用于分離料液中水分的系統及應用其的蒸發方法技術方案

本發明專利技術公開一種用于分離料液中水分的系統及應用其的蒸發方法，涉及料液蒸發分離技術領域，以解決現有的料液中蒸發分離水分的過程換熱效率低、換熱效果差的問題。本發明專利技術所述的用于分離料液中水分的系統，包括：至少兩個蒸發冷凝單元，每個蒸發冷凝單元包括由循環的載氣氣流連通蒸發室和冷凝室，蒸發室內能夠使料液對氣流進行加濕，冷凝室內能夠使氣流中攜帶的水分冷凝并得到冷凝液；熱源，在蒸發冷凝過程中料液依次通過蒸發室以釋放熱量且蒸發水分，并在冷凝室內進行熱量的回收；在每個蒸發冷凝單元中均有獨立的氣體循環以控制不同的氣流速度，并適應料液和載氣氣流之間的換熱需求。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及料液蒸發分離
，特別涉及一種用于分離料液中水分的系統及應用其的蒸發方法。
技術介紹
蒸發被用作一種從被污染水源中蒸餾出水的方法。最常見的應用是使用包含無法通過諸如過濾、生物或化學處理的其它方法去除的高濃度污染物的廢水。例如，使用蒸發作為從海水中脫鹽以提供飲用水的方法的最大領域。目前，在現有技術的蒸發過程中，包括有三個相交的循環，即廢水循環，氣流循環及凈水循環。以上循環通過氣液之間的傳質傳熱過程而連接：廢水中的水分和熱量通過氣體的流動轉移至氣流中；氣流攜帶的熱量和水分通過冷凝作用轉移到凈水中；凈水中的熱量通過換熱器進入到廢水中。然而，本申請專利技術人發現，由于氣體的比熱容隨著溫度的升高而顯著升高，而廢水的比熱容受溫度的影響較小，因此水分和氣體在由于溫差而實現換熱時的效率是有限的。在高溫時，可以與某一水流的熱容量相匹配的氣流在低溫時的熱容量太小，這樣會限制交換的總熱量；如果選擇較大的氣流速度，使其在低溫下的熱容量和水的熱容量匹配，但相同的水量在高溫時的熱容量相比氣流而言也太小，因此也會限制換熱的效果。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種用于分離料液中水分的系統及應用其的蒸發方法，以解決現有的料液中蒸發分離水分的過程換熱效率低、換熱效果差的技術問題。本專利技術提供一種用于分離料液中水分的系統，包括：至少兩個蒸發冷凝單元，每個所述蒸發冷凝單元分別包括蒸發室和冷凝室，所述蒸發室和所述冷凝室由循環的載氣氣流連通，所述蒸發室內能夠使料液對氣流進行加濕，所述冷凝室內能夠使氣流中攜帶的水分冷凝并得到冷凝液；至少一個熱源，在蒸發冷凝過程中所述料液依次通過所述蒸發室以釋放熱量且蒸發水分，并在所述冷凝室內進行熱量的回收；在每個所述蒸發冷凝單元中均有獨立的氣體循環以控制不同的氣流速度，并適應所述料液和所述載氣氣流之間的換熱需求。實際應用時，所述蒸發過程中的能量回收是通過放置于所述冷凝室外的換熱器進行的，回收過程為所述換熱器吸收所述冷凝液的熱量并利用吸收的熱量加熱所述料液。其中，所述冷凝室內通過水作為換熱介質進行熱量的回收。具體地，所述冷凝室內熱量的回收是通過所述水和所述載氣氣流的直接接觸完成的。實際應用時，所述熱源能夠加熱所述料液；和/或，所述熱源能夠加熱所述載氣氣流。其中，所述熱源為太陽能或電能。其中，所述熱源為蒸汽或熱水。具體地，所述用于分離料液中水分的系統還包括：至少一個冷源；所述冷源通過熱泵與所述熱源連接，所述冷源能夠將熱量釋放至所述熱源中。具體地，所述用于分離料液中水分的系統還包括：至少一個冷源，所述冷源能夠直接將熱量釋放至外環境中。進一步地，所述用于分離料液中水分的系統還包括：固體去除裝置，所述固體去除裝置能夠除去所述料液中存在的固體物質或由于所述料液的水分蒸發而產生的固體析出物。更進一步地，所述用于分離料液中水分的系統還包括：洗滌裝置，所述洗滌裝置能夠除去所述載氣氣流由所述料液中帶出的氣體。實際應用時，所述料液為鹽水，所述載氣氣流為空氣、氦氣或氮氣。其中，所述載氣氣流帶出的氣體為所述料液中的揮發性物質。相對于現有技術，本專利技術所述的用于分離料液中水分的系統具有以下優勢：本專利技術提供的用于分離料液中水分的系統中，包括：至少兩個蒸發冷凝單元，每個蒸發冷凝單元分別包括蒸發室和冷凝室，蒸發室和冷凝室由循環的載氣氣流連通，蒸發室內能夠使料液對氣流進行加濕，冷凝室內能夠使氣流中攜帶的水分冷凝并得到冷凝液；至少一個熱源，在蒸發冷凝過程中料液依次通過蒸發室以釋放熱量且蒸發水分，并在冷凝室內進行熱量的回收；在每個蒸發冷凝單元中均有獨立的氣體循環以控制不同的氣流速度，并適應料液和載氣氣流之間的換熱需求。由此分析可知，本專利技術提供的用于分離料液中水分的系統，將氣體的整個循環過程分為多個并聯且獨立的小循環過程，通過設置每個小循環過程的不同流速和溫度，以降低蒸發過程的整體能耗，從而能夠在高溫時降低氣體流速、在低溫時提高氣體流速，從而使廢水在較大溫差內的傳熱效率顯著提高，并與氣體熱容量在蒸發及冷凝過程中匹配。