复合蒸馏器的制作方法

相关申请

本申请要求2014年5月22日提交的美国临时专利申请62/001,959号的优先权。以上申请的全部教导以引用方式并入本文。

背景技术：

现有蒸气压缩蒸馏器可以处理流入物或废水以提供蒸馏水，但也会产生典型的副产品，即大量含有高浓度污染物或固体的水，需要进一步处理。因此，一部分水是未净化的。此外，必须对污染物进行正确处理。

技术实现要素：

本发明可以提供一种蒸馏设备、装置或布置，其可以处理含有高浓度污染物或固体的水，从而以有效方式提供更高产量的处理水。本发明可以提供一种蒸馏器，用于处理液体流入物，并且可以包括加热腔。蒸发布置可以设置在加热腔上方，并且可以包括间隔分布的蒸发表面，所述蒸发表面形成底部蒸发段、多个中间蒸发段、以及上蒸发段。底部蒸发段可以与加热腔热接触，并且多个中间蒸发段和上蒸发段可以在底部蒸发段上方顺序上下设置。底部蒸发段和中间蒸发段可以蒸发施加至底部蒸发段和中间蒸发段上的至少部分液体流入物，形成蒸气并利用所述蒸气加热设置在上方的段。液体输送系统可以为上蒸发段提供液体流入物以进行初始蒸发，并将上蒸发段和中间蒸发段内的至少部分液体流入物顺序向下输送至下方的蒸发段，直到到达底部蒸发段，从而在每个蒸发段处顺序蒸发。固体传送系统可以将残留在底部蒸发段蒸发表面上的来自蒸发的液体流入物的固体移动至加热腔，用于燃烧及提供热量。

在特定实施例中，至少一些蒸发段可以分别包括下冷凝表面和上蒸发表面，下冷凝表面用于冷凝蒸气，上蒸发表面由蒸气加热，用于蒸发位于其上的液体流入物。擦拭部件可以擦拭或刮擦至少一些上蒸发表面上的液体流入物或固体中的至少一者，以分散或传送。下冷凝表面可以包括螺旋图案，其径向向外移动变窄，从而将蒸气冷凝为蒸馏物以移除。底部蒸发段可以包括传送口，用于将固体从底部蒸发段的上蒸发表面输送至加热腔。液体输送系统可以包括一系列泵，用于将液体流入物输送至选定蒸发段。可旋转轴可以沿穿过蒸发布置的竖直轴线延伸，以转动擦拭部件并驱动泵。加热腔可以包括加热部件或元件，用于提供加热腔的初始加热，以及燃烧室，用于燃烧固体。燃烧室旋转部件可以由可旋转轴驱动并且包括固体移除部件，用于移除燃烧室各部分中累积的固体。加热腔、蒸发布置、液体输送系统和固体传送系统可以包括在热蒸馏器内。蒸馏器可以进一步包括用于提供第一蒸馏步骤的蒸气压缩蒸馏器，其设置在热蒸馏器上方，并且包括流入物储存器，用于储存流入的液体流入物。流入物储存器可以设置在热蒸馏器的蒸发布置上方，并且可以由蒸发布置通过从加热腔向上穿过蒸发段到蒸气压缩蒸馏器的流入物储存器的七个顺序段加热。蒸气压缩蒸馏器可以向热蒸馏器提供浓缩液体流入物，用于在第二蒸馏步骤中进一步通过热蒸馏器处理。

本发明还可以提供一种用于处理液体流入物的复合蒸馏器，其包括第一蒸馏器，用于在第一蒸馏步骤中蒸馏液体流入物，并生成第一蒸馏物和浓缩液体流入物。第一蒸馏器可以包括第一储存器，用于储存流入的液体流入物。第二蒸馏器可以设置在第一蒸馏器下方，用于在第二蒸馏步骤中蒸馏来自第一蒸馏器的浓缩液体流入物。第二蒸馏器可以包括第二储存器，用于储存浓缩液体流入物。加热腔可以设置在第二储存器上方。蒸发布置可以设置在加热腔上方并由加热腔加热，以蒸馏浓缩液体流入物并生成第二蒸馏物和固体，同时加热储存在第一蒸馏器的第一储存器中的液体流入物。固体传送系统可以将蒸发布置生成的固体移动至加热腔，用于燃烧及提供热量。

