一种节能型工业废水浓缩装置的制作方法

本实用新型涉及工业废水处理技术领域，具体是一种节能型工业废水浓缩装置。

背景技术：

在现有的工业废水处理中，一般采用热泵式的浓缩方案，在废水处理时，热泵系统的热量有富余时，一般采用风冷的方式进行温度控制，确保系统的工作温度稳定。附图1为现有热泵烘干技术的原理图，热泵系统包括压缩机901、冷凝器902、节流装置903、蒸发器904、冷凝器前散热装置905、冷凝器后散热装置906，冷凝器902用于给废水处理蒸发箱907提供热量，蒸发器904用于给集水箱908提供低温冷源。在实际应用中，冷凝器前散热装置905和冷凝器后散热装置906可单独使用，也可同时使用，当热泵系统温度过高时，散热装置中的风扇开始工作，将热量排出热泵系统外，达到控制系统温度的目的。现有的热泵烘干技术虽然可以有效地控制温度，但很大部分热量是通过冷凝器前散热装置905或/和冷凝器后散热装置906排出热泵系统，造成能源的浪费，节能效果不佳。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供了一种节能型工业废水浓缩装置。

为达到上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种节能型工业废水浓缩装置，包括进液管、出液管、预热箱、集水箱、蒸发箱和热泵系统，所述进液管与预热箱的进液口相连，所述预热箱的出液口经管路连接到蒸发箱的进液口，所述蒸发箱的蒸汽出口经水汽管道连接到集水箱的蒸汽进口，所述出液管连接在所述集水箱的出水口，在所述进液管上安装有第一水泵，在所述预热箱出液口与蒸发箱的进液口之间的管路上安装有第二水泵，在所述出液管上安装有第三水泵；所述热泵系统包括经管路依次串接成热循环回路的压缩机、冷凝器串接组合、节流装置和蒸发器，所述冷凝器串接组合包括预热冷凝器和主冷凝器，所述主冷凝器用于为所述蒸发箱提供热量，所述预热冷凝器用于为所述预热箱提供热量，所述蒸发器用于为所述集水箱提供冷量。

采用本实用新型技术方案，可在预热箱内预先注入废水，通过预热冷凝器对预热箱内的废水进行预加热，充分利用热泵系统的余热，提高了能源的利用效率。

进一步地，所述热泵系统热循环回路的串接顺序为：压缩机、主冷凝器、预热冷凝器、节流装置、蒸发器。

采用上述优选的方案，热泵系统先给蒸发箱供热，确保蒸发箱工作温度稳定，再将余热给预热箱加热，提高节能效果。

进一步地，所述冷凝器串接组合还包括过冷冷凝器，所述过冷冷凝器连接在所述预热冷凝器和节流装置之间的管路上。

采用上述优选的方案，在预热冷凝器流出的制冷剂温度相对过高时，通过过冷冷凝器再次降温达到所需温度，确保系统可靠运行。

进一步地，所述热泵系统主冷凝器后端的制冷剂管路上安装有三通控制阀，所述三通控制阀的一个出流口连通到预热冷凝器前端的制冷剂管路上，所述三通控制阀的另一个出流口连通到过冷冷凝器前端的制冷剂管路上。

采用上述优选的方案，在预热箱内水温达到设定温度时，通过三通控制阀控制使制冷剂直接由主冷凝器进入过冷冷凝器。

进一步地，所述热泵系统热循环回路的串接顺序为：压缩机、预热冷凝器、主冷凝器、节流装置、蒸发器。

采用上述优选的方案，可以根据废水类型的蒸发条件需求，选择热泵系统先给预热箱供热，能够提升对废水的预热速度和预热温度，提高废水浓缩速度。

进一步地，所述冷凝器串接组合还包括过冷冷凝器，所述过冷冷凝器连接在所述主冷凝器和节流装置之间的管路上。

采用上述优选的方案，在主冷凝器流出的制冷剂温度相对过高时，通过过冷冷凝器再次降温达到所需温度，确保系统可靠运行。

进一步地，所述热泵系统压缩机后端的制冷剂管路上安装有三通控制阀，所述三通控制阀的一个出流口连通到预热冷凝器前端的制冷剂管路上，所述三通控制阀的另一个出流口连通到主冷凝器前端的制冷剂管路上。

采用上述优选的方案，在预热箱内水温达到设定温度时，通过三通控制阀控制使制冷剂直接由压缩机进入主冷凝器。

进一步地，所述过冷冷凝器为具有散热风机的风冷冷凝器。

采用上述优选的方案，可以根据控温需求，提供不同大小风量，来确保热泵系统的温度稳定。

进一步地，所述蒸发箱内设有溶液浓度传感器，在所述蒸发箱的底部设有可开闭的废水排出口。

采用上述优选的方案，在溶液浓度传感器检测到废液被蒸发浓缩到指定浓度后，开启废水排出口，排出浓缩废液，再进行下一箱的废液浓缩。

进一步地，所述预热箱内设有用于检测水温的第一温度传感器，所述蒸发箱内设有用于检测水温的第二温度传感器。

采用上述优选的方案，可以准确控制废水达到设定预热温度，以及控制蒸发箱稳定的工作温度，提高废水浓缩装置的工作稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术的结构示意图；

图2是本实用新型一种实施方式的结构示意图；

图3是本实用新型预热冷凝器后置式且带三通控制阀的结构示意图；

图4是本实用新型预热冷凝器前置式且带三通控制阀的结构示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件的名称：

