申请日2010.02.12
公开(公告)日2012.02.15
IPC分类号C02F1/16; C02F11/12; C02F1/04
摘要
一种紧凑的便携的液体浓缩器，包括气体入口、气体出口以及将气体入口与气体出口连接的流动通路，其中，流动通路包括使通过流动通路的气体加速的狭窄部分。液体入口在狭窄部分之前的点将液体注入到气流，使得气体-液体混合物在流动通路中完全混合，从而使一部分液体蒸发。位于狭窄部分下游并且与气体出口连接的除雾器或流体洗涤器从气流中去除夹带的液滴并且通过再循环回路将去除的液体再循环至液体入口。待浓缩的新鲜液体还以足够使流动通路蒸发中的液体量偏移的速率注入再循环回路。
权利要求书
1.一种液体浓缩器系统，包括：
浓缩器部分，所述浓缩器部分包括：
气体入口，
气体出口，
混合通路，其布置在所述气体入口与所述气体出口之间， 所述混合通路具有狭窄部分，所述混合通路中的气流在从气体 入口输送到气体出口时在所述狭窄部分加速，和
液体入口，待浓缩液体通过所述液体入口注入到所述混合 通路，所述液体入口布置在所述混合通路的位于所述气体入口 与所述狭窄部分之间的部分;
除雾器，所述除雾器布置在浓缩器部分的下游，所述除雾器包 括：
除雾器气流通道，其与所述浓缩器部分的气体出口连接，
液体收集器，其布置在所述除雾器气流通道中，以便从流 入所述除雾器气流通道的气体中去除液体，和
罐，其通过所述液体收集器收集从流入所述除雾器气流通 道的气体中去除的液体;以及
风机，其与所述除雾器连接，以辅助气流通过所述混合通路和 所述气流通道。
2.根据权利要求1所述的液体浓缩器系统，还包括再循环回路，所述 再循环回路布置在所述罐与所述混合通路之间，以便将所述罐中的 液体输送至所述混合通路。
3.根据权利要求2所述的液体浓缩器系统，其中，所述再循环回路与 所述浓缩器部分的液体入口连接。
4.根据权利要求2所述的液体浓缩器系统，其中，所述浓缩器部分包 括另外的液体入口，其布置在所述混合通路的位于所述气体入口与 所述狭窄部分之间的部分，所述另外的液体入口与所述再循环回路 连接以将来自所述罐的液体注入到所述混合通路以进一步浓缩。
5.根据权利要求4所述的液体浓缩器系统，其中，所述另外的液体入 口布置在所述混合通路的位于所述液体入口下游的部分。
6.根据权利要求4所述的液体浓缩器系统，其中，所述再循环回路在 没有喷雾器的情况下将浓缩液体注入到所述混合通路。
7.根据权利要求6所述的液体浓缩器系统，还包括挡板，其布置在所 述混合通路的临近所述另外的液体入口的部分，使得来自所述再循 环回路的浓缩液体冲击所述挡板并且以小液滴扩散到所述混合通路 中。
8.根据权利要求4所述的液体浓缩器系统，其中，所述另外的流体入 口包括多个流体进入口，在所述混合通路的两个或更多侧壁中的每 一个侧壁上布置单独的流体进入口，并且所述再循环回路包括管， 其部分地包围所述混合通路以便将浓缩液体供应至所述多个流体进 入口中的每一个流体进入口。
9.根据权利要求1所述的液体浓缩器系统，其中，所述液体入口包括 可更换喷嘴。
10.根据权利要求1所述的液体浓缩器系统，其中，所述浓缩器部分包 括可调节限流装置，其布置在所述混合通路的狭窄部分，所述限流 装置是可调节的，以便改变通过所述混合通路的气流。
11.根据权利要求10所述的液体浓缩器系统，其中，所述可调节限流装 置是文丘里板，所述文丘里板是可调节的，以便改变所述混合通路 的狭窄部分的尺寸和形状。
12.根据权利要求1所述的液体浓缩器系统，还包括所述罐的浓缩液体 提取端口。
13.根据权利要求1所述的液体浓缩器系统，其中，所述风机是位于所 述除雾器下游的吸气风机，以便提供贯穿所述除雾器的负压梯度。
14.根据权利要求13所述的液体浓缩器系统，其中，所述吸气风机与变 频驱动器马达连接，所述变频驱动器马达用于改变所述吸气风机的 速度，以便产生贯穿所述除雾器的负压梯度的不同级别。
15.根据权利要求1所述的液体浓缩器系统，其中，所述风机是位于所 述除雾器下游的吸气风机，并且所述除雾器包括除雾器气体入口和 气体再循环回路，所述气体再循环回路连接在所述吸气风机下游的 点与所述除雾器气体入口之间，以便将一部分气体从所述吸气风机 下游的点转向到所述除雾器气体入口。
