公布日：2024.12.27
申请日：2024.10.11
分类号：C02F1/06(2023.01)I;C02F1/04(2023.01)I;C02F1/16(2023.01)I;C02F1/12(2023.01)I;C02F103/34(2006.01)N
摘要
本发明涉及一种基于焦炉烟道设备系统的焦化废水蒸发装置，包括烟气加热管段、废水加热罐、若干组工质换热管组件、废水储存罐以及闪蒸装置，废水储存罐通过输送泵与废水加热罐的废水入口连接，废水加热罐的废水出口与闪蒸装置的雾化喷淋装置连接，烟气加热管段和废水加热罐之间通过若干组工质换热管组件连接形成换热机组，本发明将高温烟气引入烟气加热管段，通过工质换热管组件与废水加热罐换热对废水进行加热形成高压饱和溶液，将该高压饱和溶液进入位于闪蒸装置内的喷淋管道经雾化喷嘴喷出，使此时状态的废水比表面积增大，压力降低，进行闪蒸汽化，进而实现废水浓缩的目的，解决传统的烟气余热废水浓缩方式的弊端。
权利要求书
1.一种基于焦炉烟道设备系统的焦化废水蒸发装置，其特征在于，包括烟气加热管段(1)、废水加热罐(2)、若干组工质换热管组件(3)、废水储存罐(4)以及闪蒸装置(5)，其中，烟气加热管段(1)包括加热管段主体管(100)以及两端的管道接口(101)；闪蒸装置(5)包括蒸发罐主体(500)，蒸汽罐主体(500)包括雾化喷淋装置、蒸汽出口(503)、浓缩废水出口(504)以及捕雾器(505)，蒸汽出口(503)位于顶部，浓缩废水出口(504)位于底部，雾化喷淋装置和捕雾器(505)都布置在蒸发罐主体(500)的横向截面上，捕雾器(505)位于雾化喷淋装置上方，废水储存罐(4)通过输送泵(6)与废水加热罐(2)的废水入口(202)连接，废水加热罐(2)的废水出口(203)与闪蒸装置(5)的雾化喷淋装置连接，烟气加热管段(1)和废水加热罐(2)之间通过若干组工质换热管组件(3)连接形成换热机组，工质换热管组件(3)包括受热管段(30)、放热管段(31)、上升管(32)、下降管(33)，所述的若干组工质换热管组件(3)的受热管段(30)布置在烟气加热管段(1)内，若干组工质换热管组件(3)的放热管段(31)布置在废水加热罐(2)内，受热管段(30)和放热管段(31)通过上升管(32)和下降管(33)连接形成工质流动的循环管路，上升管(32)使位于受热管段(30)的工质受热后流向放热管段(31)，下降管(33)使位于放热管段(31)的工质换热后的流向受热管段(30)的通道。
2.根据权利要求1所述的焦化废水蒸发装置，其特征在于，所述的受热管段(30)布置在烟气加热管段(1)的烟气流向的纵向截面上。
3.根据权利要求2所述的焦化废水蒸发装置，其特征在于，所述的放热管段(31)布置在废水加热罐(2)的废水流向的纵向截面上。
4.根据权利要求3所述的焦化废水蒸发装置，其特征在于，所述的受热管段(30)和放热管段(31)结构相同，都包括第一流向横管(300)、第二流向横管(301)和若干纵向列管(302)，若干纵向列管(302)均匀地布置在第一流向横管(300)和第二流向横管(301)之间，第一流向横管(300)与若干纵向列管(302)上端连接，第二流向横管(301)与若干纵向列管(302)下端连接，三者形成连通管道，上升管(32)分别与受热管段(30)和放热管段(31)的第一流向横管(300)连接，下降管(33)分别与受热管段(30)和放热管段(31)的第二流向横管(301)连接，受热管段(30)和放热管段(31)的第一流向横管(300)和第二流向横管(301)都固定在各自对应管段的管壁上。
5.根据权利要求4所述的焦化废水蒸发装置，其特征在于，所述的放热管段(31)的第一流向横管(300)上的设置工质控制阀门(34)。
