CN102036725B - 流体分馏工艺和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分馏工艺，用于使用至少两个流体连接的蒸发器单元产生流体的至少两个浓缩馏分，所述流体包括溶质、悬浮或者溶解含量。该工艺包含的步骤为：将包括溶质、悬浮或者溶解含量的馈送流体馈送到至少一个第一蒸发器单元；在至少所述第一蒸发器单元中从所述馈送流体蒸发第一数量的流体，以产生第一浓缩流体；将所述第一浓缩流体的至少一部分馈送到至少第二蒸发器单元；在至少所述第二蒸发器单元中从所述第一浓缩流体蒸发第二数量的流体，以产生第二浓缩流体。

Description

流体分馏工艺和设备

技术领域

本发明主要涉及流体分馏工艺和在其中使用的设备。本发明特别可应用于从水溶液恢复所选择的浓度和/或组成馏分，并且这将便于在下文中揭示与那个示例性应用相关的本发明。然而，应当理解，本发明可以轻易地适用于其他应用及其他类型的流体。 

背景技术

以下对本发明的背景的讨论意在使对本发明的理解更容易。然而，应当理解，该讨论不是对所引用的任何材料在本申请的优先权日被出版、已知或者是公知常识一部分的承认或者认可。 

天然水源可能包含各种使人感兴趣的溶解物、矿物质、盐或者其它被溶解或悬浮的物质。例如，水源可能包含固体和例如是氯化钠(食盐)的溶解物，所述固体包括硼、磷、锰、铁、钴、镍、铜、锌、铅、铝等。 

人们想要能够控制水混合物中的这些溶解物和被溶解物质的浓度。例如，当制造矿泉水时，人们想要生产具有基本上恒定的被溶解矿物质含量的矿泉水。在其他应用中，例如在氯化钠提取中，人们想要产生用于各种用途的不同浓缩馏分的盐水。 

发明内容

根据本发明，提供一种分馏工艺，用于使用至少两个流体连接的蒸发器单元产生包括溶质、悬浮或者溶解的含量的流体的至少两个浓缩馏分。该工艺包含的步骤为： 

将包括溶质、悬浮或者溶解的含量的馈送流体馈送到至少一个第一蒸发器单元； 

在至少所述第一蒸发器单元中从所述馈送流体蒸发第一数量的流体，以产生第一浓缩流体； 

将所述第一浓缩流体的至少一部分馈送到至少一个第二蒸发器单元；以及 

在至少所述第二蒸发器单元中从所述第一浓缩流体蒸发第二数量的流体，以产生第二浓缩流体；并且将第一、第二或进一步浓缩的流体的一种或更多种悬浮或者溶解的含量的浓缩控制在预定的浓度范围内。 

因此本发明提供一种工艺，在该工艺中，两个流体连接的蒸发器单元产生被馈送到该工艺中的流体的至少两个不同的浓缩馏分。在这方面，每个蒸发器除去流体的一些流体含 量，由此相对于流体含量的浓缩悬浮或者溶解的含量。所产生的各个浓缩馏分可以被有选择地利用。 

每个蒸发步骤主要涉及将一部分被馈送到蒸发器单元中的流体转变或者改变为蒸气的工艺。这可以通过用任何合适的手段允许或者促使蒸发单元内的蒸发而做到。 

本发明的工艺可以更进一步包括产生该流体的进一步浓缩馏分的蒸发步骤。因此，根据本发明的工艺的一些实施例包括至少一个进一步蒸发器单元，该进一步蒸发器单元流体连接到第一或者第二蒸发器单元中的至少一个，在进一步蒸发器单元中，进行一个或更多的进一步蒸发步骤。在这种工艺中，更多数量的流体被从馈入进一步蒸发器单元中的浓缩流体蒸发，以产生进一步浓缩的流体。第一、第二和进一步蒸发器单元优选串联连接。由此，馈入第一蒸发器单元的流体沿着单个连接的流道通过第二蒸发器单元，然后通过随后的一个或更多的进一步蒸发器单元。 