16.根据权利要求15所述的液体浓缩器系统，还包括阻尼器，其布置在 所述气体再循环回路中，以便控制从所述吸气风机下游的点转向到 所述除雾器气体入口的气体的量。
17.根据权利要求16所述的液体浓缩器系统，还包括：压力传感器，其 布置在所述除雾器气体入口附近;以及控制器，其可操作地与所述 阻尼器连接，以便基于所述压力传感器的读数控制所述阻尼器的位 置。
18.根据权利要求17所述的液体浓缩器系统，还包括两个压力传感器， 一个压力传感器布置在所述除雾器气体入口附近，而另一个压力传 感器布置在除雾器气体出口附近。
19.根据权利要求1所述的液体浓缩器系统，其中，所述浓缩器部分的 气体入口与废热源流体连接，所述除雾器与所述浓缩器部分明显分 开，并且所述液体浓缩器系统还包括管部分，其布置在所述浓缩器 部分的气体出口与所述除雾器之间。
20.根据权利要求19所述的液体浓缩器系统，其中，所述浓缩器部分的 气体出口直接安装在废热源附近。
21.根据权利要求19所述的液体浓缩器系统，其中，所述风机布置在所 述浓缩器部分与所述管部分之间，以便通过管部分将流体抽吸至所 述除雾器。
22.根据权利要求21所述的液体浓缩器系统，还包括浸没肘管，其连接 在所述混合通路的狭窄部分与所述管部分之间。
23.根据权利要求22所述的液体浓缩器系统，其中，所述浸没肘管形成 大约90度转向。
24.根据权利要求19所述的液体浓缩器系统，其中，所述管部分由玻璃 纤维制成。
25.根据权利要求19所述的液体浓缩器系统，其中，所述除雾器为横流 式洗涤器。
26.根据权利要求1所述的液体浓缩器系统，还包括周围空气阀，其布 置在所述混合通路的位于狭窄部分上游的部分，所述周围空气阀用 于允许周围空气进入所述混合通路以便与从所述气体入口流入到所 述混合通路的热气体混合。
27.根据权利要求26所述的液体浓缩器系统，其中，所述周围空气阀通 常偏压制完全打开位置。
28.根据权利要求26所述的液体浓缩器系统，还包括控制器，其可操作 地与所述周围空气阀连接以控制周围空气阀的位置。
29.根据权利要求28所述的液体浓缩器系统，还包括温度传感器，其位 于混合通路中，所述温度传感器与控制器通讯连接，其中，所述控 制器基于所述温度传感器的读数控制周围空气阀的位置。
30.根据权利要求29所述的液体浓缩器系统，其中，所述温度传感器位 于所述混合通路的狭窄部分的下游。
31.根据权利要求30所述的液体浓缩器系统，其中，所述控制器控制所 述周围空气阀的位置，以便将流过所述狭窄部分下游的混合通路的 气体保持在大约华氏150度至大约华氏190度的范围。
32.根据权利要求1所述的液体浓缩器系统，还包括浸没肘管，其连接 在所述混合通路的狭窄部分的下游，所述浸没肘管改变流入所述混 合通路的气体的方向。
33.根据权利要求32所述的液体浓缩器系统，还包括易打开检修门，其 布置在所述浸没肘管上。
34.根据权利要求33所述的液体浓缩器系统，其中，所述易打开检修门 包括：门板，其经由一个或多个铰链与所述浸没肘管连接;以及至 少一个快速释放把手，其安装在所述门板上以将所述易打开检修门 固定在关闭位置。
35.根据权利要求1所述的液体浓缩器系统，其中，所述除雾器为横流 式洗涤器，其用于从流出所述混合通路的气体中去除夹带的液体。
36.根据权利要求35所述的液体浓缩器系统，其中，所述横流式洗涤器 包括冲击挡板，并且所述液体收集器包括可取出过滤器，其与气流 通过所述横流式洗涤器的方向相交叉地布置。
37.根据权利要求36所述的液体浓缩器系统，其中，从流过所述横流式 洗涤器的气体中去除的夹带液体从所述过滤器排放到所述罐中，所 述罐位于所述横流式洗涤器中的过滤器的下方。
38.根据权利要求36所述的液体浓缩器系统，还包括喷雾器，其布置在 所述横流式洗涤器中，所述喷雾器设置成在可取出过滤器上喷溅液 体以便清洁所述可取出过滤器。
39.根据权利要求1所述的液体浓缩器系统，还包括至少一个检修门， 其位于所述浓缩器部分或所述除雾器的壁上。
40.根据权利要求39所述的液体浓缩器系统，其中，所述至少一个检修 门包括：门板，其经由一个或多个铰链与所述浓缩器部分或所述除 雾器的壁连接;以及至少一个快速释放把手，其安装在所述门板上 以将所述至少一个检修门固定在关闭位置。
