申请日2013.11.15
公开(公告)日2014.02.05
IPC分类号B01D1/00; C02F1/04; B01D1/30
摘要
本发明公开了一种低温蒸发浓缩装置，包括卡诺制热循环装置、一蒸发浓缩器，所述的卡诺制热循环装置包括通过管道循环连接的压缩机、蒸发器、膨胀阀、冷凝器;冷凝器加热侧进口连接进料管道;蒸发浓缩器内设有一空气循环通道，空气循环通道包括一料液浓缩区和一冷凝水生成区，空气循环通道底部设有一将冷凝水生成区中的冷空气吹向料液浓缩区的风机。本发明还公开了一种采用上述低温蒸发浓缩装置的高浓度废水浓缩方法。本发明具有的有益效果为：在低温(40℃—95℃)常压下脱盐，脱水和(或)回收高浓度盐和高度污染废水，可生产副产品干净的冷凝水;零排放。
权利要求书
1.一种低温蒸发浓缩装置，其特征在于：包括卡诺制热循环装置、一蒸发浓缩器，所述的卡诺制热循环装置包括通过管道循环连接的压缩机、蒸发器、膨胀阀、冷凝器;所述的冷凝器吸热侧进口连接进料管道;
所述的蒸发浓缩器内设有一空气循环通道，空气循环通道包括一料液浓缩区和一冷凝水生成区，空气循环通道底部设有一将冷凝水生成区中的冷空气吹向料液浓缩区的风机;
所述的料液浓缩区上设有一用于热料液和冷空气进行换热的气液换热装置，气液换热装置与冷凝器的吸热侧出口相连;料液浓缩区下方上设有一锥形料液收集部;
所述的冷凝水生成区上设有第一换热器，料液浓缩区中吹过来的热空气连接第一换热器放热侧入口，第一换热器的吸热侧出口通过管道与进料管道相连，冷凝水生成区下方设有一锥形冷凝水收集部，锥形冷凝水收集部通过管道与冷凝水收集罐相连;
还包括第二换热器，第二换热器的吸热侧进口与吸热侧出口连接制冷剂生成装置的制冷剂出口及制冷剂进口;所述的第二换热器设于蒸发浓缩器内或设于蒸发浓缩器外;
当所述的第二换热器设于蒸发浓缩器内时：所述的锥形料液收集部通过管道、第一料泵连接第一换热器的吸热侧进口，第一换热器的放热侧出口连接第二换热器的放热侧进口，第二换热器的放热侧出口的冷空气吹向风机;
当所述的第二换热器设于蒸发浓缩器外时：所述的锥形料液收集部通过管道、第一料泵连接第二换热器的放热侧进口，第二换热器的放热侧出口连接第一换热器的吸热侧进口，第一换热器的放热侧出口的冷空气吹向风机。
2.根据权利要求1所述的一种低温蒸发浓缩装置，其特征在于：还包括一间接换热器，所述的间接换热器的吸热侧进口连接进料管道，间接换热器的放热侧进口、放热侧出口分别与卡诺制热循环装置的冷凝器中的吸热侧出口、吸热侧进口相连;所述的气液换热装置与间接换热器的吸热侧出口相连。
3.根据权利要求2所述的一种低温蒸发浓缩装置，其特征在于：还包括一膨胀水箱、循环泵，所述的膨胀水箱出水口通过管道与循环泵、冷凝器吸热侧进口相连，冷凝器吸热侧出口通过管道与间接换热器放热侧进口相连，间接换热器放热侧出口连接膨胀水箱进水口或膨胀水箱与循环泵之间的管道。
4.根据权利要求1所述的一种低温蒸发浓缩装置，其特征在于：所述的气液换热装置为喷淋器或无风机冷却塔;所述的气液换热装置上方的空气循环通道上设有一除雾板。
5.根据权利要求1所述的一种低温蒸发浓缩装置，其特征在于：所述的进料管道上还设有一分流管道与锥形料液收集部相连。
6.根据权利要求1所述的一种低温蒸发浓缩装置，其特征在于：当第二换热器设于蒸发浓缩器内时，还包括第一固液分离装置，所述的第一料泵出口和第一换热器吸热侧进口分别与第一固液分离装置的入口和第一出口相连;当第二换热器设在蒸发浓缩器之外时，还包括第一固液分离装置和第二固液分离装置，所述的第一料泵出口与第二换热器放热侧入口分别与第一固液分离装置的入口和第一出口相连，所述的第二换热器放热侧出口和第一换热器吸热侧进口分别与第二固液分离装置入口和第一出口相连。
