多层薄膜蒸发器

技术领域

本发明涉及蒸发器技术领域，具体涉及一种多层薄膜蒸发器。

背景技术

低相对湿度的空气在与含水份的液体接触时可以吸收水分，部分蒸发器基于此原理达到蒸发作用；在此过程中，气液接触面积对蒸发效率具有直接影响，因此如何尽可能扩大气液接触面积是提高蒸发器运行效率的重要技术手段。

采用大面积的浅层容器使液体以摊铺状态与气流接触，是提高气液接触面积简单易行的方法。然而，目前这一技术路线的实现方式较为繁琐，需要将液体装在托盘中，待水分蒸发后再将残余的液体从托盘中倒出，这样不仅操作复杂，而且无法连续运行，同时，人工装卸料液也比较费时、费力。

发明内容

本发明旨在针对现有技术的技术缺陷，提供一种多层薄膜蒸发器，以解决常规托盘式蒸发器操作复杂、无法连续运行、且需要人工装卸料液的技术问题。

为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：

多层薄膜蒸发器，包括托盘，堰槽，溢流挡板，下流水管，水槽，水泵，输送管，其中，在托盘的一侧上端设有堰槽，在托盘的另一侧下端设有下流水管，堰槽的内部空间与托盘的内部空间通过溢流挡板相间隔，下流水管位于水槽上方，输送管的一端连接在水槽上，输送管的另一端延伸至堰槽中，在输送管上设有水泵。

作为优选，托盘有若干个，若干托盘沿纵向排列，对于相邻的托盘，位于上方的托盘的下流水管延伸至位于下方的托盘的堰槽中。

作为优选，位于最下方的托盘的下流水管保持在水槽上方，输送管的另一端延伸至位于最上方的托盘的堰槽中。

作为优选，托盘的高度不大于50mm。

作为优选，当料液在托盘中流动时，在托盘中摊铺成为薄膜蒸发面。

作为优选，还包括送风机构，所述送风机构的送风方向与托盘的底面平行。

在以上技术方案中，托盘宜选用方形结构，长度与宽度任意。

本发明采用带有堰槽和溢流挡板的托盘，堰槽和溢流挡板使液体均匀分布在托盘上形成薄膜蒸发面；持续流动的液体经由下流水管到达下方的另一托盘上，从而使薄膜蒸发面在纵向排列的多个托盘上持续延展；沉降至水槽中的液体在水泵作用下经由输送管回流至最上方的堰槽中，如此往复，达到蒸发作用。若干托盘自上而下纵向排列，其数量可根据需要的蒸发面积确定。低相对湿度的空气从托盘表面流过，与含水分的液体接触，使水分蒸发，从而达到使液体浓缩的目的。

本发明提供了一种多层薄膜蒸发器，该技术方案采用带有堰槽、溢流挡板和下流水管的若干托盘沿纵向排列，并驱动液体在托盘与水槽之间循环流动，从而构建了气液接触面积可无限放大的蒸发器，广泛适用于高沸点有机溶剂水分的浓缩、含盐废水的浓缩以及海水淡化等工业过程。同时，本发明可自动化的连续运行，且无需手动装卸料液，既节省了人力又提高了运行效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明实施例1中，热泵式海水淡化装置的结构示意图；

图3是本发明实施例3中，利用工业热源浓缩含盐废水的工作原理图；

图中：

1、托盘 2、薄膜蒸发面 3、堰槽 4、溢流挡板

5、下流水管 6、水槽 7、水泵 8、输送管

9、压缩式制冷压缩机 10、制冷压缩机 11、制冷压缩机冷凝器 12、制冷膨胀阀

13、空气加热换热器 14、空气冷却换热器。

具体实施方式

以下将对本发明的具体实施方式进行详细描述。为了避免过多不必要的细节，在以下实施例中对属于公知的结构或功能将不进行详细描述。以下实施例中所使用的近似性语言可用于定量表述，表明在不改变基本功能的情况下可允许数量有一定的变动。除有定义外，以下实施例中所用的技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。

