過程:蒸發過程中開啟進料泵2，關閉出料泵13，同時開啟閥門11a，關閉閥門Ilb和11c，待原料罐I中料液全部經微波蒸發濃縮后，關閉微波源3、真空泵10和進料泵2，并釋放系統中真空度，待整個系統達到常壓時，開啟出料泵13，濃縮后料液經出口 15進行回收。
[0025]實施例2
如圖1和2所示，該微波-蒸發裝置，包括原料罐1、液滴產生裝置、微波蒸發裝置和蒸發水回收裝置，液滴產生裝置包括進料泵2、控制閥門和高壓噴頭12，微波蒸發裝置包括磁控管3、除沫器4、熱電偶5、蒸汽出口 6、蒸發罐7、控制閥門11、出料泵13、蒸發床14、料液出口 15、轉軸16、軸承17和密封圈18，蒸發水回收裝置包括蒸汽冷凝器8、蒸餾水收集罐9和真空泵10，原料罐I出料口依次與進料泵2、控制閥門和高壓噴頭12管道連接，高壓噴頭12通過管道從蒸發罐7側邊插入位于蒸發罐7內部上端，蒸發罐7外部四周均勻設置磁控管3，蒸發罐7根據實際情況安裝若干熱電偶5，蒸發罐7內部高壓噴頭12正下方通過轉軸16、軸承17和密封圈18設有蒸發床14，蒸發床14能通過轉軸16在0° -90°內可調，蒸發罐7底部設有料液出口 15，料液出口 15與兩根管道連接，一根管道直接連接控制閥門，另一根管道通過控制閥門連接回高壓噴頭12管道，蒸發罐7內部上部設有除沫器4，蒸發罐7頂部設有蒸汽出口 6，蒸汽出口 6依次與蒸汽冷凝器8、蒸餾水收集罐9和真空泵10管道連接。
[0026]其中蒸發罐7與磁控管3之間設有保溫層；所述高壓噴頭12采用PTFE改性強化塑料王加工而成，它有極好的耐溫性(-200到+260°C )、抗腐蝕性、抗老化性、憎水不耐粘性和機加工性；同時，它是透波材料基本不吸收微波，從而保證多模輻射下蒸發室空間微波的均勻；蒸發床14采用氮化硅吸波陶瓷材料制成。
[0027]如圖3所示，該裝置對拜耳法種分母液進行蒸發濃縮，應用方法其具體步驟如下: 步驟1、壓力調節:首先通過真空泵10將微波蒸發裝置和蒸發水回收裝置的壓力控制為 0.03Mpa ；
步驟2、造滴:將30L拜耳法種分母液加入到原料罐I中，然后拜耳法種分母液通過進料泵2和高壓噴頭12中，使拜耳法種分母液形成粒徑3mm的液滴進入蒸發罐7 ;
步驟3、制膜:將步驟2得到的液滴下落到蒸發罐7內的蒸發床14形成液膜，其中蒸發床14調整傾斜角度為90°，蒸發床14采用氮化硅吸波陶瓷材料制成；
步驟4、微波蒸發:在進行步驟2和3的同時，開啟蒸發罐7的磁控管3，采用微波直接加熱蒸發罐7中的液滴和液膜，同時蒸發床吸收微波能，間接加熱液膜和整個蒸發罐7獲得水蒸氣，其中微波功率為1200W、頻率為2.45GHz ；
步驟5、產物收集:經步驟4得到的水蒸氣經除沫器4后，通過負壓方式快速從蒸發罐7中逸出，進入蒸汽冷凝器8冷凝，冷凝水經蒸餾水收集罐9回收得到18.8L蒸餾水，并獲得濃縮拜耳法種分母液。
[0028]其中料液出口 15的應用過程:蒸發過程中開啟進料泵2，關閉出料泵13，同時開啟閥門11a，關閉閥門Ilb和11c，待原料罐I中料液全部經微波蒸發濃縮后，關閉微波源3、真空泵10和進料泵2，并釋放系統中真空度，待整個系統達到常壓時，開啟出料泵13，濃縮后料液經出口 15進行回收。
[0029]實施例3