本发明还可以提供一种在蒸馏器中处理液体流入物的方法，包括提供加热腔。蒸发布置可以设置在加热腔上方并由加热腔加热。蒸发布置可以包括间隔分布的蒸发表面，所述蒸发表面形成底部蒸发段、多个中间蒸发段、以及上蒸发段。底部蒸发段可以与加热腔热接触，并且多个中间蒸发段和上蒸发段可以在底部蒸发段上方顺序上下设置。可以用液体输送系统将液体流入物输送至上蒸发段以进行初始蒸发，并且上蒸发段和中间蒸发段内的至少部分液体流入物可以顺序向下输送至下方的段，直到到达底部蒸发段，从而在每个蒸发段处顺序蒸发。底部蒸发段和中间蒸发段可以蒸发施加至底部蒸发段和中间蒸发段上的至少部分液体流入物，形成蒸气，并利用所述蒸气加热设置在上方的段。可以将残留在底部蒸发段的蒸发表面上的来自蒸发的液体流入物的固体移动至加热腔，其中，固体可以燃烧并提供热量。

在优选实施例中，至少一些蒸发段可以分别设置有下冷凝表面和上蒸发表面，下冷凝表面用于冷凝蒸气，上蒸发表面由蒸气加热，并用于蒸发位于其上的液体流入物。可以用擦拭部件擦拭或刮擦至少一些上蒸发表面上的液体流入物和固体中的至少一者，以分散或传送。可以在下冷凝表面上将蒸气冷凝为蒸馏物以移除，下冷凝表面可以包括螺旋图案，其径向向外移动变窄。可以通过底部蒸发段中的传送口将固体从底部蒸发段的上蒸发表面输送至加热腔。可以用包括一系列泵的液体输送系统将液体流入物输送至选定蒸发段。擦拭部件可以旋转，并且泵可以由延伸穿过蒸发布置的可旋转轴驱动。加热腔的初始加热可以由加热部件或元件提供。可以设置燃烧室以燃烧固体。包括固体移除部件的燃烧室旋转部件可以由可旋转轴驱动，并移除燃烧室各部分中累积的固体。加热腔、蒸发布置、液体输送系统和固体传送系统可以包括在蒸馏器的热蒸馏器内。第一蒸馏步骤可以由设置在热蒸馏器上方的蒸气压缩蒸馏器执行。蒸气压缩蒸馏器可以包括流入物储存器，用于储存流入的液体流入物。流入物储存器可以设置在热蒸馏器的蒸发布置上方，并且可以由蒸发布置通过从加热腔向上穿过蒸发段到蒸气压缩蒸馏器的流入物储存器的七个顺序段加热，从而加热其中的液体流入物。可以向热蒸馏器提供来自蒸气压缩蒸馏器的浓缩液体流入物，以在第二蒸馏步骤中进一步通过热蒸馏器处理。

本发明还可以提供一种处理液体流入物的方法，包括在第一蒸馏步骤中用第一蒸馏器蒸馏液体流入物，并生成第一蒸馏物和浓缩液体流入物。第一蒸馏器可以包括第一储存器，用于储存流入的液体流入物。来自第一蒸馏器的浓缩液体流入物可以在第二蒸馏步骤中由设置在第一蒸馏器下方的第二蒸馏器蒸馏。第二蒸馏器可以包括第二储存器，用于储存浓缩液体流入物。加热腔可以设置在第二储存器上方。蒸发布置可以设置在加热腔上方并且由加热腔加热，以蒸馏浓缩液体流入物并生成第二蒸馏物和固体，同时加热储存在第一蒸馏器的第一储存器中的液体流入物。蒸发布置生成的固体可以由固体传送系统移动至加热腔用于燃烧及提供热量。

附图说明

结合以下如附图所示的本发明示例性实施例的更具体描述，上述内容会更清楚。在附图中，相同附图标记表示不同视图中的相同部件。附图并非一定按比例，而是将重点放在阐明本发明的实施例。

