相關(guān)申請(qǐng)

本申請(qǐng)要求2014年5月22日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)62/001,959號(hào)的優(yōu)先權(quán)。以上申請(qǐng)的全部教導(dǎo)以引用方式并入本文。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有蒸氣壓縮蒸餾器可以處理流入物或廢水以提供蒸餾水，但也會(huì)產(chǎn)生典型的副產(chǎn)品，即大量含有高濃度污染物或固體的水，需要進(jìn)一步處理。因此，一部分水是未凈化的。此外，必須對(duì)污染物進(jìn)行正確處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明可以提供一種蒸餾設(shè)備、裝置或布置，其可以處理含有高濃度污染物或固體的水，從而以有效方式提供更高產(chǎn)量的處理水。本發(fā)明可以提供一種蒸餾器，用于處理液體流入物，并且可以包括加熱腔。蒸發(fā)布置可以設(shè)置在加熱腔上方，并且可以包括間隔分布的蒸發(fā)表面，所述蒸發(fā)表面形成底部蒸發(fā)段、多個(gè)中間蒸發(fā)段、以及上蒸發(fā)段。底部蒸發(fā)段可以與加熱腔熱接觸，并且多個(gè)中間蒸發(fā)段和上蒸發(fā)段可以在底部蒸發(fā)段上方順序上下設(shè)置。底部蒸發(fā)段和中間蒸發(fā)段可以蒸發(fā)施加至底部蒸發(fā)段和中間蒸發(fā)段上的至少部分液體流入物，形成蒸氣并利用所述蒸氣加熱設(shè)置在上方的段。液體輸送系統(tǒng)可以為上蒸發(fā)段提供液體流入物以進(jìn)行初始蒸發(fā)，并將上蒸發(fā)段和中間蒸發(fā)段內(nèi)的至少部分液體流入物順序向下輸送至下方的蒸發(fā)段，直到到達(dá)底部蒸發(fā)段，從而在每個(gè)蒸發(fā)段處順序蒸發(fā)。固體傳送系統(tǒng)可以將殘留在底部蒸發(fā)段蒸發(fā)表面上的來(lái)自蒸發(fā)的液體流入物的固體移動(dòng)至加熱腔，用于燃燒及提供熱量。

在特定實(shí)施例中，至少一些蒸發(fā)段可以分別包括下冷凝表面和上蒸發(fā)表面，下冷凝表面用于冷凝蒸氣，上蒸發(fā)表面由蒸氣加熱，用于蒸發(fā)位于其上的液體流入物。擦拭部件可以擦拭或刮擦至少一些上蒸發(fā)表面上的液體流入物或固體中的至少一者，以分散或傳送。下冷凝表面可以包括螺旋圖案，其徑向向外移動(dòng)變窄，從而將蒸氣冷凝為蒸餾物以移除。底部蒸發(fā)段可以包括傳送口，用于將固體從底部蒸發(fā)段的上蒸發(fā)表面輸送至加熱腔。液體輸送系統(tǒng)可以包括一系列泵，用于將液體流入物輸送至選定蒸發(fā)段?？尚D(zhuǎn)軸可以沿穿過(guò)蒸發(fā)布置的豎直軸線延伸，以轉(zhuǎn)動(dòng)擦拭部件并驅(qū)動(dòng)泵。加熱腔可以包括加熱部件或元件，用于提供加熱腔的初始加熱，以及燃燒室，用于燃燒固體。燃燒室旋轉(zhuǎn)部件可以由可旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)并且包括固體移除部件，用于移除燃燒室各部分中累積的固體。加熱腔、蒸發(fā)布置、液體輸送系統(tǒng)和固體傳送系統(tǒng)可以包括在熱蒸餾器內(nèi)。蒸餾器可以進(jìn)一步包括用于提供第一蒸餾步驟的蒸氣壓縮蒸餾器，其設(shè)置在熱蒸餾器上方，并且包括流入物儲(chǔ)存器，用于儲(chǔ)存流入的液體流入物。流入物儲(chǔ)存器可以設(shè)置在熱蒸餾器的蒸發(fā)布置上方，并且可以由蒸發(fā)布置通過(guò)從加熱腔向上穿過(guò)蒸發(fā)段到蒸氣壓縮蒸餾器的流入物儲(chǔ)存器的七個(gè)順序段加熱。蒸氣壓縮蒸餾器可以向熱蒸餾器提供濃縮液體流入物，用于在第二蒸餾步驟中進(jìn)一步通過(guò)熱蒸餾器處理。

本發(fā)明還可以提供一種用于處理液體流入物的復(fù)合蒸餾器，其包括第一蒸餾器，用于在第一蒸餾步驟中蒸餾液體流入物，并生成第一蒸餾物和濃縮液體流入物。第一蒸餾器可以包括第一儲(chǔ)存器，用于儲(chǔ)存流入的液體流入物。第二蒸餾器可以設(shè)置在第一蒸餾器下方，用于在第二蒸餾步驟中蒸餾來(lái)自第一蒸餾器的濃縮液體流入物。第二蒸餾器可以包括第二儲(chǔ)存器，用于儲(chǔ)存濃縮液體流入物。加熱腔可以設(shè)置在第二儲(chǔ)存器上方。蒸發(fā)布置可以設(shè)置在加熱腔上方并由加熱腔加熱，以蒸餾濃縮液體流入物并生成第二蒸餾物和固體，同時(shí)加熱儲(chǔ)存在第一蒸餾器的第一儲(chǔ)存器中的液體流入物。固體傳送系統(tǒng)可以將蒸發(fā)布置生成的固體移動(dòng)至加熱腔，用于燃燒及提供熱量。