当然，各个蒸发步骤中的一个或更多个可以在至少两个运转连接的蒸发器单元中执行。在这方面，不同的蒸发器单元能够与一个或更多个附加蒸发器单元运转连接。每一附加蒸发器单元与各个蒸发器单元并行运转，并且同样被馈入与那个蒸发器单元基本上相同的馈送流体并且产生基本上相同的浓缩流体。 

本发明的工艺可以包括任何数量的蒸发步骤的流体连接序列，这些蒸发步骤的连接序列中的每一个都能够被运转连接到任何数量的相应的并行且运转连接的蒸发步骤。这会涉及运转连接和流体连接的蒸发器单元的阵列的使用。在单个序列蒸发步骤的情况下，每一蒸发器单元可以被排列成单个线性阵列，在多序列蒸发步骤并列的情况下，被排列成二维阵列、甚至三维阵列。 

本发明的工艺优选可以包括将选定数量的初始馈送流体馈送到任何蒸发单元中的步骤，以便精确控制在那个蒸发单元中的流体的浓度。 

在有些示范性的实施例中，流体从不同蒸发步骤中的每一步骤蒸发的流体在外部应用中被利用。例如，当馈入工艺的流体包括水时，通过蒸发步骤产生的水能被作为进一步的处理或者应用的水源使用。这样的流体源优选用于液态。因此，对于根据本发明的工艺，优选包括在各个蒸发步骤的一个或更多个之后凝结在蒸发步骤期间被蒸发的流体的步骤。凝结被蒸发的流体使流体更容易被运输和移动到远离处理的地点。 

优选凝结步骤中的一个或更多个包括将能量从在蒸发步骤期间被蒸发的流体转移到馈入正在运行的蒸发器单元中的各种浓缩流体。这个步骤促进能量从蒸发的流体转移到在处理中的处理步骤。因此，否则会被浪费的热源在处理中被利用，结果提高处理的热效率。 

应该理解，从蒸发的流体转移到浓缩流体的热能可以是蒸发的流体的显热(sensible heat)和/或蒸发的流体中的流体凝结潜热。 

凝结步骤中的一个或更多个优选在热交换器中进行。热交换器可以是任何能够处理正在凝结的气流以及液流的合适类型的热交换器。合适的热交换器包括板式热交换器，双管式热交换器，管壳式换热器等等。优选地，热交换器是特制的冷凝器型热交换器。 

蒸发步骤可以包括任何合适的蒸发工艺，所述蒸发工艺从馈入各个蒸发器单元的流体中蒸发出一部分流体。在一个优选实施例中，蒸发步骤中的一个或更多个包含绝热蒸发工艺。通过利用绝热蒸发，处理可以在相对低的温度和常压下操作。相比较而言，包括使流体沸腾的其它的蒸发技术需要高温和/或低压来实现蒸发。利用低温和常压可以由此降低工艺中使用的蒸发器单元的成本和复杂性，并且可以使用低品位热量(在有些实施例中为废热)用于蒸发步骤。 

在有些实施例中，本发明的工艺可以包括第一、第二或者进一步浓缩流体的一部分从在各自的第一、第二或者进一步蒸发器与运行中的蒸发器单元之间的流道分流。在这样的实施例中，第一、第二或者进一步浓缩的流体可以被使用者有选择地利用。 

如上所述，本发明的工艺包括第一、第二或者进一步浓缩的流体中的一个或更多个的悬浮或者溶解的含量的浓缩被控制在预定浓度范围内的步骤。这个控制可以通过控制工艺的任意数量的工艺变量实现。然而，为了使第一、第二或者进一步浓缩的流体中的一个或更多个的悬浮或者溶解的含量维持在预定的浓度范围内，优选控制馈入各个蒸发器单元的流体的温度、各个蒸发器单元的内压、从各自蒸发器单元离开的浓缩流体的流速或者馈入各自蒸发器单元的初始馈送流体的流速中的一个或更多个。 

从不同浓缩流体中重新获得一种或更多种悬浮或者溶解的含量是合乎需要的。因此，为了促进一种或更多种悬浮或者溶解的含量的重新获得，各种添加剂、表面活性剂、浮选剂(flotation additive)或者其它的分离辅助剂可以被添加到馈入蒸发器单元的流体和/或浓缩的流体中。在有些实施例中，本发明的工艺可以包括引入至少一种添加剂的步骤，以使第一、第二或者进一步浓缩的流体中的一个或更多个的悬浮或者溶解的含量结晶。 

