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摘要
申请专利号:

CN201580035232.3

申请日:

2015.05.18

公开号:

CN106604766A

公开日:

2017.04.26

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):B01D 1/06申请日:20150518|||公开

IPC分类号:

B01D1/06; B01D1/28; C02F1/04

主分类号:

B01D1/06

申请人:

阿奎巴克技术公司

发明人:

W·H·泽布尔

地址:

美国新罕布什尔州

优先权:

2014.05.22 US 62/001,976

专利代理机构:

北京市金杜律师事务所 11256

代理人:

苏娟;王莉莉

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内容摘要

一种除氨系统,其可以从液体中除去氨,并且可以包括除氨部分,该除氨部分具有液体流动表面,该液体流动表面用于使液体在重力作用下向下流动,并且用于接收经过且遍布向下流动的液体而向上移动的蒸气,以吸收并移除液体中的氨。除氨部分下方可以设置蒸发器,用于从除氨部分接收向下流动的此时氨减少的液体。氨减少的液体的一部分可以蒸发并生成向上移动至除氨部分中用于除氨的蒸气。氨减少的液体的另一部分可以被排出以被移除或使用。压缩机可以与除氨部分连通,以在蒸气流出除氨部分后压缩该蒸气。冷凝器可以与压缩机连通,以接收来自压缩机的被压缩的蒸气,并将其冷凝为液体冷凝物。再循环导管可以将冷凝器连接至除氨部分,以使至少一部分液体冷凝物再循环至除氨部分,用于再处理并再次流经液体流动表面。

权利要求书

1.一种用于从液体中除去氨的除氨系统,包括:
除氨部分,其具有液体流动表面,该液体流动表面用于使液体在重力作用下遍布所述
液体流动表面向下流动,并且用于接收蒸气,该蒸气经过且遍布向下流动的液体而向上移
动用以从所述液体中吸收并移除氨;
蒸发器,其设置在所述除氨部分下方,用于接收来自所述除氨部分的、向下流动的氨减
少的液体,所述氨减少的液体的一部分用于蒸发并产生用于向上移动进入所述除氨部分中
用以除氨的所述蒸气,所述氨减少的液体的另一部分被排出以移除;
压缩机,其与所述除氨部分连通,以在所述蒸气被排出所述除氨部分后压缩该蒸气;以

