一种直驱型热泵蒸发浓缩系统技术方案

一种直驱型热泵蒸发浓缩系统，涉及一种蒸发浓缩技术。现有蒸发浓缩系统存在投资大、能源浪费的问题。本实用新型专利技术将电加热器置于热泵蒸发器中；蒸发浓缩系统通过抽真空管路排出系统中的气体；蒸发罐与热泵蒸发器通过第一热泵工质循环管路和第二热泵工质循环管路形成一个闭合的回路；热泵压缩机处于第一热泵工质循环管路上，热泵节流膨胀装置处于第二热泵工质循环管路上；原料液通过进料管路进入到蒸发罐中，浓缩液通过排料管路排出；蒸发罐中产生的二次蒸汽通过二次蒸汽管路流经热泵蒸发器内放热冷凝，冷凝液通过热泵凝结水管路排出系统，冷凝水通过热泵凝结水管路排出系统外。本实用新型专利技术用于原料液的蒸发浓缩。

A Direct Drive Heat Pump Evaporation and Concentration System

【技术实现步骤摘要】
一种直驱型热泵蒸发浓缩系统
本技术涉及一种蒸发浓缩技术，具体涉及一种直驱型热泵蒸发浓缩系统。
技术介绍
蒸发浓缩是工业中典型的化工操作单元，广泛适用于轻工、食品、制药、海水淡化、污水处理等工艺流程中。目前常规多效蒸发浓缩系统存在多种问题，一是：蒸发浓缩系统的启动热源主要采用锅炉产生的生蒸汽，系统运行过程中需要锅炉源源不断的提供生蒸汽进行维持，使用条件多，且需要大量的初投资；二是：蒸发浓缩系统中从溶液中蒸发出来的“二次蒸汽”由于压力低和品质低，不利于输送，基本达不到用气条件，因此产生的二次蒸汽直接排放至大气中造成环境污染，或是需要冷却塔对二次蒸汽进行冷却变成冷凝水排出，或被用到一些低压蒸汽设备，浪费了二次蒸汽的冷凝热，造成能源浪费。
技术实现思路
本技术需要解决的技术问题是：现有的常规多效蒸发浓缩系统存在投资大、能源浪费的问题，进而提供一种直驱型热泵蒸发浓缩系统。本技术为解决上述技术问题采用的技术方案是：所述的直驱型热泵蒸发浓缩系统包括蒸发罐、排液泵、真空泵、集水罐、进料调节阀、出料调节阀、排气调节阀、进料管路、排料管路、二次蒸汽管路、抽真空管路、热泵工质循环系统和启动热源；所述的热泵工质循环系统包括热泵蒸发器、热泵压缩机、热泵节流膨胀装置、第一热泵工质循环管路和第二热泵工质循环管路；所述的第一热泵工质循环管路的进气口连接热泵蒸发器的出气口，第一热泵工质循环管路的出气口连接蒸发罐的工质进气口,蒸发罐的工质出液口连接第二热泵工质循环管路的进液口，第二热泵工质循环管路的出液口连接热泵蒸发器的进液口；所述的热泵压缩机设置在第一热泵工质循环管路上，所述的热泵节流膨胀装置设置在第二热泵工质循环管路上；所述的启动热源置于热泵蒸发器中；所述的二次蒸汽管路的进汽口连接蒸发罐的二次蒸汽出汽口，二次蒸汽管路的出汽口连接热泵蒸发器的二次蒸汽进汽口，热泵蒸发器的出液口通过管路连接在集水罐的进液口上；所述的抽真空管路的进气口连接集水罐的出气口，在抽真空管路上沿空气流动方向依次设置有排气调节阀和真空泵；所述的进料管路的进料口连接供料源，进料管路的出料口连接蒸发罐的进料口，且进料管路上设置有进料调节阀；蒸发罐的出料口连接排料管路的进料口，在排料管路上沿浓缩液流动方向依次设置有出料调节阀和排液泵；进一步的,所述的启动热源为电加热器；进一步的,所述的直驱型热泵蒸发浓缩系统还包括热泵凝结水管路、排水泵和止回阀；所述的热泵凝结水管路的进液口连接集水罐的出液口，在热泵凝结水管路上沿液体流动方向依次设置有排水泵和止回阀。