CN104235814A - 一种不洁净水蒸汽的回收再利用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种不洁净水蒸汽的回收再利用方法，包括如下步骤，（1）将不洁净的水蒸汽采集回收；（2）对（1）步采集到的不洁净水蒸汽进行净化处理；（3）将净化后的水蒸汽进行变压处理，变压处理后的水蒸汽输出应用即可。其优点在于，本发明将不洁净的水蒸汽，处理成为洁净的热源，将废弃的资源回收再利用，解决了对环境的污染，变废热为新能源，向生产和社会提供巨量的能量，扩大了应用的范围，降低了生产成本，从而使利润大幅提升，是一种现代工业中处理环境污染、资源再回收利用，实现可持续发展的方法，具有极其重大的环境效益以及经济效益。

Description

一种不洁净水蒸汽的回收再利用方法

技术领域

本发明属于资源回收再利用的技术领域，具体是一种不洁净水蒸汽的回收再利用方法。

背景技术

目前，对于绝对压力约0.1Mpa，温度约100℃水蒸汽的二次利用，大多采用的是MVR技术，。MVR是蒸汽机械再压缩技术 （mechanical Vapor recompression ）的简称。是重新利用多效蒸发器自身产生的二次蒸汽的能量，从而减少对外界能源的需求的一项节能技术。早在60年代，德国和法国已成功的将该技术用于化工、食品、造纸、医药、海水淡化及污水处理等领域。工作过程是将低温位的蒸汽经压缩机压缩，温度、压力提高，热焓增加，然后进入换热器换热冷凝，以充分利用蒸汽的潜热。但是，这种技术只局限于对蒸发器中的液体蒸发及用机械制造出负压使液体闪蒸出洁净的水蒸汽，进行压缩再输出利用，若直接对不洁净的水蒸汽压缩，由于不洁净水蒸气中含有较多杂质，即使压缩后的温度和压力提高了，但因含有杂质却不能正常换热，从而失去了回收的价值。

发明内容

为解决现有MVR技术存在的上述不足，本发明开发出了一种新的对于不洁净水蒸汽回收再利用方法（英语是Vapor Purifacation Recycle，简称VPR），实现将各种来源的不洁净的水蒸汽也能回收再利用的目的，同时使应用更为广泛，不仅能够输出给需要高温高压蒸汽的设备，对于只需要中压、低压、甚至负压的设备也能够应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明开发的一种不洁净水蒸汽的回收再利用方法，包括如下步骤，（1）将不洁净的水蒸汽采集回收；（2）对（1）步采集到的不洁净水蒸汽进行净化处理；（3）向净化后的水蒸汽进行变压处理，变压处理后的水蒸汽输出应用即可。本发明的这种方法可以把来源于汽（气）体、液体和潮湿固体中的不洁净的水蒸汽，进行回收再利用，与MVR只能来源于液体的洁净的水蒸汽相比，极大地拓宽了来源，不洁净水蒸汽的量是蒸发器闪蒸汽量的数亿倍。同时把应用的广度扩大了数亿倍，给国家和人类一年节约的标煤量可达亿吨级；本发明对净化的水蒸气进行变压，使输出的水蒸汽可以从负压到高压，供给不同需求的用户使用，而MVR技术只能将水蒸汽升压，用于蒸发器，应用范围窄，本发明将这种把不洁净的水蒸汽回收净化处理，最后得到各种压力和温度供任何用热用户需求的技术称之为VPR技术。 

进一步的，步骤（1）水蒸汽含有的杂质为固态或液态时，净化方法采用的是物理净化方法。

进一步的，步骤（1）水蒸汽含有的杂质为气态时，净化方法为先用化学反应方法将气体杂质转化为液态或固态，再采用物理净化方法将化学反应处理后的杂质从水蒸汽中分离。

优选的，步骤（1）水蒸气含有的杂质为气态时，采用吸附法将气态杂质从水蒸气中去除，使蒸汽质量达到工业蒸汽质量标准。

优选的，步骤（1）水蒸汽含有的杂质为气态时，采用电离法将气态杂质分解从水蒸气中去除，使蒸汽质量达到工业蒸汽质量标准。

进一步的，物理净化方法包括离心、撞击、沉降、过滤、吸附、水洗涤方法中任意一种或一种以上。物理清洗方法优选水冼涤，尤其是热水洗涤。避免蒸汽的净化过程中降低温度和冷凝。

