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专利号: 2021113819656
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种MVR与热泵耦合式多效蒸发水处理系统,包括MVR多效蒸发循环系统和压缩式热泵循环系统,其特征在于,所述多效蒸发循环系统包括:离心泵(1)、第一预热器(2)、第二预热器(3)、一效蒸发器(4)、减压阀(5)、二效蒸发器(6)、第一水蒸气压缩机(7)、过热消除器(8)、第二水蒸气压缩机(9)、第一蒸发器(10)、储液罐(11)、水泵(12)、第二蒸发器(13);待处理水通过管路连接到离心泵(1),离心泵(1)出口通过管路经第一截止阀(21)连接到第一预热器(2)入口(a1),第一预热器(2)出口(a2)通过管路连接到第二预热器(3)入口(b1),第二预热器(3)出口(b2)通过管路连接到一效蒸发器(4)的溶液入口(c1),一效蒸发器(4)的溶液出口(c2)通过管路经减压阀(5)接至二效蒸发器(6)入口(d1),并由浓溶液出口(d2)经第二截止阀(22)排出;

所述一效蒸发器(4)的顶部蒸汽出口分别通过管路接至第三截止阀(23)以及经第四截止阀(24)连接到二效蒸发器(6)的蒸汽入口(d3);所述二效蒸发器(6)的冷凝水出口(d4)经第五截止阀(25)连接到第一预热器(2)入口(a3),并由冷凝水出口(a4)接至排水装置;所述二效蒸发器(6)顶部蒸汽出口经第六截止阀(26)接至第一水蒸气压缩机(7)入口;所述第三截止阀(23)出口经恒压阀(18)后与第一水蒸气压缩机(7)出口通过管路共同接至过热消除器(8)入口,过热消除器(8)出口通过管路分别连接到第二水蒸气压缩机(9)入口;所述一效蒸发器(4)的冷凝水出口(c4)通过管路连接到储液罐(11)入口,储液罐(11)出口经过管路分别连接到第七截止阀(27)和第八截止阀(28),第八截止阀(28)通过管路经第一调节阀(19)连接到第二蒸发器(13)冷凝水入口(e1),并由冷凝水出口(e2)接至排水装置;所述第七截止阀(27)通过管路经第二调节阀(20)接至水泵(12)入口,水泵(12)出口通过管路接至第一蒸发器(10)入口(f1),第一蒸发器(10)蒸汽出口(f2)与第二水蒸气压缩机(9)出口通过管路共同接至一效蒸发器(4)蒸汽入口(c3);

所述压缩式热泵循环系统包括:第一蒸发器(10)、第二蒸发器(13)、压缩机(14)、第三蒸发器(15)、第一节流阀(16)、第二节流阀(17),压缩机(14)出口(g3)通过管路经第九截止阀(29)连接到第二预热器(3)制冷剂入口(b3)以及经第十截止阀(30)接至第一蒸发器(10)制冷剂入口(f3);所述第一蒸发器(10)制冷剂出口(f4)通过管路分别依次经第十一截止阀(31)和第二节流阀(17)接至第二蒸发器(13)制冷剂入口(e3)以及与第二预热器(3)的制冷剂出口(b4)共同通过管路经第一节流阀(16)接至第三蒸发器(15);所述第二蒸发器(13)制冷剂出口(e4)经过管路接至第三压缩机(14)中间补气口(g2),所述第三蒸发器(15)制冷剂出口通过管路接至第三压缩机(14)制冷剂入口(g1)。

2.根据权利要求1所述一种MVR与热泵耦合式多效蒸发水处理系统,其特征在于,所述储液罐(11)上装有液位控制器(34),所述液位控制器(34)的控制信号通过导线连接第一调节阀(19)。

3.根据权利要求1所述一种MVR与热泵耦合式多效蒸发水处理系统,其特征在于,所述第二蒸发器(13)的出口(e2)管路上设置有第一温度控制器(32),所述第一温度控制器(32)的控制信号通过导线连接第二节流阀(17);所述第一蒸发器(10)的出口(f4)管路上设置有第二温度控制器(33),所述第二温度控制器(33)的控制信号通过导线连接到第二调节阀(20)。

4.根据权利要求1所述一种MVR与热泵耦合式多效蒸发水处理系统,其特征在于,所述恒压阀(18)为控制一效蒸发器(4)内压力的背压阀,当一效蒸发器(4)内压力达到设定值时恒压阀(18)才能打开,且一效蒸发器(4)内压力越高,阀的开度越大。