本發(fā)明還可以提供一種在蒸餾器中處理液體流入物的方法，包括提供加熱腔。蒸發(fā)布置可以設(shè)置在加熱腔上方并由加熱腔加熱。蒸發(fā)布置可以包括間隔分布的蒸發(fā)表面，所述蒸發(fā)表面形成底部蒸發(fā)段、多個(gè)中間蒸發(fā)段、以及上蒸發(fā)段。底部蒸發(fā)段可以與加熱腔熱接觸，并且多個(gè)中間蒸發(fā)段和上蒸發(fā)段可以在底部蒸發(fā)段上方順序上下設(shè)置?？梢杂靡后w輸送系統(tǒng)將液體流入物輸送至上蒸發(fā)段以進(jìn)行初始蒸發(fā)，并且上蒸發(fā)段和中間蒸發(fā)段內(nèi)的至少部分液體流入物可以順序向下輸送至下方的段，直到到達(dá)底部蒸發(fā)段，從而在每個(gè)蒸發(fā)段處順序蒸發(fā)。底部蒸發(fā)段和中間蒸發(fā)段可以蒸發(fā)施加至底部蒸發(fā)段和中間蒸發(fā)段上的至少部分液體流入物，形成蒸氣，并利用所述蒸氣加熱設(shè)置在上方的段?？梢詫埩粼诘撞空舭l(fā)段的蒸發(fā)表面上的來(lái)自蒸發(fā)的液體流入物的固體移動(dòng)至加熱腔，其中，固體可以燃燒并提供熱量。

在優(yōu)選實(shí)施例中，至少一些蒸發(fā)段可以分別設(shè)置有下冷凝表面和上蒸發(fā)表面，下冷凝表面用于冷凝蒸氣，上蒸發(fā)表面由蒸氣加熱，并用于蒸發(fā)位于其上的液體流入物?？梢杂貌潦貌考潦没蚬尾林辽僖恍┥险舭l(fā)表面上的液體流入物和固體中的至少一者，以分散或傳送。可以在下冷凝表面上將蒸氣冷凝為蒸餾物以移除，下冷凝表面可以包括螺旋圖案，其徑向向外移動(dòng)變窄?？梢酝ㄟ^(guò)底部蒸發(fā)段中的傳送口將固體從底部蒸發(fā)段的上蒸發(fā)表面輸送至加熱腔?？梢杂冒ㄒ幌盗斜玫囊后w輸送系統(tǒng)將液體流入物輸送至選定蒸發(fā)段。擦拭部件可以旋轉(zhuǎn)，并且泵可以由延伸穿過(guò)蒸發(fā)布置的可旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)。加熱腔的初始加熱可以由加熱部件或元件提供?？梢栽O(shè)置燃燒室以燃燒固體。包括固體移除部件的燃燒室旋轉(zhuǎn)部件可以由可旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)，并移除燃燒室各部分中累積的固體。加熱腔、蒸發(fā)布置、液體輸送系統(tǒng)和固體傳送系統(tǒng)可以包括在蒸餾器的熱蒸餾器內(nèi)。第一蒸餾步驟可以由設(shè)置在熱蒸餾器上方的蒸氣壓縮蒸餾器執(zhí)行。蒸氣壓縮蒸餾器可以包括流入物儲(chǔ)存器，用于儲(chǔ)存流入的液體流入物。流入物儲(chǔ)存器可以設(shè)置在熱蒸餾器的蒸發(fā)布置上方，并且可以由蒸發(fā)布置通過(guò)從加熱腔向上穿過(guò)蒸發(fā)段到蒸氣壓縮蒸餾器的流入物儲(chǔ)存器的七個(gè)順序段加熱，從而加熱其中的液體流入物?？梢韵驘嵴麴s器提供來(lái)自蒸氣壓縮蒸餾器的濃縮液體流入物，以在第二蒸餾步驟中進(jìn)一步通過(guò)熱蒸餾器處理。

本發(fā)明還可以提供一種處理液體流入物的方法，包括在第一蒸餾步驟中用第一蒸餾器蒸餾液體流入物，并生成第一蒸餾物和濃縮液體流入物。第一蒸餾器可以包括第一儲(chǔ)存器，用于儲(chǔ)存流入的液體流入物。來(lái)自第一蒸餾器的濃縮液體流入物可以在第二蒸餾步驟中由設(shè)置在第一蒸餾器下方的第二蒸餾器蒸餾。第二蒸餾器可以包括第二儲(chǔ)存器，用于儲(chǔ)存濃縮液體流入物。加熱腔可以設(shè)置在第二儲(chǔ)存器上方。蒸發(fā)布置可以設(shè)置在加熱腔上方并且由加熱腔加熱，以蒸餾濃縮液體流入物并生成第二蒸餾物和固體，同時(shí)加熱儲(chǔ)存在第一蒸餾器的第一儲(chǔ)存器中的液體流入物。蒸發(fā)布置生成的固體可以由固體傳送系統(tǒng)移動(dòng)至加熱腔用于燃燒及提供熱量。