优选的，水洗涤方法中采用的水温度≥60℃,以≥100℃为最佳。

本发明可根据水蒸汽的来源和水蒸汽中杂质的状态不同而选择合适的净化方法，对于含有任何杂质的水蒸汽都是可以适用的，而MVR技术水蒸汽的来源只是蒸发器的液体，闪蒸出的水蒸汽是洁净的。

步骤（2）中对净化后的水蒸汽变压处理采用的是引风机、鼓风机、压缩机、热泵中的任意一种或一种以上，可以得到负压、低压、中压、高压的水蒸汽，供给不同压力温度的需热用户，应用范围广大。

进一步的，步骤（2）净化水蒸汽PH为7-9.5，使PH值符合工业锅炉供汽质量标准或所使用蒸汽设备对蒸汽PH值的要求。

进一步的，步骤（3）中对净化后的水蒸汽，给其做变压处理时，升压必然伴随着升温，除此之外，还可以对净化后的水蒸汽或变压处理后，对水蒸气进行电加热、燃料加热、或换热加热，这样可以得到温度高于饱和温度的水蒸汽，供给不同温度的需热用户。

综上，本发明的有益效果：本发明将不洁净的水蒸汽，处理成为不同程度的热源，将废弃的资源再回收利用，解决了对环境的污染；并且能够根据用户需求的不同，供给不同压力、温度的水蒸汽，应用的范围极其宽广；能将含有杂质的水蒸汽处理成为用热设备的热源，降低了生产成本，从而使利润大幅提升，是一种现代工业中处理环境污染、资源再回收利用，实现可持续发展的方法，具有极其重大的环境效益以及经济效益。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作出进一步的说明，在没有特殊说明的条件下，一切操作及所使用的设备、试剂均是本领域技术人员常规的操作手段以及公知常识。

实施例一：本发明公开的一种不洁净水蒸汽的回收再利用方法，包括如下步骤，

（1）将不洁净的水蒸汽采集回收；

（2）对（1）步采集到的不洁净水蒸汽进行净化处理，净化过程加入碱性物质如NaOH或Na₂CO₃调整其PH值到7～9.5之间，净化过程中为了保持水蒸汽的流动可以采用本领域技术人员公知的方法，例如采用风机等提供动力源，使水蒸汽流动；水洗涤净化的水温≥60℃，以≥100℃为最佳；

（3）向净化后的水蒸汽进行变压处理，变压处理后的水蒸汽输出应用即可。

步骤（1）采集回收可用管道、罐、柜等收集装置等本领域人员常用的收集方法，对不洁净的水蒸汽采集回收，采用净化装置将不洁净的水蒸汽进行净化处理，对净化后的水蒸汽采用引风机或鼓风机或压缩机或热泵提供动力，得到负压水蒸汽、低压水蒸汽、中压水蒸汽、高压水蒸汽，然后对各种用户输出并利用，例如，将负压水蒸汽输给加热温度低于100℃的用热设备如浸泡罐，污水处理中育菌，多效蒸发器二效、三效、四效以及有些多效蒸发器的一效等。

将低压水蒸汽可以输给温度要求不高的采暖设备、加热设备、污水处理设备使用，低压水蒸汽绝对压力≤0.2Mpa。例如，玉米淀粉生产浸泡需要的温度＜50℃，采暖设备出水温度≤85℃，污水处理中加热到温度＜40℃； 