7.根据权利要求6所述的一种低温蒸发浓缩装置，其特征在于：所述的锥形料液收集部为双锥形料液收集部，双锥形料液收集部包括第一锥形料液收集部和第二锥形料液收集部，第一锥形料液收集部上设有一过滤网，第一锥形料液收集部通过管道、第一料泵与第一换热器的吸热侧进口相连;第二锥形料液收集部通过第二料泵连接第一固液分离装置的入口，第一固液分离装置的第一出口连接第一锥形料液收集部。
8.根据权利要求1所述的一种低温蒸发浓缩装置，其特征在于：所述的制冷剂生成装置为卡诺制热循环装置，第二换热器的吸热侧出口连接压缩机与蒸发器间的管道，第二换热器的吸热侧进口连接蒸发器与膨胀阀间的管道;或者第二换热器的吸热侧进口连接压缩机与蒸发器间的管道，第二换热器的吸热侧出口连接蒸发器与膨胀阀间的管道。
9.一种高浓度废水的浓缩方法，其特征在于：采用权利要求1-8任一权利要求所述的低温蒸发浓缩装置进行蒸发浓缩;所述的进料管道中的进料液在与卡诺制热循环装置换热后的料液出口温度为50℃-95℃;所述的蒸发浓缩器内的空气循环管道内压力为常压，从料液浓缩区出来的湿热空气温度为45℃-90℃,从冷凝水生成区出来的冷空气温度为0℃-35℃，料液收集部的料液温度为0℃-40℃。
10.根据权利要求9所述的一种高浓度废水的浓缩方法，其特征在于：所述的卡诺制热循环装置中的制冷剂为R717。
说明书
一种低温蒸发浓缩装置及高浓度废水浓缩方法
技术领域
本发明涉及废水处理领域，特别涉及一种低温蒸发浓缩装置及高浓度废水浓缩方法。
背景技术
高浓度的卤水和化学废水不能直接排入城市废水系统，处理的方式：第1种方式运往特殊的工厂处理，因为费用较高，这些废水只能就地储存，直到没有存储空间为止。第2种方式进多效蒸发器进行多效蒸发浓缩，但是得有蒸汽供应，而且多效蒸发器的级数3到6时，能效才能较高，对于逆流加料流程，完成液的排出温度较高，还可进一步闪蒸浓缩，进一步提高能效。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种可以在低温下进行高倍蒸发浓缩的低温蒸发浓缩装置及采用上述的低温蒸发浓缩装置的高浓度废水浓缩方法。
为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为：一种低温蒸发浓缩装置，其特征在于：包括卡诺制热循环装置、一蒸发浓缩器，所述的卡诺制热循环装置包括通过管道循环连接的压缩机、蒸发器、膨胀阀、冷凝器;所述的冷凝器吸热侧进口连接进料管道;
所述的蒸发浓缩器内设有一空气循环通道，空气循环通道包括一料液浓缩区和一冷凝水生成区，空气循环通道底部设有一将冷凝水生成区中的冷空气吹向料液浓缩区的风机;
所述的料液浓缩区上设有一用于热料液和冷空气进行换热的气液换热装置，气液换热装置与冷凝器的吸热侧出口相连;料液浓缩区下方上设有一锥形料液收集部;
所述的冷凝水生成区上设有第一换热器，料液浓缩区中吹过来的热空气连接第一换热器放热侧入口，第一换热器的吸热侧出口通过管道与进料管道相连，冷凝水生成区下方设有一锥形冷凝水收集部，锥形冷凝水收集部通过管道与冷凝水收集罐相连;
还包括第二换热器，第二换热器的吸热侧进口与吸热侧出口连接制冷剂生成装置的制冷剂出口及制冷剂进口;所述的第二换热器设于蒸发浓缩器内或设于蒸发浓缩器外;
当所述的第二换热器设于蒸发浓缩器内时：所述的锥形料液收集部通过管道、第一料泵连接第一换热器的吸热侧进口，第一换热器的放热侧出口连接第二换热器的放热侧进口，第二换热器的放热侧出口的冷空气吹向风机;
当所述的第二换热器设于蒸发浓缩器外部时：所述的锥形料液收集部通过管道、第一料泵连接第二换热器的放热侧进口，第二换热器的放热侧出口连接第一换热器的吸热侧进口，第一换热器的放热侧出口的冷空气吹向风机。
