公布日：2022.09.02
申请日：2022.06.24
分类号：C02F1/04(2006.01)I;B01D1/28(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N;C02F103/08(2006.01)N;C02F103/16(2006.01)N;C02F103/06(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种全热回收静态污水蒸发干燥机，涉及节能污水处理设备领域。本发明包括真空箱、真空式蒸汽压缩机，所述真空式蒸汽压缩机的吸气端连通所述真空箱，所述真空箱内设置有相变集热腔热管组，所述相变集热腔热管组的加热端与所述真空式蒸汽压缩机的排气端连通，所述相变集热腔热管组的加热端同时连通有伸出所述真空箱的冷凝水排出管，所述相变集热腔热管组的顶面与安装在所述真空箱外顶面的升降电机的升降段连接，所述相变集热腔热管组的导热端始终与污水水面贴合，且所述相变集热腔热管组的运行加热蒸汽仅由所述真空式蒸汽压缩机提供；以克服现有的蒸发结晶设备不能完全烘干、易结垢易腐蚀且能耗较高的问题。
权利要求书
1.一种全热回收静态污水蒸发干燥机，其特征在于：包括真空箱（1）、真空式蒸汽压缩机（2），所述真空式蒸汽压缩机（2）的吸气端连通所述真空箱（1），所述真空箱（1）内设置有相变集热腔热管组（3），所述相变集热腔热管组（3）的加热端与所述真空式蒸汽压缩机（2）的排气端连通，所述相变集热腔热管组（3）的加热端同时连通有伸出所述真空箱（1）的冷凝水排出管（4），所述相变集热腔热管组（3）的顶面与安装在所述真空箱（1）外顶面的升降电机（5）的升降段连接，所述相变集热腔热管组（3）的导热端始终与污水水面贴合，且所述相变集热腔热管组（3）的运行加热蒸汽仅由所述真空式蒸汽压缩机（2）提供。
2.根据权利要求1所述的一种全热回收静态污水蒸发干燥机，其特征在于：所述真空箱（1）内放置有用于从盛放溶液的溶液容器（6），所述真空箱（1）上还连通有污水补充管（7），所述污水补充管（7）的出液端与所述溶液容器（6）连通。
3.根据权利要求1所述的一种全热回收静态污水蒸发干燥机，其特征在于：所述相变集热腔热管组（3）包括与所述真空式蒸汽压缩机（2）的排气端连通的相变集热箱（31），所述相变集热箱（31）的顶面与所述升降电机（5）的升降段连接，所述相变集热箱（31）内设置有导热管（32），所述导热管（32）向下延伸伸出所述相变集热箱（31），所述导热管（32）的底端作为所述导热端。
4.根据权利要求3所述的一种全热回收静态污水蒸发干燥机，其特征在于：所述相变集热箱（31）上设置有上下贯通的蒸汽通过通道（33）。
5.根据权利要求1所述的一种全热回收静态污水蒸发干燥机，其特征在于：所述真空箱（1）内设置有过滤网（8），所述过滤网（8）将真空式蒸汽压缩机（2）的吸气端与所述真空箱（1）的连通口覆盖。
6.根据权利要求1所述的一种全热回收静态污水蒸发干燥机，其特征在于：所述冷凝水排出管（4）连通冷凝水储存箱（9），所述冷凝水储存箱（9）的顶面连通排气系统，所述冷凝水储存箱（9）内设置有净化装置（10），所述冷凝水储存箱（9）还通过压缩机喷液泵（11）与所述真空式蒸汽压缩机（2）的冷却系统连通。
7.根据权利要求6所述的一种全热回收静态污水蒸发干燥机，其特征在于：所述排气系统包括与所述冷凝水储存箱（9）顶面连通的排气管（12），所述排气管（12）从下至上一次设置有气体排放阀（13）、排气净化装置（14）和排气备用真空泵（15）。
8.根据权利要求1所述的一种全热回收静态污水蒸发干燥机，其特征在于：所述真空箱（1）内设置有分别与所述污水接触的液位传感器和含水量传感器，所述液位传感器和所述含水量传感器与控制检测终端信号连通，所述控制监测终端的控制信号输出端与所述升降电机（5）的信号连通。
