公布日：2023.05.09
申请日：2023.03.24
分类号：C02F1/04(2023.01)I;C02F1/14(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I;B01D5/00(2006.01)I;C02F103/18(2006.01)N
摘要
本发明公开一种脱硫废水多效蒸发浓缩系统及控制方法，采用太阳能与电网谷电耦合供能的方式，通过蒸汽发生器产生驱动蒸汽，驱动多效蒸发器完成废水蒸发浓缩过程；同时收集各级蒸发器产生的蒸汽，并维持各级蒸发器的真空度；通过凝汽器将蒸汽冷凝成纯水，同时将过滤后的脱硫废水加热，降低蒸发能耗，实现对脱硫废水的高效低耗浓缩。控制方法中通过调节各级蒸发器内的压力、引射器的驱动蒸汽流量和蒸汽发生器的冷凝水进水量来响应脱硫废水处理量的变化，并根据实时监测的光照强度控制供能装置的供能方式，从而实现太阳能及谷电耦合供能、脱硫废水高效低耗蒸发浓缩、蒸馏水回收的目的。
权利要求书
1.一种脱硫废水多效蒸发浓缩系统，其特征在于，所述脱硫废水多效蒸发浓缩系统包括：凝汽器、多效蒸发浓缩装置、引射器、蒸汽发生器和供能装置；凝汽器的进液口输入脱硫废水，凝汽器的出液口与多效蒸发浓缩装置中每级蒸发器的喷嘴连接；凝汽器的进气口与多效蒸发浓缩装置中每级蒸发器的废水蒸汽出口连接；凝汽器的冷凝水出水口与蒸汽发生器的进水口连接；蒸汽发生器的供能端与供能装置连接，蒸汽发生器的蒸汽出口与引射器的蒸汽进口连接；所述供能装置用于采用光伏与电网谷电耦合供能方式向蒸汽发生器提供能量以产生蒸汽；引射器的蒸汽出口与多效蒸发浓缩装置中首级蒸发器的驱动蒸汽入口连接；引射器的引射流入口与多效蒸发浓缩装置中末级蒸发器的驱动蒸汽出口连接；所述多效蒸发浓缩装置用于将引射器引入的驱动蒸汽作为蒸发热源，对每级蒸发器的喷嘴喷淋下来的脱硫废水进行蒸发浓缩，同时将每级蒸发器中脱硫废水蒸发产生的蒸汽汇集至凝汽器，冷却凝结成冷凝水。
2.根据权利要求1所述的脱硫废水多效蒸发浓缩系统，其特征在于，所述供能装置包括：光伏板、光伏板供热管阀门、光伏控制器和电网电路闸；光伏板供热管阀门设置在光伏板与蒸汽发生器的热能端之间连接的供热管上；电网电路闸设置在电网与蒸汽发生器的电能端之间连接的电路上；光伏控制器的输出端分别与光伏板供热管阀门的控制端和电网电路闸的控制端连接；所述光伏控制器用于检测光照强度，若检测到的光照强度大于500W/m2，则开启光伏板供热管阀门，关闭电网电路闸；若检测到的光照强度大于等于200W/m2且小于等于500W/m2，则同时开启光伏板供热管阀门及电网电路闸；若检测到的光照强度小于200W/m2，则关闭光伏板供热管阀门，开启电网电路闸。
3.根据权利要求1所述的脱硫废水多效蒸发浓缩系统，其特征在于，所述脱硫废水多效蒸发浓缩系统还包括：废水流量计、进液泵、进料水泵、真空泵、废水浓水泵和多个压力调节阀；废水流量计设置在凝汽器的进液口处；凝汽器的出液口通过进液泵与多效蒸发浓缩装置中每级蒸发器的喷嘴连接；凝汽器的冷凝水出水口通过进料水泵与蒸汽发生器的进水口连接；在凝汽器的进气口与多效蒸发浓缩装置之间设有一个主管路和多个支管路，主管路的一端与凝汽器的进气口连接，主管路的另一端与所有支管路的一端连接，每个支管路的另一端与一个蒸发器的喷嘴连接；在每个支管路上设置一个压力调节阀，真空泵设置在主管路上；废水浓水泵设置在多效蒸发浓缩装置中从末级蒸发器抽出废水浓水的管路上。