附圖說(shuō)明

結(jié)合以下如附圖所示的本發(fā)明示例性實(shí)施例的更具體描述，上述內(nèi)容會(huì)更清楚。在附圖中，相同附圖標(biāo)記表示不同視圖中的相同部件。附圖并非一定按比例，而是將重點(diǎn)放在闡明本發(fā)明的實(shí)施例。

圖1示出本發(fā)明蒸餾設(shè)備或裝置實(shí)施例的示意圖。

圖2示出本發(fā)明蒸餾設(shè)備實(shí)施例下部的側(cè)截面圖，圖3示出其部分的放大圖。

圖4示出用于本發(fā)明蒸餾設(shè)備或位于其中的復(fù)合蒸餾設(shè)備、裝置、模塊或部分的實(shí)施例的示意圖。

圖5示出本發(fā)明復(fù)合蒸餾設(shè)備、裝置、模塊或部分，或者其部分的實(shí)施例的前視圖，圖6示出其底視圖。

圖7示出本發(fā)明上加熱部件、火爐或燃燒室部件實(shí)施例的底視圖，圖8示出其前視圖，圖9示出其沿線9-9的截面圖。

圖10示出本發(fā)明下加熱部件、火爐或燃燒室板或部件實(shí)施例的頂視圖，圖11示出其前視圖，圖12示出其底視圖。

圖13示出冷凝部件的頂視圖，圖14示出其前視圖，其中以分解方式添加了頂板，圖15示出其沿線15-15的截面圖。

圖16示出本發(fā)明刮擦、擦拭或分散部件實(shí)施例的頂視圖，圖17示出其底視圖，圖18示出其前視圖。

圖19示出燃燒器熱量與效用件(effect)數(shù)量的關(guān)系圖。

圖20示出最大壓力與效用件數(shù)量的關(guān)系圖。

圖21示出最高溫度與效用件數(shù)量的關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式

以下為本發(fā)明示例性實(shí)施例的描述。

結(jié)合圖1-3，在本發(fā)明實(shí)施例中，復(fù)合蒸餾器、蒸餾設(shè)備或裝置1可以包括第一蒸餾器10，其可以是蒸氣壓縮蒸餾器、蒸餾設(shè)備、裝置、模塊或部分，設(shè)置在絕緣殼體或杜瓦瓶1a的上部?jī)?nèi)，并且還可以包括第二蒸餾器12，其可以是熱蒸餾器、蒸餾設(shè)備、裝置、模塊或部分，設(shè)置在杜瓦瓶1a的下部?jī)?nèi)。第一蒸餾器10可以提供第一蒸餾或處理步驟，生成蒸餾物18和濃縮液體流入物36(或來(lái)自蒸餾器10的流出物)，并且在一些實(shí)施例中，第一蒸餾器10可以與2014年10月14日公告的美國(guó)專利8,858,758號(hào)中描述的相似，該專利內(nèi)容整體以引用方式并入本文。第二蒸餾器12可以提供第二蒸餾或處理步驟，以移除第一蒸餾步驟過(guò)程中或第一蒸餾步驟結(jié)束后殘留在濃縮液體流入物36中的大部分或全部液體或水。復(fù)合蒸餾器1可以包括入口16a和出口18a，入口16a用于接納流入的流入物、水、液體、流體或廢水16，出口18a用于排出液體或流體蒸餾物、冷凝物或處理水18。

第一或蒸氣壓縮蒸餾器10可以包括逆流熱交換器22，第一、上部或蒸氣壓縮集液槽或儲(chǔ)存器5、第一蒸發(fā)器/冷凝器3以及轉(zhuǎn)子14，轉(zhuǎn)子14由馬達(dá)26圍繞中央縱向豎直或豎向軸線a可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)。在到達(dá)第一集液槽5之前，流入的流入物16可以由逆流熱交換器22中向外流的熱蒸餾物18預(yù)熱。集液槽5內(nèi)的流入物16可以供應(yīng)至第一蒸發(fā)器/冷凝器3，第一蒸發(fā)器/冷凝器3包括第一蒸發(fā)器30，其具有第一蒸發(fā)表面，用于將一些流入物16沸騰或蒸發(fā)成為蒸氣、水蒸氣或汽28。蒸氣28由轉(zhuǎn)子14內(nèi)的壓縮機(jī)壓縮并輸送至第一蒸發(fā)器/冷凝器3的第一冷凝器32，第一冷凝器32包括第一冷凝表面，用于將壓縮蒸氣28冷凝成為蒸餾物或冷凝物18，以通過(guò)出口18a移除或利用。第一蒸發(fā)器/冷凝器3可以包括同心柱形元件，其具有設(shè)置在相對(duì)側(cè)并且彼此密封的第一蒸發(fā)表面和第一冷凝表面。在其它實(shí)施例中，第一蒸發(fā)器/冷凝器3可以包括一系列以環(huán)形布置并排相鄰設(shè)置的管。第一蒸發(fā)器30中殘留或剩下的流入物16可以濃縮為濃縮流入物36，并且可以流回第一集液槽5和/或第二或熱蒸餾器12，用于在第二處理步驟中進(jìn)一步處理以去除更多的水或液體。

