CN117800427A - 一种基于mvr技术的蒸馏水生产*** - Google Patents

一种基于mvr技术的蒸馏水生产*** Download PDF

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CN117800427A CN202311778994.5A CN202311778994A CN117800427A CN 117800427 A CN117800427 A CN 117800427A CN 202311778994 A CN202311778994 A CN 202311778994A CN 117800427 A CN117800427 A CN 117800427A
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冯波
史红彦
李琪
王有平
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Abstract

本发明属于蒸馏水生产技术领域,具体涉及一种基于MVR技术的蒸馏水生产***,包括蒸馏水储罐、纯水储罐、预热换热器、一级蒸发器、一级汽水分离器、一级压缩机、二级蒸发器、二级汽水分离器和二级压缩机;所述纯水储罐通过加水泵、预热换热器相连与蒸发器相连;蒸发器用于对纯水进行加热蒸发;蒸发器连接有压缩机相连,利用压缩器进行加压升温。本方案中利用MVR技术,对工业蒸汽中的热量进行充分利用,不仅能够实现节能降耗,也能够实现蒸馏水的生产,不仅能够满足公司自身的使用需要,实现原料成本的降低,同时也能够用于蒸馏水销售,创造经济价值,对公司的发展具有重大的推动作用。

Description

一种基于MVR技术的蒸馏水生产***
技术领域
本发明属于蒸馏水生产技术领域,具体涉及一种基于MVR技术的蒸馏水生产***。
背景技术
工业蒸馏水是通过蒸馏技术获得的一种纯净水,由于其高纯度和无害性,工业蒸馏水在许多领域都有广泛的应用,比如:在医药生产过程中,许多药物需要高纯度的水进行溶解、配制和清洁。例如,在注射剂的制备过程中,需要用工业蒸馏水制备药液,并在包装过程中用作清洗剂。此外,在实验室中,用于制备培养基、化学试剂和药物溶液的水也要求高纯度的工业蒸馏水。
目前蒸馏水的生产往往都是需要专门提供能源进行蒸馏,但是在一些工厂的其他产品的生产制造过程中往往会产生高热的高温蒸汽,同时也具有工业蒸馏水的使用需求,因此,如何利用这些高温蒸汽作为工业蒸馏水作为热源进行蒸馏水的生产,从而节省公司成本,成为了有待解决的问题。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题,本方案提供了一种基于MVR技术的蒸馏水生产***。
本发明所采用的技术方案为:
一种基于MVR技术的蒸馏水生产***,包括蒸馏水储罐、纯水储罐、预热换热器、一级蒸发器、一级汽水分离器、一级压缩机、二级蒸发器、二级汽水分离器和二级压缩机;
所述纯水储罐的底部设置有出水口,所述出水口的管道上设置有加水泵;加水泵的出口与预热换热器的冷端入口相连,预热换热器的冷端出口与一级蒸发器和二级蒸发器的进水口相连;
一级蒸发器和二级蒸发器均用于对纯水进行加热蒸发;一级蒸发器能够用于工业热蒸汽的通入并用工业热蒸汽对纯水进行加热蒸发,一级蒸发器的蒸汽出口与一级汽水分离器的进口相连,一级蒸发器的进气口连通于热气源,一级蒸发器的排气口连通烟囱;一级汽水分离器的排气口连接一级压缩机;二级蒸发器能够利用一级汽水分离器分离的蒸汽对纯水进行加热蒸发,该二级蒸发器内具有管式加热器,管式加热器的入口与一级压缩机的出口相连、出口与二级汽水分离器的进口相连;二级汽水分离器的排气口与二级压缩机相连,二级压缩机的出口与管式加热器的入口相连;