9.根据权利要求1所述的一种全热回收静态污水蒸发干燥机，其特征在于：所述真空式蒸汽压缩机（2）是单螺杆式水蒸气压缩机。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全热回收静态污水蒸发干燥机，以克服现有的蒸发结晶设备不能完全烘干、易结垢易腐蚀且能耗较高的问题。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术手段：一种全热回收静态污水蒸发干燥机，包括真空箱、真空式蒸汽压缩机，所述真空式蒸汽压缩机的吸气端连通所述真空箱，所述真空箱内设置有相变集热腔热管组，所述相变集热腔热管组的加热端与所述真空式蒸汽压缩机的排气端连通，所述相变集热腔热管组的加热端同时连通有伸出所述真空箱的冷凝水排出管，所述相变集热腔热管组的顶面与安装在所述真空箱外顶面的升降电机的升降段连接，所述相变集热腔热管组的导热端始终与污水水面贴合，且所述相变集热腔热管组的运行加热蒸汽仅由所述真空式蒸汽压缩机提供。
作为优选的，所述真空箱内放置有用于从盛放溶液的溶液容器，所述真空箱上还连通有污水补充管，所述污水补充管的出液端与所述溶液容器连通。
进一步的，所述相变集热腔热管组包括与所述真空式蒸汽压缩机的排气端连通的相变集热箱，所述相变集热箱的顶面与所述升降电机的升降段连接，所述相变集热箱内设置有导热管，所述导热管向下延伸伸出所述相变集热箱，所述导热管的底端作为所述导热端。
更进一步的，所述相变集热箱上设置有上下贯通的蒸汽通过通道。
更进一步的，所述真空箱内设置有过滤网，所述过滤网将真空式蒸汽压缩机的吸气端与所述真空箱的连通口覆盖。
更进一步的，所述冷凝水排出管连通冷凝水储存箱，所述冷凝水储存箱的顶面连通排气系统，所述冷凝水储存箱内设置有净化装置，所述冷凝水储存箱还通过压缩机喷液泵与所述真空式蒸汽压缩机的冷却系统连通。
更进一步的，所述排气系统包括与所述冷凝水储存箱顶面连通的排气管，所述排气管从下至上一次设置有气体排放阀、排气净化装置和排气排气备用真空泵。
更进一步的，所述真空箱内设置有分别与所述污水接触的液位传感器和含水量传感器，所述液位传感器和所述含水量传感器与控制检测终端信号连通，所述控制监测终端的控制信号输出端与所述升降电机的信号连通。
本发明在使用的过程中，具有以下有益效果：1、完全不需要额外输入外部蒸汽以启动设备或者维持设备运行，整个蒸发烘干过程中只有真空式蒸汽压缩机及其附属设备需要耗电，且因为通过导热管精准加热表面溶液产生表面局部沸腾蒸发，传热精准高效，蒸发烘干1吨水所需能耗介于20-50kWh，比传统的多效蒸发系统+后续传统烘干综合节能90%以上，比传统MVR蒸发系统+后续传统烘干综合节能80%以上。
2、蒸发浓缩烘干一体化，可以将污水含水率从95%以上蒸发浓缩到含水率趋近零，彻底将污水中的各种固形溶质完全烘干，无需后续任何减量处理或者外委处理措施，可直接将少量的固体物质外委处理，或者将有用物质回收利用，大大降低污水全流程处理系统复杂程度和运行维护费用，而大量的冷凝水也可回收利用可达到污水处理零排放。
3、本发明可以采用独立的溶液容器来盛装污水，将其放入真空箱中，通过传热超导热管件精准加热溶液表面产生表面局部沸腾静态蒸发，溶液不需要循环不需要任何机械循环设备，溶液除了与防腐蚀防结垢的热管接触，不与蒸发烘干系统任何部件任何管道接触，因此本发明设备完全不怕各种各样的腐蚀或者结垢，设备运行可靠性大幅度上升，运行维护管理费用大幅度降低。
4、本发明设备可以通用可以标准化利于降低成本大量推广，因为置于蒸发烘干真空箱里的溶液容器是完全独立的，热管组真空式蒸汽机组与箱体都是通用的，溶液容器是可以自由拿出真空箱的，溶液容器盛放的只要是水溶液都可以蒸发烘干，比如容器里装的是海水，就可以蒸发烘干海水，容器里装的是垃圾渗滤液就可以蒸发烘干垃圾渗滤液，容器里装的是电镀废液或者其它工业污废水就可以蒸发烘干相应的污水；只有那个独立的容器需要根据溶液的种类改变为不同材质的容器。
5、由于本发明采用的真空式蒸汽压缩机采用单螺杆式压缩蒸汽的压比可达到5以上，远远超过常规的罗茨式蒸汽压缩机或者离心式压缩机的不到2的压比，因此真空式蒸汽压缩机在设备刚启动时可起到真空泵的作用，将真空度抽到20-60℃就可蒸发的低真空度，由于真空式蒸汽压缩机对二次蒸汽的压缩温升可达到50℃，远远超过常规的MVR罗茨压缩机的18℃和离心式压缩机的9℃，因此可以将正常运行温度控制稳定在所需要的低温状态50-80℃，这样就可以蒸发烘干某些热敏性物质，比如维生素，也不用另外安装运行真空泵，大大简化系统，降低运行能耗及系统故障率。
6、由于被蒸发的溶液始终处于静态，除了蒸发高效快速节能的好处外，系统也没有结垢堵塞等风险，也不会因为剧烈碰撞摩擦对固体物料的性能产生影响从而影响从污水中回收的固体物料的产品质量和数量（固体物质烘干后全部在独立的容器内，可独立回收处理，没任何损耗泄漏）。
（发明人：徐斌斌）