濃縮流入物36可以輸送至第二或熱蒸餾器12，并通過(guò)通路52(參見圖4)進(jìn)入，儲(chǔ)存在第二、下部或熱蒸餾器集液槽或儲(chǔ)存器25中。集液槽25可以設(shè)置在熱蒸餾器12底部或杜瓦瓶1a底部的復(fù)合蒸餾器1處。熱蒸餾器12或其各部分可以通過(guò)一系列螺栓38設(shè)置并固定在蒸氣壓縮蒸餾器10的集液槽5下方，沿中央軸線a(圖1-6)與集液槽5對(duì)齊。螺栓38可以將下部燃燒、熔爐、火爐或加熱腔、區(qū)、部分或設(shè)備7夾固或固定至一系列堆疊蒸發(fā)器/冷凝器元件、段、部件、板、護(hù)罩或盤34或其下方，下部燃燒、熔爐、火爐或加熱腔、區(qū)、部分或設(shè)備7可以包括下部旋轉(zhuǎn)壁、部件或擋板41，上部腔、板、結(jié)構(gòu)或部件20(參見圖7-12)以及下部殼體壁39，一系列堆疊蒸發(fā)器/冷凝器元件、段、部件、板、護(hù)罩或盤34形成第二蒸發(fā)器/冷凝器的蒸發(fā)器和冷凝器布置，其設(shè)置在集液槽5(參見圖2、3和5)底側(cè)并且彼此密封。軸24可以在轉(zhuǎn)子14下方向下延伸通過(guò)熱蒸餾器12，并且可以由設(shè)置在臂r上方并且通過(guò)臂r連接的馬達(dá)m驅(qū)動(dòng)。軸24可以圍繞中央軸旋轉(zhuǎn)。加熱腔7和蒸發(fā)器/冷凝器元件34可以圍繞軸24和軸線a或在其周圍同心地對(duì)齊或安裝。流入液體輸送泵系統(tǒng)、模塊、設(shè)備、裝置或布置40可以設(shè)置在加熱腔7下方，并且在一些實(shí)施例中，其可以包括一系列流入泵，如6個(gè)泵p1-p6，用于將濃縮流入物36供應(yīng)至一系列段或效用件(effect)及其之間，在一些實(shí)施例中，一系列段或效用件包括熱蒸餾器12的7個(gè)段或效用件e7-e1(參見圖4)。熱量可以從底部向上流經(jīng)效用件，同時(shí)液體從頂部往下流。泵p1-p6可以通過(guò)入口44a和出口44b以下述方式連接在效用件之間：p1在e7和e6之間，p2在e6和e5之間，p3在e5和e4之間，p4在e4和e3之間，p5在e3和e2之間，p6在e2和e1之間。每個(gè)泵p1-p6可以是容積式泵，如圖6所示，其包括止回閥47和49，以及泵23上的氣缸或活塞51。泵p1-p6可以連接至相關(guān)效用件的徑向外周，并且至少一些泵可以將在頂板11的向下外邊緣處收集的流入物36泵送至下方更低的效用件。

熱蒸餾器12的順序布置、段或效用件e1-e7可以包括加熱腔7的上板45的上表面上的第一蒸發(fā)段或效用件e1或9，用于加熱并烘干或完全烘干濃縮流入物36的固體56，并將其中的液體或水蒸發(fā)成為汽、蒸氣或水蒸氣28，以加熱緊靠e1上方、作為蒸發(fā)器/冷凝器段操作的第二效用件e2或15。效用件e2或15可以包括下冷凝表面，其可以包括螺旋通道或腔63，用于冷凝來(lái)自第一效用件e1的蒸氣28。下冷凝表面63可以由頂板11密封并覆蓋，頂板11具有形成蒸發(fā)表面的頂表面或上表面13，其由下冷凝表面63上的蒸氣28加熱，以加熱并蒸發(fā)施加至頂板11上的來(lái)自濃縮流入物36的水或液體。蒸發(fā)器/冷凝器效用件或段e2-e6可以具有相同構(gòu)造，包括具有螺旋通道63的下冷凝表面和具有上表面13的頂板11，并且可以順序布置。效用件e2-e5可以是中間蒸發(fā)器/冷凝器效用件或段，效用件e6可以是上蒸發(fā)器/冷凝器效用件或段，隨著上移直到到達(dá)第七效用件e7或17，每個(gè)效用件之間的溫度和壓力降低，e2-e6中的每個(gè)效用件在下冷凝表面63上由來(lái)自下方效用件的蒸氣28加熱，并在上蒸發(fā)表面13上將液體水蒸發(fā)為蒸氣28，其中，效用件e7或17可以是用于第一或蒸氣壓縮蒸餾器10的集液槽5的底部。由蒸氣28進(jìn)行的熱量的增量順序傳送可以將集液槽5內(nèi)液體流入物16的溫度加熱并提高至高于由逆流熱交換器22加熱的溫度，從而來(lái)自集液槽5的流入物16在施加至第一蒸發(fā)器/冷凝器3時(shí)可以更輕松或更快地蒸發(fā)為蒸氣28。