如圖1和2所示，該微波-蒸發裝置，包括原料罐1、液滴產生裝置、微波蒸發裝置和蒸發水回收裝置，液滴產生裝置包括進料泵2、控制閥門和高壓噴頭12，微波蒸發裝置包括磁控管3、除沫器4、熱電偶5、蒸汽出口 6、蒸發罐7、控制閥門11、出料泵13、蒸發床14、料液出口 15、轉軸16、軸承17和密封圈18，蒸發水回收裝置包括蒸汽冷凝器8、蒸餾水收集罐9和真空泵10，原料罐I出料口依次與進料泵2、控制閥門和高壓噴頭12管道連接，高壓噴頭12通過管道從蒸發罐7側邊插入位于蒸發罐7內部上端，蒸發罐7外部四周均勻設置磁控管3，蒸發罐7根據實際情況安裝若干熱電偶5，蒸發罐7內部高壓噴頭12正下方通過轉軸16、軸承17和密封圈18設有蒸發床14，蒸發床14能通過轉軸16在0° -90°內可調，蒸發罐7底部設有料液出口 15，料液出口 15與兩根管道連接，一根管道直接連接控制閥門，另一根管道通過控制閥門連接回高壓噴頭12管道，蒸發罐7內部上部設有除沫器4，蒸發罐7頂部設有蒸汽出口 6，蒸汽出口 6依次與蒸汽冷凝器8、蒸餾水收集罐9和真空泵10管道連接。
[0030]其中蒸發罐7與磁控管3之間設有保溫層；所述高壓噴頭12采用PTFE改性強化塑料王加工而成，它有極好的耐溫性(-200到+260°C )、抗腐蝕性、抗老化性、憎水不耐粘性和機加工性；同時，它是透波材料基本不吸收微波，從而保證多模輻射下蒸發室空間微波的均勻；蒸發床14采用氧化鋁吸波陶瓷材料制成。
[0031]如圖3所示，該裝置對海水進行蒸發濃縮，應用方法其具體步驟如下:
步驟1、壓力調節:首先通過真空泵10將微波蒸發裝置和蒸發水回收裝置的壓力控制為 0.02Mpa ；
步驟2、造滴:將30L海水加入到原料罐I中，然后海水通過進料泵2和高壓噴頭12中，使海水形成粒徑2mm的液滴進入蒸發罐7 ;
步驟3、制膜:將步驟2得到的液滴下落到蒸發罐7內的蒸發床14形成液膜，其中蒸發床14調整傾斜角度為10°，蒸發床14采用氧化鋁吸波陶瓷材料制成； 步驟4、微波蒸發:在進行步驟2和3的同時，開啟蒸發罐7的磁控管3，采用微波直接加熱蒸發罐7中的液滴和液膜，同時蒸發床吸收微波能，間接加熱液膜和整個蒸發罐7獲得水蒸氣，其中微波功率為1200W、頻率為2.45GHz ；
步驟5、產物收集:經步驟4得到的水蒸氣經除沫器4后，通過負壓方式快速從蒸發罐7中逸出，進入蒸汽冷凝器8冷凝，冷凝水經蒸餾水收集罐9回收得到26.7L蒸餾水，并獲得濃縮海水。
[0032]其中料液出口 15的應用過程:蒸發過程中同時開啟進料泵2和出料泵13，并且打開閥門Ila和11b，關閉閥門11c，由蒸發床14落于蒸發罐7底部的濃縮液經料液出口 15，通過管道與原料罐中的稀料液混勻后，重新通過高壓噴頭12進入蒸發罐，待完成全部料液蒸發后，關閉微波源3、真空泵10和進料泵2，并釋放系統中真空度，同時開啟閥門11c，關閉閥門Ila和11b，待整個系統達到常壓時，開啟出料泵13，濃縮后料液經出口 15進行回收。
[0033]以上結合附圖對本發明的【具體實施方式】作了詳細說明，但是本發明并不限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化。
【主權項】
1.一種微波-蒸發裝置，其特征在于:包括原料罐(I)、液滴產生裝置、微波蒸發裝置和蒸發水回收裝置，液滴產生裝置包括進料泵(2)、控制閥門(11)和高壓噴頭(12)，微波蒸發裝置包括磁控管(3)、除沫器(4)、熱電偶(5)、蒸汽出口(6)、蒸發罐(7)、控制閥門、出料泵(13)、蒸發床(14)、料液出口(15)、轉軸(16)、軸承(17)和密封圈(18)，蒸發水回收裝置包括蒸汽冷凝器(8)、蒸餾水收集罐(9)和真空泵(10)，原料罐(I)出料口依次與進料泵(2)、控制閥門和高壓噴頭(12)管道連接，高壓噴頭(12)通過管道從蒸發罐(7)側邊插入位于蒸發罐(7)內部上端，蒸發罐(7)外部四周均勻設置磁控管(3)，蒸發罐(7)根據實際情況安裝若干熱電偶(5)，蒸發罐(7)內部高壓噴頭(12)正下方通過轉軸(16)、軸承(17)和密封圈(18)設有蒸發床(14)，蒸發床(14)能通過轉軸(16)在0°?90。