根据本发明的另一个方面，提供一种分馏***，用于产生包括溶解物悬浮或者溶解含量的流体的至少两个浓缩馏分。该***包括：第一蒸发器单元，用于从第一馈送流体蒸发第一数量的流体，以产生第一浓缩流体；和第二蒸发器单元，用于从第二馈送流体蒸发第二数量的流体，以产生第二浓缩流体。第二蒸发器单元流体连接到第一蒸发器单元，从而第一浓缩流体是第二馈送流体。 

该分馏***可以优选包括至少一个进一步蒸发器单元，各蒸发器单元流体连接到在前的蒸发器单元，使得来自在前的蒸发器单元的浓缩流体被馈入至少一个进一步蒸发器单元中。而且，分馏***的有些实施例还可以使第一、第二或进一步蒸发器单元中的一个或更多个并联到一个或更多个补充蒸发器单元。补充蒸发器单元被馈入与分别馈入第一、第二或进一步蒸发器单元相同的馈送流体，并且产生基本相同的第一、第二或进一步的浓缩流体。优选一个或更多个补充蒸发器单元流体连接到进一步蒸发器单元。 

根据本发明的分馏***因此可以包括任意数量的流体连接的蒸发器单元序列并且这些连接序列中的每一个可以被运转连接到任何数量的对应并行且可运转连接的蒸发器单元。在单一序列的蒸发步骤的情况下，每个蒸发器单元可以排列在单个线性阵列中，在多序列蒸发步骤并列的情况下，排列在二维阵列、甚至是三维阵列中。 

在有些实施例中，分馏***可以包括凝结单元，在凝结单元中，在各个蒸发器单元中蒸发的第一、第二或进一步数量的流体中的至少一个被凝结。优选凝结单元包含热交换器，在热交换器中，能量分别从第一、第二或进一步数量的流体转移到馈入在后的蒸发器单元中的第二或进一步浓缩的流体。如上所述，这提高了***的热效率。 

分馏***进一步包括控制器，用于将第一、第二或进一步浓缩的流体中的一个或更多个的悬浮或者溶解的含量的浓度控制在预定的浓度范围。因此，通过各个蒸发单元产生的每种浓缩馏分可以被有选择地控制，以产生包括在预定的和优选可重复的浓度范围内的溶解物、悬浮或者溶解的含量的浓缩流体。 

蒸发器单元可以包括便于在其中进行蒸发步骤的任何适当的处理步骤。 

在有些实施例中，一个或更多个蒸发器单元包括喷洒装置，用于喷洒馈入蒸发器单元的液体。按照根据本发明的工艺，一个或更多个蒸发步骤优选包括将馈入各个蒸发器单元的流体喷洒到各自蒸发器单元中的步骤。将馈送流体喷洒到蒸发器单元中使馈送流体分离为小液滴，这提供了更大的表面面积，因此促进蒸发器单元中的蒸发。 

在有些实施例中，各蒸发器单元包括槽(sump)，各浓缩流体被收聚在槽中，各槽与在后的蒸发器单元的入口流体连接。应该理解，在这样的实施例中，流体从槽排出的温度、体积/数量和速度会影响槽中悬浮或者溶解的含量的浓度。 

在有些实施例中，一个或更多个蒸发器单元包括风扇单元，用于在蒸发器单元内产生对流热交换条件，以加速馈入各个蒸发器单元中的流体的蒸发。优选风扇单元对馈入蒸发器单元的流体产生横截、逆流或其它希望方向的气流。 