冷凝器,其与所述压缩机连通,以接收来自所述压缩机的经压缩的所述蒸气,用于将该
经压缩的蒸气冷凝为液体冷凝物,再循环导管将所述冷凝器连接至所述除氨部分,以使所
述液体冷凝物的至少一部分再循环至所述除氨部分,用于再处理并遍布所述液体流动表面
流动。
2.根据权利要求1所述的除氨系统,还包括所述冷凝器的排出口,用于除去氨。
3.根据权利要求2所述的除氨系统,其中,所述除氨部分的液体流动表面包括一系列薄
的、间隔分开的直立表面,用于接收遍布所述间隔分开的直立表面、在薄膜中向下流动的所
述液体,同时,所述蒸气经过且遍布所述薄膜、在介于所述间隔分开的直立表面之间的间隙
内向上移动。
4.根据权利要求3所述的除氨系统,其中,所述蒸发器和所述冷凝器是蒸发器/冷凝器
的一部分,该蒸发器/冷凝器具有直立蒸发器表面和通道、以及直立冷凝器表面和通道,其
间具有共用的通道壁。
5.根据权利要求3所述的除氨系统,其中,所述液体流动表面包括螺旋缠绕的、薄的片
材。
6.根据权利要求5所述的除氨系统,其中,所述除氨部分的一系列薄的、间隔分开的直
立表面能够提供约1-1.25密尔厚的流动液体的薄膜。
7.根据权利要求1所述的除氨系统,其中,所述液体包括从废水蒸馏器接收的含氨的蒸
馏水。
8.根据权利要求3所述的除氨系统,其中,所述液体通过设置在所述液体流动表面上方
的喷嘴被输送至所述除氨部分。
9.根据权利要求4所述的除氨系统,其中,所述除氨部分的液体流动表面包括半径减小
的、间隔分开的、大致弯曲的、薄的片材,所述片材围绕中央轴线设置在具有共用的通道壁
的所述蒸发器/冷凝器上方,所述共用的通道壁包括也围绕所述中央轴线设置的、半径减小
的、间隔分开的、大致弯曲的、薄的片材。
10.根据权利要求9所述的除氨系统,其中,所述除氨部分的液体流动表面能够提供一
系列向下流动液体的、半径减小的、间隔分开的、大致弯曲的薄膜,并且所述蒸气在介于所
述薄膜之间的间隙内、沿相反方向流动。
11.根据权利要求10所述的除氨系统,其中,所述除氨部分的液体流动表面能够提供以
螺旋构型延伸的一系列向下流动液体的、间隔分开的、大致弯曲的薄膜。
12.根据权利要求7所述的除氨系统,其中,所述蒸发器和所述冷凝器设置在包含于壳
体内的蒸气压缩蒸馏器的内部。
13.一种用于蒸馏液体的蒸气压缩蒸馏器,包括:
大致圆柱形的壳体;
设置在所述壳体内的、大致环形的第一蒸发器/冷凝器,该第一蒸发器/冷凝器包括第
一蒸发器和第一冷凝器,所述第一蒸发器具有用于将所述液体蒸发为第一蒸气的第一蒸发
器表面,所述第一冷凝器具有用于将所述第一蒸气冷凝为第一液体冷凝物的第一冷凝器表
面;
第一压缩机,用于压缩由所述第一蒸发器/冷凝器的第一蒸发器表面产生的所述第一
蒸气,以输送至所述第一蒸发器/冷凝器的所述第一冷凝器表面;以及
设置在所述壳体内的除氨系统,所述除氨系统的至少一部分由所述大致环形的第一蒸
发器/冷凝器包围,所述除氨系统包括:
除氨部分,其具有液体流动表面,该液体流动表面用于使所述第一液体冷凝物在重力
作用下遍布所述液体流动表面向下流动,并且用于接收第二蒸气,所述第二蒸气经过且遍
布向下流动的所述第一液体冷凝物向上移动以从该第一液体冷凝物中吸收并移除氨;
第二蒸发器/冷凝器,包括具有第二蒸发器表面的第二蒸发器,该第二蒸发器设置在所
述除氨部分下方,用于接收来自所述除氨部分的、向下流动的氨减少的第一液体冷凝物,所
述氨减少的第一液体冷凝物的一部分用于蒸发并产生用于向上移动到所述除氨部分中用
以除氨的所述第二蒸气,所述氨减少的第一液体冷凝物的另一部分被排出以移除,所述第
二蒸发器/冷凝器还包括具有第二冷凝器表面的第二冷凝器;
第二压缩机,其与所述除氨部分和所述第二冷凝器连通,以在所述第二蒸气排出所述
除氨部分后压缩所述第二蒸气,所述第二冷凝器用于接收来自所述第二压缩机的、经压缩
的第二蒸气,以将该经压缩的第二蒸气冷凝为第二液体冷凝物;以及
再循环导管,其将所述第二冷凝器连接至所述除氨部分,以使所述第二液体冷凝物的
至少一部分再循环回到所述除氨部分,用于与所述第一液体冷凝物一起再处理以遍布所述
液体流动表面流动。
14.一种从液体中除去氨的方法,包括:
使液体在重力作用下遍布除氨部分的液体流动表面向下流动;
使蒸气经过且遍布向下流动的液体向上移动以吸收并移除该液体中的氨;
接收来自所述除氨部分的、向下流动的氨减少的液体,其中,蒸发器设置在该除氨部分
下方,接收到的所述氨减少的液体的一部分蒸发并产生向上移动到所述除氨部分中用于除
氨的所述蒸气,所述氨减少的液体的另一部分被排出以移除;
在所述蒸气排出所述除氨部分后,利用与所述除氨部分连通的压缩机来压缩所述蒸
气;
将经压缩的蒸气从所述压缩机输送至与所述压缩机连通的冷凝器,以将所述经压缩的
蒸气冷凝为液体冷凝物;以及
利用将所述冷凝器连接至所述除氨部分的再循环导管使所述液体冷凝物的至少一部
分再循环回到所述除氨部分,用于与所述液体一起进行再处理以遍布所述液体流动表面流
动。
15.根据权利要求14所述的方法,还包括通过所述冷凝器的出口除去氨。
16.根据权利要求15所述的方法,还包括向所述除氨部分的液体流动表面提供一系列
薄的、间隔分开的直立表面,用于使所述液体遍布所述间隔分开的直立表面在薄膜中向下
移动,同时,所述蒸气在介于所述直立表面之间的间隙内、在所述薄膜上向上移动。
17.根据权利要求16所述的方法,还包括将所述蒸发器和所述冷凝器设置为蒸发器/冷
凝器的一部分,所述蒸发器/冷凝器具有直立蒸发器表面和通道、以及直立冷凝器表面和通
道,其间有共用的通道壁。
18.根据权利要求16所述的方法,还包括将所述液体流动表面设置为螺旋缠绕的、薄的
片材。
19.根据权利要求18所述方法,还包括使所述一系列薄的、间隔分开的直立表面能够提
供约1-1.25密尔厚的流动液体的薄膜。
20.根据权利要求14所述的方法,还包括提供这样的液体,即该液体包括从废水蒸馏器
接收的、含氨的蒸馏水。
21.根据权利要求16所述的方法,还包括通过设置在所述液体流动表面上方的喷嘴将
所述液体输送至所述除氨部分。
22.根据权利要求17所述的方法,还包括向所述除氨部分的液体流动表面提供围绕中
央轴线设置的、半径减小的、间隔分开的、大致弯曲的、薄的片材,所述蒸发器/冷凝器具有
共用的通道壁,该共用的通道壁包括也围绕所述中央轴线设置的、半径减小的、间隔分开
的、大致弯曲的、薄的片材。
23.根据权利要求22所述的方法,还包括向所述除氨部分的液体流动表面提供一系列
向下流动液体的半径减小的、间隔分开的、大致弯曲的薄膜,其中,所述蒸气在介于所述薄
膜之间的间隙内、沿相反方向流动。
24.根据权利要求23所述的方法,还包括向所述除氨部分的液体流动表面提供以螺旋
构型延伸的一系列向下流动液体的、间隔分开的、大致弯曲的薄膜。
25.根据权利要求20所述的方法,还包括将所述蒸发器和所述冷凝器设置在容纳于壳
体内的蒸气压缩蒸馏器的内部。
26.一种蒸馏液体的方法,包括:
提供蒸气压缩蒸馏器,该蒸气压缩蒸馏器包括设置在壳体内的、大致环形的第一蒸发
器/冷凝器,该第一蒸发器/冷凝器包括具有第一蒸发器表面的第一蒸发器、和具有第一冷
凝器表面的第一冷凝器,以及,利用所述第一蒸发器表面将所述液体蒸发为第一蒸气;
利用第一压缩机压缩由所述第一蒸发器表面产生的所述第一蒸气,并将所述第一蒸气
输送至所述第一蒸发器/冷凝器的所述第一冷凝器表面;
利用所述第一冷凝器表面将所述第一蒸气冷凝为第一液体冷凝物;
将除氨系统设置在所述壳体内,所述除氨系统的至少一部分由所述大致环形的第一蒸
发器/冷凝器包围;
使所述第一液体冷凝物在重力作用下遍布除氨部分的液体流动表面向下流动;
使第二蒸气经过且遍布向下流动的所述第一液体冷凝物向上移动,以吸收并移除所述
第一液体冷凝物中的氨;
将来自所述除氨部分的、向下流动的、氨减少的第一液体冷凝物接收到设置在所述除
氨部分下方的第二蒸发器/冷凝器的、具有第二蒸发器表面的第二蒸发器内,所述氨减少的
第一液体冷凝物的一部分蒸发并产生用于向上移动到所述除氨部分中用以除氨的所述第
二蒸气,所述氨减少的第一液体冷凝物的另一部分被排出以移除,所述第二蒸发器/冷凝器
还包括具有第二冷凝器表面的第二冷凝器;
在所述第二蒸气流出所述除氨部分后,利用与所述除氨部分和所述第二冷凝器连通的
第二压缩机来压缩所述第二蒸气,并将经压缩的第二蒸气输送至所述第二冷凝器用于冷凝
为第二液体冷凝物;以及
利用将所述第二冷凝器连接至所述除氨部分的再循环导管使所述第二液体冷凝物的
至少一部分再循环至所述除氨部分,用于与所述第一液体冷凝物一起进行再处理以遍布所
述液体流动表面流动。

