一种高效雾化蒸发塔

1.本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种高效雾化蒸发塔。


背景技术：

2.高盐废水的零排放是资源和环保领域的一个重要课题，目前大部分废水零排放工艺通常先进行预处理，再通过热蒸发或膜浓缩回收水，存在能耗大、易结垢、浓缩率低、成本高等局限性。喷雾蒸发技术以往多用在食品、制药等行业，现创造性地用于高盐废水的处理。其原理是将料液雾化增大比表面积，与热空气接触相变实现干燥脱盐。喷雾蒸发技术的工作过程主要包括四个阶段，旋转雾化器雾化，料雾与蒸发介质热空气的接触混合及流动，料雾的蒸发，最后产品的分离与回收。每一阶段的运行情况与喷雾蒸发塔的设计及运行有关，这些又和料液的理化性质共同决定雾化蒸发效果。
3.现有的喷雾蒸发技术雾化后的料液颗粒大小及分布不均匀，雾状料液无法与热空气充分传热传质，雾化效果差。且雾化盘可能将物料甩在蒸发塔塔壁上，造成黏壁现象，需要经常性的人工维护，因此应用受限。传统蒸发塔热风进口处热风直接吹入，塔内热风流场较为紊乱，不利于热风与雾状物料之间充分传热传质。此外雾化干燥后粉状物料颗粒粒径小，质地较轻，传统的蒸发塔出风口为直管直接接出筒体，出风口未作防护，易导致干燥后的物料被热风带出筒体综上，喷雾蒸发技术在实际应用中存在的问题可总结为：1)雾化盘料液分布不均匀，影响雾化均匀性以及雾滴大小，降低干燥效果；2)雾化盘在高速旋转时喷雾距离过大，可能将物料甩在蒸发塔塔壁上，造成黏壁现象；3)蒸发塔热风进口处热风分布不均，塔内热风流场紊乱，热风不能与雾状料液充分接触传热传质，效率较低；4)雾化干燥后粉状物料容易随热风从塔体出风口吹出。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题是：为了解决现有技术存在的上述不足，本发明提供了一种高效雾化蒸发塔，改进雾化蒸发塔的结构，提高料液雾化效果，进而提高料液与热空气的热交换效率，提高蒸发效果。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高效雾化蒸发塔，其特征在于，蒸发塔内设有液体均匀分布器以及雾化盘，所述雾化盘位于液体均匀分布器的下方，所述雾化盘连接有电机，所述液体均匀分布器的上方设有进口管用于通入高盐废水，所述液体均匀分布器包括凹槽结构以及位于凹槽结构一侧的溢流堰，所述雾化盘上设有若干分流板，所述雾化盘的圆周处设有若干导流叶片；蒸发塔的顶部设有热风进口，蒸发塔内设有与热风进口连通的热风出口，所述热风出口包括设置在进液仓周围的中央热风出口以及设置在蒸发塔内靠近蒸发塔侧壁的圆
周热风出口；蒸发塔的底部具有物料出口。
6.进一步的，所述溢流堰的下流处设有梳状齿用于对下流的高盐废水进行分割导流。
7.进一步的，雾化盘周围的导流叶片之间形成弧形导流槽，雾化盘中的高盐废水在雾化盘旋转时从弧形导流槽中甩出。
8.进一步的，所述中央热风出口为环形设置在雾化盘的上方，所述中央热风出口具有至少两个并且设置于不同高度处，所述中央热风出口为倒锥形设计。
9.进一步的，蒸发塔的顶部设有圆形的分配器，分配器内设有螺旋型的进风导流板，所述热风进口设置于分配器上并且位于分配器的切线位置，热风进口的风道入口设置为矩形口且设计为渐缩型风道；所述中央热风出口以及圆周热风出口内均设有倾斜的热风导流板，使得中央热风出口和圆周热风出口的出风为螺旋形。
10.进一步的，所述中央热风出口和圆周热风出口的出风旋转方向和雾化盘的旋转方向相反。
11.进一步的，所述电机设置于分配器上方，并通过转轴与雾化盘连接。