图1示出本发明蒸馏设备或装置实施例的示意图。

图2示出本发明蒸馏设备实施例下部的侧截面图，图3示出其部分的放大图。

图4示出用于本发明蒸馏设备或位于其中的复合蒸馏设备、装置、模块或部分的实施例的示意图。

图5示出本发明复合蒸馏设备、装置、模块或部分，或者其部分的实施例的前视图，图6示出其底视图。

图7示出本发明上加热部件、火炉或燃烧室部件实施例的底视图，图8示出其前视图，图9示出其沿线9-9的截面图。

图10示出本发明下加热部件、火炉或燃烧室板或部件实施例的顶视图，图11示出其前视图，图12示出其底视图。

图13示出冷凝部件的顶视图，图14示出其前视图，其中以分解方式添加了顶板，图15示出其沿线15-15的截面图。

图16示出本发明刮擦、擦拭或分散部件实施例的顶视图，图17示出其底视图，图18示出其前视图。

图19示出燃烧器热量与效用件(effect)数量的关系图。

图20示出最大压力与效用件数量的关系图。

图21示出最高温度与效用件数量的关系图。

具体实施方式

以下为本发明示例性实施例的描述。

结合图1-3，在本发明实施例中，复合蒸馏器、蒸馏设备或装置1可以包括第一蒸馏器10，其可以是蒸气压缩蒸馏器、蒸馏设备、装置、模块或部分，设置在绝缘壳体或杜瓦瓶1a的上部内，并且还可以包括第二蒸馏器12，其可以是热蒸馏器、蒸馏设备、装置、模块或部分，设置在杜瓦瓶1a的下部内。第一蒸馏器10可以提供第一蒸馏或处理步骤，生成蒸馏物18和浓缩液体流入物36(或来自蒸馏器10的流出物)，并且在一些实施例中，第一蒸馏器10可以与2014年10月14日公告的美国专利8,858,758号中描述的相似，该专利内容整体以引用方式并入本文。第二蒸馏器12可以提供第二蒸馏或处理步骤，以移除第一蒸馏步骤过程中或第一蒸馏步骤结束后残留在浓缩液体流入物36中的大部分或全部液体或水。复合蒸馏器1可以包括入口16a和出口18a，入口16a用于接纳流入的流入物、水、液体、流体或废水16，出口18a用于排出液体或流体蒸馏物、冷凝物或处理水18。

第一或蒸气压缩蒸馏器10可以包括逆流热交换器22，第一、上部或蒸气压缩集液槽或储存器5、第一蒸发器/冷凝器3以及转子14，转子14由马达26围绕中央纵向竖直或竖向轴线a可旋转地驱动。在到达第一集液槽5之前，流入的流入物16可以由逆流热交换器22中向外流的热蒸馏物18预热。集液槽5内的流入物16可以供应至第一蒸发器/冷凝器3，第一蒸发器/冷凝器3包括第一蒸发器30，其具有第一蒸发表面，用于将一些流入物16沸腾或蒸发成为蒸气、水蒸气或汽28。蒸气28由转子14内的压缩机压缩并输送至第一蒸发器/冷凝器3的第一冷凝器32，第一冷凝器32包括第一冷凝表面，用于将压缩蒸气28冷凝成为蒸馏物或冷凝物18，以通过出口18a移除或利用。第一蒸发器/冷凝器3可以包括同心柱形元件，其具有设置在相对侧并且彼此密封的第一蒸发表面和第一冷凝表面。在其它实施例中，第一蒸发器/冷凝器3可以包括一系列以环形布置并排相邻设置的管。第一蒸发器30中残留或剩下的流入物16可以浓缩为浓缩流入物36，并且可以流回第一集液槽5和/或第二或热蒸馏器12，用于在第二处理步骤中进一步处理以去除更多的水或液体。