一级汽水分离器与二级汽水分离器的排水口与预热换热器的热端入口相连,预热换热器的热端出口与蒸馏水储罐相连。
作为上述蒸馏水生产***的备选或补充:所述一级蒸发器包括蒸汽通气罐和一级纯水蒸发罐;一级蒸发器的进水口设置于所述一级纯水蒸发罐的底部;蒸汽通气罐与一级纯水蒸发罐相互并列;在一级纯水蒸发罐内设置有一级蒸发腔;在蒸汽通气罐内换热盘管,所述换热盘管的进口与出口均连接在一级纯水蒸发罐的罐壁上,使得纯水能够在换热盘管与一级纯水蒸发罐之间循环,并实现纯水的加热蒸发。
作为上述蒸馏水生产***的备选或补充:在一级纯水蒸发罐内设置有多个水流环流层;在蒸汽通气罐内的工业蒸汽由下至上流动;在蒸汽通气罐内从下至上设置有多个换热盘管;多个换热盘管的进口与出口均分别连接在对应的水流环流层,相对上方的水流环流层与相对下方换热盘管对应。
作为上述蒸馏水生产***的备选或补充:每个水流环流层处均设置有隔水环和挡水板;隔水环为具有中心孔的圆盘状,隔水环的外沿与一级纯水蒸发罐的罐壁相连,隔水环位于相邻两个水流环流层之间;在相邻隔水环之间设置有圆盘状的挡水板,挡水板用于将同一个水流环流层分隔为上下两层。
作为上述蒸馏水生产***的备选或补充:所述一级纯水蒸发罐与蒸汽通气罐之间设置有管道排列腔;管道排列腔用于换热盘管与一级纯水蒸发罐之间的管道的排布;所述管道排列腔的侧壁上设置有环流水泵,环流水泵串联在换热盘管的进水侧的管道上。
作为上述蒸馏水生产***的备选或补充:在每个水流环流层处均设置有循环出水口,在每个循环出水口处均设置有电磁阀,全部电磁阀的出水端均与自循环泵的入口相连;自循环泵的出口与一级纯水蒸发罐的底部相连。
作为上述蒸馏水生产***的备选或补充:在蒸汽通气罐的一侧设置有补热炉,所述补热炉的炉腔的上部为扇叶分布腔、下部为燃烧腔,扇叶分布腔与燃烧腔之间设置有隔火板,该隔火板用于阻隔火焰且能够通气;在补热炉的炉腔与蒸汽通气罐的内腔之间由隔离栅板隔开,所述隔离栅板能够阻断火焰且流通空气;在扇叶分布腔内设置有气流扇板,所述气流扇板转动时能够加速空气在补热炉与蒸汽通气罐之间的空气流动。
作为上述蒸馏水生产***的备选或补充:所述蒸汽通气罐的排气口处设置有风动扇叶,所述风动扇叶的轴上连接有主动齿轮,主动齿轮啮合有从动齿盘,从动齿盘的连接有传动杆,传动杆与减速器的输入端相连,减速器的输出端与风动扇叶的轴相连。
作为上述蒸馏水生产***的备选或补充:所述二级蒸发器包括有二级纯水蒸发罐和所述管式加热器,在二级纯水蒸发罐内设置有二级纯水腔,管式加热器设置在二级纯水腔的底部;二级蒸发器的进水口位于二级纯水腔下部的侧壁上。
作为上述蒸馏水生产***的备选或补充:在一级纯水蒸发罐和二级纯水蒸发罐的顶部设置有溢流口,溢流口通过管道连回至纯水储罐。
本发明的有益效果为:本方案中利用MVR技术,对工业蒸汽中的热量进行充分利用,不仅能够实现节能降耗,也能够实现蒸馏水的生产,不仅能够满足公司自身的使用需要,实现原料成本的降低,同时也能够用于蒸馏水销售,创造经济价值,对公司的发展具有重大的推动作用。
附图说明
为了更清楚地说明本方案实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本方案中基于MVR技术的蒸馏水生产***的结构示意图;
图2是一级蒸发器的内部结构示意图;
图3是一级蒸发器的俯视结构示意图。