说明书

除氨设备

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第62/001,976号的权益。该
申请的全部教导以引用方式并入本文。

背景技术

废水可以利用蒸气压缩蒸馏设备得以净化。但是,当蒸馏的废水中含氨时,如含量
为百万分之八十,即80ppm,则蒸馏过的水中可能仍然含有约75ppm的氨。氨很难去除,因为
氨可以以气体形式进入蒸气压缩蒸馏设备的冷凝器,并溶解在冷凝水中。

发明内容

本发明可以提供一种用于诸如蒸气压缩蒸馏装置的蒸馏器装置、或可以设置在蒸
馏器装置内的除氨系统,其可以从蒸馏过的液体冷凝物或水中除去大部分氨。所述除氨系
统可以从液体中除去氨,并且可以包括除氨部分,除氨部分具有液体流动表面,其用于使液
体在重力作用下向下流经液体流动表面,并且用于接收经过且遍布向下流动的液体而向上
移动的蒸气,以吸收并移除液体中的氨。除氨部分下方可以设置有蒸发器,用于从除氨部分
接收此时向下流动的、氨减少的液体。氨减少的液体的一部分可以蒸发并产生向上移动到
除氨部分中用于除氨的蒸气。氨减少的液体的另一部分则可以被排出以移除或被使用。压
缩机可以与除氨部分连通,以在蒸气流出除氨部分后压缩该蒸气。冷凝器可以与压缩机连
通,以接收来自压缩机的被压缩的蒸气,并将其冷凝为液体冷凝物。再循环导管可以将冷凝
器连接至除氨部分,以使至少部分液体冷凝物再循环至除氨部分,用于再处理并再次流经
液体流动表面。

在特定实施例中,所述系统可以包括冷凝器排出口,用于除去氨。除氨部分的液体
流动表面可以包括一系列间隔分开的、薄的直立表面,用于接收在薄膜中流经间隔分开的
直立表面的下行液体流,同时蒸气在间隔分开的直立表面之间的间隙内向上移动流经所述
薄膜。蒸发器和冷凝器可以是蒸发器/冷凝器的一部分,其具有直立蒸发器表面和通道,以
及直立冷凝器表面和通道,且二者间有共用的通道壁。液体流动表面可以包括螺旋缠绕的、
直立的薄片材。除氨部分的一系列间隔分开的、薄的直立表面可以构造为提供约1-1.25密
尔厚的流动液体薄膜。液体可以包括从废水蒸馏器接收的含氨蒸馏水。液体可以通过设置
在液体流动表面上方的喷嘴输送至除氨部分。除氨部分的液体流动表面可以包括可以围绕
中央轴线设置在蒸发器/冷凝器上方的、半径逐渐减小的、间隔分开的、大致弯曲的薄片材,
蒸发器/冷凝器具有共用的通道壁,其包括同样围绕所述中央轴线设置的、半径逐渐减小
的、间隔分开的、大致弯曲的薄片材。除氨部分的液体流动表面构造为提供向下流动液体的
半径逐渐减小的一系列间隔分开的、大致弯曲的薄膜,蒸气在介于薄膜之间的间隙内沿相
反方向流动。除氨部分的液体流动表面可以构造为提供向下流动液体的一系列间隔分开
的、大致弯曲的薄膜,其以螺旋构造延伸。蒸发器和冷凝器可以设置在包含于壳体内的蒸气
压缩蒸馏器的内部。

