申请日2017.09.27
公开(公告)日2018.02.23
IPC分类号C02F1/04; C02F101/30
摘要
本发明提供了一种用于高浓度含盐有机废水的蒸发器，包括蒸发室、喷淋管路、蒸汽缓冲罐、热井和补沙罐;蒸发室包括换热管束、蒸发室筒体、除沫装置、蒸汽管箱、吹扫管路;换热管束由若干换热管组成，水平安装在蒸发室筒体内下部;蒸汽缓冲罐包括人孔、冲洗管路，所述蒸汽缓冲罐与蒸发室之间通过法兰连接，安装于蒸发室的二次蒸汽出口上;人孔设置在蒸汽缓冲罐靠下结近蒸发室的位置;冲洗管路设有喷头，冲洗喷头置于蒸发室的除沫器上端。冲洗管路设有冲洗喷头，可对蒸发室的除沫器进行在线冲洗，避免因除沫器失效而引起的蒸发器运行不稳定。
权利要求书
1.一种用于高浓度含盐有机废水的蒸发器，包括蒸发室、喷淋管路、蒸汽缓冲罐、热井和补沙罐;
所述的蒸发室包括换热管束、蒸发室筒体、除沫装置、蒸汽管箱、吹扫管路;
换热管束由若干换热管组成，水平安装在蒸发室筒体内下部;
蒸发室筒体为水平布置的圆柱形筒体，两端设有管板，并通过法兰与两端的蒸汽管箱相连;
除沫装置由除沫器构成，安装在蒸发室筒体上部的蒸汽出口位置;
蒸汽管箱位于蒸发器筒体两端，通过换热管束连通，热蒸汽从一端蒸汽管箱进入，分布到换热管，进行换热，未凝部分气体进入另一端的蒸汽管箱，作为不凝气从不凝气出口排出，冷凝水则分别从两个蒸汽管箱的冷凝水出口排出;
所述的喷淋管路包括喷淋主管、喷淋支管和喷头;喷淋主管通过法兰与各喷淋支管连接;喷淋支管与蒸发室筒体上部的喷淋管接口法兰连接;喷淋喷头安装在喷淋支管上，伸入蒸发室筒体，均布于蒸发室筒体内上半部分且置于换热管上端;
所述蒸汽缓冲罐包括人孔、冲洗管路，所述蒸汽缓冲罐与蒸发室之间通过法兰连接，安装于蒸发室的二次蒸汽出口上;人孔设置在蒸汽缓冲罐靠下结近蒸发室的位置;冲洗管路设有喷头，冲洗喷头置于蒸发室的除沫器上端;
所述热井包括热井筒体、循环液出口管、液位计旁路、防堵底阀，所述循环液出口管与热井筒体固定连接;所述液位计旁路与热井筒体相连，液位计安装在旁路上;防堵底阀安装在热井底部，用于排放蒸发浓液;
所述的补沙罐安装在蒸发室的上方，通过补沙管与蒸发室相连，中间设置阀门，定期向蒸发室内投加沙粒，为蒸发器的沙水循环除垢系统补充沙粒。
2.如权利要求1所述的蒸发器，其特征在于，所述换热管束中换热管呈三角形排布，所述换热管表面喷涂有纳米陶瓷涂层。
3.如权利要求1或2所述的蒸发器，其特征在于，所述吹扫管路布置在蒸发室筒体底部，用于清除蒸发过程中堆积在蒸发室筒体底部的沉积物。
4.如权利要求1或2所述的蒸发器，其特征在于，所述喷头为碳化硅螺旋标准实心锥喷头，所述喷头为直通型喷头，内部有两个S型构造叶片。
5.如权利要求1或2所述的蒸发器，其特征在于，所述循环液出口管从热井筒体切向方向出料。
6.如权利要求1或2所述的蒸发器，其特征在于，所述补沙罐上设有装沙管、补沙管和泄压管。
说明书
一种用于高浓度含盐有机废水的蒸发器
技术领域
本发明提供一种用于高浓度含盐有机废水的蒸发器。
背景技术
高浓度含盐有机废水是当前存量较大，处理难度较高的一种复杂水体。以垃圾渗滤液为例，其来源为垃圾焚烧厂或垃圾填埋厂，是垃圾本身含有的水分和进入填埋场或的雨雪水及其他水分，扣除垃圾、覆土层的饱和持水量，并经历垃圾层和覆土层而形成的一种高浓度含盐有机废水。垃圾渗滤液是一种典型的高浓度含盐有机废水，水质相当复杂，含有高浓度的有机物、重金属盐、SS及氨氮，垃圾渗滤液不仅污染土壤及地表水源，还会对地下水造成污染。
对于类似于垃圾渗滤液这种高浓度含盐有机废水已有许多研究和实施案例，目前多采用生物法+膜法处理，但是处理效果却不是很理想，不仅运行成本高，且一般会剩余约25%-45%浓缩液难以处理。
近些年，国内新兴采用的蒸发浓缩方法，一定程度上解决了上述浓缩液难以处理的问题，蒸发器的选型上，多选用强制循环形式或传统卧式水平管降膜式。这两种蒸发器中，强制循环蒸发器传热效率较低，循环泵功率要求极大，能耗高、成本高，且需要较大可用空间去安装，而传统卧式水平管降膜蒸发器虽然换热系数相对较高，占用空间和能耗方面比较小，但其在高浓度含盐有机废水介质条件下存在极易结垢的缺陷，无法得到有效和广泛的使用。因此，如何节能、环保、高效的处理此类高浓度含盐有机废水，成为目前业界的一大难题。