图中:1-蒸馏水储罐;2-纯水储罐;3-加水泵;4-预热换热器;5-自循环泵;51-电磁阀;6-一级蒸发器;61-补热炉;611-隔火板;612-气流扇板;613-减速器;614-传动杆;62-隔离栅板;63-蒸汽通气罐;631-换热盘管;632-风动扇叶;64-一级纯水蒸发罐;641-隔水环;642-挡水板;65-管道排列腔;651-环流水泵;7-一级汽水分离器;8-一级压缩机;9-二级蒸发器;10-二级汽水分离器;11-二级压缩机。
具体实施方式
下面将结合附图,对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,所描述的实施例仅仅是一部分实施例,而非是全部,基于本方案中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本方案的保护范围。
实施例1
如图1所示,本实施例设计了一种基于MVR技术的蒸馏水生产***,包括蒸馏水储罐1、纯水储罐2、预热换热器4、一级蒸发器6、一级汽水分离器7、一级压缩机8、二级蒸发器9、二级汽水分离器10和二级压缩机11等部件。
纯水储罐2采用不锈钢圆罐或者塑料圆罐的结构,在所述纯水储罐2的底部设置有出水口,纯水储罐2的纯水能够通过该出水口向外进行输送,从而将纯水送入到一级蒸发器6和二级蒸发器9内。
在所述出水口的管道上设置有加水泵3;加水泵3的出口与预热换热器4的冷端入口相连,预热换热器4的冷端出口与一级蒸发器6和二级蒸发器9的进水口相连;纯水流经预热换热器4的冷端时,能够利用与该预热换热器4进行换热,从而实现纯水的余热。该预热换热器4可以采用板式换热器或其他现有的换热器结构。
一级蒸发器6和二级蒸发器9均用于对纯水进行加热蒸发;具体的,一级蒸发器6利用通入的工业热蒸汽对一级蒸发器6内部的纯水进行加热蒸发;而二级蒸发器9利用蒸发的蒸汽在汽水分离器分离出的热气,在经过压缩机压缩后增加的热量作为热源,来对二级蒸发器9中的纯水进行加热蒸发。
一级蒸发器6的蒸汽出口与一级汽水分离器7的进口相连,一级蒸发器6的进气口连通于热气源,工业蒸汽能够通过该进气口送入到一级蒸发器6内,一级蒸发器6的排气口连通烟囱,从而通过烟囱来实现工业蒸汽剩余空气的排放;一级汽水分离器7的排气口连接一级压缩机8,从而利用该一级压缩机8对一级汽水分离器7分离出的热气进行压缩,从而使得热气的压力、温度升高,热焓增加。
二级蒸发器9主要利用一级汽水分离器7分离的蒸汽对二级蒸发器9内的纯水进行加热蒸发,该二级蒸发器9内具有管式加热器,管式加热器的入口与一级压缩机8的出口相连、出口与二级汽水分离器10的进口相连;二级汽水分离器10的排气口与二级压缩机11相连,二级压缩机11的出口与管式加热器的入口相连;二级压缩机11对二级汽水分离器10分离出的热气进行压缩,从而使得热气的压力、温度升高,热焓增加。
一级汽水分离器7与二级汽水分离器10的排水口与预热换热器4的热端入口相连,预热换热器4的热端出口与蒸馏水储罐1相连。
以上结构中,利用MVR技术,对工业蒸汽中的热量进行充分利用,不仅能够实现节能降耗,也能够实现蒸馏水的生产,不仅能够满足公司自身的使用需要,实现原料成本的降低,同时也能够用于蒸馏水销售,创造经济价值,对公司的发展具有重大的推动作用。
实施例2
如图1至图3所示,在实施例1的结构基础上,本实施例设计了一种适用的一级蒸发器6结构。
本实施例中的一级蒸发器6包括蒸汽通气罐63、一级纯水蒸发罐64、加热炉等部件。蒸汽通气罐63、一级纯水蒸发罐64、加热炉三者相互并列的设置。蒸汽通气罐63的作用是用于工业蒸汽的通入,一级纯水蒸发罐64用于对送入的纯水进行加热蒸发,加热炉用于在工业蒸汽的温度过低或者温度往复波动时,进行热量补充,从而保证蒸馏水的稳定生产。