所述的直驱型热泵蒸发浓缩系统包括一效蒸发罐、二效蒸发罐、排液泵、真空泵、集水罐、节流装置、排气调节阀、抽真空管路、进料调节阀组、出料调节阀组、进料管路、排料管路、二次蒸汽管路、热泵工质循环系统和启动热源；所述的热泵工质循环系统包括热泵蒸发器、热泵压缩机、热泵节流膨胀装置、第一热泵工质循环管路和第二热泵工质循环管路；所述的第一热泵工质循环管路的进气口连接热泵蒸发器的出气口，第一热泵工质循环管路的出气口连接蒸发罐的工质进气口,蒸发罐的工质出液口连接第二热泵工质循环管路的进液口，第二热泵工质循环管路的出液口连接热泵蒸发器的进液口；所述的热泵压缩机设置在第一热泵工质循环管路上，所述的热泵节流膨胀装置设置在第二热泵工质循环管路上；所述的二次蒸汽管路包括一效二次蒸汽管路、二效二次蒸汽管路和混合蒸汽管路；所述的一效二次蒸汽管路的进汽口连接一效蒸发罐的出汽口，一效二次蒸汽管路的出汽口连接二效蒸发罐中的的进汽口，二效蒸发罐的出液口通过出液管连接在混合蒸汽管路的进液口上，所述的出液管上设置有节流装置；所述的二效二次蒸汽管路的进汽口连接二效蒸发罐的出汽口，二效二次蒸汽管路的出汽口连接混合蒸汽管路的进汽口，混合蒸汽管路的出汽口连接热泵蒸发器中的进汽口，热泵蒸发器的出液口通过管路连接在集水罐的进液口上；所述的抽真空管路的进气口连接集水罐的出气口，在抽真空管路上沿空气流动方向依次设置有排气调节阀和真空泵；所述的进料调节阀组包括总进料调节阀；所述进料管路包括一效进料管路、二效进料管路和总进料管路；总进料管路的出料口分别连接一效进料管路的进料口和二效进料管路的进料口，一效进料管路的出料口连接一效蒸发罐的进料口，二效进料管路的出料口连接二效蒸发罐的进料口；所述的总进料调节阀设置在总进料管路上；所述的出料调节阀组包括总出料调节阀；所述的排料管路包括一效排料管路、二效排料管路和总排料管路；一效排料管路的进料口连接一效蒸发罐的出料口，二效排料管路的进料口连接二效蒸发罐的出料口，一效排料管路的出料口和二效排料管路的出料口分别与总排料管路的进料口连接；在总排料管路上沿浓缩液流动方向依次设置有总出料调节阀和排液泵；所述的启动热源安装在热泵蒸发器中、一效二次蒸汽管路或二效二次蒸汽管路上；进一步的，所述的直驱型热泵蒸发浓缩系统还包括热泵凝结水管路、排水泵和止回阀；所述的热泵凝结水管路的进液口连接集水罐的出液口，在热泵凝结水管路上沿液体流动方向依次设置有排水泵和止回阀；进一步的，所述的启动热源为电加热器，所述的电加热器置于热泵蒸发器中；进一步的，所述的启动热源包括第一启动生蒸汽管路和第一减压阀；所述的第一启动生蒸汽管路的出汽口连接在一效二次蒸汽管路的进汽管段上，且第一启动生蒸汽管路上设置有第一减压阀；所述的一效二次蒸汽管路上设置有第一调节阀，且第一调节阀处于一效二次蒸汽和生蒸汽混合前的管段上；进一步的，所述的启动热源包括蒸汽发生器、第二启动生蒸汽管路、排水管路、水蒸气调节阀、排水阀、第二减压阀、生蒸汽管路、补水阀和补水管路；所述的第二启动生蒸汽管路的出汽口连接在二效二次蒸汽管路的进汽管段上，且二效二次蒸汽管路上设置有第二调节阀，所述的第二调节阀处于二效二次蒸汽和生蒸汽混合前的的管路上；所述的生蒸汽管路