專利名稱：具有帶可動球的多管旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蒸發(fā)裝置，更具體地說，涉及一種具有多管旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器的蒸發(fā)裝置，其可以通過除去由于液體材料的循環(huán)和/或濃縮而在蒸發(fā)器的外表面上形成的固體和污垢，以及通過擴大蒸發(fā)器的傳熱面積而改善蒸發(fā)性能并提高傳熱效率。
背景技術(shù)：
蒸發(fā)裝置使用蒸汽強制蒸發(fā)和分離液體材料中所含的水。蒸發(fā)裝置廣泛應(yīng)用于環(huán)境廢水處理，例如，處理含有毒性物質(zhì)的廢水或具有高污染程度的廢水(其無法通過生物方法來處理)。特別地，蒸發(fā)裝置是用于處理和重復(fù)利用廢水的最佳方法。
傳統(tǒng)蒸發(fā)裝置包括水平安裝于主體中的管子，高溫蒸汽從中通過。當廢水在管子的外表面上噴出時，管子中的蒸汽冷凝成液體并排出，并且廢水中的水被來自管子中的蒸汽的潛熱蒸發(fā)。通過蒸汽噴射器來強制吸取和壓縮從廢水蒸發(fā)的水蒸汽，以再次供應(yīng)到管子中供重復(fù)利用，或者在以減壓狀態(tài)蒸發(fā)到水平管外部之后排到外面。
這里，隨著廢水中所含的水蒸發(fā)，溶解或懸浮于廢水中的污染物的濃度增加至接近飽和。如果廢水中的水繼續(xù)蒸發(fā)，則廢水中溶解的污染物最終達到過飽和，并且溶解的污染物結(jié)晶而與不可溶或懸浮的物質(zhì)一起排出到外面。接著，使部分過飽和的廢水循環(huán)，以通過相同的過程與新供應(yīng)到裝置中的廢水一起進行再處理。
因此，由于在蒸發(fā)裝置中，循環(huán)的廢水中的污染物總是達到過飽和，因此廢水中結(jié)晶的污染物或不可溶物質(zhì)可能會附在進行傳熱的管子的外表面上，從而形成污垢。這些污垢中斷了蒸汽和廢水之間的傳熱，從而降低了裝置的性能。廢水濃縮時，這種形成污垢的過程深化，可能使裝置無法操作。因此，必須每隔一段預(yù)定的時間就除去管子的外表面上的污垢。
由于上述問題，傳統(tǒng)的蒸發(fā)裝置需要定期清潔。典型的清潔方法包括使用化學(xué)物質(zhì)清潔。但是，這種化學(xué)清潔方法可能無法實現(xiàn)徹底的清潔，從而降低了清潔效率并且由于清潔溶液而產(chǎn)生了二次污染物。其他方法包括定期更換或清洗水平管，但其可能需要高昂的維護費。另外，為了消除傳統(tǒng)裝置的這類問題，在某些情況下已經(jīng)使用了自動清潔換熱器，但由于難以制造以及可處理的廢水有限等一些問題，其還沒有得到妥善使用。
在蒸發(fā)裝置中，為了有效蒸發(fā)廢水中的水，優(yōu)選地增加廢水和管子中的接觸面積，以便將管子中的蒸汽的熱有效地傳遞到廢水中。傳統(tǒng)蒸發(fā)裝置的管子和廢水之間的接觸面積很小，因為該蒸發(fā)裝置包括圓柱形單管。因此，傳統(tǒng)蒸發(fā)裝置有某些缺點，例如高能耗以及廢水中的水的低蒸發(fā)率。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題因此，本發(fā)明旨在提供一種蒸發(fā)裝置，其幾乎可以完全避免由于相關(guān)技術(shù)的局限和缺點而產(chǎn)生的一個或多個問題。
本發(fā)明的一個目的是通過最大程度地減少蒸發(fā)器表面上形成的污垢而提高傳熱的效率。
本發(fā)明的另一個目的是通過最大程度地增加蒸發(fā)器的傳熱面積來提高傳熱的效率，并通過使用在操作過程中產(chǎn)生的蒸汽來預(yù)熱供應(yīng)的材料而最大程度地減小裝置的能耗。
技術(shù)方案本發(fā)明的目的通過一種蒸發(fā)裝置來達到，該裝置包括外體；蒸汽再壓縮裝置，用于再壓縮從外體輸出的蒸汽；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，其包括多個蒸發(fā)管、圍繞旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器的虛擬外表面的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)以及在該網(wǎng)格結(jié)構(gòu)內(nèi)移動的多個清潔球，其中，該旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器設(shè)置于外體中并接收來自蒸汽再壓縮裝置的蒸汽；旋轉(zhuǎn)換熱器，其使用從旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器排出的冷凝水的熱來加熱材料；材料循環(huán)泵，其用于回收外體底部收集的濃縮殘留物；噴射管，其用于將通過旋轉(zhuǎn)換熱器加熱的材料以及通過材料循環(huán)泵回收的濃縮殘留物噴射于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器的表面上；以及加熱器，其用于補充蒸汽的熱能。


圖1是說明根據(jù)本發(fā)明的蒸發(fā)裝置的示意圖。
圖2是構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器的蒸發(fā)管的視圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器的視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器的縱向橫截面圖。
圖5是沿著圖4的A-A′線所作的橫截面圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其示例在附圖中予以說明。