浓缩流入物36可以输送至第二或热蒸馏器12，并通过通路52(参见图4)进入，储存在第二、下部或热蒸馏器集液槽或储存器25中。集液槽25可以设置在热蒸馏器12底部或杜瓦瓶1a底部的复合蒸馏器1处。热蒸馏器12或其各部分可以通过一系列螺栓38设置并固定在蒸气压缩蒸馏器10的集液槽5下方，沿中央轴线a(图1-6)与集液槽5对齐。螺栓38可以将下部燃烧、熔炉、火炉或加热腔、区、部分或设备7夹固或固定至一系列堆叠蒸发器/冷凝器元件、段、部件、板、护罩或盘34或其下方，下部燃烧、熔炉、火炉或加热腔、区、部分或设备7可以包括下部旋转壁、部件或挡板41，上部腔、板、结构或部件20(参见图7-12)以及下部壳体壁39，一系列堆叠蒸发器/冷凝器元件、段、部件、板、护罩或盘34形成第二蒸发器/冷凝器的蒸发器和冷凝器布置，其设置在集液槽5(参见图2、3和5)底侧并且彼此密封。轴24可以在转子14下方向下延伸通过热蒸馏器12，并且可以由设置在臂r上方并且通过臂r连接的马达m驱动。轴24可以围绕中央轴旋转。加热腔7和蒸发器/冷凝器元件34可以围绕轴24和轴线a或在其周围同心地对齐或安装。流入液体输送泵系统、模块、设备、装置或布置40可以设置在加热腔7下方，并且在一些实施例中，其可以包括一系列流入泵，如6个泵p1-p6，用于将浓缩流入物36供应至一系列段或效用件(effect)及其之间，在一些实施例中，一系列段或效用件包括热蒸馏器12的7个段或效用件e7-e1(参见图4)。热量可以从底部向上流经效用件，同时液体从顶部往下流。泵p1-p6可以通过入口44a和出口44b以下述方式连接在效用件之间：p1在e7和e6之间，p2在e6和e5之间，p3在e5和e4之间，p4在e4和e3之间，p5在e3和e2之间，p6在e2和e1之间。每个泵p1-p6可以是容积式泵，如图6所示，其包括止回阀47和49，以及泵23上的气缸或活塞51。泵p1-p6可以连接至相关效用件的径向外周，并且至少一些泵可以将在顶板11的向下外边缘处收集的流入物36泵送至下方更低的效用件。

热蒸馏器12的顺序布置、段或效用件e1-e7可以包括加热腔7的上板45的上表面上的第一蒸发段或效用件e1或9，用于加热并烘干或完全烘干浓缩流入物36的固体56，并将其中的液体或水蒸发成为汽、蒸气或水蒸气28，以加热紧靠e1上方、作为蒸发器/冷凝器段操作的第二效用件e2或15。效用件e2或15可以包括下冷凝表面，其可以包括螺旋通道或腔63，用于冷凝来自第一效用件e1的蒸气28。下冷凝表面63可以由顶板11密封并覆盖，顶板11具有形成蒸发表面的顶表面或上表面13，其由下冷凝表面63上的蒸气28加热，以加热并蒸发施加至顶板11上的来自浓缩流入物36的水或液体。蒸发器/冷凝器效用件或段e2-e6可以具有相同构造，包括具有螺旋通道63的下冷凝表面和具有上表面13的顶板11，并且可以顺序布置。效用件e2-e5可以是中间蒸发器/冷凝器效用件或段，效用件e6可以是上蒸发器/冷凝器效用件或段，随着上移直到到达第七效用件e7或17，每个效用件之间的温度和压力降低，e2-e6中的每个效用件在下冷凝表面63上由来自下方效用件的蒸气28加热，并在上蒸发表面13上将液体水蒸发为蒸气28，其中，效用件e7或17可以是用于第一或蒸气压缩蒸馏器10的集液槽5的底部。由蒸气28进行的热量的增量顺序传送可以将集液槽5内液体流入物16的温度加热并提高至高于由逆流热交换器22加热的温度，从而来自集液槽5的流入物16在施加至第一蒸发器/冷凝器3时可以更轻松或更快地蒸发为蒸气28。

随着来自加热腔7的热量从效用件e1到e7向上传送，来自集液槽25的浓缩流入物36经由管道或通路42以及泵p1或23从集液槽25施加至上蒸发器/冷凝器效用件，如第六效用件27或e6，用于将上蒸发表面13上的浓缩流入物36中的至少部分液体或水初始蒸发为蒸气28，蒸气28加热集液槽5或上方的第七效用件e7。泵p1可以包括入口或通路44a以及出口或通路44b，入口或通路44a用于接收来自效用件e7的液体(如果有的话)，如冷凝蒸气28，出口或通路44b与效用件e6相连，以将浓缩流入物36输送至e6。p1-p6中的每个泵都可以包括入口44a和出口44b。旋转擦拭器或刮擦器59可以将浓缩流入物36分散为薄膜，如2-3密耳(0.002-0.003英寸)厚的薄膜，以径向向外且向下蒸发。此时，效用件e6上表面上残留的没有蒸发的浓缩流入物36含有更高浓度的固体56，并且可以由旋转擦拭器或刮擦器59擦掉，旋转擦拭器或刮擦器59可以通过入口44a沿径向向外和向下方向将未蒸发的浓缩流入物36推、擦、刮或引导至下一个泵p2，从而通过出口44b输送至第五效用件31或e5。效用件e5低于或更靠近加热腔7，并且具有更高温度和更大压力。

