回收利用，實(shí)現(xiàn)了濃縮水和冷卻水的零排放，節(jié)省水資源及熱能，降低制取成本，提高產(chǎn)水質(zhì)量。

本發(fā)明所述的純化水、蒸餾水、純蒸汽一體機(jī)，包括蒸餾水制備裝置，蒸餾水制備裝置包括冷凝器、預(yù)熱器及蒸發(fā)器，還包括純化水制備裝置、純蒸汽發(fā)生器，純化水制備裝置的合格產(chǎn)水接入純化水箱，純化水箱通過管路依次連接冷凝器、預(yù)熱器及蒸發(fā)器，純蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的純蒸汽作為源純蒸汽接入蒸餾水制備裝置，純化水制備裝置的濃縮水作為冷卻水接入冷凝器，其回水接入純化水制備裝置的原水箱。

通過純化水制備裝置、蒸餾水制備裝置及純蒸汽發(fā)生器的有效連接，制備的純化水即可單獨(dú)取用；又能直接作為蒸餾水機(jī)和純蒸汽發(fā)生器制備裝置的原料水使用；同時(shí)還能將純化水制備裝置和蒸餾水機(jī)制備裝置各自排出的廢水相互間銜接利用，大大降低了生產(chǎn)運(yùn)行成本，減少設(shè)備占地面積。純化水制備過程中，原水經(jīng)一級(jí)RO裝置產(chǎn)出的較高質(zhì)量的水，作為二級(jí)RO裝置再進(jìn)行提純獲得更高質(zhì)量的純化水，二級(jí)RO裝置產(chǎn)生的濃縮水要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于原水質(zhì)量，屬較高的水質(zhì)，完全可以作為蒸餾水制備裝置中冷凝器的冷卻水使用。通過將該濃縮水回收通入冷凝器使用，置換后的水含有一定的熱量回收至原水箱。這樣的工藝方法：一是能替代蒸餾水機(jī)直接使用純化水作為冷卻源的使用，避免了換熱后的水含著高熱量被白白排掉現(xiàn)象，極大的節(jié)省了水資源和能源；二是能使二級(jí)RO裝置濃縮水經(jīng)換熱器換熱后回收至原水箱，使原水箱內(nèi)的水溫得到提升，從而取代了通過鍋爐蒸汽對(duì)原水進(jìn)行加熱升溫，這樣即實(shí)現(xiàn)了水的多次回收利用，又實(shí)現(xiàn)了熱能的充分利用；三是二級(jí)RO裝置濃縮水利用后的回收能稀釋原水濃度，大大提高了純化水裝置的產(chǎn)水質(zhì)量，延長了反滲透膜使用壽命。

源純蒸汽是指作為加熱源的純蒸汽，源純蒸汽經(jīng)蒸發(fā)器換熱后，仍然具有很高的溫度，再進(jìn)入預(yù)熱器中預(yù)熱原料水，可依次進(jìn)入各級(jí)蒸發(fā)器、預(yù)熱器內(nèi)換熱，在換熱過程中，源純蒸汽逐漸轉(zhuǎn)化為汽水混合物，最后進(jìn)入冷凝器冷凝成蒸餾水，通過該換熱過程，既加熱了原料水，使原料水蒸發(fā)為純蒸汽，產(chǎn)出的純蒸汽又可以作為下一效蒸發(fā)器的源純蒸汽，又對(duì)原料水進(jìn)行預(yù)熱，同時(shí)，源純蒸汽逐步降溫，最后進(jìn)入冷凝器后，大大降低了冷凝器的換熱量，純蒸汽發(fā)生器既可用于產(chǎn)生源純蒸汽又可用于產(chǎn)生純蒸汽。

所述的純化水制備裝置包括依次通過管路連接的原水箱、石英砂過濾器、活性炭過濾器、保安過濾器、一級(jí)RO裝置、中間水箱、增壓泵、二級(jí)RO裝置，二級(jí)RO裝置合格水出口連接純化水箱，二級(jí)RO裝置濃縮水出口作為冷卻水接入冷凝器。