隨著來(lái)自加熱腔7的熱量從效用件e1到e7向上傳送，來(lái)自集液槽25的濃縮流入物36經(jīng)由管道或通路42以及泵p1或23從集液槽25施加至上蒸發(fā)器/冷凝器效用件，如第六效用件27或e6，用于將上蒸發(fā)表面13上的濃縮流入物36中的至少部分液體或水初始蒸發(fā)為蒸氣28，蒸氣28加熱集液槽5或上方的第七效用件e7。泵p1可以包括入口或通路44a以及出口或通路44b，入口或通路44a用于接收來(lái)自效用件e7的液體(如果有的話)，如冷凝蒸氣28，出口或通路44b與效用件e6相連，以將濃縮流入物36輸送至e6。p1-p6中的每個(gè)泵都可以包括入口44a和出口44b。旋轉(zhuǎn)擦拭器或刮擦器59可以將濃縮流入物36分散為薄膜，如2-3密耳(0.002-0.003英寸)厚的薄膜，以徑向向外且向下蒸發(fā)。此時(shí)，效用件e6上表面上殘留的沒有蒸發(fā)的濃縮流入物36含有更高濃度的固體56，并且可以由旋轉(zhuǎn)擦拭器或刮擦器59擦掉，旋轉(zhuǎn)擦拭器或刮擦器59可以通過(guò)入口44a沿徑向向外和向下方向?qū)⑽凑舭l(fā)的濃縮流入物36推、擦、刮或引導(dǎo)至下一個(gè)泵p2，從而通過(guò)出口44b輸送至第五效用件31或e5。效用件e5低于或更靠近加熱腔7，并且具有更高溫度和更大壓力。

效用件e5處發(fā)生相同或相似步驟，利用擦拭器59在上表面13上分散濃縮流入物36的薄膜，在上表面13上蒸發(fā)濃縮流入物36中的至少部分液體水，并用擦拭器59通過(guò)入口44a將固體56濃度較高的未蒸發(fā)濃縮流入物36刮至下一個(gè)泵p3。自效用件e5蒸發(fā)的蒸氣28在螺旋通道63內(nèi)的效用件e6的下冷凝表面上冷凝為蒸餾物18，并通過(guò)端口、通路或管道65排出至蒸餾物或冷凝物歧管68，以通過(guò)出口18a從復(fù)合蒸餾器1移除。含有溶解氣體18b的蒸餾物可以通過(guò)設(shè)置在端口65下游的端口、通路或管道67排出至另一歧管70。含有溶解氣體18b的蒸餾物可以通過(guò)通路46移動(dòng)至分離器69，以移除氣體，氣體可以從通路50和排氣通路37a排出。在分離器69中分離的蒸餾物18可以通過(guò)通路48移動(dòng)至歧管68以移除。此時(shí)殘留的固體56濃度較高的未蒸發(fā)濃縮流入物36被引導(dǎo)至下一效用件e4，并繼續(xù)在效用件e3和e2處重復(fù)相同的步驟或過(guò)程。蒸發(fā)器/冷凝器效用件e5、e4、e3、e2的操作方式通常與所描述的效用件e5和e6相似。每個(gè)中間效用件e5-e2由來(lái)自下方效用件的蒸氣28加熱，并將蒸氣28冷凝為蒸餾物18以移除，同時(shí)以逐步提高的段溫度增量蒸發(fā)該效用件上的濃縮流入物36，以在泵送至下方、更熱、壓力更大的效用件之前進(jìn)一步增加效用件上固體56的量。每個(gè)泵p1-p6憑借更高壓力泵送，直到第一效用件e1處的壓力達(dá)到，在一些實(shí)施例中，約25磅/平方英寸，效用件e1為通過(guò)移除所有或大部分水分以形成粉末或顆粒而烘干第一效用件e1或9處的板45上的來(lái)自濃縮流入物36的固體56的溫度最高的效用件。

刮擦器或擦拭器59可以在效用件e1處從靠近外徑33的板45可旋轉(zhuǎn)地刮擦烘干固體或粉末56，并將固體56沿板45的向下外邊緣徑向向外引導(dǎo)至通往加熱腔7的傳送柵格、端口或開口35，用于在加熱腔7中燃燒以進(jìn)一步為加熱腔7提供在板45上烘干濃縮流入物36的額外熱量，同時(shí)降低加熱腔7的運(yùn)行成本。額外熱量可以提供更快或更有效的烘干，并且/或降低烘干成本或能耗。最初傳送至加熱腔7的固體56可以通過(guò)在加熱腔7內(nèi)加熱、點(diǎn)火或燃燒元件或部件66來(lái)點(diǎn)火，其它傳送的固體56可以通過(guò)既有燃燒固體56點(diǎn)火。加熱元件66可以是電加熱元件，如電阻元件，并且可以用于操作加熱腔7，直到產(chǎn)生足夠的燃燒固體56，之后可以關(guān)小或關(guān)閉?？梢酝ㄟ^(guò)與加熱腔7相連的進(jìn)風(fēng)通路37向加熱腔7提供用于燃燒的空氣或氧氣，并且含有灰燼的廢氣可以通過(guò)連接的排出通路37a排出?？刂破?4可以通過(guò)電力線或控制線54a和54b控制加熱腔7和加熱元件66的操作，并且傳感器60可以經(jīng)由線58和62連接至加熱腔7和控制器64。傳感器60可以是或包括溫度傳感器、氣體傳感器和/或壓力傳感器。在一些實(shí)施例中，操作過(guò)程中加熱腔7內(nèi)的壓力可以是0.2磅/平方英寸左右。