圖1是說明根據(jù)本發(fā)明的蒸發(fā)裝置的示意圖。
如圖1所示，最初從加熱器(80)產(chǎn)生的蒸汽通過蒸汽再壓縮裝置(20)壓縮，并通過電機(100)輸送到設(shè)置于外體(10)中的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(30)。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(30)包括多個筆直的蒸發(fā)管并圍繞其軸緩慢地旋轉(zhuǎn)。輸送到旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(30)中的壓縮蒸汽沿著多個蒸發(fā)管移動，以加熱蒸發(fā)管。從蒸發(fā)管輸出的蒸汽被冷凝并通過冷凝水排出泵(40)輸送到旋轉(zhuǎn)換熱器(60)。使用輸送到旋轉(zhuǎn)換熱器(60)的冷凝水來預(yù)熱材料(例如，廢水)，最高至100℃的溫度，然后排出到外部，其中，所述材料經(jīng)由過濾器(70)從材料儲存器(50)輸送到旋轉(zhuǎn)換熱器(60)。
通過材料輸送泵(42)將通過旋轉(zhuǎn)換熱器(60)中的冷凝水加熱的材料輸送到外體(10)中的噴射管(90)。噴射管(90)將材料噴灑于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(30)的表面上，以蒸發(fā)材料中所含的水。將水從材料蒸發(fā)時，在外體(10)的底部收集剩余的濃縮殘留物。通過過濾器(71)過濾殘留物，然后通過材料循環(huán)泵(41)將其回收到噴射管(90)中。另一方面，經(jīng)由加熱器(80)和蒸汽再壓縮裝置(20)將從外體(10)中的噴射管(90)噴射的材料所蒸發(fā)的水蒸汽輸送到旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(30)，以供重復(fù)利用。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器的蒸發(fā)管的視圖。根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器包括如圖2所示的多個蒸發(fā)管(31)。高溫壓縮蒸汽流過每個蒸發(fā)管(31)以加熱蒸發(fā)管的表面。當噴射管將材料噴灑于通過高溫壓縮蒸汽加熱的蒸發(fā)管的表面上時，材料中所含的水便被蒸發(fā)掉。傳統(tǒng)的蒸發(fā)管由于其形狀簡單而具有相對較小的傳熱面積，因此，無法有效地蒸發(fā)材料中所含的水。
為了解決這個問題，本發(fā)明在蒸發(fā)管的外表面上形成了多個突起(32)，如圖2所示，以增加蒸發(fā)管與從噴射管噴射的材料相接觸的表面積。另外，在蒸發(fā)管(31)的內(nèi)表面上形成多個梢(33)。所述多個梢(33)通過延長蒸發(fā)管(31)中的熱蒸汽的保留時間而最大程度地提高了從蒸發(fā)管(31)中的高溫壓縮蒸汽到噴射的材料的傳熱效率。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器的視圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器的縱向橫截面圖。圖5是沿著圖4的A-A′線所作的橫截面圖。
參照圖3至圖5，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(30)包括多個蒸發(fā)管(31)并圍繞其軸旋轉(zhuǎn)。每個蒸發(fā)管都具有多個突起和多個梢，并設(shè)置于虛擬圓周上。因此，根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器的傳熱面積大于包括單管的傳統(tǒng)蒸發(fā)器。
另一方面，如果噴射管持續(xù)將材料噴灑于蒸發(fā)管上并且材料中所含的水持續(xù)蒸發(fā)，則懸浮于材料中的物質(zhì)或溶解于材料的污染物在蒸發(fā)管的外表面上形成污垢。在蒸發(fā)管的外表面上形成的污垢阻礙了蒸發(fā)管和材料之間的熱交換。為了防止污垢的形成并除去已形成的污垢，本發(fā)明在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(30)上形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(34)，并在其中放置了多個可動清潔球(35)。網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(34)可以與旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(30)一起或獨立于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(30)旋轉(zhuǎn)。
當旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(30)與網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(34)一起或獨立于網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(34)旋轉(zhuǎn)時，保持于網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(34)中的可動清潔球(35)在網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(34)內(nèi)自由移動，不斷撞擊蒸發(fā)管(31)的外表面。這種自由移動的球(35)防止在每個蒸發(fā)管的表面上形成污垢和/或除去蒸發(fā)管表面上形成的污垢。通過有效地除去蒸發(fā)管表面上所形成的污垢，可以持續(xù)保持蒸發(fā)管的傳熱性能。
