虹吸循環(huán)逆流回?zé)釅浩麴s裝置的制造方法
【專利摘要】一種虹吸循環(huán)逆流回?zé)釅浩麴s裝置，利用虹吸循環(huán)替代循環(huán)泵驅(qū)動料液，循環(huán)回收凝結(jié)潛熱，以節(jié)省循環(huán)泵投資與電耗；虹吸循環(huán)與管道外壓共同驅(qū)動料液的逆流回?zé)?、升膜蒸發(fā)，提供蒸發(fā)潛熱產(chǎn)生二次蒸汽；由于采用大溫升小溫差逆流回?zé)?，不僅大幅提升殼程蒸發(fā)壓力，而且大幅降低管程凝結(jié)壓力，從而大幅降低水蒸汽壓縮機(jī)的壓差、排量、電耗，以使噸水電耗大幅降至5?8kW*h/t；充分利用裝置落差省略凝結(jié)水排放泵、料液排放泵。
【專利說明】
虹吸循環(huán)逆流回?zé)釅浩麴s裝置
(一)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種高效的壓汽法驅(qū)動虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵴麴s法海水淡化裝置，或污水凈化裝置，或物料濃縮操作單元。
(二)
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有發(fā)明專利“壓汽閃蒸法海水淡化機(jī)”ZL2006 I 0153515.0的工作原理說明如下:
[0003]1、壓汽-凝結(jié)-回?zé)徇^程:壓汽機(jī)開啟后，二次蒸汽先經(jīng)汽液分離器的二次分離，進(jìn)一步減少鹽霧夾帶，提高產(chǎn)品淡水純度;然后從閃蒸塔頂部出口被壓汽機(jī)吸引并壓縮;提高壓力和溫度后，送至凝結(jié)加熱器的水蒸汽側(cè)凝結(jié)成淡水，并用凝結(jié)潛熱加熱另側(cè)的循環(huán)料液;當(dāng)凝結(jié)加熱器水蒸汽側(cè)的液位開關(guān)所指示的淡水液位達(dá)上限值時，開啟或開大淡水栗，由凝結(jié)加熱器水蒸汽側(cè)的底部出口吸引淡水，流經(jīng)匯流三通后被淡水栗排至淡水回?zé)崞鞯牡畟?cè)，釋放顯熱來預(yù)熱另側(cè)的補(bǔ)充海水，最后流入產(chǎn)品淡水罐;而當(dāng)液位開關(guān)所指示的淡水液位達(dá)下限值時，關(guān)閉或關(guān)小淡水栗，停止或減少淡水排出。
[0004]2、料液加熱循環(huán):閃蒸塔底部的料液由出口管流經(jīng)分流三通和匯流三通后被循環(huán)栗排至凝結(jié)加熱器的料液側(cè)，由另側(cè)二次蒸汽凝結(jié)加熱，以回收凝結(jié)潛熱，然后流經(jīng)輔助加熱器，以在其出口處被加熱至飽和狀態(tài)。
[0005]3、料液排放過程:當(dāng)閃蒸塔底部出口處鹽度計所指示的料液濃度達(dá)上限值時，開啟或開大料液栗，由閃蒸塔底部出口管上的分流三通從加熱循環(huán)的料液中引出一部分，由料液栗排至料液回?zé)崞鞯牧弦簜?cè)，釋放顯熱來預(yù)熱另側(cè)的補(bǔ)充海水，然后排入大海;而當(dāng)鹽度計所指示的料液濃度達(dá)下限值時，關(guān)閉或關(guān)小料液栗，停止或減少料液排放。
[0006]4、海水補(bǔ)充過程:當(dāng)閃蒸塔中下部液位開關(guān)所指示的料液液位達(dá)下限值時，開啟或開大海水栗，吸引預(yù)處理過的補(bǔ)充海水，由海水栗經(jīng)分流三通排至并聯(lián)的淡水回?zé)崞骱土弦夯責(zé)崞鞯暮Ｋ畟?cè)，被另側(cè)排放的熱淡水或熱料液分別預(yù)熱，再經(jīng)匯流三通混合，流經(jīng)不凝氣體去除罐的海水側(cè)，被另側(cè)水蒸汽凝結(jié)進(jìn)一步預(yù)熱，然后再經(jīng)匯流三通補(bǔ)入加熱循環(huán)的料液中，共同注入循環(huán)栗的進(jìn)口；而當(dāng)液位開關(guān)所指示的料液液位達(dá)上限值時，關(guān)閉或關(guān)小海水栗，停止或減少補(bǔ)充海水。
[0007]5、不凝氣體去除過程:當(dāng)閃蒸塔中上部壓力開關(guān)所指示的二次蒸汽壓力達(dá)上限值時，開啟或開大真空栗，由凝結(jié)加熱器水蒸汽側(cè)中部的排氣口吸引不凝氣體，流經(jīng)不凝氣體去除罐的水蒸汽側(cè)，所含水蒸汽被另側(cè)的補(bǔ)充海水冷卻、凝結(jié)、分離成淡水后，沉集在水蒸汽側(cè)的底部，當(dāng)?shù)鄯e到一定水位后，開啟底部引水管閥門，引出沉集的淡水，經(jīng)匯流三通混入從凝結(jié)加熱器水蒸汽側(cè)吸引出的淡水中，共同由淡水栗排至淡水回?zé)崞鞯牡畟?cè)，直到不凝氣體去除罐的淡水水位探底，再關(guān)閉其底部引水管閥門；而水蒸汽側(cè)分離出的不凝氣體則由真空栗排至大氣；而當(dāng)壓力開關(guān)所指示的二次蒸汽壓力達(dá)下限值時，關(guān)閉或關(guān)小真空栗，停止或減少不凝氣體去除。
[0008]6、閃蒸過程:由于閃蒸塔上部空間的二次蒸汽壓力，被壓汽機(jī)和循環(huán)栗維持在低于加熱料液溫度所對應(yīng)的飽和蒸汽壓；因此當(dāng)加熱料液經(jīng)減壓閥減壓，并由多個分液噴嘴噴入閃蒸塔中部時:加熱料液即刻成為過熱料液而瞬間部分閃蒸為二次蒸汽；閃蒸塔上部空間使閃蒸之后汽液兩相上下分離，初步減少鹽霧夾帶，提高產(chǎn)品淡水純度;而分離出料液則以自身釋放顯熱提供閃蒸潛熱，并降溫成飽和料液，實現(xiàn)絕熱蒸發(fā)過程；同時其濃度增大、比重增加，由閃蒸塔底部出口管流經(jīng)分流三通后，少部分進(jìn)入料液排放過程，大部分進(jìn)入料液加熱循環(huán)。