4.根据权利要求3所述的脱硫废水多效蒸发浓缩系统，其特征在于，所述脱硫废水多效蒸发浓缩系统还包括：湿法脱硫塔、脱硫塔废水泵、脱硫废水池、脱硫废水池泵、过滤装置和回收水泵；湿法脱硫塔的脱硫废水出口通过脱硫塔废水泵与脱硫废水池的脱硫废水进口连接；脱硫废水池的脱硫废水出口通过脱硫废水池泵与过滤装置的进液口连接；过滤装置的出液口与凝汽器的进液口连接，过滤装置的出液口与凝汽器的进液口之间连接的管路上设置有废水流量计；回收水泵设置在凝汽器的冷凝水出水口的抽出管路上。
5.根据权利要求1所述的脱硫废水多效蒸发浓缩系统，其特征在于，所述多效蒸发浓缩装置包括多个并联连接的蒸发器；每级蒸发器的顶部均配置多个喷嘴，并在每级蒸发器的顶部开设有废水蒸汽出口；每级蒸发器的中部均设置有多个换热管，每级蒸发器的底部开设有废水浓水排出口；上一级蒸发器的换热管与下一级蒸发器的换热管依次级联，在首级蒸发器中设置有换热管的驱动蒸汽入口，在末级蒸发器中设置有换热管的驱动蒸汽出口；上一级蒸发器的废水浓水排出口与下一级蒸发器的废水浓水排出口依次级联，在末级蒸发器中还设置有废水浓水抽出口；各级蒸发器内的真空度从首级蒸发器至末级蒸发器梯度增加。
6.一种脱硫废水多效蒸发浓缩控制方法，其特征在于，所述脱硫废水多效蒸发浓缩控制方法应用于权利要求1-5任一项所述的脱硫废水多效蒸发浓缩系统，所述脱硫废水多效蒸发浓缩控制方法包括：设置供能装置的初始供能方式为光伏板供能；实时监测凝汽器输入的脱硫废水流量和光照强度；当实时监测的脱硫废水流量发生变化时，调节各级蒸发器内的压力、引射器的驱动蒸汽流量和蒸汽发生器的冷凝水进水量，使得各级蒸发器内的压力处于预设压力范围内；若实时监测的光照强度大于强度阈值上限，则继续采用光伏板供能；若实时监测的光照强度小于强度阈值下限，则切换为电网谷电供能；若实时监测的光照强度大于等于强度阈值下限且小于等于强度阈值上限，则采用光伏板和电网谷电同时供能。
7.根据权利要求6所述的脱硫废水多效蒸发浓缩控制方法，其特征在于，当实时监测的脱硫废水流量增加时：增大各级蒸发器对应的压力调节阀，增大引射器的驱动蒸汽流量，同时增大进料水泵的功率；获取调节后各级蒸发器内的压力；判断调节后各级蒸发器内的压力是否小于压力阈值下限，获得第一判断结果；若所述第一判断结果表示是，则减小各级蒸发器对应的压力调节阀，减小引射器的驱动蒸汽流量，同时减小进料水泵的功率，并返回步骤“获取调节后各级蒸发器内的压力”；若所述第一判断结果表示否，则判断调节后各级蒸发器内的压力是否大于压力阈值上限，获得第二判断结果；若所述第二判断结果表示是，则返回步骤“增大各级蒸发器对应的压力调节阀，增大引射器的驱动蒸汽流量，同时增大进料水泵的功率”；若所述第二判断结果表示否，则结束。
8.根据权利要求6所述的脱硫废水多效蒸发浓缩控制方法，其特征在于，当实时监测的脱硫废水流量减小时：减小各级蒸发器对应的压力调节阀，减小引射器的驱动蒸汽流量，同时减小进料水泵的功率；获取调节后各级蒸发器内的压力；判断调节后各级蒸发器内的压力是否大于压力阈值上限，获得第三判断结果；若所述第三判断结果表示是，则增大各级蒸发器对应的压力调节阀，增大引射器的驱动蒸汽流量，同时增大进料水泵的功率，并返回步骤“获取调节后各级蒸发器内的压力”；若所述第三判断结果表示否，则判断调节后各级蒸发器内的压力是否小于压力阈值下限，获得第四判断结果；若所述第四判断结果表示是，则返回步骤“减小各级蒸发器对应的压力调节阀，减小引射器的驱动蒸汽流量，同时减小进料水泵的功率”；若所述第四判断结果表示否，则结束。