的出汽口连接蒸汽发生器的进汽口，且生蒸汽管路上设置有第二减压阀；第二启动生蒸汽管路的进汽口连接蒸汽发生器的出汽口，且第二启动生蒸气管路上设置有水蒸气调节阀；排水管路的进水口连接蒸汽发生器的出水口，且排水管路上设置有排水阀；补水管路的出水口连接蒸汽发生器的进水口，且补水管路上设置有补水阀；进一步的，所述的进料调节阀还包括一效进料调节阀和二效进料调节阀；所述的一效进料调节阀设置在一效进料管路上，二效进料调节阀设置在二效进料管路上；进一步的，所述的出料调节阀还包括一效出料调节阀和二效出料调节阀，所述的一效出料调节阀设置在一效排料管路上，二效出料调节阀设置在二效排料管路上。本技术的有益效果是：1)本系统通过将二效蒸发浓缩系统和热泵循环系统结合，去除了冷却塔和锅炉设备，减少了初投资；同时热泵循环系统可以利用二次蒸汽中的冷凝热，将其用于热泵工质的蒸发，稳定运行过程中不用提供新的生蒸气或电能作为启动热源，提高了能源利用效率，减少了运行费用；整个系统更加紧凑，便于使用；热泵循环系统能源利用率高，它所提供给一效蒸发罐的能量＝吸收的二次蒸汽冷凝热+压缩机电能，所以本系统节能效果好。2)经济性：制冷剂工质在低蒸发温度条件下密度大，相同流量下使用的压缩机体积小，并利用热泵蒸发器替代了原有系统中的冷凝器，初投资费用较少；系统启动过程中可利用少量生蒸汽或电能制取大量水蒸气，运行过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直驱型热泵蒸发浓缩系统，其特征在于：所述的直驱型热泵蒸发浓缩系统包括蒸发罐(1)、排液泵(5)、真空泵(6)、集水罐(7)、进料调节阀(12)、出料调节阀(13)、排气调节阀(14)、进料管路(22)、排料管路(23)、二次蒸汽管路(25)、抽真空管路(27)、热泵工质循环系统和启动热源；所述的热泵工质循环系统包括热泵蒸发器(2)、热泵压缩机(3)、热泵节流膨胀装置(4)、第一热泵工质循环管路(24‑1)和第二热泵工质循环管路(24‑2)；所述的第一热泵工质循环管路(24‑1)的进气口连接热泵蒸发器(2)的工质出气口，第一热泵工质循环管路(24‑1)的出气口连接蒸发罐(1)的工质进气口,蒸发罐(1)的工质出液口连接第二热泵工质循环管路(24‑2)的进液口，第二热泵工质循环管路(24‑2)的出液口连接热泵蒸发器(2)的进液口；所述的热泵压缩机(3)设置在第一热泵工质循环管路(24‑1)上，所述的热泵节流膨胀装置(4)设置在第二热泵工质循环管路(24‑2)上；所述的启动热源置于热泵蒸发器(2)中；所述的二次蒸汽管路(25)的进汽口连接蒸发罐(1)的二次蒸汽出汽口，二次蒸汽管路(25)的出汽口连接热泵蒸发器(2)的二次蒸汽进汽口，热泵蒸发器(2)的出液口通过管路连接在集水罐(7)的进液口上；所述的抽真空管路(27)的进气口连接集水罐(7)的出气口，在抽真空管路(27)上沿空气流动方向依次设置有排气调节阀(14)和真空泵(6)；所述的进料管路(22)的进料口连接供料源，进料管路(22)的出料口连接蒸发罐(1)的进料口，且进料管路(22)上设置有进料调节阀(12)；蒸发罐(1)的出料口连接排料管路(23)的进料口，在排料管路(23)上沿浓缩液流动方向依次设置有出料调节阀(13)和排液泵(5)。...

