[发明专利]可实现升膜降膜两种蒸发模式的热泵装置

说明书

技术领域

本发明涉及溶液浓缩技术领域，特别涉及一种可实现升膜降膜两种蒸发模式的热泵装置。

背景技术

传统的热泵蒸发器一套系统只能实现一种运行模式，或者降膜蒸发或者升膜蒸发。采用降膜蒸发流程时，溶液的加热过程为从上至下温度逐渐升高，液膜逐渐变薄，加热管下方可能出现干烧现象，但过程耗时少，适用于快速加热和在加热器内滞留时间短暂的物质。

采用升膜蒸发流程时，溶液的加热过程正好与降膜蒸发流程相反，从下至上温度逐步升高，由于蒸汽流动产生的曳力带动溶液沿管内壁浮升，所以上部一般不会出现干烧现象，但过程耗时较长，适用于处理加热滞留时间要求不高的物质。

若要处理不同工艺要求的溶液，则需要建立两套不同的蒸发系统，给用户带来沉重的经济压力和社会资源的浪费。单一处理功能的蒸发器使用时无法方便自如地改变加热时间和加热速度，只能在一种既定的操作模式下工作，效率不高，溶液处理过程也无法便利地调节控制，因此造成设备的通用性较差。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种实现升膜降膜两种蒸发模式的热泵装置，以克服现有的热泵蒸发器只能实现一种蒸发模式的缺陷。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种可实现升膜降膜两种蒸发模式的热泵装置，包括溶液泵、四通阀和加热器；

所述溶液泵的输入端连接溶液泵进料管，其输出端与四通阀的第一接口连接；

所述四通阀的第二接口与加热器的底部连接，其第三接口与出料管连接，其第四接口通过降膜进料管与加热器的顶部连接，第四接口还通过升膜出料管与加热器的侧壁上部连接；

所述加热器的顶部连接升膜蒸汽管，其侧壁下部连接降膜蒸汽管。

优选地，所述降膜进料管上设有单向阀，所述单向阀的输入端连接四通阀的第四接口，其输出端连接加热器的顶部；所述升膜出料管上设有单向阀，所述单向阀的输入端连接加热器的侧壁上部，其输出端连接四通阀的第四接口。

优选地，所述加热器为壳管式换热器或板壳式换热器。

优选地，所述壳管式换热器为立式壳管换热器，所述板壳式换热器为立式板壳换热器。

优选地，所述升膜蒸汽管和降膜蒸汽管均与分离器的输入端连接；所述分离器的底部通过循环管与溶液泵进料管连通；所述分离器的顶部通过分离器蒸汽管与压缩机的输入端连接，所述压缩机的输出端与所述加热器的壳程空间连通。

优选地，所述升膜蒸汽管上设有单向阀，所述单向阀的输入端与加热器的顶部连接，其输出端与分离器的输入端连接；所述降膜蒸汽管上设有单向阀，所述单向阀的输入端与所述加热器的侧壁底部连接，其输出端与分离器的输入端连接。

优选地，所述分离器为水蒸汽型气液分离器。

优选地，所述压缩机为水蒸汽型压缩机。

（三）有益效果

本发明提供的可实现升膜降膜两种蒸发模式的热泵装置，结构简单，通过四通阀的切换操作，使该装置既能进行升膜蒸发模式又能进行降膜蒸发模式；另外，通过与分离器和压缩机的连接，使蒸发过程中产生的蒸汽经分离器分离成纯净蒸汽和液滴，纯净蒸汽用于对溶液进行加热，液滴返回到溶液泵进料管重新参与蒸发过程；该热泵装置不仅操作方便灵活、通用性和集成度高，而且节能环保、效率高、成本低。

附图说明

图1为本发明可实现升膜降膜两种蒸发模式的热泵装置的结构示意图。

其中，1：压缩机；2：加热器；3：分离器；4：溶液泵；5：四通阀；6：单向阀；7：单向阀；8：单向阀；9：单向阀；10：溶液泵出口管；11：管道；12：加热器料管；13：出料管；14：降膜进料管；15：升膜出料管；16：升膜蒸汽管；17：降膜蒸汽管；18：循环管；19：分离器蒸汽管；20：压缩机出口管；21：溶液泵进料管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。