6.根据权利要求5所述的焦化废水蒸发装置，其特征在于，所述的受热管段(30)的纵向列管(302)为翅片管。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的焦化废水蒸发装置，其特征在于，所述的雾化喷淋装置包括喷淋管道(506)和若干雾化喷嘴(507)，喷淋管道(506)布置在蒸发罐主体(500)的横向截面上并固定在蒸汽罐主体(500)的内壁上，若干雾化喷嘴(507)安装在喷淋管道(506)上，废水加热罐(2)的废水出口(203)连接喷淋管道(506)。
8.根据权利要求7所述的焦化废水蒸发装置，其特征在于，所述的烟气加热管段(1)两端的管道接口(101)为变径管道接口，用于增大在烟气加热管段(1)中的高温烟气的流量。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种基于焦炉烟道设备系统的焦化废水蒸发装置，利用烟气余热对废水加热罐内进行加热，形成高压饱和液体，再采用雾化喷淋技术降低压力，产生闪蒸效应，对废水进行蒸发浓缩。
为实现以上目的，采用以下技术方案：一种基于焦炉烟道设备系统的焦化废水蒸发装置，包括烟气加热管段、废水加热罐、若干组工质换热管组件、废水储存罐以及闪蒸装置，其中，
烟气加热管段包括加热管段主体管以及两端的管道接口；
闪蒸装置包括蒸发罐主体，蒸汽罐主体包括雾化喷淋装置、蒸汽出口、浓缩废水出口以及捕雾器，蒸汽出口位于顶部，浓缩废水出口位于底部，雾化喷淋装置和捕雾器都布置在蒸发罐主体的横向截面上，捕雾器位于雾化喷淋装置上方，
废水储存罐通过输送泵与废水加热罐的废水入口连接，废水加热罐的废水出口与闪蒸装置的雾化喷淋装置连接，烟气加热管段和废水加热罐之间通过若干组工质换热管组件连接形成换热机组，
工质换热管组件包括受热管段、放热管段、上升管、下降管，所述的若干组工质换热管组件的受热管段布置在烟气加热管段内，若干组工质换热管组件的放热管段布置在废水加热罐内，受热管段和放热管段通过上升管和下降管连接形成工质流动的循环管路，上升管使位于受热管段的工质受热后流向放热管段，下降管使位于放热管段的工质换热后的流向受热管段的通道。
进一步地，受热管段布置在烟气加热管段的烟气流向的纵向截面上。
进一步地，放热管段布置在废水加热罐的废水流向的纵向截面上。
进一步地，受热管段和放热管段结构相同，都包括第一流向横管、第二流向横管和若干纵向列管，若干纵向列管均匀地布置在第一流向横管和第二流向横管之间，第一流向横管与若干纵向列管上端连接，第二流向横管与若干纵向列管下端连接，三者形成连通管道，上升管分别与受热管段和放热管段的第一流向横管连接，下降管分别与受热管段和放热管段的第二流向横管连接，受热管段和放热管段的第一流向横管和第二流向横管都固定在各自对应管段的管壁上。
进一步地，放热管段的第一流向横管上的设置工质控制阀门。
进一步地，受热管段的纵向列管为翅片管。
进一步地，雾化喷淋装置包括喷淋管道和若干雾化喷嘴，喷淋管道布置在蒸发罐主体的横向截面上并固定在蒸汽罐主体的内壁上，若干雾化喷嘴安装在喷淋管道上，废水加热罐的废水出口连接喷淋管道。
进一步地，烟气加热管段两端的管道接口为变径管道接口，用于增大在烟气加热管段中的高温烟气的流量。
本发明有益效果：本发明设计用于引入烟气主管道中高温烟气的烟气加热管段，以及用于形成高压饱和液容器的废水加热罐，通过在二者之间布置若干组工质换热管组件形成换热机组，将高温烟气通过工质换热管组件将位于废水加热罐加热形成高压饱和溶液，通过雾化喷淋装置雾化，使其比表面积增大，压力降低，进行闪蒸汽化，进而实现废水浓缩的目的，解决传统的烟气余热废水浓缩方式的弊端。本发明工质换热管组件在烟气加热管段和废水加热罐形成循环管路，使高温烟气通过管内工质对废水循环加热，相比于降膜式蒸发技术加热效率和蒸发效率更高。
（发明人：尹晓峰）