[0009]上述“壓汽閃蒸法海水淡化機(jī)”專利，作為一種世界創(chuàng)新海水淡化工藝，由熱功轉(zhuǎn)換效率最高的壓縮蒸汽方式，來驅(qū)動產(chǎn)品水質(zhì)最好的閃蒸工藝，規(guī)避傳統(tǒng)海水淡化工藝中，多級閃蒸和多效蒸餾的凝結(jié)潛熱損失、蒸餾的結(jié)垢與腐蝕、反滲透的海水適應(yīng)性問題，具有獨(dú)立閃蒸操作、模塊化生產(chǎn)等技術(shù)優(yōu)勢;從而實現(xiàn)海水淡化工藝的最優(yōu)技術(shù)整合，以最低耗電指標(biāo)，生廣最尚標(biāo)準(zhǔn)淡水。
[0010]然而，其存在明顯技術(shù)缺陷如下:
[0011 ] 1、循環(huán)栗驅(qū)動料液循環(huán)以回收凝結(jié)潛熱時，一方面閃蒸循環(huán)溫差導(dǎo)致循環(huán)流量較大；另一方面循環(huán)栗所克服的流動阻力、噴嘴與液面落差、節(jié)流壓降等導(dǎo)致循環(huán)栗揚(yáng)程較大;從而使得循環(huán)栗的流量、揚(yáng)程、投資、電耗均增大；
[0012]2、壓汽機(jī)的壓差，既要包含閃蒸加熱循環(huán)的顯熱溫差，又要包含大循環(huán)流量時的高凝結(jié)壓力，從而使得壓汽機(jī)的壓差、排量、投資、電耗均增大；
[0013]3、沒有充分利用裝置的落差來省略淡水取用栗、料液排放栗等設(shè)備，從而導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜、控制回路眾多、運(yùn)行穩(wěn)定性降低。
(三)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明目的是在“壓汽閃蒸法海水淡化機(jī)”現(xiàn)有專利技術(shù)基礎(chǔ)上繼續(xù)創(chuàng)新，通過回?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)的過程優(yōu)化:利用虹吸循環(huán)替代循環(huán)栗驅(qū)動料液，循環(huán)回收凝結(jié)潛熱，以節(jié)省循環(huán)栗投資與電耗;虹吸循環(huán)與管道外壓共同驅(qū)動料液的逆流回?zé)?、升膜蒸發(fā)，提供蒸發(fā)潛熱產(chǎn)生二次蒸汽；由于采用大溫升小溫差逆流回?zé)?，不僅大幅提升殼程蒸發(fā)壓力，而且大幅降低管程凝結(jié)壓力，從而大幅降低水蒸汽壓縮機(jī)的壓差、排量、電耗，以使噸水電耗大幅降至5_8kW*h/t;充分利用裝置落差省略凝結(jié)水排放栗、料液排放栗。
[0015]本發(fā)明采用的技術(shù)方案，即虹吸循環(huán)逆流回?zé)釅浩麴s裝置如圖1所示，其中:1-虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器;1-1-壓縮水蒸汽進(jìn)口 ； 1-2-水蒸汽分流腔；1-3-中央垂直虹吸回?zé)峁艽?1-4-凝結(jié)水腔；1-5-凝結(jié)水出口 ； 1-6-補(bǔ)液進(jìn)口 ； 1-7-二次蒸汽出口 ； 1-8-料液出口； 1-9-預(yù)熱器;1-10-排氣口； 2-水蒸汽壓縮機(jī);3-液位開關(guān);4-補(bǔ)液流量調(diào)節(jié)閥；5-凝結(jié)水回?zé)崞?5-1-凝結(jié)水水封;6-料液回?zé)崞?6-1-料液水封;7-補(bǔ)液箱;8-過濾器;9-補(bǔ)液栗；10-止回閥；11-排氣閥；12-真空栗；13-壓力開關(guān)；14-溫度開關(guān)；15-補(bǔ)液；16-高壓蒸汽組成，其特征在于:
[0016]虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I管程的頂部壓縮水蒸汽進(jìn)口1-1、頂部水蒸汽分流腔1-2、中部中央垂直虹吸回?zé)峁艽?-3內(nèi)側(cè)、底部凝結(jié)水腔1-4、底部凝結(jié)水出口 1-5，組成水蒸汽凝結(jié)放熱回路；
[0017]虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I殼程的底部補(bǔ)液進(jìn)口1-6、中部中央垂直虹吸回?zé)峁艽?-3外側(cè)、頂部二次蒸汽出口 1-7，組成補(bǔ)液的虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)回路；
[0018]虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I殼程頂部二次蒸汽出口1-7通過管道連接水蒸汽壓縮機(jī)2、虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I管程頂部壓縮水蒸汽進(jìn)口 1-1，組成二次蒸汽壓縮回路；
[0019]虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I殼程上部內(nèi)壁設(shè)置液位開關(guān)3，依據(jù)補(bǔ)液液位信號閉環(huán)控制補(bǔ)液流量調(diào)節(jié)閥4的開度，而補(bǔ)液流量調(diào)節(jié)閥4的出口通過管道連接虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I殼程底部補(bǔ)液進(jìn)口 1-6，組成補(bǔ)液流量調(diào)節(jié)回路；