所述的蒸發(fā)器至少為兩效蒸發(fā)器，預(yù)熱器數(shù)量與蒸發(fā)器數(shù)量相對(duì)應(yīng)，前效蒸發(fā)器產(chǎn)生的純蒸汽作為源純蒸汽接入下效蒸發(fā)器，末效蒸發(fā)器的純蒸汽出口連接冷凝器；前效蒸發(fā)器的源純蒸汽出口依次反向連接對(duì)應(yīng)的預(yù)熱器、下效蒸發(fā)器，末效預(yù)熱器的源純蒸汽出口連接冷凝器。

前效蒸發(fā)器殼程入口連接源純蒸汽，其殼程出口連接對(duì)應(yīng)的前效預(yù)熱器殼程入口，前效預(yù)熱器殼程出口連接后效蒸發(fā)器殼程入口，末效預(yù)熱器殼程出口連接冷凝器殼程入口；純化水箱連接冷凝器管程入口，冷凝器管程出口依次反向連接各預(yù)熱器管程，首效預(yù)熱器管程出口連接對(duì)應(yīng)的第一個(gè)蒸發(fā)器管程入口，前效蒸發(fā)器的純蒸汽管程出口連接后效蒸發(fā)器的殼程入口，前效蒸發(fā)器的濃水管程出口連接后效蒸發(fā)器的管程入口，末效蒸發(fā)器的純蒸汽管程出口連接冷凝器殼程，末效蒸發(fā)器的濃水管程出口連接濃水出口及原水箱。

所述的蒸發(fā)器為三效，包括一效蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器、三效蒸發(fā)器，對(duì)應(yīng)的預(yù)熱器包括一效預(yù)熱器、二效預(yù)熱器、三效預(yù)熱器，其中，一效蒸發(fā)器殼程入口接源純蒸汽，其殼程出口連接一效預(yù)熱器殼程入口，一效預(yù)熱器殼程出口連接二效蒸發(fā)器殼程入口，二效蒸發(fā)器殼程出口連接二效預(yù)熱器殼程入口，二效預(yù)熱器殼程出口連接三效蒸發(fā)器殼程入口，三效蒸發(fā)器殼程出口連接三效預(yù)熱器殼程入口，三效預(yù)熱器殼程出口連接冷凝器殼程入口；純化水箱連接冷凝器管程入口，冷凝器管程出口依次連接三效預(yù)熱器管程、二效預(yù)熱器管程及一效預(yù)熱器管程，一效預(yù)熱器管程出口設(shè)有兩路，一路連接一效蒸發(fā)器管程入口，另一路連接純蒸汽發(fā)生器，一效蒸發(fā)器的純蒸汽管程出口連接二效蒸發(fā)器殼程入口，一效蒸發(fā)器的濃水管程出口連接二效蒸發(fā)器管程入口，二效蒸發(fā)器的純蒸汽管程出口連接三效蒸發(fā)器殼程入口，二效蒸發(fā)器的濃水管程出口連接三效蒸發(fā)器管程入口，三效蒸發(fā)器的純蒸汽管程出口連接冷凝器殼程入口，三效蒸發(fā)器的濃水管程出口連接濃水出口。

所述的冷凝器包括一級(jí)冷凝器、二級(jí)冷凝器，一級(jí)冷凝器管程連接純化水箱，一級(jí)冷凝器殼程與二級(jí)冷凝器殼程相通，二級(jí)冷凝器管程入口連接二級(jí)RO裝置濃縮水出口，二級(jí)冷凝器管程出口連接原水箱，一級(jí)冷凝器主要采用作為原料水的純化水為冷卻源，但原料水的冷卻有限，未冷凝的汽水混合物進(jìn)入二級(jí)冷凝器，此時(shí)，如果仍然采用純化水冷卻，則該部分純化水換熱后需排掉，一是造成純化水的浪費(fèi)，二是造成作為原料水的純化水量不足，而二級(jí)RO裝置的濃縮水，本身經(jīng)過多次過濾后，其品質(zhì)很高，用其作為冷凝器的冷卻水，即達(dá)到了杜絕污染蒸餾水的要求，同時(shí)，該濃縮水換熱后進(jìn)入原水箱，提高原水箱的水溫，從而提高了純水的收率。