41.根据权利要求40所述的液体浓缩器系统，还包括多个快速释放把 手，其布置在所述门板的周围附近。
42.根据权利要求40所述的液体浓缩器系统，其中，所述至少一个快速 释放把手包括把手和安装在枢轴杆上的闭锁。
43.根据权利要求42所述的液体浓缩器系统，其中，所述闭锁呈U形。
44.根据权利要求40所述的液体浓缩器系统，其中，所述液体收集器包 括：可取出过滤器，其与气流通过所述除雾器的方向相交叉地布置; 以及至少一个检修门，其位于所述过滤器附近的除雾器的壁上并且 其尺寸能够通过所述检修门取出过滤器。
45.一种液体浓缩器系统，包括：
气体传导管，其与废热源连接;以及
浓缩器，所述浓缩器包括：
气体入口，其与所述气体传导管连接，
气体出口，
混合通路，其布置在所述气体入口与所述气体出口之间， 所述混合通路具有布置在气体入口下游的液体注入室和布置 在液体注入室下游的狭窄部分，其中，所述混合通路的狭窄部 分在将气体从气体入口输送到气体出口时加速所述气体;和
液体入口，其布置在液体注入室中，待浓缩液体通过所 述液体入口注入到所述液体注入室;
其中，所述混合通路的方向是竖直的，使得所述液体注入室布 置在所述狭窄部分的上方，并且气体竖直向下地通过所述混合通路 从气体入口流动至气体出口。
46.根据权利要求45所述的液体浓缩器系统，其中，所述气体传导管布 置所述混合通路的竖直上方。
47.根据权利要求45所述的液体浓缩器系统，其中，所述气体传导管基 本水平低布置在所述气体入口与所述废热源之间。
48.根据权利要求45所述的液体浓缩器系统，其中，所述浓缩器还包括 气体预处理组件，其布置在所述气体入口与所述液体注入室之间。
49.根据权利要求48所述的液体浓缩器系统，其中，所述废热源为燃烧 排气管，并且所述气体传导管和气体预处理组件在基本竖直的平面 内呈U形，使得所述气体传导管升高至所述液体注入室上方。
50.根据权利要求48所述的液体浓缩器系统，还包括周围空气阀，其布 置在所述气体预处理组件中并且布置在所述液体注入室上方。
51.根据权利要求45所述的液体浓缩器系统，还包括适配器部分，所述 适配器部分安装在所述混合通路中，所述适配器部分包括第一部件 和第二部件并且第一部件可相对于第二部件滑动，从而能够使所述 混合通路的尺寸为多个不同的竖直高度。
52.根据权利要求51所述的液体浓缩器系统，其中，所述适配器部分包 括装在所述第二部件内的第一部件，第一部件和第二部件可相互调 节以增加或降低所述适配器部分的高度。
53.根据权利要求51所述的液体浓缩器系统，其中，所述混合通路包括 浸没肘管，其布置所述狭窄部分的竖直下方。
54.一种用于燃烧气体排气管的燃烧气体排放装置盖组件，所述燃烧气 体排放装置盖组件包括：
适配器部分，其安装在燃烧气体排气管上，所述适配器部分具 有一次燃烧气体出口和二次燃烧气体出口，所述一次燃烧气体出口 允许燃烧气体从燃烧气体排放管通向大气，所述二次燃烧气体出口 将燃烧气体引导至二次处理;以及
燃烧气体排放装置盖，其安装在接近所述一次燃烧气体出口的 所述适配器部分上，所述燃烧气体排放装置盖可以在打开位置与关 闭位置之间移动，在打开位置上所述燃烧气体排放装置盖允许燃烧 气体从所述燃烧气体排放管通向所述一次燃烧气体出口，在关闭位 置上所述燃烧气体排放装置盖覆盖一次燃烧气体出口以将燃烧气体 从所述燃烧气体排放管转向通过所述二次燃烧气体出口。
55.根据权利要求54所述的燃烧气体排放装置盖，还包括传导管，其与 所述二次燃烧气体出口连接，所述传导管形成位于适配器部分与二 次处理之间的流体通路的一部分。
56.根据权利要求54所述的燃烧气体排放装置盖，还包括盖启动器，其 安装在所述适配器部分上并且与所述燃烧气体排放装置盖可操作地 连接，所述盖启动器启动所述燃烧气体排放装置盖在打开位置与关 闭位置之间移动。
57.根据权利要求56所述的燃烧气体排放装置盖，还包括控制器，其与 所述盖启动器可操作地连接，所述控制器用于使所述燃烧气体排放 装置盖在打开位置与关闭位置之间移动。
58.根据权利要求57所述的燃烧气体排放装置盖，还包括温度传感器， 其用于产生温度信号，并且所述控制器与所述温度传感器通讯连接， 所述控制器基于温度信号启动所述燃烧气体排放装置盖的启动器。