效用件e5处发生相同或相似步骤，利用擦拭器59在上表面13上分散浓缩流入物36的薄膜，在上表面13上蒸发浓缩流入物36中的至少部分液体水，并用擦拭器59通过入口44a将固体56浓度较高的未蒸发浓缩流入物36刮至下一个泵p3。自效用件e5蒸发的蒸气28在螺旋通道63内的效用件e6的下冷凝表面上冷凝为蒸馏物18，并通过端口、通路或管道65排出至蒸馏物或冷凝物歧管68，以通过出口18a从复合蒸馏器1移除。含有溶解气体18b的蒸馏物可以通过设置在端口65下游的端口、通路或管道67排出至另一歧管70。含有溶解气体18b的蒸馏物可以通过通路46移动至分离器69，以移除气体，气体可以从通路50和排气通路37a排出。在分离器69中分离的蒸馏物18可以通过通路48移动至歧管68以移除。此时残留的固体56浓度较高的未蒸发浓缩流入物36被引导至下一效用件e4，并继续在效用件e3和e2处重复相同的步骤或过程。蒸发器/冷凝器效用件e5、e4、e3、e2的操作方式通常与所描述的效用件e5和e6相似。每个中间效用件e5-e2由来自下方效用件的蒸气28加热，并将蒸气28冷凝为蒸馏物18以移除，同时以逐步提高的段温度增量蒸发该效用件上的浓缩流入物36，以在泵送至下方、更热、压力更大的效用件之前进一步增加效用件上固体56的量。每个泵p1-p6凭借更高压力泵送，直到第一效用件e1处的压力达到，在一些实施例中，约25磅/平方英寸，效用件e1为通过移除所有或大部分水分以形成粉末或颗粒而烘干第一效用件e1或9处的板45上的来自浓缩流入物36的固体56的温度最高的效用件。

刮擦器或擦拭器59可以在效用件e1处从靠近外径33的板45可旋转地刮擦烘干固体或粉末56，并将固体56沿板45的向下外边缘径向向外引导至通往加热腔7的传送栅格、端口或开口35，用于在加热腔7中燃烧以进一步为加热腔7提供在板45上烘干浓缩流入物36的额外热量，同时降低加热腔7的运行成本。额外热量可以提供更快或更有效的烘干，并且/或降低烘干成本或能耗。最初传送至加热腔7的固体56可以通过在加热腔7内加热、点火或燃烧元件或部件66来点火，其它传送的固体56可以通过既有燃烧固体56点火。加热元件66可以是电加热元件，如电阻元件，并且可以用于操作加热腔7，直到产生足够的燃烧固体56，之后可以关小或关闭。可以通过与加热腔7相连的进风通路37向加热腔7提供用于燃烧的空气或氧气，并且含有灰烬的废气可以通过连接的排出通路37a排出。控制器64可以通过电力线或控制线54a和54b控制加热腔7和加热元件66的操作，并且传感器60可以经由线58和62连接至加热腔7和控制器64。传感器60可以是或包括温度传感器、气体传感器和/或压力传感器。在一些实施例中，操作过程中加热腔7内的压力可以是0.2磅/平方英寸左右。