所述的純化水制備裝置還包括EDI裝置，EDI裝置與二級(jí)RO裝置相連，EDI裝置為電除鹽裝置。

工作時(shí)，原水箱中的原水經(jīng)原水泵進(jìn)入石英砂過濾器、活性炭過濾器過濾，經(jīng)加阻垢劑后進(jìn)保安過濾器，然后依次經(jīng)一級(jí)RO裝置、二級(jí)RO裝置過濾，二級(jí)RO裝置濃縮水進(jìn)二級(jí)冷凝器管程作為冷卻水，冷卻水回水進(jìn)原水箱。

純化水由純化水箱進(jìn)入一級(jí)冷凝器管程，經(jīng)換熱后再依次進(jìn)入三效預(yù)熱器管程、二效預(yù)熱器管程及一效預(yù)熱器管程換熱，經(jīng)完全預(yù)熱后的純化水由一效預(yù)熱器管程進(jìn)入一效蒸發(fā)器管程。

純蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的純蒸汽作為源純蒸汽通入一效蒸發(fā)器殼程內(nèi)，對(duì)一效蒸發(fā)器管程內(nèi)的純化水進(jìn)行加熱，換熱后的源純蒸汽轉(zhuǎn)為汽水混合物通入一效預(yù)熱器殼程，對(duì)純化水預(yù)熱后再進(jìn)入二效蒸發(fā)器殼程換熱，一效蒸發(fā)器純化水蒸發(fā)產(chǎn)生的純蒸汽作為二效蒸發(fā)器的源純蒸汽進(jìn)入二效蒸發(fā)器殼程，經(jīng)與純化水換熱后，匯同一效預(yù)熱器來的汽水混合物進(jìn)入二效預(yù)熱器殼程內(nèi)預(yù)熱純化水，以此類推，二效蒸發(fā)器純化水蒸發(fā)產(chǎn)生的純蒸汽作為三效蒸發(fā)器的源純蒸汽進(jìn)入三效蒸發(fā)器殼程，經(jīng)與純化水換熱后，匯同二效預(yù)熱器來的汽水混合物進(jìn)入三效預(yù)熱器殼程內(nèi)預(yù)熱純化水，三效蒸發(fā)器純化水蒸發(fā)產(chǎn)生的純蒸汽進(jìn)入一級(jí)冷凝器殼程，三效預(yù)熱器的汽水混合物也進(jìn)入一級(jí)冷凝器殼程，經(jīng)換熱后再進(jìn)入二級(jí)冷凝器殼程，最后冷凝為蒸餾水。

一效蒸發(fā)器內(nèi)的濃水經(jīng)管程出口依次進(jìn)入二效蒸發(fā)器、三效蒸發(fā)器，最后經(jīng)濃水出口排出或進(jìn)入原水箱。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果是：

1、本純化水、蒸餾水、純蒸汽一體機(jī)設(shè)計(jì)巧妙，集成純化水、蒸餾水、純蒸汽的制取于一體，節(jié)省占地面積，降低設(shè)備成本，合理利用蒸餾水的熱量，即實(shí)現(xiàn)蒸餾水冷凝，又能對(duì)純化水原料水進(jìn)行預(yù)熱及加熱，節(jié)省資源及能源，降低蒸餾水制取成本。

2、采用二級(jí)RO裝置的濃縮水作為冷卻水，彌補(bǔ)了純化水量的不足，一是替代了原有作為冷卻水使用的純化水，降低了成本，避免了經(jīng)換熱后含有高熱量高質(zhì)量的純化水被白白排掉，極大的節(jié)省了水資源和能源，由于濃縮水的質(zhì)量已經(jīng)很高，滿足杜絕蒸餾水被污染的要求；二是經(jīng)換熱后的濃縮水回收至原水箱，使原水箱內(nèi)水的溫度上升，從而無需再通過鍋爐蒸汽對(duì)原水進(jìn)行加熱，實(shí)現(xiàn)了熱能的充分利用；三是提高了反滲透膜的使用壽命。

