申请日2018.09.11
公开(公告)日2018.11.23
IPC分类号C02F1/04; B01D1/26; B01D1/30
摘要
本发明公开一种含盐废水的多效蒸发浓缩系统，包括蒸汽压缩机、多个依次设置的蒸发器，每个蒸发器上设有进液口、出液口、蒸汽输入口和出气口;最前面蒸发器的蒸汽输入口通过管道连通蒸汽压缩机的排出口，最后面蒸发器上的出气口通过管道连通蒸汽压缩机的吸入口及通过凝汽器连通密闭水罐，一真空泵连接通密闭水罐，蒸汽压缩机的吸入口还连通外来蒸汽管道;相邻蒸发器之间，后面蒸发器上的出液口通过管道连通前面蒸发器上的进液口;前面蒸发器上的出气口通过管道连通后面蒸发器上的蒸汽输入口;物料废水进水管连通最后面蒸发器上的进液口，最前面蒸发器上的出液口通过管道连通物料废水进水管并旁通有浓水出水管。本发明节能效果明显，能耗低。
权利要求书
1.一种含盐废水的多效蒸发浓缩系统，包括蒸汽压缩机、多个蒸发器，其特征在于：每个蒸发器包括壳体、气液分离器，壳体内固连有上管板和下管板，上管板和下管板之间固连有多根连通上管板上面空间和下管板下面空间的换热管;上管板上面的壳体上设有进液口，下管板下面的壳体上设有出液口和二次蒸汽导出口，二次蒸汽导出口高于出液口;上管板和下管板之间的壳体上设有蒸汽输入口和冷凝水导出口，蒸汽输入口高于冷凝水导出口;气液分离器的一侧设有液气混合输入口，气液分离器的上部设有出气口;液气混合输入口通过管道连通所述二次蒸汽导出口，气液分离器的下部设有出水口，气液分离器下部的出水口与壳体上的出液口通过管道相连通;
多个蒸发器依次设置，最前面蒸发器的蒸汽输入口通过管道连通蒸汽压缩机的排出口，最后面蒸发器上的气液分离器的出气口通过管道连通蒸汽压缩机的吸入口，最后面蒸发器上的气液分离器的出气口还通过管道连接凝汽器入口，凝汽器出口通过管道连通密闭水罐上部，一真空泵通过管道连通密闭水罐上部，蒸汽压缩机的吸入口还连通外来蒸汽管道;
相邻蒸发器之间，处于后面蒸发器壳体上的出液口通过管道连接第一浓水泵的吸入口，第一浓水泵的排出口通过管道连通处于前面蒸发器壳体上的进液口;处于前面蒸发器上的气液分离器的出气口通过管道连通处于后面蒸发器壳体上的蒸汽输入口;处于后面蒸发器壳体上的冷凝水导出口通过管道连通处于前面蒸发器壳体上的冷凝水导出口;处于最后面蒸发器壳体上的冷凝水导出口还通过管道连通密闭水罐上部;
物料废水进水管连通最后面蒸发器壳体上的进液口，处于最前面蒸发器壳体上的出液口通过管道连接第二浓水泵的吸入口，第二浓水泵的排出口通过管道连通冷凝器料液进口，冷凝器料液出口通过管道连通物料废水进水管;第二浓水泵的排出口与冷凝器料液进口之间的管道还旁通有浓水出水管，浓水出水管上装有第一控制阀，处于最前面蒸发器的下部装有盐度计，当盐度计检测的物料废水满足废水浓缩要求后，第一控制阀开启经浓缩的物料废水通过浓水出水管进行外排或进入结晶工序。
2.根据权利要求1所述的一种含盐废水的多效蒸发浓缩系统，其特征在于：每根所述换热管竖向设置，上管板和下管板水平设置。
3.根据权利要求1所述的一种含盐废水的多效蒸发浓缩系统，其特征在于：物料废水进水管上装有第二控制阀，处于最后面蒸发器的壳体在下管板的下面装有液位计，通过液位计检测的数据来控制第二控制阀的开度，使得最后面蒸发器内液位处于设定范围;在冷凝器料液出口与物料废水进水管的连接管道上设有防止返流的单向阀。
4.根据权利要求1所述的一种含盐废水的多效蒸发浓缩系统，其特征在于：处于最后面蒸发器的壳体在上管板和下管板之间还设有不凝气导出口，不凝气导出口通过连接管道连通凝汽器入口，连接管道上设有节流阀。
5.根据权利要求1所述的一种含盐废水的多效蒸发浓缩系统，其特征在于：处于最后面蒸发器前面的每个蒸发器的壳体在上管板和下管板之间设有不凝气体上连通口，处于最后面蒸发器前面的每个蒸发器的壳体在下管板的下面设有不凝气体下连通口，不凝气体上连通口与不凝气体下连通口通过连接管道相连通，连接管道上设有节流阀。
6.根据权利要求1至5任一项所述的一种含盐废水的多效蒸发浓缩系统，其特征在于：所述换热管内孔上部插有一根物料废水导流柱，所述导流柱包括上导入部和下导出部及连接上导入部和下导出部的缩颈部，上导入部的上端设有肩台，导流柱通过所述肩台支撑在上管板上，在所述上导入部外周面设有导流槽，所述下导出部外表面与换热管内表面之间形成环形缝隙，物料废水沿所述导流槽流入换热管内然后经所述缩颈部与换热管围成缓冲区后沿所述环形缝隙向下成液膜流动。