一般地，在效用件e1處生成于加熱腔7內(nèi)的熱量加熱在加熱腔7上方向上順序安裝的多個(gè)段e2-e7。每個(gè)更高的段或效用件e2-e7的溫度低于緊靠其下方的效用件，直到加熱蒸氣壓縮蒸餾器10的集液槽5。這樣可以允許在蒸氣壓縮蒸餾器10內(nèi)針對(duì)流入物16產(chǎn)生的給定體積的蒸餾物18使用更少的能量壓縮蒸氣28。同時(shí)，濃縮流入物36向下順序流經(jīng)效用件e6到e1，每個(gè)更低的段溫度更高，且從濃縮流入物36中蒸發(fā)更多液體。例如，每個(gè)段或效用件可以去除約1/6的液體，以減少每個(gè)逐漸降低的效用件中的液體量并增加固體56的濃度，直到在效用件e1處完全烘干。通過(guò)完全烘干濃縮流入物36，蒸氣壓縮蒸餾器10在第一程序步驟中殘留的大部分或全部液體可以在第二程序步驟中用熱蒸餾器12修復(fù)或處理。濃縮流入物36在向下移動(dòng)通過(guò)段或效用件的同時(shí)增加固體56的濃度，通過(guò)設(shè)置溫度逐漸升高、向下移動(dòng)以處理濃縮流入物36的段，可以補(bǔ)償或克服逐漸升高的固體56濃度的逐漸上升或增加的沸點(diǎn)溫度。傳送柵格35可以小而緊湊，從而使加熱腔7與第一效用件e1之間的氣體滲漏或壓力滲漏最小化。

結(jié)合圖1-3、5和6，馬達(dá)m可以圍繞延伸穿過(guò)熱蒸餾器12中央的軸線a轉(zhuǎn)動(dòng)軸24。一系列擦拭器或刮擦器59，例如六個(gè)，可以可旋轉(zhuǎn)地安裝至軸24，以同時(shí)可旋轉(zhuǎn)地將各個(gè)效用件e1-e6的板45和11的上表面統(tǒng)一逐漸徑向向外并向下分散、擦拭或刮擦。每個(gè)擦拭器59(參見圖16-18)可以包括孔或鏜孔59b，用于配合至直徑軸24。旋轉(zhuǎn)鎖定部件59d可以在鏜孔59b內(nèi)徑向向內(nèi)延伸以接合軸24上對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)24a，如平面、孔、鍵槽或花鍵，以旋轉(zhuǎn)鎖定在上面。鎖定部件59d可以是突起、鎖定螺桿、銷或鍵等，并且每個(gè)擦拭器59d可以包括1或2個(gè)部件59d。在一些實(shí)施例中，軸24和擦拭器59可以每分鐘旋轉(zhuǎn)約40圈，但也可以采用其它旋轉(zhuǎn)速度。通過(guò)擦拭器59擦掉濃縮液體流入物36及刮掉固體56，以及蒸發(fā)至少部分流入物36可以與軸24的旋轉(zhuǎn)速度一起持續(xù)發(fā)生。

軸24還可以操作泵系統(tǒng)40。泵系統(tǒng)40包括泵p1-p6，可以相對(duì)于加熱腔7底部固定或固定至加熱腔7底部下方，并且可以通過(guò)螺栓38夾固。結(jié)合圖6，軸24可以轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪55，如偏心或圓直徑部件。一系列往復(fù)連接桿57可以相對(duì)于軸線a徑向向外延伸至其各自相連或相關(guān)的位于徑向向外位置的活塞泵p1-p6。連接桿57可以通過(guò)與旋轉(zhuǎn)凸輪55接合，順序致動(dòng)泵p1-p6的活塞或氣缸51，從而在效用件e6-e1處施加濃縮流入物36。如果需要，可以包括附加泵p7和連接桿57，以根據(jù)需要在其它所需位置提供泵吸。傳送柵格35可以包括開閉機(jī)構(gòu)、端口或門，其同樣可以由往復(fù)連接桿57和旋轉(zhuǎn)凸輪55操作，以在固體56輸送至加熱腔7時(shí)打開，并在之后關(guān)閉以密封。利用馬達(dá)m操作刮擦器59、泵p1-p6或p7及傳送柵格35可以允許這些部件以所需順序或方式與軸24的旋轉(zhuǎn)一起持續(xù)操作，并且可以允許以節(jié)能方式操作熱蒸餾器12。馬達(dá)m也可以操作蒸氣壓縮蒸餾器10中的一些部件。在一些實(shí)施例中，流入物36和固體56的傳送可以每轉(zhuǎn)一圈發(fā)生一次。在其它實(shí)施例中，泵p1-p6、p7可以電動(dòng)操作。泵p1-p6可以包括從p1到p6逐漸減小的圓筒直徑。由于壓力增大且固體56濃度升高，泵流體量需求可以從效用件e6到效用件e1及相應(yīng)的泵p1到泵p6逐漸降低，同時(shí)壓力需求提高。圓筒直徑從泵p1到泵p6逐漸減小可以逐漸減小泵容量同時(shí)逐漸增加壓力。