59.根据权利要求58所述的燃烧气体排放装置盖，还包括周围空气阀， 所述周围空气阀形成位于所述传导管与大气之间的流体通路，并且 所述控制器与所述周围空气阀可操作地连接并基于温度信号对所述 周围空气阀定位。
60.根据权利要求56所述的燃烧气体排放装置盖，其中，所述盖启动器 为马达。
61.根据权利要求60所述的燃烧气体排放装置盖，其中，所述马达是电 动机、气动马达和液压马达之一。
62.根据权利要求56所述的燃烧气体排放装置盖，其中，所述盖启动器 包括与所述燃烧气体排放装置盖连接的链式传动机构。
63.根据权利要求54所述的燃烧气体排放装置盖，还包括配重物，其安 装在枢轴点的与所述燃烧气体排放装置盖相对的一侧，所述配重物 的尺寸使所述燃烧气体排放装置盖围绕所述枢轴点偏移至少一部分 重量。
64.根据权利要求54所述的燃烧气体排放装置盖，其中，所述燃烧气体 排放装置盖由耐高温材料制成。
65.根据权利要求64所述的燃烧气体排放装置盖，其中，所述耐高温材 料为不锈钢和碳钢之一。
66.根据权利要求64所述的燃烧气体排放装置盖，其中，所述燃烧气体 排放装置盖是用氧化铝和氧化锆之一衬套的耐熔材料。
67.根据权利要求54所述的燃烧气体排放装置盖，还包括偏压部件，其 安装在所述燃烧气体排放装置盖的枢轴点附近的燃烧气体排放装置 盖和适配器部分上，所述偏压部件使所述燃烧气体排放装置盖偏压 在打开位置上。
68.根据权利要求67所述的燃烧气体排放装置盖，其中，所述偏压部件 为弹簧。
69.根据权利要求67所述的燃烧气体排放装置盖，其中，所述偏压部件 为配重物。
70.一种具有排气管盖的废水 浓缩组件，所述废水浓缩组件包括：
排气管，其具有形成一次排放气体出口的敞开端;
废水浓缩器;
传导管，所述传导管流体连接在所述排气管与所述废水浓缩器 之间，所述传导管形成所述排气管中的二次排放气体出口;以及
排气管盖，其安装在所述排气管的敞开端附近，所述排气管盖 可以在打开位置与关闭位置之间移动，在打开位置上所述排气管盖 允许排放气体排出所述一次排放气体出口，在关闭位置上所述排气 管盖覆盖一次排放气体出口并且使排放气体转向通过所述二次排放 气体出口。
71.一种填埋气体火焰燃烧器盖组件，包括：
填埋气体火焰燃烧，其与填埋气体源连接，所述填埋气体火焰 燃烧具有形成燃烧气体出口的敞开顶端;以及
火焰燃烧器盖，其安装在所述填埋气体火焰燃烧器上并位于敞 开顶端附近，所述火焰燃烧器盖可以在打开位置与关闭位置之间移 动，打开位置使所述填埋气体火焰燃烧器的敞开顶端未覆盖，关闭 位置使所述填埋气体火焰燃烧器的敞开顶端覆盖。
72.根据权利要求71所述的填埋气体火焰燃烧器盖组件，还包括马达， 其与所述火焰燃烧器盖可操作地连接，所述马达用于将所述火焰燃 烧器盖定位在打开位置和关闭位置之一。
73.根据权利要求72所述的填埋气体火焰燃烧器盖组件，还包括控制 器，所述控制器包括执行控制逻辑的处理器，以便将所述火焰燃烧 器盖定位在打开位置和关闭位置之一。
74.根据权利要求73所述的填埋气体火焰燃烧器盖组件，其中，当所述 填埋气体火焰燃烧器燃烧填埋气体时，所述控制器将所述火焰燃烧 器盖定位在关闭位置。
75.根据权利要求71所述的填埋气体火焰燃烧器盖组件，还包括配重 物，其安装在枢轴点的与所述火焰燃烧器盖相对的一侧，所述配重 物的尺寸使所述火焰燃烧器盖围绕枢轴点至少部分地对抗火焰燃烧 器盖的重量。
76.根据权利要求71所述的填埋气体火焰燃烧器盖组件，还包括所述填 埋气体火焰燃烧器的二次燃烧气体出口，所述二次燃烧气体出口位 于所述燃烧气体出口的上游。
77.一种废水浓缩器组件，包括：
燃烧气体排气管，其具有形成一次燃烧气体出口的敞开顶端和 位于一次燃烧气体出口上游的二次燃烧气体出口;
传导管，其安装在所述燃烧气体排气管上并且与所述二次燃烧 气体出口流体连接，
废水浓缩器，其与所述传导管流体连接;以及
周围空气阀，其位于所述传导管与所述废水浓缩器中的一者上， 所述周围空气阀可在打开位置与关闭位置之间操作，打开位置允许 周围空气从大气进入所述传导管与所述废水浓缩器中的一者，关闭 位置阻止周围空气进入所述传导管与所述废水浓缩器中的一者，并 且
控制器，其包括用控制逻辑编程的处理器，以便控制所述周围 空气阀的位置。