7.根据权利要求6所述的一种含盐废水的多效蒸发浓缩系统，其特征在于：所述导流槽有多个，每个导流槽呈螺旋形分布。
8.根据权利要求6所述的一种含盐废水的多效蒸发浓缩系统，其特征在于：所述上导入部包括上部圆柱体和下部锥形台，上部圆柱体大于下部锥形台的部分构成所述肩台，所述下部锥形台的最大外径与所述换热管的内径相等或略小于所述换热管的内径，所述缩颈部为圆柱体，所述下部锥形台的最小外径与所述缩颈部外径相等，所述导流槽沿所述上部圆柱体外周面和部分所述下部锥形台外周面分布;
所述下导出部外周面为倒锥形台，所述下导出部的最大外径小于所述换热管的内径，所述下导出部的最小外径≧所述缩颈部外径。
9.根据权利要求6所述的一种含盐废水的多效蒸发浓缩系统，其特征在于：所述上导入部为上大下小阶梯圆柱体，上部圆柱体大于下部圆柱体的部分构成所述肩台，上导入部的下部圆柱体外表面与所述换热管内表面相配合，所述缩颈部为圆柱体，所述缩颈部衔接所述上导入部的下部圆柱体形成阶梯圆柱形，所述缩颈部外径小于所述上导入部的下部圆柱体外径，所述导流槽贯通所述上导入部的上端和下端;
所述下导出部外周面为倒锥形台，所述下导出部的最大外径小于所述换热管的内径，所述下导出部的最小外径≧所述缩颈部外径。
10.根据权利要求6所述的一种含盐废水的多效蒸发浓缩系统，其特征在于：所述上导入部上端面向上延伸有夹持部;所述夹持部的横截面为圆形或方形。
说明书
一种含盐废水的多效蒸发浓缩系统
技术领域
本发明涉及废水的浓缩处理设备制造技术领域，尤其是一种含盐废水的多效蒸发浓缩系统。
背景技术
在工业生产中，为了加强工业水循环利用、提高用水效率以及防治工业污染等，经常会遇到含盐废水的处理问题。处理的方法通常有两种：一种是将废水进行浓缩、结晶、分盐等处理，以达到“废水回用”和“近零排放”的目的;另一种是针对含有放射性等不能进行结晶、分盐的含盐废水，则需要就地存储，但时间久了，会占用大量的存储空间直到没有存储空间，这就需要将废水进行浓缩，尽量减少存储空间。无论哪种方法，都需要进行废水的浓缩处理，才能减少后续结晶、分盐或存放的成本。
目前比较常用的浓缩方法有高压膜反渗透、多级闪蒸(MSF)和多效蒸发(MED)这三种方法。由于高压膜反渗透的浓缩倍数有限，一般采用蒸发的方法进行浓缩，但是采用蒸发的方式能耗成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种含盐废水的多效蒸发浓缩系统，可在较低温和较充分利用能源的情况下进行蒸发浓缩，节能效果较为明显。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种含盐废水的多效蒸发浓缩系统，包括蒸汽压缩机、多个蒸发器，每个蒸发器包括壳体、气液分离器，壳体内固连有上管板和下管板，上管板和下管板之间固连有多根连通上管板上面空间和下管板下面空间的换热管;上管板上面的壳体上设有进液口，下管板下面的壳体上设有出液口和二次蒸汽导出口，二次蒸汽导出口高于出液口;上管板和下管板之间的壳体上设有蒸汽输入口和冷凝水导出口，蒸汽输入口高于冷凝水导出口;气液分离器的一侧设有液气混合输入口，气液分离器的上部设有出气口;液气混合输入口通过管道连通所述二次蒸汽导出口，气液分离器的下部设有出水口，气液分离器下部的出水口与壳体上的出液口通过管道相连通;
多个蒸发器依次设置，最前面蒸发器的蒸汽输入口通过管道连通蒸汽压缩机的排出口，最后面蒸发器上的气液分离器的出气口通过管道连通蒸汽压缩机的吸入口，最后面蒸发器上的气液分离器的出气口还通过管道连接凝汽器入口，凝汽器出口通过管道连通密闭水罐上部，一真空泵通过管道连通密闭水罐上部，蒸汽压缩机的吸入口还连通外来蒸汽管道;
相邻蒸发器之间，处于后面蒸发器壳体上的出液口通过管道连接第一浓水泵的吸入口，第一浓水泵的排出口通过管道连通处于前面蒸发器壳体上的进液口;处于前面蒸发器上的气液分离器的出气口通过管道连通处于后面蒸发器壳体上的蒸汽输入口;处于后面蒸发器壳体上的冷凝水导出口通过管道连通处于前面蒸发器壳体上的冷凝水导出口;处于最后面蒸发器壳体上的冷凝水导出口还通过管道连通密闭水罐上部;