附图说明

现在，将参考图示本发明的特别优选实施例的附图描述本发明，其中： 

图1是根据本发明的一个实施例的一个浓缩分馏工艺的概略流程图。 

图2是一个用于图1所示浓缩分馏工艺的蒸发器单元的示意图。 

图3是图2所示蒸发器单元的立体图。 

图4是根据本发明的浓缩分馏工艺中使用的图3所示蒸发器单元的线性阵列的立体图。 

图5是根据本发明的浓缩分馏工艺中使用的图3所示蒸发器单元的多维阵列的立体图。 

图6是根据本发明的浓缩分馏工艺中使用的图3所示蒸发器单元的另一多维阵列的立体图。 

具体实施方式

参照图1，显示根据本发明的分馏工艺10的一个实施例的概略流程图。 

图示的分馏工艺10包括两个流体串联的蒸发器单元12和14。第一蒸发器单元12是具有馈入口16的喷洒馈送蒸发器单元，流体经由喷洒装置17通过馈入口16馈入第一蒸发器单元12。液滴向下滴落穿过蒸发器单元12。第一蒸发器单元12还包括进气口18，利用风扇或者类似装置，干燥空气通过进气口18沿着相对于来自于喷洒装置17的液滴横截、逆流或者其它合适方向被吹入第一蒸发器单元12。流体出口20和22还设置在第一蒸发器单元12的顶端和底端。 

顶端出口20设置用于使蒸汽或者气流排出第一蒸发器单元12。顶端出口20流体连接到凝结单元26。凝结单元26起凝结出口流27中蒸汽的作用。液体产物通过液体产物流28排出凝结单元26。凝结单元26可以是能够处理凝结气流和液流的任何合适类型的热交换器。合适的凝结单元26包括板式热交换器、套管式热交换器、管壳式换热器等等。 

馈入第一蒸发器单元12的没有蒸发的流体被收聚在第一蒸发器单元12的槽部24。底端出口22设置用于将液体产物从第一蒸发器单元12的槽部24排空。底端出口22流体连接到分流阀30，分流阀30可用于将预定数量的流体从液流32分流到产物流34。剩余流体从液流32流到凝结单元26的另一侧的入口。被加热的液流从凝结单元26的出口38排出并且被直接馈送到第二蒸发器单元14的入口116。 

图示的凝结单元26将能量从来自流27的凝结流体转移到从流36馈送来的流体。应该理解，凝结单元26用来仅仅通过从馈入凝结单元26的流27去除热量将热量转移到输入凝结单元26的流36。而且，应该理解，输入凝结单元26的至少一些馈送水被提供给第二蒸发器单元14。这个工艺步骤在工艺中促进从蒸发的流体到处理流的能量转移。因此，否则可能被浪费的热源在处理中被利用，提高了处理的热效率。应该理解，从蒸发的流体转移到浓缩流体的热能可以为蒸发的流体的显热(sensible heat)和/或蒸发的流体中的流体凝结潜热。 

第二蒸发器单元14和辅助设备(凝结器126和分流阀134)包括与第一蒸发器单元12基本相同的工艺装备。因此，第二蒸发器单元14中相似的部分的标号是为第一蒸发器单元12中的那些部分的标号加100。应该理解，对第一蒸发器单元12的上述描述适用于第二蒸发器单元14的每个组件。 

在操作中，包括溶解物、悬浮或者溶解的含量的流体被馈入第一蒸发器12的入口，例如包含悬浮和/或溶解固体的水源和诸如氯化钠(食盐)等的溶解物，所述固体包括硼、磷、锰、铁、钴、镍、铜、锌、铅、铝等等。流体通过喷洒装置17喷洒而形成流体滴(fluiddroplets)。来自进气口18的空气沿着与流体滴相反的流向吹过来自喷洒装置17的流体滴，使得一部分流体含量被蒸发。优选该蒸发工艺是在低于流体沸点的温度下发生的绝热处理。 

蒸发的流体(呈蒸汽形式)向上流动，并且通过顶端出口20排出第一蒸发器单元12。该流体流到凝结器26的蒸汽侧(未图示的)，并且在那里被凝结。由此得到的流体(例如在水源情况下是水)通过产物流28排出凝结器。该流体基本上通过蒸发工艺被净化，因此可被用于其它的应用。在水源、例如盐水的水溶液的情况下，由此得到的产物基本上是净化水。这个净化水能被用作淡水水源，用于其它的应用，诸如饮用水(如果它适于饮用的话)、处理水、灌溉用水等等。 