优选的，还包括一间接换热器，所述的间接换热器的吸热侧进口连接进料管道，间接换热器的放热侧进口、放热侧出口分别与卡诺制热循环装置的冷凝器中的吸热侧出口、吸热侧进口相连;所述的气液换热装置与间接换热器的吸热侧出口相连。
进一步，所述的气液换热装置为喷淋器或无风机冷却塔。
优选的，所述的气液换热装置上方的空气循环通道上设有一除雾板。
进一步，所述的进料管道上还设有一分流管道与锥形料液收集部相连。
进一步，当第二换热器设于蒸发浓缩器内时，还包括第一固液分离装置，所述的第一料泵出口和第一换热器吸热侧进口分别与第一固液分离装置的入口和第一出口相连;当第二换热器设在蒸发浓缩器之外时，还包括第一固液分离装置和第二固液分离装置，所述的第一料泵出口与第二换热器放热侧入口分别与第一固液分离装置的入口和第一出口相连，所述的第二换热器放热侧出口和第一换热器吸热侧进口分别与第二固液分离装置入口和第一出口相连。
具体的，第一固液分离装置和第二固液分离装置上都包括入口、第一出口和第二出口，入口是与流动含有析出固体(如油脂、或晶体等)的过饱和溶液的管道相连，第一出口与流动不含有或少含有析出固体(如油脂、或晶体等)的过饱和溶液的管道相连，第二出口与流动含有较多析出固体(如油脂、或晶体等)的过饱和溶液的管道相连或与含有潮湿固体管道相连;它的作用是利用离心力或膜过滤技术手段将含有析出固体的过过饱和溶液分成2股流：一股流是不含有或少含有析出固体(如油脂、或晶体等)的过饱和溶液，另一股流是与流动含有较多析出固体(如油脂、或晶体等)的过饱和溶液的管道相连或与含有潮湿固体的料口相连。
进一步，所述的锥形料液收集部为双锥形料液收集部，双锥形料液收集部包括第一锥形料液收集部和第二锥形料液收集部，第一锥形料液收集部上设有一过滤网，第一锥形料液收集部通过管道、第一料泵与第一换热器的吸热侧进口相连;第二锥形料液收集部通过第二料泵连接第一固液分离装置的入口，第一固液分离装置的第一出口连接第一锥形料液收集部。
进一步，所述的制冷剂生成装置为卡诺制热循环装置，第二换热器的吸热侧出口连接压缩机与蒸发器间的管道，第二换热器的吸热侧进口连接蒸发器与膨胀阀间的管道;或者第二换热器的吸热侧进口连接压缩机与蒸发器间的管道，第二换热器的吸热侧出口连接蒸发器与膨胀阀间的管道。
进一步，当设有间接换热器时，还包括一膨胀水箱、循环泵，所述的膨胀水箱出水口通过管道与循环泵、冷凝器吸热侧进口相连，冷凝器吸热侧出口通过管道与间接换热器放热侧进口相连，间接换热器放热侧出口连接膨胀水箱进水口或膨胀水箱与循环泵之间的管道。
本发明还包括一种高浓度废水的浓缩方法，其特征在于：采用上述的低温蒸发浓缩装置进行蒸发浓缩;所述的进料管道中的进料液在与卡诺制热循环装置换热后的料液出口温度为50℃-95℃;所述的蒸发浓缩器内的空气循环管道内压力为常压，从料液浓缩区出来的湿热空气温度为45℃-90℃,从冷凝水生成区出来的冷空气温度为0℃-35℃，料液收集部的料液温度为0℃-40℃。
优选的，所述的卡诺制热循环装置中的制冷剂优选为R717。
采用上述技术方案，本发明所述的低温蒸发浓缩装置及高浓度废水浓缩方法，具有的有益效果为：
1) 在低温(40℃—95℃)常压下脱盐，脱水和(或)回收高浓度盐和高度污染废水;
2) 脱盐、脱水或回收过程中低能耗，指每吨冷凝水所耗得电能度数大大降低;
3) 由于每次滴落下来料液只是析出少量固体，造成积盐、结垢机会大大减少，所以只需少量的清洗即可;
4) 低温蒸发更适合热敏感性的料液处理;
5) 可生产副产品干净的冷凝水;
6) 零排放;
7) 针对高浓度盐废水、染料废水及油脂废水，回收高浓度盐或染料或油脂。