一级蒸发器6的进水口设置于所述一级纯水蒸发罐64的底部,预热换热器4的冷端出口送出的纯水能够通过相应的管道送入到该一级纯水蒸发罐64内进行加热蒸发。蒸汽通气罐63与一级纯水蒸发罐64相互并列的设置,可以通过焊接连接等方式将两者的罐体外壳焊接连接到一起,从而提高一体性。在一级纯水蒸发罐64内设置有一级蒸发腔;在蒸汽通气罐63内换热盘管631,所述换热盘管631的进口与出口均连接在一级纯水蒸发罐64的罐壁上,使得纯水能够在换热盘管631与一级纯水蒸发罐64之间循环,并实现纯水的加热蒸发。纯水在进入到一级蒸发腔内时,能够在环流水泵651的驱动下,进入到换热盘管631中,工业蒸汽在经过换热盘管631时,换热盘管631可以采用不锈钢管或者采用铜管,从而实现快速工业蒸汽的纯水的快速换热,进而达到纯水加热蒸发的效果。
在一级纯水蒸发罐64内可以多个隔水环641,从而使得一级纯水蒸发罐64内形成多个水流环流层,水流环流层的侧壁上所设置的出水口与一级纯水蒸发罐64的罐壁相切,从而使得换热盘管631进入一级纯水蒸发罐64内的水流能够推动水流环流层的水流沿罐壁环形流动。同时,在蒸汽通气罐63内的工业蒸汽由下至上流动;在蒸汽通气罐63内从下至上设置有多个换热盘管631;多个换热盘管631的进口与出口均分别连接在对应的水流环流层,相对上方的水流环流层与相对下方换热盘管631对应。从而使得刚进入蒸汽通气罐63的工业蒸汽优先加热一级纯水蒸发罐64最上层的纯水,从而加速纯水的蒸发,而位于蒸汽通气罐63上部的工业蒸汽由于消耗了热量,温度降低后也能够用于加热一级纯水蒸发罐64相对下层的纯水,从而实现一级纯水蒸发罐64内的纯水由下至上依次加热的效果。
为了实现水流环流层的分层效果,在每个水流环流层处均设置有隔水环641和挡水板642;隔水环641为具有中心孔的圆盘状,并且隔水环641位于相邻两个水流环流层之间,隔水环641的外沿与一级纯水蒸发罐64的罐壁相连,有每个水流环流层的水并不是被同步加热的,因此往往存在温度差,而在水流环形流动过程中,由于热流往往具有向上流动的趋势,从而使得同一水流环流层中温度较高的水流能够经过隔水环641的中心进行相对上侧的水流环流层中。而在相邻隔水环641之间设置有圆盘状的挡水板642,其作用是阻挡热流的上升惯性,从而避免从相对下层上升而来的热流不经过当前的水流环流层的加热,而直接进入到相对上层的水流环流层中。此外,挡水板642用于将同一个水流环流层分隔为上下两层,从而在纯水在水流环流层环形流动过程中,同一个水流环流层的上下分隔,从而避免预进入相对上层的热流在扰流等因素下进入到相对下层中。
所述一级纯水蒸发罐64与蒸汽通气罐63之间设置有管道排列腔65;管道排列腔65用于换热盘管631与一级纯水蒸发罐64之间的管道的排布;所述管道排列腔65的侧壁上设置有环流水泵651,环流水泵651串联在换热盘管631的进水侧的管道上。通过管道排列腔65能够方便于一级纯水蒸发罐64与蒸汽通气罐63之间的管道的排布,从而避免这些管道直接暴露在工业蒸汽的环境中,而影响管道的使用寿命和稳定性。
在每个水流环流层处均设置有循环出水口,在每个循环出水口处均设置有电磁阀51,全部电磁阀51的出水端均与自循环泵5的入口相连;自循环泵5的出口与一级纯水蒸发罐64的底部相连。由于各个水流环流层的目的是实现热流分层,因此,在各个水流环流层处设置温度传感器,从而当各层的水流环流层的温度低于设定温度时,能够控制环流水泵651的工作功率,从而加速对应水流环流层的升温,同时也可以打开对应的电磁阀51,从而利用自循环泵5将对应水流环流层的热流返送到一级纯水蒸发罐64的加热起点处。