第一蒸发器单元12中未蒸发的剩余流体向下落下穿过第一蒸发器单元12，并且被收集在第一蒸发器单元12的槽24中。由于除去馈入第一蒸发器单元12的流体溶解物的一部分的流体含量，流体的任何溶解物、悬浮或者溶解的含量现在被更加浓缩(相对于流体的体积)。这形成用于这个工艺10的流体的第一浓缩馏分。当然，流体的任何易挥发的悬浮或者溶解的含量会与蒸发工艺一起被除去。因此，本工艺10可能不适于形成这种类型的流体含量的更加浓缩的流体溶液。 

这个浓缩的流体从底端出口22流出到分流阀30，任何所需数量的浓缩的流体可以在此被从工艺中去除。剩余浓缩的流体流到凝结单元26的另一侧的入口，在凝结单元26，剩余浓缩的流体在凝结器26的另一侧被正在凝结的流体所提供的能量加热。被加热的流体流从凝结单元26的出口38排出并且被直接馈送到第二蒸发器单元14的入口116中。再次，应当理解，凝结单元26仅意欲用于通过去除馈入凝结单元26的流27的热量来将热量转移到输入凝结单元26的流36。而且，应该理解，至少一些输入凝结单元26的馈送水被提供给第二蒸发器单元14。 

第二蒸发器单元14对从入口116馈入第二蒸发器单元14的浓缩的流体进行相似的蒸发工艺。在这方面，蒸发器单元14和附接的凝结器126从产物流128产生净化的流体流和在流122中的进一步浓缩的流体。这形成馈入第一蒸发器单元12的流体的第二浓缩馏分。 

再次，这个进一步浓缩的流体从底端出口122流出到分流阀130，任何所需数量的进一步浓缩的流体可以在这里被从工艺中被去除。剩余浓缩的流体流到第二凝结单元126的另一侧的入口，在第二凝结单元126，剩余浓缩的流体在第二凝结器126的另一侧被正在凝结的流体所提供的能量加热。被加热的液流排出凝结单元126。 

应该理解，这个液流138可以被馈入又一个蒸发器单元(未图示的)，该又一个蒸发器单元***作以产生更进一步净化的流体流和进一步浓缩的流体，该更进一步净化的流体流和进一步浓缩的流体也将会被馈入相似串联的另一个蒸发器单元等等。 

相似的，产物流速可以通过利用这些蒸发单元和凝结器的中一个或更多个运转连接的序列被提高。在这方面，每一蒸发器单元都被并行操作。 

图示的工艺10还优选包括控制***(未图示)，诸如PLC型控制***，用于将蒸发器单元12和14的各个槽24，124中的悬浮或者溶解的含量控制在预定浓度范围内。这个控制***可以监控和调整许多工艺变量，以便将蒸发器单元12和14的各个槽24、124中的悬浮或者溶解的含量控制在预定浓度范围。这样话，馈入各个蒸发器单元12和14的流体的温度、各个蒸发器单元12和14的内压、从各自蒸发器单元12和14的槽12和124去除的浓缩流体的流速、馈入各自蒸发器单元12和14的初始馈送流体的流速中的每一个均被监控和调整，以便维持每个蒸发器单元12和14的槽24，124中的浓缩流体的悬浮或者溶解的含量的浓度。 

泵单元(未图示的)或者其它的流体运动装置可以在需要的地方被结合选定的工艺流中。 

现在参照图2，显示根据本发明的一个优选蒸发器单元结构212的示意图。这个蒸发器单元212可以被用于类似于图1所示的工艺10中的第一蒸发器单元12，第二蒸发器单元14和/或任何进一步蒸发器单元。为了引用方便起见，图2所示的这个蒸发器单元结构212中与图1所示的第一蒸发器单元12对应的类似组件被用相同的标号加212来标注。 

图示的蒸发器单元212是具有两个部分的喷洒馈送蒸发器单元，这两个部分是馈入蒸发器单元的流体经受绝热蒸发的蒸发部分213和流体蒸汽可以被凝结和被收集的凝结部分215。 