3、經(jīng)換熱后的濃縮水加熱原水箱中的原水，使原水溫度升高，從而促進(jìn)純化水產(chǎn)率的提高，升溫后，純化水產(chǎn)率由50％提高到70％～80％。

4、本發(fā)明既可以單獨(dú)進(jìn)行純化水、蒸餾水的制取，通過純蒸汽發(fā)生器，同時(shí)可進(jìn)行純蒸汽的制取，純蒸汽、純化水、蒸餾水三位一體，適用范圍廣，純蒸汽發(fā)生器的能源既可以采用電能也可以采用汽能，使用靈活方便。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、原水箱；2、純化水箱；3、純化水泵；4、純化水出口；5、濃水出口；6、三效預(yù)熱器；7、三效蒸發(fā)器；8、二效預(yù)熱器；9、二效蒸發(fā)器；10、一效預(yù)熱器；11、一效蒸發(fā)器；12、純蒸汽發(fā)生器；13、二級(jí)冷凝器；14、一級(jí)冷凝器；15、石英砂過濾器；16、活性炭過濾器；17、保安過濾器；18、一級(jí)RO裝置；19、中間水箱；20、增壓泵；21、二級(jí)RO裝置。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例做進(jìn)一步描述。

如圖1所示，本純化水、蒸餾水、純蒸汽一體機(jī)包括純化水制備裝置及蒸餾水制備裝置，純化水制備裝置包括依次通過管路連接的原水箱1、石英砂過濾器15、活性炭過濾器16、保安過濾器17、一級(jí)RO裝置18、中間水箱19、增壓泵20、二級(jí)RO裝置21，二級(jí)RO裝置21合格水出口連接純化水箱2，二級(jí)RO裝置21濃縮水出口作為冷卻水接入冷凝器及EDI裝置。二級(jí)RO裝置20通過管路連接純化水箱2，純化水箱2上設(shè)有純化水出口4，二級(jí)RO裝置2濃縮水出口通過管路依次連接冷凝器、原水箱1。

蒸餾水制備裝置包括純蒸汽發(fā)生器12、冷凝器、預(yù)熱器及蒸發(fā)器，其中，冷凝器、預(yù)熱器及蒸發(fā)器均可設(shè)置一效或多效，如二效、三效、五級(jí)、七級(jí)等，預(yù)熱器數(shù)量與蒸發(fā)器數(shù)量對(duì)應(yīng)，本實(shí)施例中，冷凝器包括一級(jí)冷凝器14、二級(jí)冷凝器13，預(yù)熱器包括一效預(yù)熱器10、二效預(yù)熱器8、三效預(yù)熱器6，蒸發(fā)器包括一效蒸發(fā)器11、二效蒸發(fā)器9、三效蒸發(fā)器7。

純化水箱2通過管路依次連接一級(jí)冷凝器14管程入口，一級(jí)冷凝器14管程出口依次連接三效預(yù)熱器6管程、二效預(yù)熱器8管程及一效預(yù)熱器10管程，一效預(yù)熱器10管程出口設(shè)有兩路，一路連接一效蒸發(fā)器11管程入口，另一路連接純蒸汽發(fā)生器12，一效蒸發(fā)器11的純蒸汽管程出口連接二效蒸發(fā)器9殼程入口，一效蒸發(fā)器11的濃水管程出口連接二效蒸發(fā)器9管程入口，二效蒸發(fā)器9的純蒸汽管程出口連接三效蒸發(fā)器7殼程入口，二效蒸發(fā)器9的濃水管程出口連接三效蒸發(fā)器7管程入口，三效蒸發(fā)器7的純蒸汽管程出口連接冷凝器殼程入口，三效蒸發(fā)器7的濃水管程出口連接濃水出口5，各蒸發(fā)器及純蒸汽發(fā)生器12的濃水管程出口設(shè)有連接濃水出口5的管路，管路上設(shè)有閥門。