【技术特征摘要】
1.一种直驱型热泵蒸发浓缩系统，其特征在于：所述的直驱型热泵蒸发浓缩系统包括蒸发罐(1)、排液泵(5)、真空泵(6)、集水罐(7)、进料调节阀(12)、出料调节阀(13)、排气调节阀(14)、进料管路(22)、排料管路(23)、二次蒸汽管路(25)、抽真空管路(27)、热泵工质循环系统和启动热源；所述的热泵工质循环系统包括热泵蒸发器(2)、热泵压缩机(3)、热泵节流膨胀装置(4)、第一热泵工质循环管路(24-1)和第二热泵工质循环管路(24-2)；所述的第一热泵工质循环管路(24-1)的进气口连接热泵蒸发器(2)的工质出气口，第一热泵工质循环管路(24-1)的出气口连接蒸发罐(1)的工质进气口,蒸发罐(1)的工质出液口连接第二热泵工质循环管路(24-2)的进液口，第二热泵工质循环管路(24-2)的出液口连接热泵蒸发器(2)的进液口；所述的热泵压缩机(3)设置在第一热泵工质循环管路(24-1)上，所述的热泵节流膨胀装置(4)设置在第二热泵工质循环管路(24-2)上；所述的启动热源置于热泵蒸发器(2)中；所述的二次蒸汽管路(25)的进汽口连接蒸发罐(1)的二次蒸汽出汽口，二次蒸汽管路(25)的出汽口连接热泵蒸发器(2)的二次蒸汽进汽口，热泵蒸发器(2)的出液口通过管路连接在集水罐(7)的进液口上；所述的抽真空管路(27)的进气口连接集水罐(7)的出气口，在抽真空管路(27)上沿空气流动方向依次设置有排气调节阀(14)和真空泵(6)；所述的进料管路(22)的进料口连接供料源，进料管路(22)的出料口连接蒸发罐(1)的进料口，且进料管路(22)上设置有进料调节阀(12)；蒸发罐(1)的出料口连接排料管路(23)的进料口，在排料管路(23)上沿浓缩液流动方向依次设置有出料调节阀(13)和排液泵(5)。2.根据权利要求1所述的直驱型热泵蒸发浓缩系统，其特征在于：所述的启动热源为电加热器(9)。3.根据权利要求2所述的直驱型热泵蒸发浓缩系统，其特征在于：所述的直驱型热泵蒸发浓缩系统还包括热泵凝结水管路(26)、排水泵(8)和止回阀(15)；所述的热泵凝结水管路(26)的进液口连接集水罐(7)的出液口，在热泵凝结水管路(26)上沿液体流动方向依次设置有排水泵(8)和止回阀(15)。4.一种直驱型热泵蒸发浓缩系统，其特征在于：所述的直驱型热泵蒸发浓缩系统包括一效蒸发罐(1-1)、二效蒸发罐(1-2)、排液泵(5)、真空泵(6)、集水罐(7)、节流装置(10)、排气调节阀(14)、抽真空管路(27)、进料调节阀组、出料调节阀组、进料管路、排料管路、二次蒸汽管路、热泵工质循环系统和启动热源；所述的热泵工质循环系统包括热泵蒸发器(2)、热泵压缩机(3)、热泵节流膨胀装置(4)、第一热泵工质循环管路(24-1)和第二热泵工质循环管路(24-2)；所述的第一热泵工质循环管路(24-1)的进气口连接热泵蒸发器(2)的出气口，第一热泵工质循环管路(24-1)的出气口连接一效蒸发罐(1-1)的工质进气口,一效蒸发罐(1-1)的工质出液口连接第二热泵工质循环管路(24-2)的进液口，第二热泵工质循环管路(24-2)的出液口连接热泵蒸发器(2)的进液口；所述的热泵压缩机(3)设置在第一热泵工质循环管路(24-1)上，所述的热泵节流膨胀装置(4)设置在第二热泵工质循环管路(24-2)上；所述的二次蒸汽管路包括一效二次蒸汽管路(25-1)、二效二次蒸汽管路(25-2)和混合蒸汽管路(25-3)；所述的一效二次蒸汽管路(25-1)的进汽口连接一效蒸发罐(1-1)的二次蒸汽出汽口，一效二次蒸汽管路(25-1)的出汽口连接二效蒸发罐(1-2)的进汽口，二效蒸发罐(1-2)的出液口通过出液管(25-4)连接在混合蒸汽管路(25-3)的进液口上，所述的出液管(25-4)上设置有节流装置(10)；所述的二效二次蒸汽管路(25-2)的进汽口连接二效蒸发罐(1-2)的出汽口，二效二次蒸汽管路(25-2)的出汽口连接混合蒸汽管路(25-3)的进汽口，混合蒸汽管路(25-3)的出汽口连接热泵蒸发器(2)的进汽口，热泵蒸发器(2)的出液口通过管路连接在集水...

【专利技术属性】
技术研发人员：张承虎，陈峰，陈长建，赵娟，
申请(专利权)人：上海新奥新能源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31