[实用新型]一种微波-蒸发装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种微波-蒸发装置，属于微波设备技术领域。

背景技术

蒸发过程是一个高能耗过程，生产中蒸发的目地通常是：（1）获得浓缩的溶液直接作为化工产品或者半成品；（2）籍蒸发以脱除溶剂，将溶液增浓至饱和状态，随后加以冷却，析出固体产物，即采用蒸发、结晶联合操作以获得固体溶质；（3）脱除杂质，制取纯净溶剂。

传统蒸发过程的实质是热量的传递，溶剂汽化的速率取决于传热速率，因此，蒸发操作应属于传热过程。目前常用的蒸发设备有：降膜式蒸发器、升膜式蒸发器、强制循环蒸发器、外加热式蒸发器、浸没燃烧蒸发器、中央循环管蒸发器等。

但是，传统蒸发过程由于只能采用蒸汽或其他热源换热来供给蒸发所需的能量，存在以下问题：

（1）蒸发效率低，往往需要采用多级或多效的复杂蒸发系统，设备投资大；（2）浓溶液在沸腾汽化过程中常在加热表面上析出溶质而形成垢层，降低传热系数，使能耗增加；（3）溶剂蒸发汽化需吸收大量气化热，因此，蒸发操作是高耗能过程。4)传统蒸发设备需要经过复杂的原料液和各效之间料液加热的蒸汽换热系统，并采用耐高温、耐腐蚀的中间循环泵阀，需频繁更换，投资和运行成本高。

微波是一种可以快速、原位传递能量的电磁波，也是一种绿色、快速、高效、易于自控的新型能源。利用微波作为能源实现海水淡化的报道较少，而利用方法大都是直接采用简单的蒸发罐模式，采用微波直接加热大体积溶液。

采用微波蒸发设备能对海水蒸发回收利用和在氧化铝在氧化铝生产过程中，拜耳法种分母液分解后得到的母液必须进行蒸发浓缩，排出多余的水分，以保持生产流程（循环系统）中的水量平衡。

全球的水总储量为13.86亿km³，其中96.5％为海水，其他分布在陆地、大气和生物体中，约为2.53％，其中多存储于冰川、雪盖和750m深度以上的地下，而可取用的河水、湖水及浅层地下水等仅占0.2％左右，这里还包括相当大一部分的苦咸水。

多级闪蒸的海水淡化过程，在目前各种海水淡化技术中，多级闪蒸占有主导地位，其造水规模约占世界上总造水规模的60%，技术比较成熟，而且特别适合热电厂进行电水联产。但该方法存在着设备投资高、蒸发效率低、能耗大、成本高腐蚀快、传热效率低及设备操作弹性小等缺点，无法实现低成本高效率的海水淡化处理。实用新型专利CN202744353U《一种微波加热海水淡化喷淋集气装置》，是采用微波首先加热海水，然后海水经过喷淋头以液滴形式进入蒸发室，实现海水淡化。该专利采用了微波加热海水，节省海水加热时间，并采用喷淋增加了水蒸汽汽化面积。但是，水的汽化潜热较大，在液滴蒸发过程中需要大量的热量，提供蒸发所需热量，而液滴在蒸发室中的蒸发过程中并没有额外热量供应，这将制约液滴的蒸发效果；另外，要达到较好的蒸发效果，海水需要加热到较高的温度。

发明内容

本实用新型针对现有技术存在的问题及不足，本实用新型提供一种微波-蒸发装置。本实用新型的微波-蒸发装置能对海水蒸发回收利用和拜耳法种分母液分解后得到的母液进行蒸发浓缩，本装置取消了中间循环泵和蒸汽换热系统，充分发挥微波选择性脱水的特点，本实用新型通过以下技术方案实现。

一种微波-蒸发装置，包括原料罐1、液滴产生装置、微波蒸发装置和蒸发水回收装置，液滴产生装置包括进料泵2、控制阀门a11a和高压喷头12，微波蒸发装置包括磁控管3、除沫器4、热电偶5、蒸汽出口6、蒸发罐7、控制阀门b11b、控制阀门c11c、出料泵13、蒸发床14、料液出口15、转轴16、轴承17和密封圈18，蒸发水回收装置包括蒸汽冷凝器8、蒸馏水收集罐9和真空泵10，原料罐1出料口依次与进料泵2、控制阀门a11a和高压喷头12管道连接，高压喷头12通过管道从蒸发罐7侧边插入位于蒸发罐7内部上端，蒸发罐7外部四周均匀设置磁控管3，蒸发罐7根据实际情况安装若干热电偶5，蒸发罐7内部高压喷头12正下方通过转轴16、轴承17和密封圈18设有蒸发床14，蒸发床14能通过转轴16在0°~90°内可调，蒸发罐7底部设有料液出口15，料液出口15与两根管道连接，一根管道直接连接控制阀门c11c，另一根管道通过控制阀门b11b连接回高压喷头12管道，蒸发罐7内部上部设有除沫器4，蒸发罐7顶部设有蒸汽出口6，蒸汽出口6依次与蒸汽冷凝器8、蒸馏水收集罐9和真空泵10管道连接。

所述蒸发罐7与磁控管3之间设有保温层。