将中压水蒸汽输给温度要求较高的设备使用，中压水蒸气绝对压力＞0.2～0.4Mpa。例如输给有些多效蒸发器一效，某些采暖和制冷、灭菌消毒设备使用，上述这些设备工作所需温度≥120～142℃；

将高压水蒸汽输给温度要求高的设备使用，高压水蒸汽的绝对压力为≥0.4Mpa，将高压水蒸汽例如输给精馏、分馏设备、石膏板干燥设备，食品饲料干燥、纸板烘干设备使用。精馏、分馏设备、食品干燥设备一般需要加热温度＞143℃，需要的绝对压力≥0.4Mpa。

实施例二：本发明开发出的一种不洁净水蒸汽的回收再利用方法，包括如下步骤，

    （1）将不洁净的水蒸汽采集回收；

（2）对（1）步采集到的不洁净水蒸汽进行净化处理：例如从化肥厂采集得到的不洁净水蒸汽，化肥生产装置的一蒸、二蒸、一分、二分，采用列管换热器，压力低的蒸汽走管外，压力高的氨走管内，经常发生氨的泄露，使凝结水和闪蒸汽中杂质氨含量超标不能回收利用，所以对于这种气态的杂质，先采用化学反应把气态杂质变成液态或固态的，本实施例中采用加入硫酸，生成硫酸氨液体，从而使氨气杂质从水蒸汽中分离出去，在净化后的PH维持在7-9.5之间即可；

（3）经（2）步处理后，将净化后的水蒸汽输给除氧器做除氧热源使用，低压除氧器的需要的热源温度104℃，需要的绝对压力0.12Mpa。

实施例三：本发明开发出的一种不洁净水蒸汽的回收再利用方法，包括如下步骤，

（1）将不洁净的水蒸汽采集回收；

（2）对（1）步采集到的不洁净水蒸汽进行净化处理：在化工生产、科学研究试验及海水学淡化、中水处理中，常有用真空泵对液体抽成真空度较大的负压工况，真空泵把蒸汽和液体一起抽出，此工况需要把液体从蒸汽中分离，这种情况时，水蒸汽含有的杂质为液态，净化方法采用物理净化方法将杂质出去，所述物理净化方法包括离心、撞击、沉降、过滤、吸附、物理清洗方法中任意一种，必要时二种及二种以上组合使用，在净化过程中要注意PH维持在7-9.5之间即可；

（3）向净化后的水蒸汽采用热泵升温升压，得到的水蒸汽绝对压力0.1Mpa左右，升温升压后的水蒸汽可以供多效蒸发器自身使用，如果水蒸汽温度不够要求，可有采用电加热、燃料加热法或换热加热对水蒸汽进行加热。

实施例四：本发明公开的一种不洁净水蒸汽的回收再利用方法，该方法包括如下步骤，

（1）将不洁净的水蒸汽采集回收；

（2）对（1）步采集到的不洁净水蒸汽进行净化处理：淀粉生产用的干燥机，水蒸汽中的杂质主要是固体纤维、胚芽、蛋白粉的颗粒。采用重力沉降、离心分离、水洗涤等方法，水洗涤时优选热水洗涤使用固体杂质从水蒸汽中分离，例如采用温度≥60℃的热水洗涤，以≥100℃的热水为最佳。在净化过程中要注意PH维持在7-9.5之间即可；

（3）净化后的水蒸汽经压缩机压缩成绝对压力≥0.5Mpa的高压蒸汽供干燥机代替新蒸汽，用引风机变压供低压用汽设备淀粉乳浓缩和糖生产的多效蒸发器，以及供浸泡和污水处理。