[0020]補(bǔ)液箱7底部通過管道連接過濾器8、補(bǔ)液栗9、止回閥10、分流三通、并聯(lián)的凝結(jié)水回?zé)崞?的補(bǔ)液側(cè)和料液回?zé)崞?的補(bǔ)液側(cè)、匯流三通、排氣閥11、補(bǔ)液流量調(diào)節(jié)閥4的進(jìn)口，組成補(bǔ)液回?zé)峄芈罚?br>[0021]虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I管程底部凝結(jié)水出口1-5通過管道連接凝結(jié)水回?zé)崞?的凝結(jié)水側(cè)、凝結(jié)水水封5-1，組成凝結(jié)水排放放熱回路；
[0022]虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I殼程底部料液出口1-8通過管道連接料液回?zé)崞?的料液側(cè)、料液水封6-1，組成料液排放放熱回路；
[0023]虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I殼程下部內(nèi)壁設(shè)置預(yù)熱器1-9，組成補(bǔ)液的啟動預(yù)熱回路；
[0024]虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I管程底部凝結(jié)水腔1-4的頂部設(shè)置排氣口1-10，通過管道連接真空栗12，組成排氣回路；
[0025]虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I殼程頂部內(nèi)壁設(shè)置壓力開關(guān)13和溫度開關(guān)14;
[0026]虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I管程頂部水蒸汽分流腔1-2的頂部內(nèi)壁設(shè)置壓力開關(guān)13和溫度開關(guān)14;
[0027]虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I殼程上部內(nèi)壁設(shè)置溫度開關(guān)14。
[0028]補(bǔ)液15是海水15，或城市中水15，或城市污水15，或料液15，或酸水15，或堿水15，或有機(jī)溶液15，或無機(jī)溶液15，或工業(yè)廢水15，或礦井苦咸水15，或石油污水15，或化工污水15中的一種。
[0029]水蒸汽壓縮機(jī)2為熱壓縮式汽汽引射器2，高壓蒸汽16流經(jīng)其進(jìn)汽口并由噴嘴高速噴出，所形成的負(fù)壓通過其引射口引射虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I殼程頂部產(chǎn)生的二次蒸汽，并混合、擴(kuò)壓成為中壓、高溫水蒸汽，經(jīng)其出汽口流出。
[0030]水蒸汽壓縮機(jī)2是機(jī)械壓縮式的軸流式風(fēng)機(jī)2，或旋流式風(fēng)機(jī)2，或離心式風(fēng)機(jī)2，或羅茨式風(fēng)機(jī)2，或透平式風(fēng)機(jī)2，或羅茨式真空栗2，或離心式壓縮機(jī)2，或羅茨式壓縮機(jī)2，或螺桿式壓縮機(jī)2，或透平式壓縮機(jī)2;由其葉輪或轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)后，吸入虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I中產(chǎn)生的二次蒸汽，將其壓縮成為中壓、高溫水蒸汽。
[0031 ]凝結(jié)水回?zé)崞?是套管式換熱器5，或是殼管式換熱器5，或是板式換熱器5，或是板翅式換熱器5，或是盤管式換熱器5，或是螺旋板式換熱器5的凝結(jié)水預(yù)熱補(bǔ)液15的換熱器。
[0032]料液回?zé)崞?是套管式換熱器6，或是殼管式換熱器6，或是板式換熱器6，或是板翅式換熱器6，或是盤管式換熱器6，或是螺旋板式換熱器6的料液預(yù)熱補(bǔ)液15的換熱器。
[0033]本發(fā)明工作原理結(jié)合圖1說明如下:
[0034]1、二次蒸汽壓縮凝結(jié):二次蒸汽由虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I殼程的二次蒸汽出口 1-7，被水蒸汽壓縮機(jī)2吸引并壓縮，以提高壓力和溫度后成為過熱蒸汽，送至虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I管程，從上至下流經(jīng)壓縮水蒸汽進(jìn)口 1-1、水蒸汽分流腔1-2、中央垂直虹吸回?zé)峁艽?-3內(nèi)側(cè)、凝結(jié)水腔1-4、凝結(jié)水出口 1-5，以分段釋放其過熱顯熱、凝結(jié)潛熱、過冷顯熱，從而以大溫升小溫差逆流方式加熱另側(cè)補(bǔ)液15;然后凝結(jié)水流經(jīng)凝結(jié)水回?zé)崞?凝結(jié)水側(cè)，繼續(xù)釋放其過冷顯熱來預(yù)熱另側(cè)補(bǔ)液15，并利用靜壓流經(jīng)凝結(jié)水水封5-1而排出裝置。