本发明还可以提供一种用于蒸馏液体的蒸气压缩蒸馏器,包括大致圆柱形的壳
体。大致环形的第一蒸发器/冷凝器可以设置在壳体内,并且可以包括具有第一蒸发器表面
的第一蒸发器,用于将液体蒸发为第一蒸气,以及具有第一冷凝器表面的第一冷凝器,用于
将第一蒸气冷凝为第一液体冷凝物。第一压缩机,可以压缩由第一蒸发器/冷凝器的第一蒸
发器表面产生的第一蒸气,以将该第一蒸气输送至第一蒸发器/冷凝器的第一冷凝器表面。
除氨系统可以设置在壳体内,至少部分除氨系统可以由大致环形的第一蒸发器/冷凝器包
围。除氨系统可以包括除氨部分,其具有液体流动表面,用于使第一液体冷凝物在重力作用
下向下流经液体流动表面,并且用于接收第二蒸气,该第二蒸气经过且遍布向下流动的第
一液体冷凝物向上移动以从中吸收并移除氨。第二蒸发器/冷凝器可以包括具有第二蒸发
器表面的第二蒸发器,其设置在除氨部分下方,用于接收来自除氨部分的向下流动的此时
氨减少的第一液体冷凝物。氨减少的第一液体冷凝物的一部分可以蒸发并产生第二蒸气,
该第二蒸气用于向上移动进入除氨部分中以除去氨。氨减少的第一液体冷凝物的另一部分
可以流出以被移除或被使用。第二蒸发器/冷凝器还包括具有第二冷凝器表面的第二冷凝
器。第二压缩机可以与除氨部分和第二冷凝器连通,以在第二蒸气流出除氨部分后压缩第
二蒸气。第二冷凝器可以接收来自第二压缩机的被压缩的第二蒸气,以将其冷凝为第二液
体冷凝物。再循环导管可以将第二冷凝器连接至除氨部分,以使至少部分第二液体冷凝物
再循环回到除氨部分中,用于与第一液体冷凝物一起进行再处理以再次流经液体流动表
面。

本发明还可以提供一种从液体中除去氨的方法,包括使液体在重力作用下向下流
经除氨部分的液体流动表面。蒸气可以经过且遍布向下流动的液体而向上移动,以吸收并
移除液体中的氨。此时来自除氨部分的向下流动的氨减少的液体可以由设置在除氨部分下
方的蒸发器接收。接收到的氨减少的液体的一部分可以蒸发并产生向上移动至除氨部分内
用于除氨的蒸气。氨减少的液体的另一部分可以排出以被移除或被使用。蒸气流出除氨部
分后,可以利用与除氨部分连通的压缩机来压缩该蒸气。被压缩的蒸气可以从压缩机输送
至与压缩机连通的冷凝器,以将被压缩的蒸气冷凝为液体冷凝物。利用将冷凝器连接至除
氨部分的再循环导管,可以将至少部分液体冷凝物再循环回到除氨部分,用于与液体一起
再处理以再次流经液体流动表面。

在特定实施例中,氨可以从冷凝器的出口移除。除氨部分的液体流动表面可以设
置有一系列间隔分开的、薄的直立表面,用于使液体流经间隔分开的直立表面在薄膜中向
下移动,同时蒸气在介于间隔分开的直立表面之间的间隙内流经薄膜向上移动。蒸发器和
冷凝器可以是蒸发器/冷凝器的一部分,其具有直立蒸发器表面和通道,以及直立冷凝器表
面和通道,且其间有共用的通道壁。液体流动表面可以设置为螺旋缠绕的直立薄片材。一系
列间隔分布的薄直立表面可以构造为提供约1-1.25密尔厚的流动液体薄膜、或一系列流动
液体薄膜。液体可以设置为包括从废水蒸馏器接收的含氨蒸馏水。液体可以通过设置在液
体流动表面上方的喷嘴输送至除氨部分。除氨部分的液体流动表面可以设置有围绕中央轴
线设置的半径逐渐减小的间隔分布、大致弯曲的薄片材。蒸发器/冷凝器可以包括共用通道
壁,其包括同样围绕中央轴线设置的半径逐渐减小的间隔分布、大致弯曲的薄片材。除氨部
分的液体流动表面可以设置有或形成向下流动液体的半径逐渐减小的一系列间隔分布、大
致弯曲的薄膜,蒸气在薄膜之间的间隙内沿相反方向移动。除氨部分的液体流动表面可以
设置有或形成向下流动液体的以螺旋构造延伸的一系列间隔分布、大致弯曲的薄膜。蒸发
器和冷凝器可以设置在包含于壳体内的蒸气压缩蒸馏器的内部。