本專利技術還提供一種蒸發方法，通過如上述任一項所述的用于分離料液中水分的系統從料液流體中蒸發分離出水分的方法，每個蒸發冷凝單元處的料液流體的流速被調節為與由蒸發冷凝單元確定的溫度的載氣氣流的熱容量相匹配。所述蒸發方法與上述用于分離料液中的水分的系統相對于現有技術所具有的優勢相同，在此不再贅述。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本專利技術的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術實施例提供的用于分離料液中水分的系統的結構示意圖。圖中：1－蒸發冷凝單元； 11－蒸發室；12－冷凝室； 13－熱源；14－換熱器； 15－冷源；2－固體去除裝置。具體實施方式下面將結合附圖對本專利技術的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。在本專利技術的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本專利技術和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本專利技術的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。在本專利技術的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電氣連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本專利技術中的具體含義。圖1為本專利技術實施例提供的用于分離料液中水分的系統的結構示意圖。如圖1所示，本專利技術實施例提供一種用于分離料液中水分的系統，包括：至少兩個蒸發冷凝單元1，每個蒸發冷凝單元1分別包括蒸發室11和冷凝室12，蒸發室11和冷凝室12由循環的載氣氣流連通，蒸發室11內能夠使料液對氣流進行加濕，冷凝室12內能夠使氣流中攜帶的水分冷凝并得到冷凝液；至少一個熱源13，在蒸發冷凝過程中料液依次通過蒸發室11以釋放熱量且蒸發水分，并在冷凝室12內進行熱量的回收；在每個蒸發冷凝單元1中均有獨立的氣體循環以控制不同的氣流速度，并適應料液和載氣氣流之間的換熱需求。相對于現有技術，本專利技術實施例所述的用于分離料液中水分的系統具有以下優勢：本專利技術實施例提供的用于分離料液中水分的系統中，如圖1所示，包括：至少兩個蒸發冷凝單元1，每個蒸發冷凝單元1分別包括蒸發室11和冷凝室12，蒸發室11和冷凝室12由循環的載氣氣流連通，蒸發室11內能夠使料液對氣流進行加濕，冷凝室12內能夠使氣流中攜帶的水分冷凝并得到冷凝液；至少一個熱源13，在蒸發冷凝過程中料本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于分離料液中水分的系統，其特征在于，包括：至少兩個蒸發冷凝單元，每個所述蒸發冷凝單元分別包括蒸發室和冷凝室，所述蒸發室和所述冷凝室由循環的載氣氣流連通，所述蒸發室內能夠使料液對氣流進行加濕，所述冷凝室內能夠使氣流中攜帶的水分冷凝并得到冷凝液；至少一個熱源，在蒸發冷凝過程中所述料液依次通過所述蒸發室以釋放熱量且蒸發水分，并在所述冷凝室內進行熱量的回收；在每個所述蒸發冷凝單元中均有獨立的氣體循環以控制不同的氣流速度，并適應所述料液和所述載氣氣流之間的換熱需求。

【技術特征摘要】
1.一種用于分離料液中水分的系統，其特征在于，包括：至少兩個蒸發冷凝單元，每個所述蒸發冷凝單元分別包括蒸發室和冷凝室，所述蒸發室和所述冷凝室由循環的載氣氣流連通，所述蒸發室內能夠使料液對氣流進行加濕，所述冷凝室內能夠使氣流中攜帶的水分冷凝并得到冷凝液；至少一個熱源，在蒸發冷凝過程中所述料液依次通過所述蒸發室以釋放熱量且蒸發水分，并在所述冷凝室內進行熱量的回收；在每個所述蒸發冷凝單元中均有獨立的氣體循環以控制不同的氣流速度，并適應所述料液和所述載氣氣流之間的換熱需求。2.根據權利要求1所述的用于分離料液中水分的系統，其特征在于，所述蒸發過程中的能量回收是通過放置于所述冷凝室外的換熱器進行的，回收過程為所述換熱器吸收所述冷凝液的熱量并利用吸收的熱量加熱所述料液。3.根據權利要求1或2所述的用于分離料液中水分的系統，其特征在于，所述冷凝室內通過水作為換熱介質進行熱量的回收，且所述冷凝室內熱量的回收是通過所述水和所述載氣氣流的直接接觸完成的。4.根據權利要求3所述的用于分離料液中水分...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王力，
申請(專利權)人：創源科瑞環保科技北京有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11