蒸发部分213包括馈入口216，流体通过馈入口216馈入喷洒装置217。空气通过进气口218吹入蒸发器单元212，进气口218具有流体连接到它于其上的风扇219。再次，蒸发器单元212的底部包括流体聚集的槽部224。然而，在这个结构中，顶端出口220被构造为整体弯曲的管道227的一部分，整体弯曲的管道227适配到蒸发器的顶端，并且引导向蒸发器212的凝结部分250。蒸发部分213的底端出口222流体连接到分流阀230，分流阀230可用于将预定数量的流体从液流32分流到产物流34。来自于液流32的剩余流体流向凝结部分215的凝结单元226侧的入口。 

凝结部分215包括凝结单元226。凝结单元226被用于凝结从蒸发器部分213产生的任何蒸汽。液体产物聚集在凝结槽250中并且通过产物流228排出蒸发器单元212。再次，凝结单元226可以是能够处理凝结气体流和液体流的任何合适类型的热交换器。 

现在参考图3到6，显示了一些不同结构的蒸发器单元300、310、320、330，这些蒸发器单元可被用于根据本发明的分馏工艺。 

图3是根据本发明的一个蒸发器单元300外部的立体图。这个特殊的蒸发器单元300以与关于图2所示蒸发器单元212所描述的基本类似的方式起作用，具有馈入蒸发器单元300的流体经受绝热蒸发的蒸发部分313和流体蒸汽可以凝结并被收集的凝结部分315。这个单一蒸发器单元300可以被串联和/或并联，以形成一维或者多维阵列来处理输入的流体流。 

图4显示五个蒸发器单元300以与关于图1所示的工艺10所显示和描述的相类似的方式串联的单一线性阵列310。在这个特殊的工艺中，例如污水流等馈送流体可以被输入阵列中的第一个蒸发器单元300，从阵列中的每个蒸发器单元300可以产生浓缩流体的五种不同的浓缩馏分。这些浓缩馏分可以被使用者或者控制***有选择地利用、混合等等。 

图5显示以与关于图1所示的工艺10所显示和描述相类似的方式串联的十个蒸发器单元300的十列325的二维堆叠线性阵列320。在这个特殊的工艺中，例如污水流的馈送流 体可以被输入阵列中的第一个蒸发器单元300，并且可以从串联的蒸发器单元300的每个列325产生浓缩流体的十种不同的浓缩馏分。替代地，双层可以并行运行，使得两个竖直堆叠的蒸发器单元300的列325产生类似的浓缩流体。在这种情况下，可以从串联的蒸发器单元300的每个列325产生浓缩流体的五种不同的浓缩馏分。这些浓缩馏分可以被使用者或者控制***有选择地利用、混合等等。 

图5显示以与关于图1所示的工艺10所显示和描述相类似的方式串联的十个蒸发器单元300的五十列331的三维堆叠线性阵列330。蒸发器332，334，336，338和340的各个部分包括并联的十个蒸发器单元300的十列321，每个蒸发器单元300产生选定和控制级别的浓缩流体。在这个特殊的工艺中，例如污水流的馈送流体可以被输入阵列中的第一个蒸发器单元300，并且可以从串联的蒸发器单元300的每个部分产生浓缩流体的五种不同的浓缩馏分。如图6所示，部分332产生浓缩级别6％，部分334产生浓缩级别12％，部分336产生浓缩级别18％，部分338产生浓缩级别24％，部分340产生浓缩级别30％。这些浓缩馏分可以被使用者或者控制***有选择地利用、混合等等。 

因此，根据本发明的工艺可以被用来产生可以从流体输入流中提取的盐和/或其它的矿物质。这个流体可以是诸如矿泉水源或者海水/盐水等的天然水源，来自淡化车间的盐水流，来自矿山、诸如污水流等的污染水源的卤水流或者任何其它的流体混合物。因此，蒸发器单元12，14，212，300可以在一维或者多维阵列中使用，以处理图4到6所显示的实例的输入流。 