[0035]2、料液回?zé)嵴麴s:液位開關(guān)3通過補(bǔ)液流量調(diào)節(jié)閥4控制補(bǔ)液15從下至上流經(jīng)補(bǔ)液進(jìn)口 1-6、中央垂直虹吸回?zé)峁艽?-3外側(cè)、二次蒸汽出口 1-7，其中的補(bǔ)液15在補(bǔ)液進(jìn)口 1-6處受補(bǔ)液栗9的壓力作用而直接流至中央垂直虹吸回?zé)峁艽?-3的底部外側(cè)，分段回收另側(cè)過熱蒸汽所釋放的過冷顯熱、過熱顯熱、凝結(jié)潛熱，以逆流方式被加熱升溫而升膜蒸發(fā)，提供蒸發(fā)潛熱產(chǎn)生二次蒸汽。在中央垂直虹吸回?zé)峁艽?-3與虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I的外殼之間，由于補(bǔ)液15的溫度較低、比重較大，而受重力作用下沉，從而形成虹吸循環(huán)。二次蒸汽經(jīng)二次蒸汽出口 1-7而被水蒸汽壓縮機(jī)2吸入之前，經(jīng)歷三次轉(zhuǎn)向而被慣性分離出料液液滴，并依重力逆向流回二次蒸汽出口 1-7，從而節(jié)省絲網(wǎng)分離，減少料液夾帶，提高凝結(jié)水純度。殼程頂部的壓力開關(guān)13和溫度開關(guān)14共同控制水蒸汽壓縮機(jī)2的流量。
[0036]3、凝結(jié)水排放:凝結(jié)水腔1-4底部的提純凝結(jié)水依重力落差，而經(jīng)凝結(jié)水出口 1-5流經(jīng)凝結(jié)水回?zé)崞?的凝結(jié)水側(cè)，釋放其冷卻顯熱來預(yù)熱另側(cè)的補(bǔ)液，再經(jīng)凝結(jié)水水封5-1排放環(huán)境。
[0037]4、料液排放:虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I殼程底部的增濃料液依重力落差，而經(jīng)料液出口 1-8流經(jīng)料液回?zé)崞?的料液側(cè)，釋放其冷卻顯熱來預(yù)熱另側(cè)的補(bǔ)液，再經(jīng)料液水封6-1排放環(huán)境。
[0038]5、加入補(bǔ)液:由液位開關(guān)3所指示的料液液位變頻控制補(bǔ)液栗9的轉(zhuǎn)速，驅(qū)動經(jīng)預(yù)處理而儲存在補(bǔ)液箱7中的補(bǔ)液15，流經(jīng)過濾器8、補(bǔ)液栗9、止回閥10、分流三通、并聯(lián)的凝結(jié)水回?zé)崞?和料液回?zé)崞?的補(bǔ)液側(cè)，分別被另側(cè)的凝結(jié)水和料液預(yù)熱升溫，再經(jīng)匯流三通混合，以及排氣閥11的排氣，而流進(jìn)補(bǔ)液流量調(diào)節(jié)閥4的進(jìn)口。
[0039]6、預(yù)熱補(bǔ)液:虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I殼程下部內(nèi)壁設(shè)置的預(yù)熱器1-9啟動，以預(yù)熱補(bǔ)液，直到虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I殼程上部內(nèi)壁設(shè)置的溫度開關(guān)14達(dá)到其預(yù)設(shè)值。
[0040]7、排氣;真空栗12啟動，通過排氣回路，而向環(huán)境排放虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I中的不凝氣體。
[0041]8、汽汽引射器2的熱壓縮:高壓蒸汽16流經(jīng)其進(jìn)汽口并由噴嘴高速噴出，所形成的負(fù)壓通過其引射口引射虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I殼程頂部產(chǎn)生的二次蒸汽，并混合、擴(kuò)壓成為中壓、高溫水蒸汽，經(jīng)其出汽口流入虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I的管程中。
[0042]虹吸循環(huán)逆流回?zé)釅浩麴s裝置相比現(xiàn)有專利，其技術(shù)進(jìn)步如下所述:
[0043](I)系統(tǒng)集成虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器、水蒸汽壓縮機(jī)、凝結(jié)水回?zé)崞鳌⒘弦夯責(zé)崞鳎?br>[0044](2)通過壓縮前一輪循環(huán)中的殼程蒸餾二次蒸汽，提高壓力和溫度而作為熱源，以在管程凝結(jié)時加熱殼程后一輪料液，為其提供蒸發(fā)潛熱，實現(xiàn)單級回收凝結(jié)潛熱及冷卻顯執(zhí).JtW ，
[0045](3)利用虹吸循環(huán)替代循環(huán)栗驅(qū)動料液，循環(huán)回收凝結(jié)潛熱，以節(jié)省循環(huán)栗投資與電耗；
[0046](4)虹吸循環(huán)與管道外壓共同驅(qū)動料液的逆流回?zé)?、升膜蒸發(fā)，提供蒸發(fā)潛熱產(chǎn)生二次蒸汽；
[0047](5)由于采用大溫升小溫差逆流回?zé)?，不僅大幅提升殼程蒸發(fā)壓力，而且大幅降低管程凝結(jié)壓力，從而大幅降低水蒸汽壓縮機(jī)的壓差、排量、投資、電耗，以使噸水電耗大幅降至5-8kW*h/t；
[0048](6)充分利用裝置落差省略凝結(jié)水排放栗、料液排放栗，從而簡化裝置與控制回路，提尚運(yùn)彳丁穩(wěn)定性；
[0049](7)采用的滿液式升膜蒸發(fā)器，與橫管降膜蒸發(fā)器和豎管降膜蒸發(fā)器相比較，大幅降低加熱管壁結(jié)垢，從而使得工藝更加成熟、裝置更加可靠。