78.根据权利要求77所述的废水浓缩器组件，还包括温度传感器，其位 于所述周围空气阀的下游，所述温度传感器用于产生温度信号，其 中，所述控制器与温度传感器可操作地连接，所述控制器基于温度 信号对所述周围空气阀定位。
79.根据权利要求78所述的废水浓缩器组件，还包括排气管盖，其安装 在位于所述燃烧气体排气管的开口顶端附近的燃烧气体排气管上， 所述排放气体盖可在打开位置与关闭位置之间操作，打开位置允许 燃烧气体通过一次燃烧气体出口通向大气，关闭位置覆盖所述一次 燃烧气体出口。
80.根据权利要求79所述的废水浓缩器组件，其中，所述控制器与所述 排气管盖可操作地连接并且基于温度信号对所述排气管盖定位。
81.根据权利要求80所述的废水浓缩器组件，还包括排气管盖启动器， 其与所述排气管盖和所述控制器可操作地连接，控制器基于温度信 号启动所述排气管盖启动器。
82.一种与燃烧气体排气管一起使用的废水浓缩器组件，所述废水浓缩 器组件包括：
废水浓缩器，其与所述燃烧气体排气管流体连接，所述废水浓 缩器包括气体入口、气体出口和将气体入口与气体出口连接的流体 通路，所述流体通路具有狭窄部分;
可活动文丘里板，其布置在所述流体通路的狭窄部分;以及 控制器，其包括用控制逻辑编程的处理器，以便控制所述文丘 里板的位置。
83.根据权利要求82所述的废水浓缩器组件，还包括第一压力传感器， 其位于所述文丘里板的上游，所述第一压力传感器用于产生第一压 力信号。
84.根据权利要求83所述的废水浓缩器组件，其中，所述控制器与所述 第一压力传感器可操作地连接并且基于第一压力信号对所述文丘里 板定位。
85.根据权利要求83所述的废水浓缩器组件，还包括第二压力传感器， 其位于所述文丘里板的下游，所述第二压力传感器用于产生第二压 力信号。
86.根据权利要求85所述的废水浓缩器组件，其中，所述控制器与所述 第一压力传感器和第二压力传感器均可操作地连接，并且所述控制 器基于第一压力信号和第二压力信号对所述文丘里板定位。
87.一种与燃烧气体排气管一起使用的废水浓缩器组件，所述废水浓缩 器组件包括：
废水浓缩器，其与所述燃烧气体排气管流体连接，所述废水浓 缩器包括气体入口、气体出口和将气体入口与气体出口连接的流体 通路，所述流体通路具有狭窄部分;
风机，其用于在所述废水浓缩器中产生负压或正压;以及
控制器，其包括用控制逻辑编程的处理器，以便控制所述风机。
88.根据权利要求87所述的废水浓缩器组件，其中，所述风机包括变速 马达并且所述控制器与所述变速马达可操作地连接。
89.根据权利要求88所述的废水浓缩器组件，还包括压力传感器，其位 于所述废水浓缩器中，并且所述压力传感器用于产生压力信号。
90.根据权利要求89所述的废水浓缩器组件，其中，所述控制器与所述 压力传感器可操作地连接并且基于压力信号控制所述变速马达。
91.根据权利要求87所述的废水浓缩器组件，其中，所述风机位于所述 流动通路的狭窄部分的下游。
92.根据权利要求87所述的废水浓缩器组件，还包括除雾器，其位于述 流动通路的狭窄部分的下游，其中，所述风机位于所述除雾器的上 游并且与所述除雾器分开至少20英尺。
93.一种与燃烧气体排气管一起使用的废水浓缩器组件，所述废水浓缩 器组件包括：
废水浓缩器，其与所述燃烧气体排气管流体连接，所述废水浓 缩器包括气体入口、气体出口和将气体入口与气体出口连接的流体 通路，所述流体通路具有狭窄部分;
除雾器，其位于所述流体通路的狭窄部分的下游;
吸气风机，其位于所述除雾器的下游;以及
气体返回线路，所述气体返回线路的入口位于所述吸气风机的 下游，所述气体返回线路的出口与气体入口流体连接，所述气体返 回线路包括可调节挡板，其关闭以限制气流通过所述气体返回线路; 以及
控制器，其包括用控制逻辑编程的处理器，以便控制所述挡板 的位置。
94.根据权利要求93所述的废水浓缩器组件，还包括压力传感器，其位 于所述气体入口附近，所述压力传感器用于产生压力信号。
95.根据权利要求94所述的废水浓缩器组件，其中，所述控制器与所述 压力传感器可操作地连接，所述控制器基于压力信号对挡板定位。
96.根据权利要求93所述的废水浓缩器组件，其中，所述挡板是气阀和 衰减阻尼器之一。
