[发明专利]一种基于蒸汽梯级利用的溶液浓缩装置及其实现方法

说明书

本发明公开了一种基于蒸汽梯级利用的溶液浓缩装置及其实现方法，该装置包括多个浓缩罐，浓缩罐共联有真空泵，浓缩罐以前一个浓缩罐的排液口连接后一个浓缩罐的进液口的方式连接；排在第一的浓缩罐的进液口连有第一水泵；该浓缩罐内安有加热装置，该浓缩罐之后的浓缩罐内均安有热交换管，热交换管的进气口连接前一个浓缩罐的蒸汽出口，前一个浓缩罐的水蒸汽在下一个浓缩罐的热交换管中变为冷凝水，每一热交换管的出气口均连接有一个储水器，储水器连接有第三水泵；稀溶液中的水分被分离后形成浓缩液，排在最后的一个浓缩罐的排液口连有第二水泵。其实现方法包括抽真空、进稀溶液、再次抽真空、再生运行以及排浓缩液与排冷凝水。

技术领域

本发明涉及制冷空调系统的设计和制造技术领域，特别是应用于制冷空调系统中的一种溶液浓缩装置，具体地说是一种基于蒸汽梯级利用的溶液浓缩装置及其实现方法。

背景技术

热源塔热泵系统是在充分考虑夏热冬冷地区气候环境和现有三种供冷/热方式优缺点的基础上产生的一种新型热泵系统，其夏季能够实现高效供冷，冬季能够实现高效供热，且不受地理环境限制，初投资较低，是夏热冬冷地区较为理想的空调系统。但受夏热冬冷地区冬季湿冷的气候特点影响，热源塔溶液从空气中换热过程中不可避免存在溶液从空气中吸收水分的现象。如何高效的将热源塔中溶液的水分剥离出来，实现溶液浓缩，成为热源塔热泵系统中最关键的问题之一。

同时溶液除湿作为一种新型的温湿度独立控制系统的关键部分，在制冷空调系统中应用的越来越广泛。然后溶液除湿后除湿性溶液存在变稀释的现象，如何实现稀释后的溶液变浓同时尽可能的减少能耗，成为溶液除湿空调系统广泛推广的关键问题之一。

此外，在船舶出海时，往往需要补充淡水。对于在海上长期工作，且对淡水需求量比较大的场合，船舶中自带的淡水则无法满足要求。因此在船舶中设置一台高效的海水淡化装置对船舶出海长期可靠性运行则非常重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，提供在真空环境下通过沸腾冷凝使稀溶液中的水分高效剥离实现溶液浓缩的一种基于蒸汽梯级利用的溶液浓缩装置及其实现方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种基于蒸汽梯级利用的溶液浓缩装置，包括多个用于将稀溶液中多余的水分分离出来的浓缩罐，多个浓缩罐共联有通过抽真空使每一个浓缩罐内均营造出真空环境的真空泵，并且多个浓缩罐中以前一个浓缩罐的排液口通过连通管连接后一个浓缩罐的进液口的连通方式依次相连接；多个浓缩罐中排在第一的浓缩罐的进液口连接有用于泵入稀溶液的第一水泵；排在第一的浓缩罐内安装有通过加热使罐内稀溶液中的水分在真空环境下沸腾变为水蒸汽的加热装置；排在第一的浓缩罐之后的每一个浓缩罐内均安装有利用前一个浓缩罐内产生的水蒸汽加热其罐内溶液的热交换管，每一热交换管的进气口均通过蒸汽管道连接前一个浓缩罐的蒸汽出口，前一个浓缩罐的水蒸汽在下一个浓缩罐的热交换管中换热后转变为冷凝水，每一热交换管的出气口均连接有一个用于存放冷凝水的储水器，储水器连接有用于排出储水器中冷凝水的第三水泵；稀溶液在溶液中的水分被分离后形成浓缩液，排在最后的一个浓缩罐的排液口连接有用于泵出浓缩液的第二水泵。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

进入排在第一的浓缩罐内的稀溶液为经过预加热后的热稀溶液，排在第一的浓缩罐的进液口通过进液管连接有用于将第一水泵泵入的稀溶液进行预加热的加热罐，加热罐的底部进液口与第一水泵相连接，第一水泵的进水端的管道上安装有第一水流开关，进液管上安装有用于控制管路通断的第十二电磁阀，并且进液管上在位于第十二电磁阀和加热罐间的管路上旁通有溶液排出管，溶液排出管上安装有第十三电磁阀；加热罐中设置有蒸汽加热管，蒸汽加热管的进气端通过蒸汽管道与排在最后的一个浓缩罐的蒸汽出口相连接，该蒸汽加热管的出气端连接有一个用于存放冷凝水的蓄水器，蓄水器的排液口与第三水泵相连接。