[0050]綜上所述，虹吸循環(huán)逆流回?zé)釅浩麴s裝置通過對壓汽凝結(jié)回?zé)釞C(jī)理的逆流優(yōu)化:系統(tǒng)集成虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器、水蒸汽壓縮機(jī)、凝結(jié)水回?zé)崞鳌⒘弦夯責(zé)崞?通過壓縮前一輪循環(huán)中的殼程蒸餾二次蒸汽，提高壓力和溫度而作為熱源，以在管程凝結(jié)時加熱殼程后一輪料液，為其提供蒸發(fā)潛熱，實現(xiàn)單級回收凝結(jié)潛熱及冷卻顯熱;利用虹吸循環(huán)替代循環(huán)栗驅(qū)動料液，循環(huán)回收凝結(jié)潛熱，以節(jié)省循環(huán)栗投資與電耗;虹吸循環(huán)與管道外壓共同驅(qū)動料液的逆流回?zé)?、升膜蒸發(fā)，提供蒸發(fā)潛熱產(chǎn)生二次蒸汽；由于采用大溫升小溫差逆流回?zé)?，不僅大幅提升殼程蒸發(fā)壓力，而且大幅降低管程凝結(jié)壓力，從而大幅降低水蒸汽壓縮機(jī)的壓差、排量、投資、電耗，以使噸水電耗大幅降至5_8kW*h/t;充分利用裝置落差省略凝結(jié)水排放栗、料液排放栗，從而簡化裝置與控制回路，提高運(yùn)行穩(wěn)定性;采用的滿液式升膜蒸發(fā)器，與橫管降膜蒸發(fā)器和豎管降膜蒸發(fā)器相比較，大幅降低加熱管壁結(jié)垢，從而使得工藝更加成熟、裝置更加可靠。
(四)
【附圖說明】
[0051]圖1為本發(fā)明采用機(jī)械式水蒸汽壓縮機(jī)驅(qū)動的系統(tǒng)流程圖。
[0052]圖2為本發(fā)明采用熱壓縮式汽汽引射器驅(qū)動的系統(tǒng)流程圖。
[0053]如附圖1所示，其中:1_虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器；1-1-壓縮水蒸汽進(jìn)口；1-2-水蒸汽分流腔；1-3-中央垂直虹吸回?zé)峁艽兀?-4-凝結(jié)水腔；1-5-凝結(jié)水出口 ； 1-6-補(bǔ)液進(jìn)口； 1-7-二次蒸汽出口； 1-8-料液出口； 1-9-預(yù)熱器;1-10-排氣口 ； 2-水蒸汽壓縮機(jī);3-液位開關(guān);4-補(bǔ)液流量調(diào)節(jié)閥；5-凝結(jié)水回?zé)崞?5-1-凝結(jié)水水封;6-料液回?zé)崞?6-1-料液水封;7-補(bǔ)液箱;8-過濾器;9-補(bǔ)液栗；10-止回閥；11-排氣閥；12-真空栗；13-壓力開關(guān)；14-溫度開關(guān);15-補(bǔ)液;16-高壓蒸汽。
(五)
【具體實施方式】
[0054]本發(fā)明提出的虹吸循環(huán)逆流回?zé)釅浩麴s裝置，其實施例如圖1所示，現(xiàn)說明如下:其由潛熱回收量208kW、垂直設(shè)置、碳鋼虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I;直徑200mm/壁厚2.5mm/長度200mm的不銹鋼管壓縮水蒸汽進(jìn)口 1_1;直徑500mm/高度250mm的半球形水蒸汽分流腔1-2;外包直徑300_/高度2500mm/管徑19_的圓柱形中央垂直虹吸回?zé)峁艽?-3;直徑500mm/高度250mm的半球形凝結(jié)水腔1-4;直徑20mm/壁厚1.5mm/長度200mm的不銹鋼管凝結(jié)水出口 1-5;直徑20mm/壁厚1.5mm/長度200mm的不銹鋼管補(bǔ)液進(jìn)口 1-6;直徑10mm/壁厚2.5mm/長度200mm的不銹鋼管二次蒸汽出口 1_7;直徑20mm/壁厚1.5mm/長度200mm的不銹鋼管料液出口 1-8; 20kW電預(yù)熱器1-9;直徑1mm/壁厚1.5mm/長度200mm的不銹鋼管排氣口1-10；吸壓Ibar、排壓1.2bar、流量0.3t/h的水蒸汽離心式風(fēng)機(jī)2；高度500mm的液位開關(guān)3；接口直徑20mm/壁厚1.5mm的不銹鋼補(bǔ)液流量調(diào)節(jié)閥4;回?zé)崃?0kW的套管式凝結(jié)水回?zé)崞?;直徑20mm/壁厚1.5mm/長度2000mm的不銹鋼管凝結(jié)水水封5-1;回?zé)崃?0kW的套管式料液回?zé)崞?;直徑20mm/壁厚1.5mm/長度2000mm的不銹鋼管料液水封6_1;體積lm3的補(bǔ)液箱7;直徑20mm/壁厚1.5mm的不銹鋼過濾器8 ；揚(yáng)程10mH20、流量0.6t/h的補(bǔ)液栗9 ；直徑20mm/壁厚1.5mm的不銹鋼止回閥10;直徑20mm/壁厚1.5mm的不銹鋼排氣閥11;真空度_9mH20、流量
0.lt/h的真空栗12;0.5bar-2.0bar的壓力開關(guān)13;0°C-150°C的溫度開關(guān)14;海水15組成，其特征在于:
[0055]虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I管程的頂部壓縮水蒸汽進(jìn)口1-1、頂部水蒸汽分流腔1-2、中部中央垂直虹吸回?zé)峁艽?-3內(nèi)側(cè)、底部凝結(jié)水腔1-4、底部凝結(jié)水出口 1-5，組成水蒸汽凝結(jié)放熱回路；
[0056]虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I殼程的底部補(bǔ)液進(jìn)口1-6、中部中央垂直虹吸回?zé)峁艽?-3外側(cè)、頂部二次蒸汽出口 1-7，組成補(bǔ)液的虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)回路；