发明内容
发明的目的：本发明正是针对前述各类处理工艺设备的不足之处而研发的一种节能、节约、高效、环保的用于高浓度含盐有机废水的蒸发器。
发明的技术方案是这样实现的：
一种用于高浓度含盐有机废水的蒸发器，包括蒸发室、喷淋管路、蒸汽缓冲罐、热井和补沙罐;蒸发室包括换热管束、蒸发室筒体、除沫装置、蒸汽管箱、吹扫管路;
换热管束由若干换热管组成，水平安装在蒸发室筒体内下部;蒸发室筒体为水平布置的圆柱形筒体，两端设有管板，并通过法兰与两端的蒸汽管箱相连;除沫装置由除沫器构成，安装在蒸发室筒体上部的蒸汽出口位置;
蒸汽管箱位于蒸发器筒体两端，通过换热管束连通，热蒸汽从一端蒸汽管箱进入，分布到换热管，进行换热，未凝部分气体进入另一端的蒸汽管箱，作为不凝气从不凝气出口15排出，冷凝水则分别从两个蒸汽管箱的冷凝水出口排出;
喷淋管路包括喷淋主管、喷淋支管和喷头;喷淋主管通过法兰与各喷淋支管连接;喷淋支管与蒸发室筒体上部的喷淋管接口法兰连接;喷淋喷头安装在喷淋支管上，伸入蒸发室筒体，均布于蒸发室筒体内上半部分且置于换热管上端;
蒸汽缓冲罐包括人孔、冲洗管路，蒸汽缓冲罐与蒸发室之间通过法兰连接，安装于蒸发室的二次蒸汽出口上;人孔设置在蒸汽缓冲罐靠下结近蒸发室的位置;冲洗管路设有喷头，冲洗喷头置于蒸发室的除沫器上端;
热井包括热井筒体、循环液出口、液位计旁路、防堵底阀，循环液出口管与热井筒体固定连接;液位计旁路与热井筒体相连，液位计安装在旁路上;防堵底阀安装在热井底部，用于排放蒸发浓液;
补沙罐安装在蒸发室的上方，通过补沙管与蒸发室相连，中间设置阀门，定期向蒸发室内投加沙粒，为蒸发器的沙水循环除垢系统补充沙粒。
进一步地，上述换热管束中换热管呈三角形排布，换热管表面喷涂有纳米陶瓷涂层。
进一步地，上述吹扫管路布置在蒸发室筒体底部，用于清除蒸发过程中堆积在蒸发室筒体底部的沉积物。
进一步地，上述喷头为碳化硅螺旋标准实心锥喷头，喷头为直通型喷头，内部有两个S型构造叶片。
进一步地，上述循环液出口管从热井筒体切向方向出料。
进一步地，上述补沙罐上设有装沙管、补沙管和泄压管。
本发明换热管表面喷涂有特殊材料制成的纳米陶瓷涂层，该涂层具有高导热性、防挂垢和耐磨等特点，可在不降低换热管导热性能的前提下，减缓结垢，减少流体对换热管的磨蚀，延长换热管及蒸发器的使用寿命。
本发明的吹扫管路布置在蒸发室筒体底部，定期清除蒸发过程中堆积在蒸发室筒体底部的沉积物，保证被蒸发物料的流道通畅。
本发明的喷淋管路，喷淋主管与喷淋支管在蒸发室筒体外经法兰连接，而后，喷淋支管再与蒸发室相连，这样设计可使在必要时每一个喷淋支管都可以单独取出，检修、维护或更换喷头。
本发明的喷头为碳化硅螺旋标准实心锥喷头，该喷头为直通型喷头，内部有两个S型构造叶片，使喷头可以畅通输送各类含有大颗粒的浆液而不会堵塞，同时，其碳化硅材质特性使得喷头有较强的耐磨耐腐特性。
本发明的循环液出口管从热井筒体切向方向出料，这样设计其连接处有相对较大的流通截面积，可降低大流量对热井内液面的扰动，同时降低连接处的管道阻力。
本发明的液位计旁路与热井筒体相连，液位计安装在旁路上，可降低热井内液面的剧烈波动对液位计的影响，提高液位计的可靠性
本发明的补沙罐上设有装沙管、补沙管和泄压管，补沙罐给蒸发室补沙时，经补沙管与蒸发室连通，补沙罐承压，故在补沙罐装沙前需先打开泄压管阀门，释放压力，再打开装沙管阀门进行装沙作业，避免被泄压时蒸汽烫伤。
与现有技术相比本发明的优点：
本发明的一种用于高浓度含盐有机废水的蒸发器，相较于现有的水处理技术具有以下优点：
1.整套装置工艺链短，设备结构紧凑，占用空间小;
2.工艺简单，单体设备制造工艺成熟，蒸发器换热系数高，所需换热面积小，相同处理能力下，投资建设成本低;
3.蒸发器换热系数高，换热管不易结垢，同时可实现在线除垢，运行过程中不需要太多人员操作维护，故能耗、运营维护成本低，节能高效;
4.本发明可将废水蒸发浓缩至结晶状态，做到固液相的分离，废水零排放、固体无害化处理，对环境友好。