在有些实施例中，为了促进一种或更多种悬浮或者溶解的含量的重新获得，各种添加剂、表面活性剂、浮选剂或者其它的分离辅助剂可以被添加到馈入蒸发器单元12，14，212，300的流体和/或浓缩的流体中。例如，化学添加剂可以被添加到蒸发器单元(例如图1中的蒸发器单元12)的槽内的浓缩流体中，以便在一些或者所有连接的单元中激励或者控制某些矿物质的结晶。这种化学添加剂产生的结果是可以从根据本发明的工艺中提取的矿物质。在这种蒸发器单元阵列的至少一些蒸发器单元中控制悬浮或者溶解的含量(有时是污染级别)保持在某些浓度范围内的情况下，那些提取出的矿物质仅仅在由各蒸发器单元中的控制单元控制的浓度范围内。然而，应该理解，在其它的实施例中，不必为了从流体馈送中提取矿物质而添加任何添加剂。 

这个工艺能被使用的一个特殊的实例是从盐水中提取食盐，氯化钠。应该理解，这个盐水可以来源于大海，淡化车间的盐水流或者是其他来源。盐水可以被馈入该处理(比如图1中的处理流)。因此，该蒸发工艺能够在蒸发器单元12和14的槽中产生两种浓缩的 盐水溶液。进一步浓缩的盐水溶液可以通过利用与蒸发器单元12和14串联的进一步蒸发器单元(未图示)产生。有利地，基本上净化的水可以从产物流28和128中被提取，而可以被用于诸如灌溉、工业用水、饮用水(如果是可以饮用的话)或者类似物等等其它的应用。各种盐水溶液可以被处理到所有水已经被提取的程度，因此产生盐。替代地，化学添加剂可以被添加到一种或更多种浓缩的盐水溶液(在蒸发器单元中或者在分别利用阀30或者130在流34和/或134中分流后)，以使氯化钠开始结晶。 

本领域的技术人员可以理解这里描述的本发明除了具体描述的之外容易变化和变型。本发明包括落入本发明的精神和范围的所有这种变化和变型。 

在本说明书(包括权利要求)中使用了术语“包括(comprise，comprises，comprised，comprising)”，其应该被理解成明确所述特征、整体、步骤或组件的存在，而不是排除一个或更多个其它的特征、整体、步骤、元件或者其组合的存在。 

Claims (23)

1.一种分馏工艺，用于使用至少两个流体连接的蒸发器单元产生包括溶质、悬浮或者溶解的含量的流体的至少两个浓缩馏分，该工艺包含的步骤为：

将包括溶质、悬浮或者溶解的含量的馈送流体馈送到至少第一蒸发器单元；

在至少所述第一蒸发器单元中从所述馈送流体蒸发第一数量的流体，以产生第一浓缩流体；

将所述第一浓缩流体的至少一部分馈送到至少第二蒸发器单元；以及

在至少所述第二蒸发器单元中从所述第一浓缩流体蒸发第二数量的流体，以产生第二浓缩流体；并且将第一、第二或进一步浓缩的流体的一种或更多种悬浮或者溶解的含量的浓缩控制在预定的浓度范围内。

2.如权利要求1所述的分馏工艺，其特征在于，进一步包括在流体连接到所述第一或者第二蒸发器单元中的至少一个的进一步蒸发器单元中进行的一个或更多个进一步蒸发步骤，其中，又一数量的流体被从馈入所述进一步蒸发器单元的浓缩流体蒸发，以产生进一步浓缩的流体。