97.一种与燃烧气体排气管一起使用的废水浓缩器组件，所述废水浓缩 器组件包括：
废水浓缩器，其与所述燃烧气体排气管流体连接，所述废水浓 缩器包括气体入口、气体出口和将气体入口与气体出口连接的流体 通路，所述流体通路具有狭窄部分，并且所述废水浓缩器还包括位 于气体入口附近的废水输入端，和与废水输入端和废水源连接的废 水泵;以及
控制器，其包括用控制逻辑编程的处理器，以便控制所述废水 泵的位置。
98.根据权利要求97所述的废水浓缩器组件，还包括储存器水平传感 器，所述储存器水平传感器用于产生储存器水平信号。
99.根据权利要求98所述的废水浓缩器组件，其中，所述控制器与所述 储存器水平传感器可操作地连接，所述控制器基于温度信号控制所 述废水泵。
100.根据权利要求98所述的废水浓缩器组件，其中，所述储存器水平传 感器是浮动开关、非接触传感器和压差单元之一。
101.一种与燃烧气体排气管一起使用的废水浓缩器组件，所述废水浓缩 器组件包括：
废水浓缩器，其与所述燃烧气体排气管流体连接，所述废水浓 缩器包括气体入口、气体出口和将气体入口与气体出口连接的流体 通路，所述流体通路具有狭窄部分，所述废水浓缩器还包括位于所 述狭窄部分附近的废水输入端;
除雾器，其包括废水储存器;
废水再循环回路，所述废水再循环回路将所废水储存器与所述 废水输入端连接，所述废水再循环回路包括废水再循环泵;以及
控制器，其包括用控制逻辑编程的处理器，以便控制所述废水 再循环泵。
102.根据权利要求101所述的废水浓缩器组件，还包括所述废水储存器 中的储存器水平传感器，所述储存器水平传感器用于产生储存器水 平信号。
103.根据权利要求102所述的废水浓缩器组件，其中，所述控制器与所 述储存器水平传感器可操作地连接，所述控制器基于储存器水平信 号控制废水再循环泵。
104.根据权利要求101所述的废水浓缩器组件，其中，所述废水再循环 回路包括新鲜废水入口和新鲜废水泵，所述新鲜废水入口与新鲜废 水源连接。
105.根据权利要求104所述的废水浓缩器组件，其中，所述控制器与所 述新鲜废水泵可操作地连接。
106.一种液体浓缩器，包括：
气体入口;
气体出口;
气体流动通路，其将所述气体入口与所述气体出口连接，以及
液体入口，其适合于将液体注入到所述气体流动通路，
其中，所述液体浓缩器与废热源连接，所述废热源包括热气体， 所述热气体流动通过所述气体流动通路，从而使通过液体入口注入 的液体至少部分蒸发。
107.根据权利要求106所述的液体浓缩器，其中，所述废热源为火焰燃 烧器。
108.根据权利要求107所述的液体浓缩器，其中，所述火焰燃烧器为填 埋气体火焰燃烧器。
109.根据权利要求106所述的液体浓缩器，还包括液体预加热器。
110.根据权利要求109所述的液体浓缩器，其中，所述液体预加热器燃 烧木材、沼气和甲烷之一。
111.根据权利要求106所述的液体浓缩器，其中，所述废热源是来自内 燃机的排气管。
112.根据权利要求111所述的液体浓缩器，其中，所述内燃机燃烧填埋 气体并且发电。
113.根据权利要求111所述的液体浓缩器，其中，所述内燃机燃烧石油 产品。
114.一种利用废热来使液体至少部分蒸发的方法，所述方法包括：
提供废热源;
使废热通过液体浓缩器，所述液体浓缩器包括：
废热入口;
废热出口;以及
气体流动通路，其将所述废热入口与所述废热出口连接， 所述气体流动通路包括使通过所述气体流动通路的废热加速 的狭窄部分，
将液体注入到所述狭窄部分附近的气体流动通路;
将废热与液体混合，所述废热的能量使所述液体至少部分蒸发; 以及
从所述废热中去除夹带的液滴。
115.根据权利要求114所述的方法，其中，所述废热源为填埋气体火焰 燃烧器。
116.根据权利要求114所述的方法，其中，所述废热源大约华氏900度。
117.根据权利要求113所述的方法，其中，所述废热源为内燃机。
118.根据权利要求117所述的方法，其中，所述内燃机燃烧填埋气体并 且发电。
119.根据权利要求117所述的方法，其中，所述内燃机燃烧石油产品。
说明书
利用废热的紧凑型废水浓缩器
技术领域
本申请一般性涉及液体浓缩器，更具体地说，涉及可以容易地连接和 利用废热源的紧凑、便携便宜的废水浓缩器。
背景技术
