專利名稱：組合輪板式蒸發(fā)器與冷凝器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
吸熱蒸發(fā)和放熱冷凝的過程廣泛存在于水處理領(lǐng)域以及化工和制冷行業(yè)的工藝流程中，而且這兩個(gè)過程往往會(huì)同時(shí)存在，蒸發(fā)器與冷凝器效率的高低，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的能量使用效率會(huì)有決定性的影響。本發(fā)明涉及一種組合輪板式的蒸發(fā)器和冷凝器，適用于同時(shí)存在著蒸發(fā)和冷凝兩種換熱過程的工藝設(shè)備。這種組合輪板式的蒸發(fā)器與冷凝器結(jié)構(gòu)包括盤式旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器部分和靜止的換熱板型冷凝器部分。
背景技術(shù)：
在水處理領(lǐng)域以及化工和制冷行業(yè)的工藝流程中，同時(shí)存在著蒸發(fā)和冷凝兩種換熱過程。目前它們的工藝設(shè)備通常都是把蒸發(fā)器和冷凝器是兩個(gè)獨(dú)立工作的部件，用流程管路連接起來。尤其是在海水淡化水處理領(lǐng)域采用的壓汽蒸餾方法中，其采用的循環(huán)過程是把廢水液通過液泵打入噴淋式蒸發(fā)器的頂部，廢水依靠重力自上落下的過程吸熱蒸發(fā)， 蒸發(fā)出來的水蒸汽依靠壓縮機(jī)提高壓力和溫度，然后進(jìn)入到冷凝換熱器中冷凝為純凈水， 同時(shí)水蒸汽冷凝放出的熱量用來加熱新進(jìn)廢水液并提供其蒸發(fā)的能量。這其中采用噴淋式蒸發(fā)器管路在充當(dāng)蒸發(fā)器的同時(shí)也是汽液冷凝換熱器，同時(shí)完成廢水液的蒸發(fā)和干凈水蒸汽的冷凝過程。目前壓汽蒸餾工藝采用的蒸發(fā)器和冷凝器都是傳統(tǒng)的蒸發(fā)器與冷凝器分離用管路連接的型式。由于噴淋式蒸發(fā)器噴淋液體不能完全蒸發(fā)時(shí)，未蒸發(fā)的液滴落回液池中，從而浪費(fèi)了抬高其重力勢(shì)能的泵功，帶來了功的損失。而目前采用的傳統(tǒng)冷凝器的污水管路循環(huán)，使得系統(tǒng)需要大流量的污水循環(huán)泵(一般循環(huán)量是蒸發(fā)量的1000倍)。這個(gè)循環(huán)泵需要消耗大量泵功，使得整個(gè)水處理系統(tǒng)難以獲得較高的系統(tǒng)效率，也就是這個(gè)原因使壓汽蒸餾循成了一種效率低下而無人問津的水處理方法。壓汽蒸餾是一種物理方法的水處理技術(shù)，具有不添加化學(xué)藥劑，緊湊性高，占地少，環(huán)保性高的一種水處理技術(shù)。為了提高壓汽蒸餾水處理方法的循環(huán)效率，使其成為一種具有競(jìng)爭(zhēng)力的水處理方法，本發(fā)明提出一種組合輪板式的蒸發(fā)器和冷凝器。該方法可以大幅度地提高壓汽蒸餾中的蒸發(fā)效率和冷凝器的換熱效率，使得整個(gè)系統(tǒng)的循環(huán)效率大大提高。這種組合式的蒸發(fā)器采用一組轉(zhuǎn)盤式的蒸發(fā)器(轉(zhuǎn)盤的數(shù)量根據(jù)蒸發(fā)量的規(guī)模來確定)，冷凝器采用板式換熱器，蒸發(fā)盤和冷凝器的冷凝板之間以小間距間隔緊密排列，從而使得蒸發(fā)器和冷凝器組合為一體，省去了污水循環(huán)回路，節(jié)省了大量的循環(huán)泵功。在組合輪板式的蒸發(fā)器和冷凝器中同時(shí)完成污水的蒸發(fā)和水蒸汽冷凝放熱加熱污水，使污水獲得蒸發(fā)熱量的過程。