在蒸汽通气罐63的一侧设置有补热炉61,所述补热炉61的炉腔的上部为扇叶分布腔、下部为燃烧腔,扇叶分布腔与燃烧腔之间设置有隔火板611,该隔火板611用于阻隔火焰且能够通气;在补热炉61的炉腔与蒸汽通气罐63的内腔之间由隔离栅板62隔开,所述隔离栅板62能够阻断火焰且流通空气;在扇叶分布腔内设置有气流扇板612,所述气流扇板612转动时能够加速空气在补热炉61与蒸汽通气罐63之间的空气流动。当工业蒸汽的温度降低或者温度波动较大时,可以利用补热炉61进行热量补充,从而避免对蒸馏水生产的影响。在使用时,该燃烧腔内可以放置燃烧器或者放置燃料,燃烧时产生的热量向上流动进入到扇叶分布腔,并在气流扇板612转动过程中,使热气流穿过隔离栅板62进入到蒸汽通气罐63内,从而保证蒸汽通气罐63内的蒸汽温度。
气流扇板612可以由电机进行驱动,也可以在所述蒸汽通气罐63的排气口处设置有风动扇叶632,所述风动扇叶632的轴上连接有主动齿轮,主动齿轮啮合有从动齿盘,从动齿盘的连接有传动杆614,传动杆614与减速器613的输入端相连,减速器613的输出端与风动扇叶632的轴相连。风动扇叶632利用蒸汽通气罐63处的尾气进行驱动,从而有效的实现气流扇板612的传动,同时,由于蒸汽通气罐63中的气流量往往不稳定,在传动过程中能够形成不规则的振动,从而抖落工业蒸汽或燃料产生的烟尘。
所述二级蒸发器9包括有二级纯水蒸发罐和所述管式加热器,在二级纯水蒸发罐内设置有二级纯水腔,管式加热器设置在二级纯水腔的底部;二级蒸发器9的进水口位于二级纯水腔下部的侧壁上。在一级纯水蒸发罐64和二级纯水蒸发罐的顶部设置有溢流口,溢流口通过管道连回至纯水储罐2。
上述实施例仅仅是为了清楚地说明所做的举例,而并非对实施方式的限定;这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本技术的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于MVR技术的蒸馏水生产***,其特征在于:包括蒸馏水储罐(1)、纯水储罐(2)、预热换热器(4)、一级蒸发器(6)、一级汽水分离器(7)、一级压缩机(8)、二级蒸发器(9)、二级汽水分离器(10)和二级压缩机(11);
所述纯水储罐(2)的底部设置有出水口,所述出水口的管道上设置有加水泵(3);加水泵(3)的出口与预热换热器(4)的冷端入口相连,预热换热器(4)的冷端出口与一级蒸发器(6)和二级蒸发器(9)的进水口相连;
一级蒸发器(6)和二级蒸发器(9)均用于对纯水进行加热蒸发;一级蒸发器(6)能够用于工业热蒸汽的通入并用工业热蒸汽对纯水进行加热蒸发,一级蒸发器(6)的蒸汽出口与一级汽水分离器(7)的进口相连,一级蒸发器(6)的进气口连通于热气源,一级蒸发器(6)的排气口连通烟囱;一级汽水分离器(7)的排气口连接一级压缩机(8);二级蒸发器(9)能够利用一级汽水分离器(7)分离的蒸汽对纯水进行加热蒸发,该二级蒸发器(9)内具有管式加热器,管式加热器的入口与一级压缩机(8)的出口相连、出口与二级汽水分离器(10)的进口相连;二级汽水分离器(10)的排气口与二级压缩机(11)相连,二级压缩机(11)的出口与管式加热器的入口相连;
一级汽水分离器(7)与二级汽水分离器(10)的排水口与预热换热器(4)的热端入口相连,预热换热器(4)的热端出口与蒸馏水储罐(1)相连。