12.进一步的，蒸发塔的底部为倒锥形并渐缩至物料出口处，所述蒸发塔内位于雾化盘下方的位置设有集气环，所述集气环水平布置，所述集气环上设有开口，所述集气环上开口设置在集气环的底部或内侧斜下方，开口处设有金属过滤网，所述集气环上连接有伸至蒸发塔外侧的热空气出口。
13.进一步的，蒸发塔的侧面设有观察窗。
14.进一步的，蒸发塔的外侧设有支架。
15.本发明的有益效果有：（1）．设置液体均匀分布器以及在雾化盘上设置分流板结构，物料由进口管先进入液体均匀分布器，再从液体均匀分布器周围的溢流堰（具有维持储液环液层及使液体均匀溢出的作用）均匀溢出，由溢流堰下方梳状齿结构均匀滴落或流入雾化盘分流腔中；物料进入分流腔后在离心力的作用下沿分流腔外侧圆周均匀散开，由导流叶片端部切割分配至弧形导流槽内，在雾化盘高速旋转离心力作用下，料液沿弧形导流槽均匀甩出，提高物料分散均匀性；（2）．热风进口处有螺旋形导流板，分配器外壳设计为螺旋的蜗壳形，内部为中空圆形，旋转雾化器安装在中间；风道入口设置为矩形口可以保证足够的进风量，设计为渐缩型风道，这种设计可使锥形环隙风速动压平衡，进风均匀；中央热风出口处呈圆锥形结构，分为内外两层，均装有热风导流板，热风在设置有导流板的风道内流动，最终呈螺旋风进入蒸发塔内且出风方向与雾化盘旋转方向相反，使得液相与气相呈逆流，高速热风对雾滴进一步破碎，利于热风与雾状物料之间充分传热传质，加快蒸发；蒸发塔顶部沿筒壁周围分布有一圈圆周热风出口，热风由四周吹向中间，使蒸发塔内流场呈环流，加快蒸发，同时减少了物料黏壁现象；（3）．蒸发塔下部出风口设置集气环，集气环开口向下并安装有金属过滤网，可避免干燥后物料由出风口吹出，热风由集气环收集后排出蒸发塔。
附图说明
16.图1是本发明的整体结构示意图；图2是本发明的内部结构示意图；图3是本发明中液体均匀分布器以及雾化盘结构的示意图；图4是图3中a处的放大图。
17.图中，100、液体均匀分布器；101、凹槽结构；102、溢流堰；103、梳状齿；200、雾化盘；201、分流板；202、导流叶片；203、弧形导流槽；300、分配器；301、热风进口；302、中央热风出口；303、圆周热风出口；304、进风导流板；305、热风导流板；400、物料出口；500、集气环；501、热空气出口；600、观察窗；700、支架；800、电机；900、进口管。
实施方式
18.下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。
实施例
19.参考图1-4，一种高效雾化蒸发塔，蒸发塔内设有液体均匀分布器100以及雾化盘200，所述雾化盘200位于液体均匀分布器100的下方，所述雾化盘200连接有电机800。所述液体均匀分布器100的上方设有进口管900用于通入高盐废水，所述液体均匀分布器100包括凹槽结构101以及位于凹槽结构101一侧的溢流堰102，所述溢流堰102的下流处设有梳状齿103用于对下流的高盐废水进行分割导流。
20.所述雾化盘200上设有若干分流板201，分流板201将雾化盘200的上方空间分割为若干个分流腔结构，所述雾化盘200的圆周处设有若干导流叶片202，导流叶片202为弧形。雾化盘200周围的导流叶片202之间形成弧形导流槽203，雾化盘200中的高盐废水在雾化盘200旋转时从弧形导流槽203中甩出。
21.设置液体均匀分布器100以及在雾化盘200上设置分流板201结构，物料由进口管900先进入液体均匀分布器100，再从液体均匀分布器100周围的溢流堰102（具有维持储液环液层及使液体均匀溢出的作用）均匀溢出，由溢流堰102下方梳状齿103结构均匀滴落或流入雾化盘200分流腔中；物料进入分流腔后在离心力的作用下沿分流腔外侧圆周均匀散开，由导流叶片202端部切割分配至弧形导流槽203内，在雾化盘200高速旋转离心力作用下，料液沿弧形导流槽203均匀甩出，提高物料分散均匀性。