本发明还提供一种蒸馏液体的方法,包括提供蒸气压缩蒸馏器,其包括大致环形
的第一蒸发器/冷凝器,其设置在壳体内,包括具有第一蒸发器表面的第一蒸发器,以及具
有第一冷凝器表面的第一冷凝器。可以利用第一蒸发器表面将液体蒸发为第一蒸气。可以
利用第一压缩机压缩由第一蒸发器表面产生的第一蒸气。第一蒸气可以输送至第一蒸发
器/冷凝器的第一冷凝器表面。可以利用第一冷凝器表面将第一蒸气冷凝为第一液体冷凝
物。除氨系统可以设置在壳体内,至少部分除氨系统可以由大致环形的第一蒸发器/冷凝器
围绕。第一液体冷凝物可以在重力作用下向下流经除氨部分的液体流动表面。第二蒸气可
以经过且遍布向下流动的第一液体冷凝物向上移动,以吸收并移除第一液体冷凝物中的
氨。此时向下流动的氨减少的第一液体冷凝物可以由设置在除氨部分下方的第二蒸发器/
冷凝器的第二蒸发器表面从除氨部分接收至第二蒸发器内。氨减少的第一液体冷凝物的一
部分可以蒸发并产生第二蒸气,用于向上移动进入除氨部分中以除氨。氨减少的第一液体
冷凝物的另一部分可以流出以被移除或利用。第二蒸发器/冷凝器也可以包括具有第二冷
凝器表面的第二冷凝器。第二蒸气流出除氨部分后,可以利用与除氨部分和第二冷凝器连
通的第二压缩机压缩第二蒸气,并且压缩的第二蒸气可以输送至第二冷凝器用于冷凝为第
二液体冷凝物。利用将第二冷凝器连接至除氨部分的再循环导管,可以将至少部分第二液
体冷凝物再循环回到除氨部分,用于与第一液体冷凝物一起再处理以再次流经液体流动表
面。

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示出本发明的包括除氨系统的蒸气压缩蒸馏装置的一个实施例的截面图;

图2示出包括除氨系统的蒸气压缩蒸馏装置的实施例的流程图;

图3示出本发明的包括除氨系统的实施例的组成部分的截面图;

图4和图5分别示出图3中顶部部分和底部部分的放大图;

图6示出沿图3的线6-6截取的截面图;

图7示出沿图3的线7-7截取的截面图,图7A为其一部分;

图8示出沿图3的线8-8截取的截面图。

具体实施方式

以下是对本发明示例性实施例的描述。

参见图1和图2,蒸馏器、蒸馏装置、系统、模块或设备40可以包括设置在绝缘的壳
体或杜瓦瓶42内的蒸气压缩蒸馏器、蒸馏装置、系统或设备41,以及除氨装置、系统、配置、
模块或设备60。在一些实施例中,蒸气压缩蒸馏器41可以与2014年10月14日授权的美国专
利8,858,758中描述的相似,该专利内容整体以引用方式并入本文。在第一处理步骤中,蒸
气压缩蒸馏器41可以蒸馏或处理含氨的流入物、流体、液体或废水44a,并且在第二处理步
骤中,除氨装置60可以从蒸馏过的流体、液体或水中除去大量的或大部分氨。

杜瓦瓶42可以是大致圆形、环形或圆柱形的,其沿纵向中央轴线A以细长形式延
伸,并由端盖42a和42b密封。蒸馏器40可以包括进入口44,该进入口用于接收可含氨——如
氨含量为百万分之八十、即80ppm——的流入物、液体或废水44a。流入物44a可以通过位于
杜瓦瓶42上部部分中的逆流热交换器52并由逆流热交换器52预热,然后流入在蒸馏器40的
底部的集液槽或储液器54中。逆流热交换器52可以通过排出经由蒸馏物排出口46流出的、
经加热的蒸馏物或蒸馏得来的液体或水46a,排出经由浓缩物排出口48流出的、经加热的浓
缩物48a,以及排出经由气孔或气体排出口50流出的、经加热的废气50a而被加热。细长的圆
形、环形、圆柱形或环状的蒸发器/冷凝器56可以与中央轴线A对齐地在集液槽54和逆流热
交换器52之间延伸或设置在这两者之间。蒸发器/冷凝器56可以包括第一蒸发器56a和第一
冷凝器56b,所述第一蒸发器具有间隔开的同心的圆的、环形的或圆柱形的第一蒸发器表
面,用于将利用集液槽泵55而自集液槽54施加到该第一蒸发器表面上的流入流体44a蒸发
为第一蒸气、水蒸气或蒸汽64,而所述第一冷凝器56b具有间隔开的同心的圆的、环形的或
圆柱形的第一冷凝器表面,用于将第一蒸气64冷凝为第一液体蒸馏物或冷凝物66。在一些
实施例中,蒸发器/冷凝器56可以由一系列直立管形成或包括一系列直立管,所述一系列直
立管例如直径是约1.25英寸,彼此相邻设置,并且可以是环状构型或形式。第一蒸发器56a
和第一冷凝器56b均可以包括管的相对的内表面或外表面中的一者的集合。蒸馏器40可以
包括转子1,该转子被围绕着中央轴线A的马达3、如电动马达绕着中心轴转动地驱动,所述
马达设置在蒸发器/冷凝器56的环状空腔58内。蒸发器/冷凝器56可以大致环状地包围转子
1。转子1可以包括集液槽泵55,并且还可以包括第一压缩机62,该第一压缩机可以包括涡
轮,用于抽吸或接收来自第一蒸发器56a的第一蒸气64。第一压缩机62可以通过导管连接在
第一蒸发器56a和第一冷凝器56b之间,并且可以压缩第一蒸气64并将被压缩的第一蒸气64
通过蒸气通道5输送至第一冷凝器56b,以冷凝为第一冷凝物66。第一冷凝物66可能仍然含
有约75ppm的氨,因此,可以通过除氨装置60进一步除去氨。被加热的浓缩物48a和废气50a
可以从第一蒸发器/冷凝器56中移除,通过逆流热交换器52排出并加热该逆流热交换器。