挥发性物质的浓缩可以是对各种类型的废水流处理或预处理的有效 形式，并且可以在各种商用处理系统中进行。许多高浓度的废水流可以分 解为含有高浓度溶解和悬浊固体的浆液形式的残余物。这种浓缩的残余物 容易通过用于残渣填埋处置的常规技术凝固，或者可以适合于发送到在最 终处置之前进一步处理的下游工序。浓缩废水可以极大地减小运输成本和 所需的存储容量，并且可以有益于从废水中回收物质的下游工序。
由于产生废水的工业工序很多，所以工业废水流的特征非常宽泛。除 了由工业领域的受控条件下的设计所产生的废水以外，意外事故和自然灾 害引起的不可控制事件也经常产生废水。处理废水的技术包括：直接排放 到污水处理车间;在排放到污水处理车间之后进行预处理;回收有价值成 分的现场或离场处理;以及简单制备最终处置废水的现场或离场处理。在 废水源为不可控制事件的情况下，有效容纳和回收技术必须包括有这些选 项中的任何选项。
废水浓缩工序的有效性的重要措施是所产生的残余物的体积与进入 工序的废水的体积成比例。具体地说，最希望的是残余物的体积与进入的 体积的低比值(高浓度)。在废水含有溶解的和/或悬浊的不挥发性物质的 情况下，在依赖于挥发物质蒸发的特殊浓缩工序中实现的体积减小在很大 程度上受到所选的将热量传递至处理流体的方法的限制。
根据将热量传递至经过浓缩的液体(处理流体)所采用的方法，将通 过水和其他挥发性物质的蒸发来改变浓度的常规工序可以分为直接热传 递系统和间接热传递系统。间接热传递装置通常包括：容纳处理流体的夹 套式容器，或者浸没在处理流体内的板式、插管式或蛇管式热交换器。例 如蒸汽或热油等媒介经过夹套或或热交换器以传递蒸发所需的热量。直接 热传递装置执行以下工序：例如在浸没式燃烧气体系统中使加热媒体与处 理流体直接接触。
依赖于例如夹套式、板式、插管式或蛇管式热交换器的间接热传递系 通常受到在热交换器的与处理流体直接接触的表面上积累的固体沉积物 的限制。此外，由于需要独立工序将热量传递至加热媒体(例如，蒸汽炉) 或者用于加热其他热传递流体的装置(例如，热油加热器)，所以这种系 统的设计是复杂的。这种设计导致对支持浓缩工序的两个间接热传递系统 的依赖性。在热交换器上产生沉积物同时经过处理的供应流称为污流 (fouling fluid)。在供应流含有溶解性随温度升高而下降的某些化合物(例 如，碳酸盐)的情况下，由于热交换器表面的高温，即使浓度较低也会形 成通常称为锅垢的沉积物。此外，当废水供应流中存在高温下具有高溶解 性的化合物(例如，氯化钠)时，随着处理流体到达高浓度，这些化合物 也会析出溶液而形成沉积物。这些沉积物迫使频繁的热交换表面清洁循环 来维持工序效率，并且这些沉积物可以是随废水供应流带入工序的悬浊固 体与处理流体析出固体的任何组合。固体沉积对热交换表面的有害影响限 制了在因定期清洁而必须关闭间接热传递工序之前可以运行这些工序的 时间长度。因此，尤其是当废水范围包括污流时，这些有害影响强加了对 可能有效处理的废水范围的实际限制。因此，依赖于间接热传递机构的工 序通常不适合浓缩各种类型的废水流并且实现残余物体积与进入体积的 低比值。
美国专利No.5,342,482(在此通过引用并入本文)公开了特殊类型的 浸没式气体处理形式的直接热传递浓缩器，其中产生燃烧气体并且将燃烧 气体通过进入管输送至浸没在处理流体中扩散单元式。扩散单元包括多个 从进入管径向向外延伸的间隔分开的气体输送管，各个气体输送管具有在 气体输送管的表面上的不同位置间隔分开的小孔，从而在处理容器中保持 的液体的整个横截面上根据实际应用均匀扩散小气泡形式的燃烧气体。根 据现有技术的通用理解，这种设计在大的界面面积上提供液体与热气体之 间的紧密接触。在该工序中，其目的是在由处理流体的气相扩散形成的动 态且可连续更新的界面面积上进行热量和质量传递，而不是在上面可以出 现固体沉积颗粒的固体热交换表面上进行热量和质量传递。因此，该浸没 式气体浓缩器方法相对于常规的间接热传递方法具有明显有点。然而，用 于将热气体分布到美国专利No.5,342,482装置的处理流体中的气体输送 管小孔被污流所形成的固体沉积物堵塞。因此，将热气体输送至处理流体 的进入管中积累形成固体沉积物。