采用這種組合輪板式的蒸發(fā)器和冷凝器結(jié)構(gòu)，可以使得蒸發(fā)器獲得很高的蒸發(fā)效率，同時(shí)也使冷凝換熱器有很高的傳熱系數(shù)，從而使得整個(gè)系統(tǒng)的效率得以大大提高，使得壓汽蒸餾成為一種較高效率的水處理方法，為其走向?qū)嵱没於嘶A(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適用于具有蒸發(fā)和冷凝過程的一體式組合輪板式的蒸發(fā)器與冷凝器結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)包括慢速轉(zhuǎn)動(dòng)(轉(zhuǎn)速低于每分鐘300轉(zhuǎn))的一組旋轉(zhuǎn)盤式蒸發(fā)器(I)，以及和轉(zhuǎn)盤間隔布列的板式冷凝器(5)，蒸發(fā)液的液面(3)位于旋轉(zhuǎn)盤式蒸發(fā)器(I) 下半部，并淹沒過所有板式冷凝器(5)。其結(jié)構(gòu)的主要特征是旋轉(zhuǎn)盤式蒸發(fā)器(I)的旋轉(zhuǎn)軸
(2)稍微高于液面(3)，板式冷凝器全部位于液面下方，液面下的旋轉(zhuǎn)盤式蒸發(fā)器(I)的盤面和板式冷凝器(5)的板面之間以小間隔緊密排列。本發(fā)明的這種蒸發(fā)和冷凝過程的一體式高效蒸發(fā)-冷凝器結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)在于 I)可以使盤表面的液體全部蒸發(fā)完畢，即使未蒸發(fā)的液滴也能避免噴淋式蒸發(fā)器中液滴濺落而產(chǎn)生勢(shì)能損失。2)可以使得冷凝器表面的流動(dòng)速度保持為較高狀態(tài)，從而強(qiáng)化了冷凝管束和液體的換熱，大大提高了冷凝管的傳熱系數(shù)。3)組合輪板式的蒸發(fā)器與冷凝器結(jié)構(gòu)， 省略了液池的循環(huán)回路，節(jié)省了大量的循環(huán)泵功。4)該結(jié)構(gòu)用于污水處理的蒸發(fā)時(shí)，還可以通過板式冷凝器的板面和盤面的“刮刷作用”降低污物在蒸發(fā)盤面結(jié)垢的速度。5)板式冷凝器對(duì)冷凝氣體相當(dāng)于一個(gè)亞音速擴(kuò)壓腔，從而使需冷凝水蒸汽的壓力和溫度升高，也提高了其飽和溫度，更有利于水蒸汽的冷凝。


圖I本發(fā)明的組合輪板式的蒸發(fā)器與冷凝器結(jié)構(gòu)主視2本發(fā)明的組合輪板式的蒸發(fā)器與冷凝器結(jié)構(gòu)側(cè)視3本發(fā)明的組合輪板式的蒸發(fā)器與冷凝器結(jié)構(gòu)俯視中1.旋轉(zhuǎn)盤式蒸發(fā)器2.盤旋轉(zhuǎn)軸3.液面4.冷凝汽進(jìn)口 5.板式冷凝器 6.冷凝管出口
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。對(duì)于蒸發(fā)器，旋轉(zhuǎn)盤式蒸發(fā)器(I)的盤面為耐腐蝕材料制作(如不銹鋼和鈦合金鋼等)，盤面通過旋轉(zhuǎn)攜帶起液池中的液體在液面(3)上部的空間中進(jìn)行蒸發(fā)，控制好轉(zhuǎn)速和蒸發(fā)面的吸水性和蒸發(fā)面積，不能讓盤面有濺落的液體，盡量使盤表面的液體全部蒸發(fā)完畢，就算有未蒸發(fā)的液體，也將跟隨轉(zhuǎn)盤再次融入水池中，這樣就避免了噴淋式蒸發(fā)器液滴濺落而損失的勢(shì)能。冷凝汽從入口(4)進(jìn)入板式冷凝器(5)，在內(nèi)冷凝成水，同時(shí)通過板式冷凝器的壁面把冷凝過程的相變熱傳遞給液池中的液體，冷凝汽變成液態(tài)冷凝水從冷凝管出口(6)排出。在冷凝器的換熱過程中，冷凝器內(nèi)的水蒸氣在壁面為膜狀凝結(jié)換熱，具有很高的換熱系數(shù)，因此冷凝器板壁的換熱熱阻就成了影響冷凝汽向液池中傳遞熱量的主要熱阻。由于旋轉(zhuǎn)盤式蒸發(fā)器(2)盤面的轉(zhuǎn)動(dòng)(攪動(dòng))，可以使得板式冷凝器(5)的板面?zhèn)鬟f給液池的熱量在液池內(nèi)均勻擴(kuò)散，使得液池的溫度保持均勻。