[0057]虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I殼程頂部二次蒸汽出口1-7通過管道連接水蒸汽壓縮機(jī)2、虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I管程頂部壓縮水蒸汽進(jìn)口 1-1，組成二次蒸汽壓縮回路；
[0058]虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I殼程上部內(nèi)壁設(shè)置液位開關(guān)3，依據(jù)補(bǔ)液液位信號閉環(huán)控制補(bǔ)液流量調(diào)節(jié)閥4的開度，而補(bǔ)液流量調(diào)節(jié)閥4的出口通過管道連接虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I殼程底部補(bǔ)液進(jìn)口 1-6，組成補(bǔ)液流量調(diào)節(jié)回路；
[0059]補(bǔ)液箱7底部通過管道連接過濾器8、補(bǔ)液栗9、止回閥10、分流三通、并聯(lián)的凝結(jié)水回?zé)崞?的補(bǔ)液側(cè)和料液回?zé)崞?的補(bǔ)液側(cè)、匯流三通、排氣閥11、補(bǔ)液流量調(diào)節(jié)閥4的進(jìn)口，組成補(bǔ)液回?zé)峄芈罚?br>[0060]虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I管程底部凝結(jié)水出口1-5通過管道連接凝結(jié)水回?zé)崞?的凝結(jié)水側(cè)、凝結(jié)水水封5-1，組成凝結(jié)水排放放熱回路；
[0061 ]虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I殼程底部料液出口 1-8通過管道連接料液回?zé)崞?的料液側(cè)、料液水封6-1，組成料液排放放熱回路；
[0062]虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I殼程下部內(nèi)壁設(shè)置預(yù)熱器1-9，組成補(bǔ)液的啟動預(yù)熱回路；
[0063]虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I管程底部凝結(jié)水腔1-4的頂部設(shè)置排氣口1-10，通過管道連接真空栗12，組成排氣回路；
[0064]虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I殼程頂部內(nèi)壁設(shè)置壓力開關(guān)13和溫度開關(guān)14;
[0065]虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I管程頂部水蒸汽分流腔1-2的頂部內(nèi)壁設(shè)置壓力開關(guān)13和溫度開關(guān)14;
[0066]虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I殼程上部內(nèi)壁設(shè)置溫度開關(guān)14。
[0067]本發(fā)明實施例:溫度100°C的二次蒸汽由虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I殼程的二次蒸汽出口 1-7，被輸入功率2kW的水蒸汽離心式風(fēng)機(jī)2吸引并壓縮，以提高至壓力1.2bar、過熱溫度110°C、凝結(jié)溫度103°C的過熱蒸汽，送至虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I管程，從上至下流經(jīng)壓縮水蒸汽進(jìn)口 1-1、水蒸汽分流腔1-2、中央垂直虹吸回?zé)峁艽?-3內(nèi)側(cè)、凝結(jié)水腔1-4、凝結(jié)水出口 1-5，以分段釋放其過熱顯熱、凝結(jié)潛熱、過冷顯熱，從而以大溫升小溫差逆流方式加熱另側(cè)海水15;然后凝結(jié)水流經(jīng)凝結(jié)水回?zé)崞?凝結(jié)水側(cè)，繼續(xù)釋放其過冷顯熱來預(yù)熱另側(cè)海水15，并利用靜壓流經(jīng)凝結(jié)水水封5-1而排出裝置。
[0068]液位開關(guān)3通過補(bǔ)液流量調(diào)節(jié)閥4控制海水15從下至上流經(jīng)補(bǔ)液進(jìn)口 1-6、中央垂直虹吸回?zé)峁艽?-3外側(cè)、二次蒸汽出口 1-7，其中的海水15在補(bǔ)液進(jìn)口 1-6處受補(bǔ)液栗9的壓力作用而直接流至中央垂直虹吸回?zé)峁艽?-3的底部外側(cè)，分段回收另側(cè)過熱蒸汽所釋放的過冷顯熱、凝結(jié)潛熱、過熱顯熱，以逆流方式被加熱升溫至100°C而升膜蒸發(fā)，提供208kW蒸發(fā)潛熱產(chǎn)生流量0.3t/d 二次蒸汽。在中央垂直虹吸回?zé)峁艽?-3與虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I的外殼之間，由于海水15的溫度較低、比重較大，而受重力作用下沉，從而形成虹吸循環(huán)。二次蒸汽經(jīng)二次蒸汽出口 1-7而被水蒸汽壓縮機(jī)2吸入之前，經(jīng)歷三次轉(zhuǎn)向而被慣性分離出料液液滴，并依重力作用而逆向流回二次蒸汽出口 1-7，從而節(jié)省絲網(wǎng)分離，減少料液夾帶，提高凝結(jié)水純度。殼程頂部的壓力開關(guān)13和溫度開關(guān)14共同控制水蒸汽壓縮機(jī)2的流量。