2.根据权利要求1所述的基于MVR技术的蒸馏水生产***,其特征在于:所述一级蒸发器(6)包括蒸汽通气罐(63)和一级纯水蒸发罐(64);一级蒸发器(6)的进水口设置于所述一级纯水蒸发罐(64)的底部;蒸汽通气罐(63)与一级纯水蒸发罐(64)相互并列;在一级纯水蒸发罐(64)内设置有一级蒸发腔;在蒸汽通气罐(63)内换热盘管(631),所述换热盘管(631)的进口与出口均连接在一级纯水蒸发罐(64)的罐壁上,使得纯水能够在换热盘管(631)与一级纯水蒸发罐(64)之间循环,并实现纯水的加热蒸发。
3.根据权利要求2所述的基于MVR技术的蒸馏水生产***,其特征在于:在一级纯水蒸发罐(64)内设置有多个水流环流层;在蒸汽通气罐(63)内的工业蒸汽由下至上流动;在蒸汽通气罐(63)内从下至上设置有多个换热盘管(631);多个换热盘管(631)的进口与出口均分别连接在对应的水流环流层,相对上方的水流环流层与相对下方换热盘管(631)对应。
4.根据权利要求3所述的基于MVR技术的蒸馏水生产***,其特征在于:每个水流环流层处均设置有隔水环(641)和挡水板(642);隔水环(641)为具有中心孔的圆盘状,隔水环(641)的外沿与一级纯水蒸发罐(64)的罐壁相连,隔水环(641)位于相邻两个水流环流层之间;在相邻隔水环(641)之间设置有圆盘状的挡水板(642),挡水板(642)用于将同一个水流环流层分隔为上下两层。
5.根据权利要求4所述的基于MVR技术的蒸馏水生产***,其特征在于:所述一级纯水蒸发罐(64)与蒸汽通气罐(63)之间设置有管道排列腔(65);管道排列腔(65)用于换热盘管(631)与一级纯水蒸发罐(64)之间的管道的排布;所述管道排列腔(65)的侧壁上设置有环流水泵(651),环流水泵(651)串联在换热盘管(631)的进水侧的管道上。
6.根据权利要求3所述的基于MVR技术的蒸馏水生产***,其特征在于:在每个水流环流层处均设置有循环出水口,在每个循环出水口处均设置有电磁阀(51),全部电磁阀(51)的出水端均与自循环泵(5)的入口相连;自循环泵(5)的出口与一级纯水蒸发罐(64)的底部相连。
7.根据权利要求2-6之一所述的基于MVR技术的蒸馏水生产***,其特征在于:在蒸汽通气罐(63)的一侧设置有补热炉(61),所述补热炉(61)的炉腔的上部为扇叶分布腔、下部为燃烧腔,扇叶分布腔与燃烧腔之间设置有隔火板(611),该隔火板(611)用于阻隔火焰且能够通气;在补热炉(61)的炉腔与蒸汽通气罐(63)的内腔之间由隔离栅板(62)隔开,所述隔离栅板(62)能够阻断火焰且流通空气;在扇叶分布腔内设置有气流扇板(612),所述气流扇板(612)转动时能够加速空气在补热炉(61)与蒸汽通气罐(63)之间的空气流动。
8.根据权利要求7所述的基于MVR技术的蒸馏水生产***,其特征在于:所述蒸汽通气罐(63)的排气口处设置有风动扇叶(632),所述风动扇叶(632)的轴上连接有主动齿轮,主动齿轮啮合有从动齿盘,从动齿盘的连接有传动杆(614),传动杆(614)与减速器(613)的输入端相连,减速器(613)的输出端与风动扇叶(632)的轴相连。
9.根据权利要求2-6之一所述的基于MVR技术的蒸馏水生产***,其特征在于:所述二级蒸发器(9)包括有二级纯水蒸发罐和所述管式加热器,在二级纯水蒸发罐内设置有二级纯水腔,管式加热器设置在二级纯水腔的底部;二级蒸发器(9)的进水口位于二级纯水腔下部的侧壁上。
10.根据权利要求9所述的基于MVR技术的蒸馏水生产***,其特征在于:在一级纯水蒸发罐(64)和二级纯水蒸发罐的顶部设置有溢流口,溢流口通过管道连回至纯水储罐(2)。
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