純蒸汽發(fā)生器12上設(shè)有純蒸汽出口，純蒸汽出口可用于出純蒸汽，純蒸汽發(fā)生器12產(chǎn)生的純蒸汽作為源純蒸汽接入一效蒸發(fā)器11殼程入口，一效蒸發(fā)器11殼程出口連接一效預(yù)熱器10殼程入口，一效預(yù)熱器10殼程出口連接二效蒸發(fā)器9殼程入口，二效蒸發(fā)器9殼程出口連接二效預(yù)熱器8殼程入口，二效預(yù)熱器8殼程出口連接三效蒸發(fā)器7殼程入口，三效蒸發(fā)器7殼程出口連接三效預(yù)熱器6殼程入口，三效蒸發(fā)器7殼程出口連接三效預(yù)熱器6殼程入口，三效預(yù)熱器6殼程出口連接一級(jí)冷凝器14殼程入口。其中，同一蒸發(fā)器上設(shè)有不同的殼程入口分別與預(yù)熱器、及前效蒸發(fā)器的蒸汽出口相連。

一級(jí)冷凝器14管程入口連接純化水箱2，其管程出口連接三效預(yù)熱器6管程，一級(jí)冷凝器14殼程與二級(jí)冷凝器13殼程相通，二級(jí)冷凝器13管程入口連接二級(jí)RO裝置21濃縮水出口，二級(jí)冷凝器13管程出口連接原水箱1。

工作原理及過程：

工作時(shí)，原水箱1中的原水經(jīng)原水泵進(jìn)入石英砂過濾器15、活性炭過濾器16過濾，經(jīng)加阻垢劑后進(jìn)保安過濾器17，然后依次經(jīng)一級(jí)RO裝置18、二級(jí)RO裝置21過濾，二級(jí)RO裝置21濃縮水進(jìn)二級(jí)冷凝器13管程作為冷卻水，冷卻水回水進(jìn)原水箱1。

純化水由純化水箱2進(jìn)入一級(jí)冷凝器14管程，經(jīng)換熱后再依次進(jìn)入三效預(yù)熱器6管程、二效預(yù)熱器8管程及一效預(yù)熱器10管程換熱，經(jīng)完全預(yù)熱后的純化水由一效預(yù)熱器10管程進(jìn)入一效蒸發(fā)器11管程。

純蒸汽發(fā)生器12產(chǎn)生的純蒸汽作為源純蒸汽通入一效蒸發(fā)器11殼程內(nèi)，對(duì)一效蒸發(fā)器11管程內(nèi)的純化水進(jìn)行加熱，換熱后的源純蒸汽轉(zhuǎn)為汽水混合物通入一效預(yù)熱器10殼程，對(duì)純化水預(yù)熱后再進(jìn)入二效蒸發(fā)器9殼程換熱，一效蒸發(fā)器11純化水蒸發(fā)產(chǎn)生的純蒸汽作為二效蒸發(fā)器9的源純蒸汽進(jìn)入二效蒸發(fā)器9殼程，經(jīng)與純化水換熱后，匯同一效預(yù)熱器10來的汽水混合物進(jìn)入二效預(yù)熱器8殼程內(nèi)預(yù)熱純化水，以此類推，二效蒸發(fā)器9純化水蒸發(fā)產(chǎn)生的純蒸汽作為三效蒸發(fā)器7的源純蒸汽進(jìn)入三效蒸發(fā)器7殼程，經(jīng)與純化水換熱后，匯同二效預(yù)熱器8來的汽水混合物進(jìn)入三效預(yù)熱器6殼程內(nèi)預(yù)熱純化水，三效蒸發(fā)器7純化水蒸發(fā)產(chǎn)生的純蒸汽進(jìn)入一級(jí)冷凝器14殼程，三效預(yù)熱器6的汽水混合物也進(jìn)入一級(jí)冷凝器14殼程，經(jīng)換熱后再進(jìn)入二級(jí)冷凝器13殼程，最后冷凝為蒸餾水。

一效蒸發(fā)器11內(nèi)的濃水經(jīng)管程出口依次進(jìn)入二效蒸發(fā)器9、三效蒸發(fā)器7，停機(jī)后，各蒸發(fā)器積水經(jīng)濃水出口5排出。