[0069]凝結(jié)水腔1-4底部的提純凝結(jié)水依重力落差，而經(jīng)凝結(jié)水出口1-5流經(jīng)凝結(jié)水回?zé)崞?的凝結(jié)水側(cè)，釋放其冷卻顯熱來預(yù)熱另側(cè)的補(bǔ)液，降溫至排放溫度25°C、鹽濃度30mg/L，達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)，再經(jīng)凝結(jié)水水封5-1排放環(huán)境。
[0070]虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I殼程底部的溫度100°C增濃料液依重力落差，而經(jīng)料液出口 1-8流經(jīng)料液回?zé)崞?的料液側(cè)，釋放其冷卻顯熱來預(yù)熱另側(cè)的補(bǔ)液，降溫至排放溫度25°C、鹽濃度70000mg/L，再經(jīng)料液水封6-1排放環(huán)境。
[0071 ]由液位開關(guān)3所指示的料液液位變頻控制輸入功率0.4kW的補(bǔ)液栗9的轉(zhuǎn)速，驅(qū)動經(jīng)預(yù)處理而儲存在補(bǔ)液箱7中的溫度20 0C、鹽濃度35000mg/L的海水15，流經(jīng)過濾器8、補(bǔ)液栗9、止回閥10、分流三通、并聯(lián)的凝結(jié)水回?zé)崞?和料液回?zé)崞?的補(bǔ)液側(cè)，分別被另側(cè)的凝結(jié)水和料液預(yù)熱升溫至95 °C，再經(jīng)匯流三通混合，以及排氣閥11的排氣，而流進(jìn)補(bǔ)液流量調(diào)節(jié)閥4的進(jìn)口。
[0072]虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I殼程下部內(nèi)壁設(shè)置的預(yù)熱器1-9啟動，以預(yù)熱補(bǔ)液，直到虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I殼程上部內(nèi)壁設(shè)置的溫度開關(guān)14達(dá)到其預(yù)設(shè)值。
[0073]真空栗12啟動，通過排氣回路，而向環(huán)境排放虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I中的不凝氣體。
[0074]高壓蒸汽16流經(jīng)其進(jìn)汽口并由噴嘴高速噴出，所形成的負(fù)壓通過其引射口引射虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I殼程頂部產(chǎn)生的二次蒸汽，并混合、擴(kuò)壓成為中壓、高溫水蒸汽，經(jīng)其出汽口流入虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器I的管程中。
[0075]本發(fā)明實施例:裝置日產(chǎn)淡水7.2t/d、總輸入功率2.4kW、噸水電耗8kW*h/t，造水成本Y4/t。
【主權(quán)項】
1.一種虹吸循環(huán)逆流回?zé)釅浩麴s裝置，其由虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器(I);壓縮水蒸汽進(jìn)口(1-1);水蒸汽分流腔(1-2);中央垂直虹吸回?zé)峁艽?1-3);凝結(jié)水腔(1-4);凝結(jié)水出口(1-5);補(bǔ)液進(jìn)口(1-6); 二次蒸汽出口(1-7);料液出口(1-8);預(yù)熱器(1-9);排氣口(1-10);水蒸汽壓縮機(jī)(2);液位開關(guān)(3);補(bǔ)液流量調(diào)節(jié)閥(4);凝結(jié)水回?zé)崞?5);凝結(jié)水水封(5-1);料液回?zé)崞?6);料液水封(6-1);補(bǔ)液箱(7);過濾器(8);補(bǔ)液栗(9);止回閥(10);排氣閥(11);真空栗(12);壓力開關(guān)(13);溫度開關(guān)(14);補(bǔ)液(15);高壓蒸汽(16)組成，其特征在于:虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器(I)管程的頂部壓縮水蒸汽進(jìn)口(1-1)、頂部水蒸汽分流腔(1-2)、中部中央垂直虹吸回?zé)峁艽?1-3)內(nèi)側(cè)、底部凝結(jié)水腔(1-4)、底部凝結(jié)水出口(1-5)，組成水蒸汽凝結(jié)放熱回路;虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器(I)殼程的底部補(bǔ)液進(jìn)口(1-6)、中部中央垂直虹吸回?zé)峁艽?1-3)外側(cè)、頂部二次蒸汽出口(1-7)，組成補(bǔ)液的虹吸循環(huán)逆流加熱升膜蒸發(fā)回路;虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器(I)殼程頂部二次蒸汽出口(1-7)通過管道連接水蒸汽壓縮機(jī)(2)、虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器(I)管程頂部壓縮水蒸汽進(jìn)口(1-1)，組成二次蒸汽壓縮回路;虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器(I