第一冷凝物泵68可以通过导管70将第一冷凝物66从蒸气压缩蒸馏器41的第一冷
凝器56b输送至除氨装置60,导管70联接在第一冷凝器56b与喷射、分配、喷嘴、递送或歧管
组件7之间,该组件是除氨装置60的通气装置或除氨部段、除氨结构或除氨部分72的,或者
在除氨部分72处或位于除氨部分72上方。除氨装置60可以大致呈细长的圆形、环形或圆柱
形,并且可以与中央轴线A对齐或沿中央轴线A设置在环形空腔58内,介于集液槽54和逆流
热交换器52之间。除氨装置60可以设置在转子1上方,或可以视为包括转子1或其特定部件。
蒸发器/冷凝器56可以大致上环状地包围除氨装置60。将蒸发器/冷凝器56环状地设置在杜
瓦瓶42内,而该蒸发器/冷凝器反过来又环状地或同心地包围除氨装置60,从而可以保存来
自蒸气压缩蒸馏器41和马达3的运行的已有热量,或利用该已有热量来加热或操作除氨装
置60,例如,在一些实施例中,略高于212°F。

参见图1-8,除氨装置60可以包括喷嘴组件7、可以设置在喷嘴组件7下方的除氨部
分72,以及依次可以设置在除氨部分72下方的第二蒸发器/冷凝器74。在一些实施例中,第
二压缩机25也可以视为被包括在除氨装置60内,且可以位于转子1内。喷嘴组件7、除氨部分
72和第二蒸发器/冷凝器74可以被容纳在除氨装置壳体、容器、外壳或安装结构60a内、或由
其连接在一起,形成细长的大致圆形或圆柱形的模块,用于设置在转子1上方,并沿中央轴
线A设置。

使用时,来自第一冷凝器56b的、含氨(如80ppm)的第一冷凝物66经由导管70被输
送至喷嘴组件7,喷嘴组件7包括喷嘴9,用于将第一液体冷凝物66遍布除氨部分72的液体流
动表面13a喷射。如下文所述,第一冷凝物66可以与第二冷凝物84混合,但为简便起见,一般
地将其描述为第一冷凝物66。通过除氨部分72内的液体流动表面13a之间的间隙14而向上
升的第二蒸气、水蒸气或蒸汽78,经过在液体流动表面13条上向下流动的第一冷凝物66,吸
收或除去第一冷凝物66中的大部分氨(如75ppm),从而得到从除氨部分72向下流动的、携带
有氨减少的第一液体冷凝物46a(5ppm或更少)。可以通过在除氨部分72之前或在其上游连
接至导管70的导管或端口90来添加氢氧化钠(NaOH)等添加剂,以通过提高PH值来降低氨在
第一冷凝物66中的溶解度。氨减少的第一液体冷凝物46a向下流入设置在除氨部分72下方
的第二蒸发器/冷凝器74的第二蒸发器15中。氨减少的第一冷凝物46a的一部分在第二蒸发
器15的第二蒸发器表面15a上蒸发,并产生低氨的第二蒸气78,随后该第二蒸气向上升或移
动通过除氨部分72,以从向下流动的第一冷凝物66中除去氨。氨减少的第一液体冷凝物46a
的另一部分从第二蒸发器15中的出口80流出,以通过逆流热交换器52和排出口46被移除或
被使用。具有或包含被吸收的氨的第二蒸气82通过端口19和通道或导管21从除氨部分72的
液体流动表面13a的顶部流出,通过进入口23进入第二压缩机25。第二压缩机25可以设置在
转子1上或连接至转子1,并且与第一压缩机62一样,被同一马达3围绕中央轴线A旋转地驱
动。经压缩的具有被吸收的氨的第二蒸气82经由通道排出口或导管27从第二压缩机25排
出,输送至第二蒸发器/冷凝器74的相连第二冷凝器31,被冷凝为具有氨的第二液体或水蒸
馏物或冷凝物84,该冷凝物可以通过排出通道33排出。具有氨的第二冷凝物84可以通过可
与导管70连结的再循环导管86被输送,以将第二冷凝物84与第一冷凝物66混合,从而输送
至除氨部分72,进行除氨再处理。导管86可以将第二冷凝器31连接至导管70。具有高浓度氨
的浓缩物48a可以通过通道、排出口或导管35而从第二冷凝器31中移除,以通过逆流热交换
器52和出口48排出,用于移除及处理。废气58也可以从第二冷凝器31的排出口移除而通过
逆流热交换器52和排出口50。