9.根据权利要求6所述的脱硫废水多效蒸发浓缩控制方法，其特征在于，所述强度阈值上限为500W/m2，所述强度阈值下限为200W/m2；所述预设压力范围的压力阈值上限为10kPa，所述预设压力范围的压力阈值下限为80kPa。
发明内容
本发明的目的是提供一种脱硫废水多效蒸发浓缩系统及控制方法，可实现对脱硫废水的高效低耗浓缩。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种脱硫废水多效蒸发浓缩系统，所述脱硫废水多效蒸发浓缩系统包括：凝汽器、多效蒸发浓缩装置、引射器、蒸汽发生器和供能装置；
凝汽器的进液口输入脱硫废水，凝汽器的出液口与多效蒸发浓缩装置中每级蒸发器的喷嘴连接；凝汽器的进气口与多效蒸发浓缩装置中每级蒸发器的废水蒸汽出口连接；凝汽器的冷凝水出水口与蒸汽发生器的进水口连接；
蒸汽发生器的供能端与供能装置连接，蒸汽发生器的蒸汽出口与引射器的蒸汽进口连接；所述供能装置用于采用光伏与电网谷电耦合供能方式向蒸汽发生器提供能量以产生蒸汽；
引射器的蒸汽出口与多效蒸发浓缩装置中首级蒸发器的驱动蒸汽入口连接；引射器的引射流入口与多效蒸发浓缩装置中末级蒸发器的驱动蒸汽出口连接；
所述多效蒸发浓缩装置用于将引射器引入的驱动蒸汽作为蒸发热源，对每级蒸发器的喷嘴喷淋下来的脱硫废水进行蒸发浓缩，同时将每级蒸发器中脱硫废水蒸发产生的蒸汽汇集至凝汽器，冷却凝结成冷凝水。
一种脱硫废水多效蒸发浓缩控制方法，所述脱硫废水多效蒸发浓缩控制方法应用于前述的脱硫废水多效蒸发浓缩系统，所述脱硫废水多效蒸发浓缩控制方法包括：
设置供能装置的初始供能方式为光伏板供能；
实时监测凝汽器输入的脱硫废水流量和光照强度；
当实时监测的脱硫废水流量发生变化时，调节各级蒸发器内的压力、引射器的驱动蒸汽流量和蒸汽发生器的冷凝水进水量，使得各级蒸发器内的压力处于预设压力范围内；
若实时监测的光照强度大于强度阈值上限，则继续采用光伏板供能；
若实时监测的光照强度小于强度阈值下限，则切换为电网谷电供能；
若实时监测的光照强度大于等于强度阈值下限且小于等于强度阈值上限，则采用光伏板和电网谷电同时供能。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明公开一种脱硫废水多效蒸发浓缩系统，采用太阳能与电网谷电耦合供能的方式，通过蒸汽发生器产生驱动蒸汽，驱动多效蒸发器完成废水蒸发浓缩过程；同时收集各级蒸发器产生的蒸汽，并维持各级蒸发器的真空度；通过凝汽器将蒸汽冷凝成纯水，同时将过滤后的脱硫废水加热，降低蒸发能耗，实现对脱硫废水的高效低耗浓缩。
本发明公开一种脱硫废水多效蒸发浓缩控制方法，通过调节各级蒸发器内的压力、引射器的驱动蒸汽流量和蒸汽发生器的冷凝水进水量来响应脱硫废水处理量的变化，并根据实时监测的光照强度控制供能装置的供能方式，从而实现太阳能及谷电耦合供能、脱硫废水高效低耗蒸发浓缩、蒸馏水回收的目的。
（发明人：冯飙;张昊;李得第;荣杨一鸣;苏卫涛;苏伟;高俊）