)殼程上部內(nèi)壁設(shè)置液位開關(guān)(3)，依據(jù)補(bǔ)液液位信號閉環(huán)控制補(bǔ)液流量調(diào)節(jié)閥(4)的開度，而補(bǔ)液流量調(diào)節(jié)閥(4)的出口通過管道連接虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器(I)殼程底部補(bǔ)液進(jìn)口(1-6)，組成補(bǔ)液流量調(diào)節(jié)回路;補(bǔ)液箱(7)底部通過管道連接過濾器(8)、補(bǔ)液栗(9)、止回閥(10)、分流三通、并聯(lián)連接的凝結(jié)水回?zé)崞?5)的補(bǔ)液側(cè)和料液回?zé)崞?6)的補(bǔ)液側(cè)、匯流三通、排氣閥(U)、補(bǔ)液流量調(diào)節(jié)閥(4)的進(jìn)口，組成補(bǔ)液回?zé)峄芈?虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器(I)管程底部凝結(jié)水出口(1-5)通過管道連接凝結(jié)水回?zé)崞?5)的凝結(jié)水側(cè)、凝結(jié)水水封(5-1)，組成凝結(jié)水排放放熱回路;虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器(I)殼程底部料液出口(1-8)通過管道連接料液回?zé)崞?6)的料液側(cè)、料液水封(6-1)，組成料液排放放熱回路；虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器(I)殼程下部內(nèi)壁設(shè)置預(yù)熱器(1-9)，組成補(bǔ)液的啟動預(yù)熱回路;虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器(I)管程底部凝結(jié)水腔(1-4)的頂部設(shè)置排氣口(1-10)，通過管道連接真空栗(12)，組成排氣回路;虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器(I)殼程頂部內(nèi)壁設(shè)置壓力開關(guān)(13)和溫度開關(guān)(14);虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器(I)管程頂部水蒸汽分流腔(1-2)的頂部內(nèi)壁設(shè)置壓力開關(guān)(13)和溫度開關(guān)(14);虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器(1)殼程上部內(nèi)壁設(shè)置溫度開關(guān)(14)。2.按照權(quán)利要求1所述的虹吸循環(huán)逆流回?zé)釅浩麴s裝置，其特征在于:補(bǔ)液(15)是海水(15)，或城市中水(15)，或城市污水(15)，或鹽水(15)，或酸水(15)，或堿水(15)，或有機(jī)溶液(15)，或無機(jī)溶液(15)，或工業(yè)廢水(15)，或礦井苦咸水(I5)，或石油污水(15)，或化工污水(15)中的一種。3.按照權(quán)利要求1所述的虹吸循環(huán)逆流回?zé)釅浩麴s裝置，其特征在于:水蒸汽壓縮機(jī)(2)為熱壓縮式汽汽引射器(2)，高壓蒸汽(16)流經(jīng)其進(jìn)汽口并由噴嘴高速噴出，所形成的負(fù)壓通過其引射口引射虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器(I)殼程頂部產(chǎn)生的二次蒸汽，并混合、擴(kuò)壓成為中壓、高溫水蒸汽，經(jīng)其出汽口流出。4.按照權(quán)利要求1所述的虹吸循環(huán)逆流回?zé)釅浩麴s裝置，其特征在于:水蒸汽壓縮機(jī)(2)是機(jī)械壓縮式的軸流式風(fēng)機(jī)(2)，或旋流式風(fēng)機(jī)(2)，或離心式風(fēng)機(jī)(2)，或羅茨式風(fēng)機(jī)(2)，或透平式風(fēng)機(jī)(2)，或羅茨式真空栗(2)，或離心式壓縮機(jī)(2)，或羅茨式壓縮機(jī)(2)，或螺桿式壓縮機(jī)(2)，或透平式壓縮機(jī)(2);由其葉輪或轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)后，吸入虹吸循環(huán)逆流回?zé)嵘ふ舭l(fā)器(I)中產(chǎn)生的二次蒸汽，將其壓縮成為中壓、高溫水蒸汽。5.按照權(quán)利要求1所述的虹吸循環(huán)逆流回?zé)釅浩麴s裝置，其特征在于:凝結(jié)水回?zé)崞?5)是套管式換熱器(5)，或是殼管式換熱器(5)，或是板式換熱器(5)，或是板翅式換熱器(5)，或是盤管式換熱器(5)，或是螺旋板式換熱器(5)的凝結(jié)水預(yù)熱補(bǔ)液(15)的換熱器。6.按照權(quán)利要求1所述的虹吸循環(huán)逆流回?zé)釅浩麴s裝置，其特征在于:料液回?zé)崞?6)是套管式換熱器(6)，或是殼管式換熱器(6)，或是板式換熱器(6)，或是板翅式換熱器(6)，或是盤管式換熱器(6)，或是螺旋板式換熱器(6)的料液預(yù)熱補(bǔ)液(15)的換熱器。
【文檔編號】C02F103/08GK105920863SQ201610454633
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月16日
【發(fā)明人】侴喬力, 陳江, 侴雨宏, 魏蔚
【申請人】侴喬力, 陳江