[发明专利]一种全玻璃管MVC低溶解度污水蒸发冷凝净化系统

权利要求书

1.一种全玻璃管MVC低溶解度污水蒸发冷凝净化系统，其特征在于，包括：蒸发冷凝器、压缩机、水泵、预热器和原水箱；水泵将原水从原水池抽取出来并经过预热器后进入原水箱，根据负荷从原水箱调用预热后的原水从侧面进入蒸发冷凝器，在蒸发冷凝器的壳管内蒸发后进入压缩机得到高温高压的过热蒸汽，过热蒸汽在蒸发冷凝器的侧面进入蒸发冷凝器内的蒸发管，与原水换热在蒸发管内冷凝，冷凝得到蒸馏水流出；原水蒸发后剩余部分浓水，在蒸发冷凝器的底部从左侧流出，系统最终产生的浓水以固体析出回收的方式实现零排放；采用热静力排空气阀或水力喷射泵，排除蒸发冷凝器内部的不凝气体；采用全玻璃异形管壳式换热器作为预热器对原水进行预热，加热水为冷凝得到的蒸馏水；原水走壳程，蒸馏水走管程；换热器的壳管为全玻璃真空管或单层玻璃直通管，内管为压成较扁的椭圆状玻璃管；玻璃管密集排列，管间距和椭圆短径取相同，椭圆短径和相邻椭圆管最小间距的取值范围在5-20mm。

2.如权利要求1所述的全玻璃管MVC低溶解度污水蒸发冷凝净化系统，其特征在于，在预热器和蒸发冷凝器之间设置一个原水箱，箱外设置保温层，当水温过低时利用太阳能、风能可再生能源将箱内原水加热到设计温度；原水箱存储预热之后的原水，使得预热器和蒸发冷凝器之间异步运行。

3.如权利要求1所述的全玻璃管MVC低溶解度污水蒸发冷凝净化系统，其特征在于，蒸发冷凝器外部采用直通式全玻璃管，作为蒸发冷凝器的外壳；直通式全玻璃管内部上方安置走原水的直管，下方均匀分布玻璃直管作为蒸发管；直通式全玻璃管的一侧口由上至下分别安装蒸汽分流器和浓水出口，一侧口分别安装原水出流器、蒸汽集流器和蒸馏水集流器。

4.如权利要求3所述的全玻璃管MVC低溶解度污水蒸发冷凝净化系统，其特征在于，建立蒸发冷凝器的传热模型并利用迭代法计算得到在单根蒸发管流量较低时总传热热阻的主要影响因素在蒸发侧，蒸发冷凝器的传热模型包括物料/盐分守恒方程(1)和(2)、蒸发冷凝器传热量守恒方程(3)、管内外传热系数计算公式(4)和(5)；

M_f＝M_b+M_d (1)

M_f·X_f＝M_b·X_b+M_d·X_d (2)

M_f·c_p·(t_b-t_f)+M_d·r_b＝h_e·A_e·(t_d-t_b) (3)

其中，M_f为原水流量，M_b为浓水流量，M_d为淡水/蒸汽流量，X_f为原水盐度，X_b为浓水盐度，X_d为淡水/蒸汽盐度，c_p为比热容，t_b为浓水温度，t_f为原水温度，r_b为浓水气化潜热，h_e为总量传热系数，A_e为总量面积，t_d为淡水/蒸汽温度，h_i为蒸发管内传热系数，λ_l为液体热导率，ρ_l为液体密度，ρ_v为气体密度，g为重力加速度，r_d为淡水/蒸汽气化潜热，μ_l为动力粘度，d_i为蒸发管内直径，t_w为蒸发管壁温度，h_o为蒸发管外传热系数，Re为雷诺数，Pr为普朗特数，Q_e为总传热量。

5.如权利要求3所述的全玻璃管MVC低溶解度污水蒸发冷凝净化系统，其特征在于，蒸发冷凝器内部均匀分布的蒸发管外包裹有一层吸湿性好并相互连接的网格布，最顶端蒸发管上的网格布延伸至原水管，原水管上部开缝，网格布从缝中伸入原水管；最下的蒸发管的网格布有一头自由端下垂和玻璃壳内壁底面接触。