22.蒸发塔的顶部设有热风进口301，蒸发塔内设有与热风进口301连通的热风出口，所述热风出口包括设置在进液仓周围的中央热风出口302以及设置在蒸发塔内靠近蒸发塔侧壁的圆周热风出口303。蒸发塔的顶部设有圆形的分配器300，分配器300内设有螺旋型的进风导流板304，所述热风进口301设置于分配器300上并且位于分配器300的切线位置，热风进口301的风道入口设置为矩形口且设计为渐缩型风道；所述中央热风出口302以及圆周热风出口303内均设有倾斜的热风导流板305，使得中央热风出口302和圆周热风出口303的出风为螺旋形。
23.所述中央热风出口302为环形设置在雾化盘200的上方，所述中央热风出口302具有至少两个并且设置于不同高度处，所述中央热风出口302为倒锥形设计。所述中央热风出口302和圆周热风出口303的出风旋转方向和雾化盘200的旋转方向相反。
24.热风进口301处有螺旋形的进风导流板304，分配器300外壳设计为螺旋的蜗壳形，内部为中空圆形，旋转雾化器安装在中间；风道入口设置为矩形口可以保证足够的进风量，设计为渐缩型风道，这种设计可使锥形环隙风速动压平衡，进风均匀；中央热风出口302处呈圆锥形结构，分为内外两层，均装有热风导流板305，热风在设置有导流板的风道内流动，最终呈螺旋风进入蒸发塔内且出风方向与雾化盘200旋转方向相反，使得液相与气相呈逆流，高速热风对雾滴进一步破碎，利于热风与雾状物料之间充分传热传质，加快蒸发；蒸发塔顶部沿筒壁周围分布有一圈圆周热风出口303，热风由四周吹向中间，使蒸发塔内流场呈环流，加快蒸发，同时减少了物料黏壁现象。
25.蒸发塔的底部具有物料出口400，蒸发塔的底部为倒锥形并渐缩至物料出口400处，所述蒸发塔内位于雾化盘200下方的位置设有集气环500，所述集气环500水平布置，所述集气环500上设有开口，所述集气环500上开口设置在集气环500的底部或内侧斜下方，开口处设有金属过滤网，所述集气环500上连接有伸至蒸发塔外侧的热空气出口501。蒸发塔下部出风口设置集气环500，集气环500开口向下并安装有金属过滤网，可避免干燥后物料由出风口吹出，热风由集气环500收集后排出蒸发塔。
26.蒸发塔的侧面设有观察窗600，蒸发塔的外侧设有支架700用于安装蒸发塔。
27.本发明蒸发塔在对高盐废水进行雾化干燥时的工作过程为：高盐废水通过进口管900输入到蒸发塔内的液体均匀分布器100内，再经液体均匀分布器100均匀分散进入雾化盘200。旋转雾化盘200在电机800带动下高速旋转，料液在多种作用力下破碎为细小液滴。蒸发室中使用的蒸发介质是热空气。热空气从热风进口301进入，经过蜗壳段后产生旋流，通过分配器300有倾斜角度的导流板流道改变速度方向后，再由热风导流板305导流后螺旋进入蒸发塔中。热空气遇到高盐废水雾化液滴，两者进行强烈的传热传质，液滴水分迅速蒸发，分离出粉状物料。最后，在其重力和气流的作用下，粉状物料从蒸发室底部物料出口400排出。