一般地，在效用件e1处生成于加热腔7内的热量加热在加热腔7上方向上顺序安装的多个段e2-e7。每个更高的段或效用件e2-e7的温度低于紧靠其下方的效用件，直到加热蒸气压缩蒸馏器10的集液槽5。这样可以允许在蒸气压缩蒸馏器10内针对流入物16产生的给定体积的蒸馏物18使用更少的能量压缩蒸气28。同时，浓缩流入物36向下顺序流经效用件e6到e1，每个更低的段温度更高，且从浓缩流入物36中蒸发更多液体。例如，每个段或效用件可以去除约1/6的液体，以减少每个逐渐降低的效用件中的液体量并增加固体56的浓度，直到在效用件e1处完全烘干。通过完全烘干浓缩流入物36，蒸气压缩蒸馏器10在第一程序步骤中残留的大部分或全部液体可以在第二程序步骤中用热蒸馏器12修复或处理。浓缩流入物36在向下移动通过段或效用件的同时增加固体56的浓度，通过设置温度逐渐升高、向下移动以处理浓缩流入物36的段，可以补偿或克服逐渐升高的固体56浓度的逐渐上升或增加的沸点温度。传送栅格35可以小而紧凑，从而使加热腔7与第一效用件e1之间的气体渗漏或压力渗漏最小化。

结合图1-3、5和6，马达m可以围绕延伸穿过热蒸馏器12中央的轴线a转动轴24。一系列擦拭器或刮擦器59，例如六个，可以可旋转地安装至轴24，以同时可旋转地将各个效用件e1-e6的板45和11的上表面统一逐渐径向向外并向下分散、擦拭或刮擦。每个擦拭器59(参见图16-18)可以包括孔或镗孔59b，用于配合至直径轴24。旋转锁定部件59d可以在镗孔59b内径向向内延伸以接合轴24上对应的结构24a，如平面、孔、键槽或花键，以旋转锁定在上面。锁定部件59d可以是突起、锁定螺杆、销或键等，并且每个擦拭器59d可以包括1或2个部件59d。在一些实施例中，轴24和擦拭器59可以每分钟旋转约40圈，但也可以采用其它旋转速度。通过擦拭器59擦掉浓缩液体流入物36及刮掉固体56，以及蒸发至少部分流入物36可以与轴24的旋转速度一起持续发生。

轴24还可以操作泵系统40。泵系统40包括泵p1-p6，可以相对于加热腔7底部固定或固定至加热腔7底部下方，并且可以通过螺栓38夹固。结合图6，轴24可以转动凸轮55，如偏心或圆直径部件。一系列往复连接杆57可以相对于轴线a径向向外延伸至其各自相连或相关的位于径向向外位置的活塞泵p1-p6。连接杆57可以通过与旋转凸轮55接合，顺序致动泵p1-p6的活塞或气缸51，从而在效用件e6-e1处施加浓缩流入物36。如果需要，可以包括附加泵p7和连接杆57，以根据需要在其它所需位置提供泵吸。传送栅格35可以包括开闭机构、端口或门，其同样可以由往复连接杆57和旋转凸轮55操作，以在固体56输送至加热腔7时打开，并在之后关闭以密封。利用马达m操作刮擦器59、泵p1-p6或p7及传送栅格35可以允许这些部件以所需顺序或方式与轴24的旋转一起持续操作，并且可以允许以节能方式操作热蒸馏器12。马达m也可以操作蒸气压缩蒸馏器10中的一些部件。在一些实施例中，流入物36和固体56的传送可以每转一圈发生一次。在其它实施例中，泵p1-p6、p7可以电动操作。泵p1-p6可以包括从p1到p6逐渐减小的圆筒直径。由于压力增大且固体56浓度升高，泵流体量需求可以从效用件e6到效用件e1及相应的泵p1到泵p6逐渐降低，同时压力需求提高。圆筒直径从泵p1到泵p6逐渐减小可以逐渐减小泵容量同时逐渐增加压力。