5.根据权利要求1所述一种MVR与热泵耦合式多效蒸发水处理系统,其特征在于,所述第三蒸发器(15)为空气源蒸发器,制冷剂蒸发的吸热量来自于环境空气。

6.一种根据权利要求1~5项任一所述一种MVR与热泵耦合式多效蒸发水处理系统的工作方法,其特征在于,待多效蒸发系统抽真空完成后,打开第一截止阀(21)、第四截止阀(24)、第九截止阀(29),关闭其余截止阀,启动压缩机(14),开启离心泵(1),待处理水溶液经离心泵(1)加压后经第一预热器(2)进入第二预热器(3)内,吸收由压缩机(14)出口进入第二预热器(3)的制冷剂气体的冷凝热,升温后的待处理溶液由入口(c1)进入一效蒸发器(4)内,然后再由减压阀(5)降压后进入二效蒸发器(6)内,第二预热器(3)内制冷剂气体放热冷凝后经节流阀(16)降压后进入蒸发器(15)吸热蒸发,然后再进入压缩机(14)继续压缩,以此实现启动阶段待处理水的加热;待一效蒸发器(4)和二效蒸发器(6)内达到一定液位和压力时,打开第三截止阀(23)、第五截止阀(25)、第六截止阀(26),启动第一水蒸气压缩机(7)和第二水蒸气压缩机(9),二效蒸发器(6)的顶部出口流出的水蒸气经第一水蒸气压缩机(7)压缩后进入过热消除器(8)去除过热,再通入第二水蒸气压缩机(9)内压缩,压缩产生的高温高压的蒸汽流入一效蒸发器(4)内放热冷凝,待处理溶液吸收流入的蒸汽释放的热量,蒸发产生的蒸汽进入二效蒸发器(6)内放热冷凝,产生的冷凝水由冷凝水出口(c4)流入储液罐(11);从一效蒸发器(4)经减压阀(5)降压后进入二效蒸发器(6)的溶液在二效蒸发器(6)内吸收一效蒸发器(4)流入的蒸汽液化潜热蒸发产生二次蒸汽,所产生的二次蒸汽由顶部蒸汽出口流入第一水蒸气压缩机(7)内参与下一步循环,所产生的冷凝水经第四截止阀(24)流入第一预热器(2)放热后排进后续设备;当储液罐(11)内达到一定液位且一效蒸发器(4)与二效蒸发器(6)内压力达到一定值后,系统进入正常运行阶段;

在系统正常运行阶段,打开第二截止阀(22)、第七截止阀(27)、第八截止阀(28)、第十截止阀(30)、第十一截止阀(31),打开水泵(12),此时,压缩机(14)产生的高温高压的制冷剂气体分两路,一路继续进入第二预热器(3)内放热冷凝,另一路则进入第一蒸发器(10)内,加热由储液罐(11)流出经水泵(12)加压后流入的冷凝水,并根据出口制冷剂温度,调节进入第一蒸发器(10)内的水的流量,第一蒸发器(10)内产生的蒸汽与第二水蒸气压缩机(9)内流出的蒸汽混合后由蒸汽入口(c3)流入一效蒸发器(4)内放热冷凝;第一蒸发器(10)的出口(f4)流出的制冷剂分为两路,一路经第二节流阀(17)节流后进入第二蒸发器(13)内吸收由储液罐(11)流出的冷凝水热量后,由压缩机(14)的补气口(g2)进入压缩机(14)内被压缩进入下一个循环;另一路与第三预热器(3)流出的制冷剂混合后经第一节流阀(16)节流后进入第三蒸发器(15)内吸收环境空气热量,蒸发所产生的的制冷剂气体进入压缩机(14)内被压缩;

当一效蒸发器(4)内蒸汽压力达到设定压力时,恒压阀(18)才开启,一效蒸发器(4)内的蒸汽才能与第一水蒸气压缩机(7)内的蒸汽相混合,进入第二水蒸气压缩机(9)内参与循环。

7.根据权利要求6所述一种MVR与热泵耦合式多效蒸发水处理系统的工作方法,其特征在于,所述第一调节阀(19)受液位控制器(34)的液位控制,第一调节阀(19)的开度与储液罐(11)内的液位成正比例调节关系。

8.根据权利要求6所述一种MVR与热泵耦合式多效蒸发水处理系统的工作方法,其特征在于,所述第二节流阀(17)受第一温度控制器(32)的温度控制,第二节流阀(17)的开度与第二蒸发器(13)的出口(e4)处的温度成正比例调节关系;所述第二调节阀(20)受第二温度控制器(33)的温度控制,第二调节阀(20)的开度与第一蒸发器(10)的出口(f4)处的温度成正比例调节关系。