物料废水进水管连通最后面蒸发器壳体上的进液口，处于最前面蒸发器壳体上的出液口通过管道连接第二浓水泵的吸入口，第二浓水泵的排出口通过管道连通冷凝器料液进口，冷凝器料液出口通过管道连通物料废水进水管;第二浓水泵的排出口与冷凝器料液进口之间的管道还旁通有浓水出水管，浓水出水管上装有第一控制阀，处于最前面蒸发器的下部装有盐度计，当盐度计检测的物料废水满足废水浓缩要求后，第一控制阀开启经浓缩的物料废水通过浓水出水管进行外排或进入结晶工序。
优选每根所述换热管竖向设置，上管板和下管板水平设置。便于实现垂直降膜蒸发。
进一步改进，物料废水进水管上装有第二控制阀，处于最后面蒸发器的壳体在下管板的下面装有液位计，通过液位计检测的数据来控制第二控制阀的开度，使得最后面蒸发器内液位处于设定范围;在冷凝器料液出口与物料废水进水管的连接管道上设有防止返流的单向阀。
进一步改进，处于最后面蒸发器的壳体在上管板和下管板之间还设有不凝气导出口，不凝气导出口通过连接管道连通凝汽器入口，连接管道上设有节流阀。便于排出最后面蒸发器的壳体内的不凝气体，提升换热效果。
进一步改进，处于最后面蒸发器前面的每个蒸发器的壳体在上管板和下管板之间设有不凝气体上连通口，处于最后面蒸发器前面的每个蒸发器的壳体在下管板的下面设有不凝气体下连通口，不凝气体上连通口与不凝气体下连通口通过连接管道相连通，连接管道上设有节流阀。便于排出蒸发器壳体内的不凝气体，提升换热效果。
进一步改进，所述换热管内孔上部插有一根物料废水导流柱，所述导流柱包括上导入部和下导出部及连接上导入部和下导出部的缩颈部，上导入部的上端设有肩台，导流柱通过所述肩台支撑在上管板上，在所述上导入部外周面设有导流槽，所述下导出部外表面与换热管内表面之间形成环形缝隙，物料废水沿所述导流槽流入换热管内然后经所述缩颈部与换热管围成缓冲区后沿所述环形缝隙向下成液膜流动。通过本结构导流柱的作用，物料废水从导流柱上所述上导入部外周面的导流槽流入换热管内，然后物料废水在所述缩颈部与换热管围成缓冲区处进行短暂混合、停留后，沿所述下导出部外表面与换热管内表面之间形成环形缝隙向下成液膜流动。这样物料废水在换热管内成液膜流动均匀性就得到有效提高。有利于提高物料废水在换热管内的蒸发浓缩效果，且能防止物料废水的结晶和在换热管内的结垢。
优选所述导流槽有多个，每个导流槽呈螺旋形分布。
作为一种优选，所述上导入部包括上部圆柱体和下部锥形台，上部圆柱体大于下部锥形台的部分构成所述肩台，所述下部锥形台的最大外径与所述换热管的内径相等或略小于所述换热管的内径，所述缩颈部为圆柱体，所述下部锥形台的最小外径与所述缩颈部外径相等，所述导流槽沿所述上部圆柱体外周面和部分所述下部锥形台外周面分布;所述下导出部外周面为倒锥形台，所述下导出部的最大外径小于所述换热管的内径，所述下导出部的最小外径≧所述缩颈部外径。
作为一种优选所述上导入部为上大下小阶梯圆柱体，上部圆柱体大于下部圆柱体的部分构成所述肩台，上导入部的下部圆柱体外表面与所述换热管内表面相配合，所述缩颈部为圆柱体，所述缩颈部衔接所述上导入部的下部圆柱体形成阶梯圆柱形，所述缩颈部外径小于所述上导入部的下部圆柱体外径，所述导流槽贯通所述上导入部的上端和下端;所述下导出部外周面为倒锥形台，所述下导出部的最大外径小于所述换热管的内径，所述下导出部的最小外径≧所述缩颈部外径。
再进一步，所述上导入部上端面向上延伸有夹持部;所述夹持部的横截面为圆形或方形。通过该夹持部便于取出导流柱，以方便更换和维护。
本发明一方面通过真空泵作用，可使每个蒸发器内部空间处于真空状态，此时换热管内物料废水被加热至饱和蒸发的温度降低，本发明可以实现在70℃左右进行蒸发浓缩。这样在较低温情况下就能实现蒸发浓缩，可以较好节约能源。另一方面，处于前面蒸发器内物料废水蒸发浓缩产生的二次蒸汽被作为加热源再利用，送入后面蒸发器进行加热，而处于最后面蒸发器内物料废水蒸发浓缩产生的二次蒸汽又被蒸汽压缩机吸入打入处于最前面蒸发器内再利用。因此能源的重复利用效果较好，也能节省能源，降低能耗成本。
另外，本发明的物料废水可以实现循环浓缩，可以较好保证物料废水的浓缩要求。