结合图7-9，加热腔7的上腔结构部件20可以包括大体圆形的外侧壁20a，以及向上隆起的弯曲或凸上表面或板45。弯曲上板45可以允许擦拭器59将浓缩流入物36径向向外并向下或下滑分散，从而在上弯曲板45的外直径33处烘干并累积固体56，进而通过栅格35传送至加热腔7内用于燃烧。位于部件20内部20b中的板45的底侧可以包括迷宫43，其可以包括具有开口43b的一系列同心圆形挡板43a，开口43b贯通相邻挡板43a的相对侧。旋转挡板41(参见图10-12)可以围绕轴线a可旋转地安装至轴24，以通过中央镗孔41b和旋转锁定部件59d旋转。板41可以大体呈圆形并包括向上隆起的弯曲或凸上表面41a，用于定位并旋转至下壳体壁39(参见图3)上方的上腔部件20底部附近，并且固定在板41外径处的内肩直径20c内或抵靠其固定。板41还可以弯曲以靠近挡板43a的底部，从而在板41和45之间形成加热腔7。板41可以包括孔41c，以允许来自通路37的空气进入加热腔7。板41的上表面还可以包括一系列径向间隔分开的直立分隔件71，其通过上腔部件20的挡板43a之间的环形同心空间或通路随板41的旋转一起可旋转地移动，以搅拌、刮掉或去除累积在通路内的任何燃烧残留物或固体56。固体56的燃烧可以随着板41的旋转在板41的上表面进行，并且固体56可以由分隔件71通过迷宫43从外径到内部驱动，其中，燃烧热量和/或元件66的热量可以输送至第一效用件e1的板45。搅拌固体56可以帮助或增加燃烧，从而使其更有效或更充分地燃烧。

结合图13-15，蒸发器/冷凝器段或部件34可以组合在一起以形成顺序段或效用件e2-e6，其中，中间蒸发器/冷凝器段e2-e5，以及上蒸发器/冷凝器段e6可以包括顶板11，其设置在每个部件34顶部上方，并密封螺旋冷凝通道63。每个蒸发器/冷凝器部件34可以包括圆形或环形下外侧壁34a，以及向上隆起的弯曲或凸上表面或板34c，其在上表面上形成有螺旋通道63。当顶板11配合并密封在螺旋通道63上时，螺旋通道63被密封在顶板11下方，并通过凸板34c最高点处的中央孔或开口34e与蒸发器/冷凝器部件34的内部34d连通。顶板11的上表面13形成上蒸发表面，其在通道63下方由冷凝蒸气28加热。

一系列蒸发器/冷凝器部件34，如五个，可以堆叠在一起，互相上下堆叠(一个位于另一个上方或上面)并密封，且位于加热腔7的上腔部件20和集液槽5之间，在两者之间形成一系列向上拱起或弯曲的环形间隙72(参见图3)。部件34外侧壁34a的底部可以位于且密封于上腔部件20的上内肩径20d，并且其余的部件34可以位于且密封于下方部件34的上内肩径34b的外侧壁34a底部。因此，在间隙72底部从浓缩流入物36蒸发的蒸气28可以在间隙72内向上升，通过挡板61的口朝中央移动，进入顶部中央的开口34e，并进入螺旋冷凝通道63，以冷凝为蒸馏物18。从各个间隙72上升的加热蒸气28加热形成蒸发表面的间隔分开的板11。螺旋通道63螺旋向外同时逐渐变细、变窄或宽度减小，以在蒸气28径向向外螺旋移动时冷凝蒸气28。随着冷凝发生，蒸气28的量逐渐减少，可以通过逐渐变细的螺旋通道63保持在合理的速度，以在第二到最后一个转弯处沿螺旋63朝外侧端口65驱动冷凝，从而移除约80％的蒸馏物18，以及在螺旋63端部的端口67处驱动冷凝以移除剩下的20％的蒸馏物18，其也含有溶解的不可冷凝气体。毛细管可以调节来自相连端口65和67的流。不可冷凝气体可以在分离器69中从蒸馏物18分离。顶板11下方的螺旋63形成下冷凝表面，其加热形成各蒸发器/冷凝器段34的上蒸发表面的顶板11。在一些实施例中，顶板11可以是约为15密耳(0.015英寸)厚的不锈钢。每个蒸发器/冷凝器部件34可以包括上边缘74内的半圆形上凹槽76a，其延伸至上内肩径34b内，以及下外侧壁34a中的下端口或开口76b。当两个蒸发器/冷凝器部件34堆叠在一起时，一个部件34的下端口76b可以与另一部件34的上凹槽76a对齐，以共同提供与螺旋通道63连通的端口，用于移除蒸馏物18，如端口65和/或端口67。在一些实施例中，所述端口也可以用于连接至泵。