以上實施例只是示范性的，不應(yīng)解釋為限制本發(fā)明。本發(fā)明的原理很容易應(yīng)用于其他類型的裝置上。本發(fā)明的說明只是解說性的，無意限制權(quán)利要求書的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會明白有許多替代、修改和變化。
工業(yè)適用性因此，通過以各種方式最大程度地提高蒸發(fā)效率，根據(jù)本發(fā)明的具有多管旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器的蒸發(fā)裝置可最大程度地減小處理材料所需的能耗，以實現(xiàn)經(jīng)濟效果。另外，根據(jù)本發(fā)明的蒸發(fā)裝置不需要使用化學(xué)物質(zhì)或更換蒸發(fā)管來除去污垢。因此，本發(fā)明消除了由化學(xué)物質(zhì)引起的二次污染并確保裝置的穩(wěn)定操作。
權(quán)利要求
1.一種蒸發(fā)裝置，其包括外體；蒸汽再壓縮裝置，其用于再壓縮從外體輸出的蒸汽；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，其包括多個蒸發(fā)管、圍繞旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器的虛擬外表面的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)以及在網(wǎng)格結(jié)構(gòu)內(nèi)的多個清潔球，其中，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器設(shè)置于外體中并從蒸汽再壓縮裝置接收蒸汽；旋轉(zhuǎn)換熱器，其使用從旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器排出的冷凝水的熱來加熱材料；材料循環(huán)泵，其用于回收外體底部收集的濃縮殘留物；噴射管，其用于將通過旋轉(zhuǎn)換熱器加熱的材料以及通過材料循環(huán)泵回收的濃縮殘留物噴射于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器的表面上，其中，所述噴射管設(shè)置于外體中；以及加熱器，其用于補充蒸汽的熱能。
2.如權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)裝置，其中，所述多個蒸發(fā)管包括在每個蒸發(fā)管的外表面上形成的多個突起。
3.如權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)裝置，其中，所述多個蒸發(fā)管包括在每個蒸發(fā)管的內(nèi)表面上形成的多個梢。
4.如權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)裝置，其中，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器旋轉(zhuǎn)時，所述清潔球在網(wǎng)格結(jié)構(gòu)內(nèi)自由移動，以除去每個蒸發(fā)管表面上形成的污垢。
5.如權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)裝置，其中，所述網(wǎng)格結(jié)構(gòu)獨立于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器而旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有多管蒸發(fā)器的蒸發(fā)裝置，所公開的蒸發(fā)裝置包括外體；蒸汽再壓縮裝置，用于再壓縮從外體輸出的蒸汽；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，其包括多個蒸發(fā)管、圍繞旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器的虛擬外表面的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)以及在該網(wǎng)格結(jié)構(gòu)內(nèi)移動的多個清潔球，其中，該旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器設(shè)置于外體中；旋轉(zhuǎn)換熱器，其使用從旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器排出的冷凝水的熱來加熱材料；材料循環(huán)泵，其用于回收外體底部收集的濃縮殘留物；噴射管，其用于將通過旋轉(zhuǎn)換熱器加熱的材料以及通過材料循環(huán)泵回收的濃縮殘留物噴射于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器的表面上；以及加熱器，其用于補充蒸汽的熱能。
文檔編號B01D1/16GK101052447SQ200580028036
公開日2007年10月10日 申請日期2005年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月23日
發(fā)明者李種華 申請人:李種華