101-进液管；102-出液管；103-预热箱；104-集水箱；105-蒸发箱；106-第一水泵；107-第二水泵；108-第三水泵；109-水汽管道；201-压缩机；202-主冷凝器；203-预热冷凝器；204-过冷冷凝器；205-节流装置；206-蒸发器；207-三通控制阀；901-压缩机；902-冷凝器；903-节流装置；904-蒸发器；905-冷凝器前散热装置；906-冷凝器后散热装置；907-蒸发箱；908-集水箱。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图2所示，本实用新型的一种实施方式为：一种节能型工业废水浓缩装置，包括进液管101、出液管102、预热箱103、集水箱104、蒸发箱105和热泵系统，进液管101与预热箱103的进液口相连，预热箱103的出液口经管路连接到蒸发箱105的进液口，蒸发箱105的蒸汽出口经水汽管道109连接到集水箱104的蒸汽进口，出液管102连接在集水箱104的出水口，在进液管101上安装有第一水泵106，在预热箱出液口与蒸发箱的进液口之间的管路上安装有第二水泵107，在出液管102上安装有第三水泵108；所述热泵系统包括经管路依次串接成热循环回路的压缩机201、冷凝器串接组合、节流装置205和蒸发器206，所述冷凝器串接组合包括预热冷凝器203和主冷凝器202，主冷凝器202用于为蒸发箱105提供热量，预热冷凝器203用于为预热箱103提供热量，蒸发器206用于为集水箱104提供冷量。

采用上述技术方案的有益效果是：可在预热箱内预先注入废水，通过预热冷凝器对预热箱内的废水进行预加热，充分利用热泵系统的余热，提高了能源的利用效率。

如图3所示，在本实用新型的另一些实施方式中，所述热泵系统热循环回路的串接顺序为：压缩机201、主冷凝器202、预热冷凝器203、过冷冷凝器204、节流装置205、蒸发器206。所述热泵系统主冷凝器后端的制冷剂管路上安装有三通控制阀207，三通控制阀207的一个出流口连通到预热冷凝器203前端的制冷剂管路上，三通控制阀207的另一个出流口连通到过冷冷凝器204前端的制冷剂管路上。热泵系统先给蒸发箱105供热，确保蒸发箱工作温度稳定，再将余热给预热箱103加热，提高节能效果；在预热箱内水温达到设定温度时，通过三通控制阀207控制使制冷剂直接由主冷凝器202进入过冷冷凝器204；在预热冷凝器流出的制冷剂温度相对过高时，通过过冷冷凝器再次降温达到所需温度，确保系统可靠运行。

如图4所示，在本实用新型的另一些实施方式中，热泵系统热循环回路的串接顺序为：压缩机201、预热冷凝器203、主冷凝器202、过冷冷凝器204、节流装置205、蒸发器206。所述热泵系统压缩机后端的制冷剂管路上安装有三通控制阀207，三通控制阀207的一个出流口连通到预热冷凝器203前端的制冷剂管路上，所述三通控制阀的另一个出流口连通到主冷凝器202前端的制冷剂管路上。可以根据废水类型的蒸发条件需求，选择热泵系统先给预热箱供热，能够提升对废水的预热速度和预热温度，提高废水浓缩速度；在预热箱内水温达到设定温度时，通过三通控制阀控制使制冷剂直接由压缩机进入主冷凝器；在主冷凝器流出的制冷剂温度相对过高时，通过过冷冷凝器再次降温达到所需温度，确保系统可靠运行。所述过冷冷凝器可选用具有散热风机的风冷冷凝器，可以根据控温需求，提供不同大小风量，来确保热泵系统的温度稳定。

在本实用新型的另一些实施方式中，所述蒸发箱内设有溶液浓度传感器，在所述蒸发箱的底部设有可自动开闭的废水排出口。在溶液浓度传感器检测到废液被蒸发浓缩到指定浓度后，自动开启废水排出口，排出浓缩废液，再进行下一箱的废液浓缩。

在本实用新型的另一些实施方式中，所述预热箱内设有用于检测水温的第一温度传感器，所述蒸发箱内设有用于检测水温的第二温度传感器。可以准确控制废水达到设定预热温度，以及控制蒸发箱稳定的工作温度，提高废水浓缩装置的工作稳定性。

以下结合本实用新型的一种实施方式，简要说明其工作原理：如图2所示，工业废水由进液管101，通过第一水泵106抽取后进入预热箱103，并通过第二水泵107工作进入蒸发箱105，此时预热箱中不预存废水，达到蒸发容量后，第一水泵106和第二水泵107停止工作；当蒸发箱105的温度达到工作温度时，第一水泵106再次工作注满预热箱103后停止工作，此时，通过加热蒸发箱105的废水溶液，水蒸发后由于压差的作用通过水汽管道109进入集水箱104，在蒸发器的低温作用下，水汽凝结为液态水，同时降低集水箱的气体压力，达到气压低于蒸发箱的目的，集水箱104中的凝结水达到一定量时，第三水泵108开始工作，将凝结水抽出。其中热泵系统的工作原理是，压缩机201对制冷剂进行压缩，变成高温高压的气体进入主冷凝器202对蒸发箱105中的废液进行加热，同时制冷剂自身的温度降低，当制冷剂流出主冷凝器时，其温度已经降低，但仍高于废水溶液的温度，制冷剂继续进入预热冷凝器203，对预热箱103中的废水溶液进行加热，该部分废水溶液经过预热，当蒸发箱105中的溶液浓度达到要求时，浓缩废水排出，再由第二水泵107将预热好的废水泵入蒸发箱，可直接进行蒸发，提高了工作效率，预热冷凝器流出的制冷剂，当温度相对过高时，在流经过冷冷凝器204时再次进行降温达到所需温度，最终流经节流装置205后到达蒸发器206形成低温低压对集水箱104中的水汽进行降温凝水，蒸发器206出来的制冷剂流回压缩机201形成循环。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本实用新型的保护范围内。