此外，由于需要在整个的连续工序液相上扩散大量气体，所以美国专 利No.5,342,482的密闭容器一般要求较大的横截面面积。这种密闭容器的 内表面以及在容器中安装的任何附件共同称为工序的“湿润表面”。这些 湿润表面必须在系统运行时经受住不同浓度的热处理流体。对于设计为处 理多种废水流的系统，在必须与设备成本和随时间产生的维护/更换成本平 衡的耐腐蚀性和耐温性的关系上，湿润表面的构造材料表现出临界设计的 决定。一般来说，通过选择高等级金属合金或者某种工程塑料(例如，用 于制造玻璃纤维容器的工程塑料)来增强湿润表面的耐用性和低维护/更换 成本。然而，采用间接加热系统或直接加热系统的常规浓缩工序同样需要 用于热媒介(例如，蒸汽、热传递油或气体)的装置以将热量传递至容器 中的流体。当各种不同的高合金的出现解答了有关耐腐蚀性和耐温性的问 题时，容器以及由容器构造的附件的成本通常相当高。此外，当工程塑料 可以用于直接形成密闭容器或者用作湿润表面的涂层时，耐温性通常是许 多工程塑料的限制因素。例如，进入管因用于美国专利No.5,342,482的容 器中热气体而具有的高表面温度加强了这种限制。因此，用于这些工序的 容器和其他设备的制造和维护通常非常昂贵。
此外，在所有这些系统中，需要对热源进行浓缩或蒸发处理。已经研 发出使用由各种源产生热量(例如，在发动机中产生的热量、在燃烧室中 产生的热量、在气体压缩过程中产生的热量等)作为用于废水处理的热源。 美国专利No.7,214,290公开了这种系统的一个实例，其中通过在浸没式燃 烧气体蒸发器中燃烧填埋气体而产生热量，该实例用于处理填埋场的沥出 物。美国专利No.7,416,172公开了一种浸没式气体蒸发器，其中废热可以 供应至在浓缩或蒸发液体中使用的气体蒸发器的输入端。虽然废热一般被 认为是便宜的能量源，但是为了有效用于废水处理操作，在许多情况下， 废热必须从废热源到进行蒸发或浓缩工序的位置传送很长距离。例如，在 许多情况下，填埋操作将会具有利用用作燃料的填埋气体运行的一个或多 个内燃机的发电机。这些发电机或内燃机的排放端作为废热源，该排放端 通常经由消声器和排气管与包含发电机的建筑物的顶部的大气管道相通。 然而，为了收集和利用废热，大量昂贵的管道和管道系统必须与排气管连 接以将废热传递至处理系统所在的位置，该位置通常位于远离包含发电机 的建筑物的地平面。重要的是，可以经受排气管中的排放气体的高温(例 如，华氏1800度)的管道、管道系统材料以及控制装置(例如，节流阀 和截流阀)非常昂贵并且在传输期间必须隔热以保持排放气体中的热量。 由于增加设计的复杂性的各种特征(例如，脆性，随时间而腐蚀的趋势以 及对热循环的敏感性)，适合上述目的的可接受隔热材料通常易于故障。 隔热材料增加了管道、管道系统材料以及控制装置的重量，还增加了结构 支撑要求的成本。
发明内容
本文公开的紧凑型液体浓缩装置可以容易地与废热源(例如，填埋气 体火焰燃烧器或内燃机排气管)连接，并且利用该废热来进行直接热传递 浓缩工序，而不需要大型或昂贵的密闭容器和大量昂贵的耐高温材料。紧 凑型液体浓缩器包括气体入口、气体出口以及将气体入口与气体出口连接 的混合或流动通路，其中，流动通路包括使通过流动通路的气体加速的狭 窄部分。位于气体入口与流动通路的狭窄部分之间的液体入口在狭窄部分 之前的点将液体注入到气流，使得气体-液体混合物在流动通路中完全混 合，从而使一部分液体蒸发或浓缩。位于狭窄部分下游并且与气体出口连 接的除雾器或流体洗涤器从气流中去除夹带的液滴并且通过再循环回路 将去除的液体再循环至液体入口。待浓缩的新鲜液体还以足够使流动通路 蒸发中的液体和从该处理取出的任何浓缩液体的组合总量偏移的速率注 入再循环回路。
本文所述的紧凑型液体浓缩器包括用于低成本地浓缩具有广泛特征 的废水流的多种属性。浓缩器对广泛的送料特征是耐腐蚀作用的，具有合 理的制造和操作成本，能够以高浓度水平连续操作，并且有效利用直接来 自于多种热源的热能。此外，浓缩器足够紧凑和便携，从而可以容易地运 输到通过不可控制事件产生废水的位置并且可以安装在接近废热源附近。 因此，本文所公开的浓缩器是低成本的、可靠的和耐用的装置，该装置用 于连续浓缩广泛的不同类型的废水流，并且不需要使用在导致堵塞和沉积 积累的常规间接热传递系统中建立的常规固体表面热交换器。