喷嘴组件7(图3、图4、图6)可以包括一系列喷嘴9,这一系列喷嘴以大致等距间隔
的方式呈圆形或环形地围绕中央轴线A设置。每个喷嘴9均可以包括细长的狭槽或开口11,
其朝中央轴线A径向向内延伸,以在重力作用下将第一液体冷凝物66向下输送至除氨部分
72。狭槽11的长度可以交替变化,以对狭槽径向向内延伸到减少区域中进行补偿,例如,由
短狭槽11间隔开的、交替的长狭槽11。这样可以提供第一冷凝物66的遍布除氨部分72的环
状区域的、大致均匀的环状或成角度的分布。狭槽11可以提供侧向分散喷射。

通气装置或除氨部分72(图2-4、图7、图7A)可以设置为靠近喷嘴组件7或位于其下
方,并且可以包括大致环状的液体流动或通气结构或部件13,其具有大表面区域的液体流
动表面13a,液体流动表面13a可以由大致直立向下延伸、间隔开的弯曲的片材构成,形成围
绕中央轴线A设置的、半径减小的多个直立壁92,这多个直立壁92之间存在直立间隙14。在
一个实施例中,液体流动表面13a可以由具有直立螺旋结构或构型的、薄的片材形成,所述
薄的片材紧密包裹或缠绕为高密度环状螺旋,由直立螺旋间隙、空腔或间隔14分开或隔开。
在一些实施例中,液体流动表面13a可以具有约40-50螺旋圈,并且可以包括约50匝数或圈。
间隙14的大小可以是约20密耳(0.02英寸)。这样可以允许具有大表面区域及高密度的液体
流动表面13a接收来自喷嘴组件7的第一冷凝物66,并且例如在由薄的片材构成的壁92的两
侧或相对侧上,以成对、双倍或双份方式、以由壁92和螺旋间隙14(同样具有大表面区域)隔
开的高的螺旋构造来提供在重力作用下向下流动的半径减小的向下流动的第一液体冷凝
物66的一系列间隔开的、大致弯曲的、薄的直立膜76。液体流动表面13a可以由纹理化的、薄
的片材形成,如金属,可以是铜、铝、钢等或其合金,也可以是塑料,如亲水塑料或其它合适
的材料,如非织造材料。流动液体的膜76的厚度可以为约1-1.25密尔(0.001-0.00125英寸)
厚。随着第一液体冷凝物66的流动膜76在液体流动表面13a上向下流动,几乎不含氨或不含
氨、或氨含量较低的第二蒸气、水蒸气或蒸汽78可以在第一冷凝物66的膜76上、或跨越第一
冷凝物66的膜76或遍布该膜地沿逆流方向、在通气结构13内上升或向上流动通过弯曲的或
螺旋的间隙14。向上移动的第二蒸气78可以吸收、移除或除去第一冷凝物66的向下流动膜
76中的氨,直到相对于在液相中的溶解度满足气相平衡,这将足以将第一冷凝物66内的氨
的浓度降低至约5ppm或更低,从而得到从通气结构13的底部排出的氨减少的第一液体冷凝
物46a,以及从通气结构13的顶部排出的含氨的第二蒸气82。含氨的第二蒸气82可以从在除
氨部分72的顶部的端口19流出,并向下流动通过靠近除氨部分72的中央的通道、通路或导
管21,并从中排出。

第二蒸发器/冷凝器74(图2-5和图8)可以与中央轴线A对齐地设置在除氨部分72
下方,并且可以由介于该第二蒸发器/冷凝器与该除氨部分之间的短的环状间隙88隔开。第
二蒸发器/冷凝器74可以具有圆形螺旋结构,并且可以包括第二蒸发器15,该第二蒸发器具
有直立的第二蒸发器表面15a,形成直立的螺旋孔隙或通道17,用于接收在重力作用下从除
氨部分72向下流动的氨减少的第一冷凝物46a。第二蒸发器/冷凝器74还包括第二冷凝器
31,该第二冷凝器具有位于与第二蒸发器表面15a的共用壁相对侧的直立的第二冷凝器表
面31a,形成被密封以与通道17分隔的直立的螺旋孔隙或通道29,用于接收含氨的第二蒸气
82。第二蒸发器/冷凝器74可以包括共用的通道壁,该共用的通道壁由围绕中央轴线A设置
的、半径减小的、间隔开的、大致弯曲的、薄的片材形成。通道17可以在底部密封,而通道29
可以在顶部于相对端密封。第二蒸发器/冷凝器74可以是细长的圆形、圆柱形或环形的,从
而可以在通气结构13的相对应形状下与相同或相似的覆盖区(散布范围,footprint)对齐,
用于接收以均匀分布方式落下的氨减少的第一冷凝物46a,并且,第二蒸发器15可以在顶部
开放。在一些实施例中,螺旋通道17、29及其之间的壁均可以围绕中央轴线A具有半径逐渐
减小的约12-15匝数或圈。第二蒸发器表面15a可以蒸发氨减少的第一冷凝物46a的一部分,
以产生低氨的第二蒸气78,该第二蒸气可以上升通过除氨部分72的通气结构13中的间隙
14。没有蒸发的另一部分氨减少的第一液体冷凝物46a可以通过通道17上的至少一个或多
个出口或排出口80从通道17流出,以通过逆流热交换器52和出口46移除。由于氨减少的第
一冷凝物46a的氨浓度可以是约5ppm或更少,因此这种蒸馏物或水可以用于各种期望目的。