結(jié)合圖7-9，加熱腔7的上腔結(jié)構(gòu)部件20可以包括大體圓形的外側(cè)壁20a，以及向上隆起的彎曲或凸上表面或板45。彎曲上板45可以允許擦拭器59將濃縮流入物36徑向向外并向下或下滑分散，從而在上彎曲板45的外直徑33處烘干并累積固體56，進(jìn)而通過(guò)柵格35傳送至加熱腔7內(nèi)用于燃燒。位于部件20內(nèi)部20b中的板45的底側(cè)可以包括迷宮43，其可以包括具有開口43b的一系列同心圓形擋板43a，開口43b貫通相鄰擋板43a的相對(duì)側(cè)。旋轉(zhuǎn)擋板41(參見圖10-12)可以圍繞軸線a可旋轉(zhuǎn)地安裝至軸24，以通過(guò)中央鏜孔41b和旋轉(zhuǎn)鎖定部件59d旋轉(zhuǎn)。板41可以大體呈圓形并包括向上隆起的彎曲或凸上表面41a，用于定位并旋轉(zhuǎn)至下殼體壁39(參見圖3)上方的上腔部件20底部附近，并且固定在板41外徑處的內(nèi)肩直徑20c內(nèi)或抵靠其固定。板41還可以彎曲以靠近擋板43a的底部，從而在板41和45之間形成加熱腔7。板41可以包括孔41c，以允許來(lái)自通路37的空氣進(jìn)入加熱腔7。板41的上表面還可以包括一系列徑向間隔分開的直立分隔件71，其通過(guò)上腔部件20的擋板43a之間的環(huán)形同心空間或通路隨板41的旋轉(zhuǎn)一起可旋轉(zhuǎn)地移動(dòng)，以攪拌、刮掉或去除累積在通路內(nèi)的任何燃燒殘留物或固體56。固體56的燃燒可以隨著板41的旋轉(zhuǎn)在板41的上表面進(jìn)行，并且固體56可以由分隔件71通過(guò)迷宮43從外徑到內(nèi)部驅(qū)動(dòng)，其中，燃燒熱量和/或元件66的熱量可以輸送至第一效用件e1的板45。攪拌固體56可以幫助或增加燃燒，從而使其更有效或更充分地燃燒。

結(jié)合圖13-15，蒸發(fā)器/冷凝器段或部件34可以組合在一起以形成順序段或效用件e2-e6，其中，中間蒸發(fā)器/冷凝器段e2-e5，以及上蒸發(fā)器/冷凝器段e6可以包括頂板11，其設(shè)置在每個(gè)部件34頂部上方，并密封螺旋冷凝通道63。每個(gè)蒸發(fā)器/冷凝器部件34可以包括圓形或環(huán)形下外側(cè)壁34a，以及向上隆起的彎曲或凸上表面或板34c，其在上表面上形成有螺旋通道63。當(dāng)頂板11配合并密封在螺旋通道63上時(shí)，螺旋通道63被密封在頂板11下方，并通過(guò)凸板34c最高點(diǎn)處的中央孔或開口34e與蒸發(fā)器/冷凝器部件34的內(nèi)部34d連通。頂板11的上表面13形成上蒸發(fā)表面，其在通道63下方由冷凝蒸氣28加熱。

一系列蒸發(fā)器/冷凝器部件34，如五個(gè)，可以堆疊在一起，互相上下堆疊(一個(gè)位于另一個(gè)上方或上面)并密封，且位于加熱腔7的上腔部件20和集液槽5之間，在兩者之間形成一系列向上拱起或彎曲的環(huán)形間隙72(參見圖3)。部件34外側(cè)壁34a的底部可以位于且密封于上腔部件20的上內(nèi)肩徑20d，并且其余的部件34可以位于且密封于下方部件34的上內(nèi)肩徑34b的外側(cè)壁34a底部。因此，在間隙72底部從濃縮流入物36蒸發(fā)的蒸氣28可以在間隙72內(nèi)向上升，通過(guò)擋板61的口朝中央移動(dòng)，進(jìn)入頂部中央的開口34e，并進(jìn)入螺旋冷凝通道63，以冷凝為蒸餾物18。從各個(gè)間隙72上升的加熱蒸氣28加熱形成蒸發(fā)表面的間隔分開的板11。螺旋通道63螺旋向外同時(shí)逐漸變細(xì)、變窄或?qū)挾葴p小，以在蒸氣28徑向向外螺旋移動(dòng)時(shí)冷凝蒸氣28。隨著冷凝發(fā)生，蒸氣28的量逐漸減少，可以通過(guò)逐漸變細(xì)的螺旋通道63保持在合理的速度，以在第二到最后一個(gè)轉(zhuǎn)彎處沿螺旋63朝外側(cè)端口65驅(qū)動(dòng)冷凝，從而移除約80％的蒸餾物18，以及在螺旋63端部的端口67處驅(qū)動(dòng)冷凝以移除剩下的20％的蒸餾物18，其也含有溶解的不可冷凝氣體。毛細(xì)管可以調(diào)節(jié)來(lái)自相連端口65和67的流。不可冷凝氣體可以在分離器69中從蒸餾物18分離。頂板11下方的螺旋63形成下冷凝表面，其加熱形成各蒸發(fā)器/冷凝器段34的上蒸發(fā)表面的頂板11。在一些實(shí)施例中，頂板11可以是約為15密耳(0.015英寸)厚的不銹鋼。每個(gè)蒸發(fā)器/冷凝器部件34可以包括上邊緣74內(nèi)的半圓形上凹槽76a，其延伸至上內(nèi)肩徑34b內(nèi)，以及下外側(cè)壁34a中的下端口或開口76b。當(dāng)兩個(gè)蒸發(fā)器/冷凝器部件34堆疊在一起時(shí)，一個(gè)部件34的下端口76b可以與另一部件34的上凹槽76a對(duì)齊，以共同提供與螺旋通道63連通的端口，用于移除蒸餾物18，如端口65和/或端口67。在一些實(shí)施例中，所述端口也可以用于連接至泵。