28.以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种高效雾化蒸发塔，其特征在于，蒸发塔内设有液体均匀分布器(100)以及雾化盘(200)，所述雾化盘(200)位于液体均匀分布器(100)的下方，所述雾化盘(200)连接有电机(800)，所述液体均匀分布器(100)的上方设有进口管(900)用于通入高盐废水，所述液体均匀分布器(100)包括凹槽结构(101)以及位于凹槽结构(101)一侧的溢流堰(102)，所述雾化盘(200)上设有若干分流板(201)，所述雾化盘(200)的圆周处设有若干导流叶片(202)；蒸发塔的顶部设有热风进口(301)，蒸发塔内设有与热风进口(301)连通的热风出口，所述热风出口包括设置在进液仓周围的中央热风出口(302)以及设置在蒸发塔内靠近蒸发塔侧壁的圆周热风出口(303)；蒸发塔的底部具有物料出口(400)。2.根据权利要求1所述的高效雾化蒸发塔，其特征在于，所述溢流堰(102)的下流处设有梳状齿(103)用于对下流的高盐废水进行分割导流。3.根据权利要求2所述的高效雾化蒸发塔，其特征在于，雾化盘(200)周围的导流叶片(202)之间形成弧形导流槽(203)，雾化盘(200)中的高盐废水在雾化盘(200)旋转时从弧形导流槽(203)中甩出。4.根据权利要求1所述的高效雾化蒸发塔，其特征在于，所述中央热风出口(302)为环形设置在雾化盘(200)的上方，所述中央热风出口(302)具有至少两个并且设置于不同高度处，所述中央热风出口(302)为倒锥形设计。5.根据权利要求4所述的高效雾化蒸发塔，其特征在于，蒸发塔的顶部设有圆形的分配器(300)，分配器(300)内设有螺旋型的进风导流板(304)，所述热风进口(301)设置于分配器(300)上并且位于分配器(300)的切线位置，热风进口(301)的风道入口设置为矩形口且设计为渐缩型风道；所述中央热风出口(302)以及圆周热风出口(303)内均设有倾斜的热风导流板(305)，使得中央热风出口(302)和圆周热风出口(303)的出风为螺旋形。6.根据权利要求5所述的高效雾化蒸发塔，其特征在于，所述中央热风出口(302)和圆周热风出口(303)的出风旋转方向和雾化盘(200)的旋转方向相反。7.根据权利要求1所述的高效雾化蒸发塔，其特征在于，所述电机(800)设置于分配器(300)上方，并通过转轴与雾化盘(200)连接。8.根据权利要求1所述的高效雾化蒸发塔，其特征在于，蒸发塔的底部为倒锥形并渐缩至物料出口(400)处，所述蒸发塔内位于雾化盘(200)下方的位置设有集气环(500)，所述集气环(500)水平布置，所述集气环(500)上设有开口，所述集气环(500)上开口设置在集气环(500)的底部或内侧斜下方，开口处设有金属过滤网，所述集气环(500)上连接有伸至蒸发塔外侧的热空气出口(501)。9.根据权利要求1所述的高效雾化蒸发塔，其特征在于，蒸发塔的侧面设有观察窗(600)。10.根据权利要求1所述的高效雾化蒸发塔，其特征在于，蒸发塔的外侧设有支架(700)。

技术总结
本发明公开了一种高效雾化蒸发塔，蒸发塔内设有液体均匀分布器以及雾化盘，所述雾化盘连接有电机，所述液体均匀分布器的上方设有进口管用于通入高盐废水，所述液体均匀分布器包括凹槽结构以及位于凹槽结构一侧的溢流堰，所述雾化盘上设有若干分流板，所述雾化盘的圆周处设有若干导流叶片；蒸发塔的顶部设有热风进口，蒸发塔内设有与热风进口连通的热风出口，所述热风出口包括设置在进液仓周围的中央热风出口以及设置在蒸发塔内靠近蒸发塔侧壁的圆周热风出口；蒸发塔的底部具有物料出口。本发明改进雾化蒸发塔的结构，提高料液雾化效果，进而提高料液与热空气的热交换效率，提高蒸发效果。蒸发效果。蒸发效果。


技术研发人员：张琳 奚颖 杨嘉晞 王泽林 陆伟 赵宥畅 刘吴祥 伍秉杰
受保护的技术使用者：常州大学
技术研发日：2023.05.24
技术公布日：2023/8/28