通过导管21离开除氨部分72的含氨第二蒸气82可以通过进入口23进入或被吸入
到第二压缩机25中用于压缩,第二压缩机25可以位于转子1的径向向内位置。第二压缩机25
可以是转子1的一部分或形成于转子1内,以围绕中央轴线A旋转,并且可以包括旋转的涡轮
或扇叶。含吸收氨的被压缩的第二蒸气82可以在排出口或导管27处、或通过或进入到排出
口或导管27中而离开第二压缩机25,排出口或导管27可以位于转子1径向向外的位置,并且
可以在径向向外位置或端部与第二冷凝器31的螺旋通道29连通,以输送含吸收氨的被压缩
的第二蒸气82用于冷凝。第二冷凝器31的通道29的螺旋壁可以与第二分离器15的通道17的
螺旋壁共用。这可以有助于从第二冷凝器表面31a上的热的被压缩的含氨第二蒸气82热传
递,以加热壁相对侧上的第二蒸发器表面15a,从而蒸发第二蒸发器15内的氨减少的第一冷
凝物46a,经济或有效地产出用于除氨的第二蒸气78。随着压缩的含氨第二蒸气82径向向内
行进或螺旋通过螺旋通道29,载氨的第二蒸气82冷凝为含氨的第二液体冷凝物84,氨浓度
随着第二蒸气82和第二冷凝物84在通道29内行进地更远而增大。含氨第二冷凝物84可以从
在通道29的端部之前的排出通道33被抽取,以通过再循环导管86进行再循环,从而输送回
喷嘴组件7用于再处理,并再次在除氨部分72内除氨。再循环导管86可以连接至导管70,用
于在到达除氨部分72之前将第二冷凝物84和第一冷凝物66混合。通道29的径向内端可以具
有排出通道35,在排出通道35内,具有高浓度氨的浓缩液体或水冷凝物或蒸馏物48a可以从
第二冷凝器31排出,从而通过逆流热交换器52和出口48被移除,以利用其中的氨或进行处
理。留在通道29的径向内端处的非冷凝气体50a也可以被排出以通过逆流热交换器52和出
口50移除。

将除氨装置60与蒸气压缩蒸馏器41设置在同一杜瓦瓶42内能够允许以高效低耗、
具有成本效率的方式除去或移除氨。诸如第二压缩机25及任意所需的泵等的组成部分可以
通过共用转子1运转,并且可以利用来自蒸气压缩蒸馏器41的现有热量,蒸气压缩蒸馏器41
可以包围除氨装置60。第一液体冷凝物66在重力作用下遍布通气结构13向下流动并进入第
二蒸发器/冷凝器74中,这同样可以有助于提高效率。

虽然上文中描述通气结构13和第二蒸发器/冷凝器74具有环状螺旋结构,但其它
结构性构造也是可以预期的,例如,同心的环状圆柱结构,或一系列平的间隔开的直立表
面。杜瓦瓶42、蒸气压缩蒸馏器41、除氨装置60、除氨部分72和第二蒸发器/冷凝器74不一定
是圆形或圆柱形的,也可以是矩形或多边形的。除氨装置60不一定设置在蒸气压缩蒸馏器
41或杜瓦瓶42内,也可以是独立单元,或可以附加至既有系统或蒸馏器,包括其它类型的蒸
馏器或系统。本发明还可以用于蒸馏除水以外的其它液体,但由于含氨量为80ppm的水可以
产生含氨量为5ppm或更低的冷凝物,因而适合用于处理含氨的废水。在一些实施例中,除氨
部分72不一定在第二蒸发器/冷凝器74上方对齐,并且蒸气、液体和/或冷凝物在除氨部分
72与第二蒸发器/冷凝器74之间流动可以通过泵、涡轮或压力差来提供。除氨部分72和第二
蒸发器/冷凝器可以并排或互相间隔开地布置。

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前提下对其做出形式和细节上的
各种变化。

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一种除氨系统,其可以从液体中除去氨,并且可以包括除氨部分,该除氨部分具有液体流动表面,该液体流动表面用于使液体在重力作用下向下流动,并且用于接收经过且遍布向下流动的液体而向上移动的蒸气,以吸收并移除液体中的氨。除氨部分下方可以设置蒸发器,用于从除氨部分接收向下流动的此时氨减少的液体。氨减少的液体的一部分可以蒸发并生成向上移动至除氨部分中用于除氨的蒸气。氨减少的液体的另一部分可以被排出以被移除或使用。

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