結(jié)合圖16-18，擦拭器或刮擦器59可以包括三個(gè)螺旋臂59a(參見圖16-17)，其相對(duì)于軸線a徑向向外延伸，之后(相對(duì)于箭頭76所示的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))沿朝后方向彎曲。每個(gè)臂59a可以包括擦拭器、刮擦器和/或分散部件或葉片59c，用于在效用件e1-e6處，在彎曲板45和11上方逐漸徑向向外且向下或下滑并朝邊緣分散、擦拭或刮擦濃縮流入物36和/或固體56。葉片59c可以以類似于臂59a的方式彎曲。此外，每個(gè)臂59a和葉片59c可以包括向上彎曲、隆起或凸起的形狀(參見圖18)，以在效用件e1-e6處配合板45和11的凸起形狀。

圖19示出燃燒器熱量(火爐功率輸入)在三種不同的濃度流、即1加侖/小時(shí)(gph)、0.5加侖/小時(shí)以及0.25加侖/小時(shí)中作為效用件數(shù)量的函數(shù)。當(dāng)蒸餾器流入物質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定時(shí)，火爐的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨濃縮而改變(1.00、0.50、0.25加侖/小時(shí)對(duì)應(yīng)20、40、80ppt)。隨著效用件的數(shù)量增加，由于每個(gè)效用件上的熱量減少，燃燒器熱量隨之減少。隨著蒸餾器濃縮流增加，由于蒸發(fā)熱量總量增加，燃燒器熱量隨之增加。在7個(gè)效用件、0.50加侖/小時(shí)的條件下，燃燒器熱量可以是200w左右。

圖20-21示出最大壓力(p1)和最高溫度(t蒸發(fā),1)作為具有流速敏感性的效用件數(shù)量的函數(shù)。最大壓力隨著段的數(shù)量和流速的增加而增加。隨著效用件數(shù)量增加，溫度差的堆疊導(dǎo)致飽和壓力差相應(yīng)的堆疊。流速增加導(dǎo)致所需熱量增加，進(jìn)而要求每個(gè)段上更大的溫度差，從而增加溫度堆疊。隨著流減小，最大壓力和溫度對(duì)段的數(shù)量越來(lái)越敏感。例如，在7個(gè)效用件、0.50流速的情況下，最大壓力和溫度最小。這是因?yàn)樾в眉?shù)量進(jìn)一步感應(yīng)到沸點(diǎn)升高的影響，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)溫度堆疊增加。

在本發(fā)明實(shí)施例中，蒸氣壓縮蒸餾器10可以從液體流入物16中移除大部分液體水，并且熱蒸餾器12可以移除大部分或全部剩下的水，之后固體56高溫燃燒，從而從污染物中排出干凈粉末。這一過(guò)程非常有效，因?yàn)榇蟛糠炙苑浅５偷氐哪芎囊瞥艺魵鈮嚎s蒸餾器10與單獨(dú)操作時(shí)相比，可以以更低的能耗率運(yùn)行。這樣可以以20千瓦時(shí)/加侖的能耗率從典型廢水中生產(chǎn)蒸餾水，同時(shí)避免產(chǎn)生及處理濃縮廢液。蒸氣壓縮蒸餾器10本身可以利用約400w每小時(shí)產(chǎn)生20加侖蒸餾物18，同時(shí)每小時(shí)產(chǎn)生約0.5加侖濃縮廢液。熱蒸餾器12每小時(shí)可以處理0.5加侖殘留物，并且在一些實(shí)施例中，每小時(shí)可以產(chǎn)生20加侖蒸餾物18及干灰。在一些實(shí)施例中，蒸氣壓縮蒸餾器10和熱蒸餾器12一起使用，仍然可以利用400w每小時(shí)產(chǎn)生20加侖蒸餾物18，同時(shí)處理濃縮流入物36，從而不必再處理濃縮廢液。從蒸氣壓縮蒸餾器10流出的濃縮物可以供應(yīng)至熱蒸餾器12，進(jìn)而流至集液槽25。集液槽25的高度可以用于調(diào)節(jié)通往復(fù)合蒸餾器1的流入閥。在一些實(shí)施例中，熱蒸餾器12的直徑可以是約8英寸，高度約為5英寸且重量約為5磅。不銹鋼、鋁、銅或其合金等金屬可以用于一些部件，這些部件可以包括蒸發(fā)器表面和冷凝器表面或其部件。其它部件可以由塑料形成。在一些實(shí)施例中，在7個(gè)段、0.5加侖/小時(shí)的條件下，多個(gè)有效火爐的功率輸入可以是200w左右，且最大壓力可以是30psi(絕對(duì)值)左右。

雖然本發(fā)明參照其示例性實(shí)施例特別示出并描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，可以在不偏離由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明范圍的情況下對(duì)其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種變化。

例如，雖然描述的第一蒸餾器10為蒸氣壓縮蒸餾器，在一些實(shí)施例中，其它類型的蒸餾器也可以作為第一蒸餾器使用。此外，在一些實(shí)施例中，第二蒸餾器12可以相對(duì)于第一蒸餾器10設(shè)置在殼體內(nèi)與所示不同的位置，或者可以設(shè)置在獨(dú)立殼體中。進(jìn)一步地，可以處理除水以外的其它液體或流體。在一些實(shí)施例中，上效用件的頂板11可以加熱蒸氣壓縮蒸餾器10的集液槽5底部。在一些實(shí)施例中，可以使用多于或少于7個(gè)效用件。