3.如权利要求1所述的分馏工艺，其特征在于，各个蒸发步骤中的一个或更多个在至少两个操作连接的蒸发器单元中进行。

4.如权利要求1所述的分馏工艺，其特征在于，进一步在各个蒸发步骤的一个或更多个之后包括以下步骤：

凝结在所述蒸发步骤期间蒸发的流体的步骤。

5.如权利要求4所述的分馏工艺，其特征在于，所述凝结步骤中的一个或更多个包括以下步骤：

将能量从所述蒸发步骤期间蒸发的流体转移到馈入正在处理的蒸发器单元中的各个浓缩流体。

6.如权利要求4所述的分馏工艺，其特征在于，所述凝结步骤中的一个或更多个在热交换器中进行。

7.如权利要求1所述的分馏工艺，其特征在于，所述蒸发步骤中的一个或更多个包含绝热蒸发工艺。

8.如权利要求1所述的分馏工艺，其特征在于，所述蒸发步骤中的一个或更多个包括以下步骤：将馈入所述各个蒸发器单元中的流体喷洒到所述各个蒸发器单元中。

9.如权利要求1所述的分馏工艺，其特征在于，进一步包括以下步骤：

将来自流道的第一、第二或进一步浓缩的流体的一部分从所述第一、第二或进一步蒸发器与正在处理的蒸发器单元之间分流。

10.如权利要求1所述的分馏工艺，其特征在于，进一步包括以下步骤：

将选定数量的初始馈送流体馈送到任何蒸发单元中，以便于精确控制该蒸发单元内的流体浓缩。

11.如权利要求10所述的分馏工艺,其特征在于，将第一、第二或进一步浓缩的流体的一种或更多种悬浮或者溶解的含量的浓缩控制在预定的浓度范围内的步骤包括控制馈入各个蒸发器单元的流体的温度、各个蒸发器单元的内压、浓缩流体离开各个蒸发器单元的流速或馈入各个蒸发器单元的初始馈送流体的流速中的一个或更多个的步骤。

12.如权利要求1所述的分馏工艺,其特征在于，进一步包括以下步骤:

引入至少一种添加剂，以使所述第一、第二或进一步浓缩的流体的一种或更多种悬浮或者溶解的含量结晶。

13.一种分馏***，用于产生包括溶解物，悬浮或者溶解的含量的流体的至少两个浓缩馏分，该***包括:

第一蒸发器单元，用于从第一馈送流体蒸发第一数量的流体，以产生第一浓缩的流体;和

第二蒸发器单元，用于从第二馈送流体蒸发第二数量的流体，以产生第二浓缩的流体;

其中，所述第二蒸发器单元被流体连接到所述第一蒸发器单元，使得所述第一浓缩的流体是所述第二馈送流体；和

控制器，所述控制器用于将第一、第二或进一步浓缩的流体的一种或更多种悬浮或者溶解的含量的浓缩控制在预定的浓度范围内。

14.如权利要求13所述的分馏***，其特征在于，进一步包括至少一个进一步蒸发器单元,各个蒸发器单元流体连接到在前的蒸发器单元，使得来自在前的蒸发器单元的浓缩的流体被馈入至少一个进一步蒸发器单元中。

15.如权利要求13所述的分馏***,其特征在于，所述第一、第二或进一步蒸发器单元中的一个或更多个***作连接到一个或更多个补充蒸发器单元，所述一个或更多个补充蒸发器单元被馈入与分别馈入所述第一、第二或进一步蒸发器单元内的馈送流体实质上一样的馈送流体，并且产生实质上一样的第一、第二或进一步浓缩的流体。

16.如权利要求15所述的分馏***，其特征在于，所述补充蒸发器单元中的一个或更多个被流体连接到进一步蒸发器单元。

17.如权利要求14所述的分馏***，其特征在于，进一步的包括凝结单元，在所述凝结单元中，所述第一、第二或进一步数量的流体被凝结。

18.如权利要求17所述的分馏***，其特征在于，所述凝结单元包含热交换器，在所述热交换器中，能量分别从所述第一、第二或进一步数量的流体转移到馈入当前的蒸发器单元的第二或进一步浓缩的流体。

19.如权利要求13所述的分馏***，其特征在于，所述蒸发器单元中的一个或更多个包括用于喷洒馈入所述蒸发器单元中的液体的喷洒装置。

20.如权利要求13所述的分馏***，其特征在于，各个蒸发器单元包括槽，各个浓缩的流体被收集在所述槽中，各个槽流体连接到通往正在处理的蒸发器单元的入口。

21.如权利要求13所述的分馏***，其特征在于，所述蒸发器单元中的一个或更多个包括风扇单元，用于在蒸发器单元内产生对流热交换条件，以增强馈入各自蒸发器单元中的流体的蒸发。

22.如权利要求21所述的分馏***，其特征在于，所述风扇单元对馈入所述蒸发器单元中的流体产生横截或逆流气流。

23.如权利要求13到22中任何一项所述的分馏***，其特征在于，使用如权利要求书1到12中任何一项所述的分馏工艺。

Images