结合图16-18，擦拭器或刮擦器59可以包括三个螺旋臂59a(参见图16-17)，其相对于轴线a径向向外延伸，之后(相对于箭头76所示的旋转运动)沿朝后方向弯曲。每个臂59a可以包括擦拭器、刮擦器和/或分散部件或叶片59c，用于在效用件e1-e6处，在弯曲板45和11上方逐渐径向向外且向下或下滑并朝边缘分散、擦拭或刮擦浓缩流入物36和/或固体56。叶片59c可以以类似于臂59a的方式弯曲。此外，每个臂59a和叶片59c可以包括向上弯曲、隆起或凸起的形状(参见图18)，以在效用件e1-e6处配合板45和11的凸起形状。

图19示出燃烧器热量(火炉功率输入)在三种不同的浓度流、即1加仑/小时(gph)、0.5加仑/小时以及0.25加仑/小时中作为效用件数量的函数。当蒸馏器流入物质量分数一定时，火炉的质量分数随浓缩而改变(1.00、0.50、0.25加仑/小时对应20、40、80ppt)。随着效用件的数量增加，由于每个效用件上的热量减少，燃烧器热量随之减少。随着蒸馏器浓缩流增加，由于蒸发热量总量增加，燃烧器热量随之增加。在7个效用件、0.50加仑/小时的条件下，燃烧器热量可以是200w左右。

图20-21示出最大压力(p1)和最高温度(t蒸发,1)作为具有流速敏感性的效用件数量的函数。最大压力随着段的数量和流速的增加而增加。随着效用件数量增加，温度差的堆叠导致饱和压力差相应的堆叠。流速增加导致所需热量增加，进而要求每个段上更大的温度差，从而增加温度堆叠。随着流减小，最大压力和温度对段的数量越来越敏感。例如，在7个效用件、0.50流速的情况下，最大压力和温度最小。这是因为效用件数量进一步感应到沸点升高的影响，进而驱动温度堆叠增加。

在本发明实施例中，蒸气压缩蒸馏器10可以从液体流入物16中移除大部分液体水，并且热蒸馏器12可以移除大部分或全部剩下的水，之后固体56高温燃烧，从而从污染物中排出干净粉末。这一过程非常有效，因为大部分水均以非常低地的能耗移除，且蒸气压缩蒸馏器10与单独操作时相比，可以以更低的能耗率运行。这样可以以20千瓦时/加仑的能耗率从典型废水中生产蒸馏水，同时避免产生及处理浓缩废液。蒸气压缩蒸馏器10本身可以利用约400w每小时产生20加仑蒸馏物18，同时每小时产生约0.5加仑浓缩废液。热蒸馏器12每小时可以处理0.5加仑残留物，并且在一些实施例中，每小时可以产生20加仑蒸馏物18及干灰。在一些实施例中，蒸气压缩蒸馏器10和热蒸馏器12一起使用，仍然可以利用400w每小时产生20加仑蒸馏物18，同时处理浓缩流入物36，从而不必再处理浓缩废液。从蒸气压缩蒸馏器10流出的浓缩物可以供应至热蒸馏器12，进而流至集液槽25。集液槽25的高度可以用于调节通往复合蒸馏器1的流入阀。在一些实施例中，热蒸馏器12的直径可以是约8英寸，高度约为5英寸且重量约为5磅。不锈钢、铝、铜或其合金等金属可以用于一些部件，这些部件可以包括蒸发器表面和冷凝器表面或其部件。其它部件可以由塑料形成。在一些实施例中，在7个段、0.5加仑/小时的条件下，多个有效火炉的功率输入可以是200w左右，且最大压力可以是30psi(绝对值)左右。

虽然本发明参照其示例性实施例特别示出并描述，但本领域技术人员应当理解的是，可以在不偏离由所附权利要求所限定的本发明范围的情况下对其进行形式和细节上的各种变化。

例如，虽然描述的第一蒸馏器10为蒸气压缩蒸馏器，在一些实施例中，其它类型的蒸馏器也可以作为第一蒸馏器使用。此外，在一些实施例中，第二蒸馏器12可以相对于第一蒸馏器10设置在壳体内与所示不同的位置，或者可以设置在独立壳体中。进一步地，可以处理除水以外的其它液体或流体。在一些实施例中，上效用件的顶板11可以加热蒸气压缩蒸馏器10的集液槽5底部。在一些实施例中，可以使用多于或少于7个效用件。