多层薄膜蒸发器，如图1所示，包括托盘1，堰槽3，溢流挡板4，下流水管5，水槽6，水泵7，输送管8，其中，在托盘1的一侧上端设有堰槽3，在托盘1的另一侧下端设有下流水管5，堰槽3的内部空间与托盘1的内部空间通过溢流挡板4相间隔，下流水管5位于水槽6上方，输送管8的一端连接在水槽6上，输送管8的另一端延伸至堰槽3中，在输送管8上设有水泵7。

其中，托盘1有若干个，若干托盘1沿纵向排列，对于相邻的托盘1，位于上方的托盘1的下流水管5延伸至位于下方的托盘1的堰槽3中。位于最下方的托盘1的下流水管5保持在水槽6上方，输送管8的另一端延伸至位于最上方的托盘1的堰槽3中。

托盘1的高度不大于50mm。当料液在托盘1中流动时，在托盘1中摊铺成为薄膜蒸发面2。还包括送风机构，所述送风机构的送风方向与托盘1的底面平行。

该蒸发器的结构特点如下：其采用带有堰槽3和溢流挡板4的托盘1，堰槽3和溢流挡板4使液体均匀分布在托盘1上形成薄膜蒸发面2；持续流动的液体经由下流水管5到达下方的另一托盘1上，从而使薄膜蒸发面2在纵向排列的多个托盘1上持续延展；沉降至水槽6中的液体在水泵7作用下经由输送管8回流至最上方的堰槽3中，如此往复，达到蒸发作用。若干托盘1自上而下纵向排列，其数量可根据需要的蒸发面积确定。低相对湿度的空气从托盘1表面流过，与含水分的液体接触，使水分蒸发，从而达到使液体浓缩的目的。

实施例1

热泵式海水淡化装置，如图2所示：附图标记9是压缩式制冷压缩机，附图标记10是制冷压缩机，附图标记11是制冷压缩机冷凝器，附图标记12是制冷膨胀阀。附图标记9～12组成一个完整的制冷系统。

工作时，经过制冷冷凝器加热后的低相对湿度的空气流过多层薄膜蒸发器，与含水的液体充分接触后吸收水分，然后从制冷蒸发器流过，空气中水分经过制冷蒸发器时冷凝，由此从制冷蒸发器下部获得纯净水。采用多层薄膜蒸发器和热泵结合的海水淡化装置，每千瓦时电力可以产生4-5公斤淡水，特备适合于为海岛提供淡水。

实施例2

含DMAc废水的浓缩：

过滤膜生产过程产生一定数量的含DMAc的废水，其浓度通常在5-10％之间，COD值超过国家排放标准，但是采用精馏方法投资与运行成本难以接受。

采用本发明预处理含DMAc的废水可以实现资源化处理。

实现步骤类似实施例1，利用水泵将含DMAc的废水循环通过本发明的多层薄膜蒸发器。

通过本发明处理后可以得到含DMAC量小于2％的废水，和DMAc浓度60％左右的废水。含DMAC小于2％的废水可以回用，而含量DMAc60％的废水可以送专业厂家精馏提纯。

利用本装置处理含DMAc的废水，不但实现了零排放，同时浓缩得到的高浓度DMAc废液可以为企业带来经济效益。每处理1吨浓度10％的废水，需要的电力大约100元，而产生的浓缩的DMAc带来的基本估计收益接近2000元人民币。

实施例3

含高盐废水浓缩处理：

工业生产会产生大量的含盐的废水，由于各种含高盐的废水的生化性能差，所以分离废水中的盐十分重要。

另外，工业生产会产生大量的温度60-90℃的低温热源，采用本装置可以利用低温热源浓缩含盐废水。

其原理如图3所示。图中附图标记13是空气加热换热器，该部件的功能是利用工业余热加热空气，使空气具备吸收水分的功能；图中附图标记14是空气冷却换热器，利用低温水使空气冷却，空气中的水分通过冷却变成冷凝水。

工作时，空气通过空气加热换热器13加热，然后通过多层薄膜蒸发器吸收水分，最后通过空气冷却换热器14使空气中水分冷凝。由此，在多层薄膜蒸发器中的含盐废水被浓缩。而从空气冷却器获得的水不含盐，可以利用传统的水处理方法进一步处理。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明。凡在本发明的申请范围内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。