[发明专利]机械蒸汽再压缩的多腔室压缩机和水处理方法

说明书

机械蒸汽再压缩(MVC)的多腔室压缩机(6,206,506)和水处理方法，该压缩机带有独立的容积式压缩腔室，用于热泵，具有两个主要变体：a)往复旋转式运动(6,206)，其中压缩腔室(7_ν)是基于相同角度的同心圆形扇区的径向布置的圆柱形扇区，相应表面的径向布置的叶片(20,220)的活塞以及叶片的平面通过共同转子(14)和轴(16)的轴线，以及b)往复直线运动(506)，其中各压缩腔室(52_ν)是串联布置的气缸，活塞/叶片(50_ν)具有相应的圆形表面，并且叶片平面垂直于公共轴(51)。在这两种情况下，轴(16,51)和电机都是所有叶片(20_ν,50_ν)共用的，它们有相同的行程。叶片(20_ν,50_ν)以及压缩腔室(7_ν,52_ν)的表面互不相同，因为每个压缩腔室(7_ν,52_ν)都有各自独立的一对蒸发(e_ν,d_ν,L_ν,b_ν)和热交换器腔室/区域(C_ν/eC_ν,32_ν/33_ν,132_ν,54_ν/53_ν)，在不同的热力学状态条件下，所述压缩腔室专门吸取，压缩和排放，所分配的流体/蒸汽。各级彼此独立，在所述级本身中产生提供蒸发能量的介质蒸汽，并且在每个级中独立地控制和调节流量和压缩比CR。

技术领域

本发明涉及用于多级热泵和水处理系统(脱盐，水溶液冷凝等)中的机械蒸汽再压缩(Mechanical Vapor re-Compression，MVC)的容积式、往复运动、转动或线性移动。

背景技术

容积式离心和回转式压缩机(齿轮，凸角，滑片，螺杆等)被热泵以及现有的单级和多级机械蒸汽再压缩(MVC)系统用于脱盐，工业垃圾，水溶液冷凝工业等领域。通常使用离心式的那一种。这样的应用例如记载在：

US1,150,713καιUS1,200,996,US5,676,801,WO2014/115079,US5,676,801,US5,772,850,DE3327958,JPS6483890,WO2007/148338,US5,520,008,WO2016/138343,US2,589,406,DE4431887,WO01/98665,等.

热泵开发中的重要角色既有(a)压缩机又有(b)有效的多级系统。

关于离心式压缩机，其增长和尺寸受到以下因素的限制：(a)蒸汽的比容非常大，因为最新技术的系统需要在单相中移动大量的低温蒸汽，并且(b)压气机叶片尖端的外周速度不能超过某些限制(噪音等)。

用于热泵运行的能量主要是用于压缩机的能量。为了立即启动过程，还必须(仅在启动级)通过外部来源预热给水，直到其达到系统的沸腾温度为止。然后，该过程继续并且仅通过由压缩机对蒸汽进行再压缩而提供的机械能来维持。

在其多级版本中，(MVC)系统主要是多效蒸发/脱盐(Multi-Effect Evaporation/Desalination，MEE/MED)类型，通常包括：a)用于整个系统的离心式压缩机(或更罕见的是容积式凸角式压缩机)，b)给水的外部多流预热交换器和c)带有盐水喷雾系统的蒸发腔室和冷凝器/热交换器腔室。更具体步来说：

盐水从第一级到最后一级循环，不断蒸发，同时温度逐渐降低，盐度逐渐升高。为了在所有级中保持沸腾和蒸发，从第一级到最后级增加真空，从而逐渐降低盐水的沸点。