此外，由于板式冷凝器具有擴(kuò)壓的作用，使得冷凝氣體的壓力和其對(duì)應(yīng)的飽和溫度都升高，從而更利于氣體冷凝。同時(shí)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器的盤面在液面下部轉(zhuǎn)動(dòng)和冷凝器小間隔的緊密排列，可以使得板式冷凝器的板面流動(dòng)速度保持為較高狀態(tài)，從而強(qiáng)化了冷凝器和液體的換熱，大大提高了冷凝器的傳熱系數(shù)，使得冷凝器內(nèi)的冷凝汽和液池的液體能進(jìn)行小溫差換熱。而且該結(jié)構(gòu)用于污水處理的蒸發(fā)時(shí)，還可以通過冷凝管束和盤面的“刮刷作用”降低污物在蒸發(fā)盤面結(jié)垢的速度。為了提高蒸發(fā)量，可以在一個(gè)液池中采用多套該組合輪板式的蒸發(fā)器與冷凝器， 以及蒸發(fā)轉(zhuǎn)盤和冷凝器管束之間只要是間隔排列，不管它們之間的間距具體是多少，都認(rèn)
4為是本發(fā)明所示的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明經(jīng)過制作的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的實(shí)測(cè)表明，旋轉(zhuǎn)盤式蒸發(fā)器(I)可以實(shí)現(xiàn)其盤表面 100%的液體蒸發(fā)，具有很高的蒸發(fā)效率，同時(shí)板式冷凝器中可以實(shí)現(xiàn)冷凝汽和液池小于3 度溫差的小溫差換熱，具有非常高的換熱效率。
權(quán)利要求
1.一種用于在水處理領(lǐng)域以及化工和制冷行業(yè)工藝流程的蒸發(fā)-冷凝結(jié)構(gòu)，包括由旋轉(zhuǎn)軸(2)上帶動(dòng)由多個(gè)盤面組成起到蒸發(fā)作用的旋轉(zhuǎn)盤構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)盤式蒸發(fā)器(I)、與旋轉(zhuǎn)盤式蒸發(fā)器(I)盤面平行放置的板式冷凝器(5)，其特征在于板式冷凝器(5)的冷凝板和旋轉(zhuǎn)盤式蒸發(fā)器(I)的盤面交錯(cuò)間隔排列，盤面與板壁二者之間的間距在O毫米 50毫米之間，板式冷凝器(5)的板面布置在旋轉(zhuǎn)軸(2)和液池的液面(3)下方。板式冷凝器(5) 的板面形狀可以是方形、矩形、半圓形或半橢圓形，板的壁厚在O. 05毫米至5毫米之間。旋轉(zhuǎn)盤式蒸發(fā)器(I)的轉(zhuǎn)速低于每分鐘300轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于在水處理領(lǐng)域以及化工和制冷行業(yè)工藝流程的蒸發(fā)-冷凝結(jié)構(gòu)，包括一組盤式蒸發(fā)器、與盤式蒸發(fā)器盤面平行放置的板式冷凝器，其特征在于板式冷凝器板面和旋轉(zhuǎn)盤式蒸發(fā)器的盤面交錯(cuò)間隔排列，盤面與管壁二者之間的間距在0毫米～50毫米之間，板式冷凝器布置在旋轉(zhuǎn)盤式蒸發(fā)器旋轉(zhuǎn)軸的下方。該組合式蒸發(fā)-冷凝器可以實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)面100％的蒸發(fā)，冷凝器中可以實(shí)現(xiàn)冷凝汽和液池小于3度溫差的小溫差換熱，具有非常高的換熱效率。
文檔編號(hào)F25B39/00GK102589199SQ201210064309
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月13日
發(fā)明者吳思 申請(qǐng)人:吳思