內可調，蒸發罐(7)底部設有料液出口( 15)，料液出口( 15)與兩根管道連接，一根管道直接連接控制閥門，另一根管道通過控制閥門連接回高壓噴頭(12)管道，蒸發罐(7)內部上部設有除沫器(4)，蒸發罐(7)頂部設有蒸汽出口(6)，蒸汽出口(6)依次與蒸汽冷凝器(8)、蒸餾水收集罐(9)和真空泵(10)管道連接。
2.根據權利要求1所述的微波-蒸發裝置，其特征在于:所述蒸發罐(7)與磁控管(3)之間設有保溫層。
3.根據權利要求1所述的微波-蒸發裝置，其特征在于:所述高壓噴頭(12)采用PTFE改性強化塑料王加工而成。
4.根據權利要求1所述的微波-蒸發裝置的應用方法，其特征在于:所述蒸發床(14)采用由碳化硅、氮化硅、氧化鋁、硼硅酸鋁、鈦酸鋇、粘土或炭黑吸波陶瓷材料制成。
5.一種如權利要求1至4任意所述的微波-蒸發裝置的應用，其特征在于:該裝置可以用于海水蒸發回收利用和拜耳法種分母液分解后得到的母液進行蒸發濃縮。
6.一種如權利要求5所述的微波-蒸發裝置的應用方法，其特征在于具體步驟如下: 步驟1、壓力調節:首先通過真空泵(10)將微波蒸發裝置和蒸發水回收裝置的壓力控制為 0.01-0.03Mpa ； 步驟2、造滴:將海水或拜耳法種分母液加入到原料罐(I)中，然后海水或拜耳法種分母液通過進料泵(2)和高壓噴頭(12)中，使海水或拜耳法種分母液形成粒徑l~3mm的液滴進入蒸發罐(7); 步驟3、制膜:將步驟(2)得到的液滴下落到蒸發罐(7)內的蒸發床(14)形成液膜； 步驟4、微波蒸發:在進行步驟(2)和(3)的同時，開啟蒸發罐(7)的磁控管(3)，采用微波直接加熱蒸發罐(7)中的液滴和液膜，同時蒸發床吸收微波能，間接加熱液膜和整個蒸發罐(7)獲得水蒸氣； 步驟5、產物收集:經步驟4得到的水蒸氣經除沫器(4)后，通過負壓方式快速從蒸發罐(7)中逸出，進入蒸汽冷凝器(8)冷凝，冷凝水經蒸餾水收集罐(9)回收得到蒸餾水，并獲得濃縮海水或濃縮拜耳法種分母液。
【專利摘要】本發明涉及一種微波-蒸發裝置、應用及應用方法，屬于微波設備技術領域。該微波-蒸發裝置，包括原料罐、液滴產生裝置、微波蒸發裝置和蒸發水回收裝置。該裝置可以用于海水蒸發回收利用和拜耳法種分母液分解后得到的母液進行蒸發濃縮。該方法首先將微波蒸發裝置和蒸發水回收裝置的壓力控制為0.01~0.03Mpa，將海水或拜耳法種分母液加入到原料罐中母液形成粒徑1~3mm的液滴進入蒸發罐，然后進行微波蒸發得到的水蒸氣冷凝后經蒸餾水收集罐回收，并獲得濃縮海水或濃縮拜耳法種分母液。本裝置取消了中間循環泵和蒸汽換熱系統，充分發揮微波選擇性脫水的特點。
【IPC分類】B01D1-30, B01D1-00
【公開號】CN104857734
【申請號】CN201510211058
【發明人】巨少華, 郭戰永, 劉超, 彭金輝, 陳華, 孫俊, 姜峰, 李鑫培, 李超, 梁貴安
【申請人】昆明理工大學
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年4月29日