实施例五：本发明公开的一种不洁净水蒸汽的回收再利用方法，该方法包括如下步骤，

（1）将不洁净的水蒸汽采集回收；

（2）对（1）步采集到的不洁净水蒸汽进行净化处理：化工生产普遍采用精馏塔和分馏塔对各种物质提纯或分离，用水蒸汽做精馏和分馏的热源。蒸汽放出凝结潜热凝结成高温凝结水，由于泄漏凝结水中含有被精馏或分馏的物质即化工杂质不能回收二次利用。把高温凝结水减压闪蒸出闪蒸汽降低化工杂质含量再二次利用是回收方法之一。但闪蒸汽中仍含有少量化工杂质。对此含有少量化工杂质的水蒸汽可选择适用的吸附剂如活性碳、沸石、分子筛等把杂质从蒸汽中吸附出来，使蒸汽得到净化；

（3）净化后的水蒸汽用压缩机压缩或热泵提高压力和温度，如提高到大于0.3Mpa符合精馏塔或分馏塔用汽指标，送回精馏塔或分馏塔二次利用代替部分新蒸汽，实现节能减排。

实施例六：本发明公开的一种含气体杂质不洁净水蒸汽的回收再利用方法，包括如下步骤，

（1）将不洁净的水蒸汽采集回收；

（2）对（1）步采集到的不洁净水蒸汽进行净化处理，净化设备是高压静电场，水蒸汽经过静电场时杂质气体被电离分解；

（3）向净化后的水蒸汽进行变压处理，变压处理后的水蒸汽输出应用即可。

如淀粉生产中的有时不洁净水蒸汽中含有酚、萘等有机气体异味较大，采用电离法可有效降低异味。

实施例七：发明公开的一种不洁净水蒸汽的回收再利用方法，包括如下步骤，

（1）将含有固态杂质的不洁净的水蒸汽采集回收；

（2）对（1）步采集到的不洁净水蒸汽进行净化处理，净化设备是物理净化法的洗涤塔，水蒸汽经热水洗涤后去除了固态杂质，热水的温度可根据实际需要加热；

（3）向净化后的水蒸汽进行变压处理提高压力；

（4）升压后的水蒸汽经换热器进一步提高温度，饱和汽成为过热汽；过热后的水蒸汽输出应用即可。

如化工厂、建材厂有大量的废热，温度高于净化后的水蒸汽，经过换热器利用废热把净化后的水蒸汽升温，进一步提高了水蒸汽的热焓，作为热源具有更高的热量。

本发明所列举的实施例，仅仅作为进一步说明本发明的内容，例如对于水蒸汽中的烷类，汽油、柴油，烯炔烃类，苯、酚、萘等芳香烃类，醛类，灰尘、粉尘、渣，机械水等杂质上述净化方法处理，用风机或热泵提供净化和输送动力，用高压风机、压缩机、热泵等提高压力和温度到各种用汽设备的指标，就可供用热设备代替部分甚至全部新蒸汽。如各种干燥、烘干设备，蒸发、浓缩设备，精馏设备、分馏设备，采暖、制冷，消毒、灭菌，浸泡，污水处理等所有使用蒸汽做热源的工艺用热和加热设备。

以上所述并非对本发明内容的限制，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种不洁净水蒸汽的回收再利用方法，其特征在于，该方法包括如下步骤，

（1）将不洁净的水蒸汽采集回收；

（2）对（1）步采集到的不洁净水蒸汽进行净化处理；

（3）将净化后的水蒸汽进行变压处理，变压处理后的水蒸汽输出应用即可。

2.根据权利要求1所述不洁净水蒸汽的回收再利用方法，其特征在于，步骤（1）水蒸汽含有的杂质为固态或液态时，净化方法采用的是物理净化方法。

3.根据权利要求1所述不洁净水蒸汽的回收再利用方法，其特征在于，步骤（1）水蒸汽含有的杂质为气态时，净化方法为先用化学反应方法将气体杂质转化为液态或固态，再采用物理净化方法将化学反应处理后的杂质从水蒸汽中分离。

4.根据权利要求1所述不洁净水蒸汽的回收再利用方法，其特征在于，步骤（1）水蒸汽含有的杂质为气态时，采用吸附净化法将气态杂质从水蒸气中去除。

5.根据权利要求1所述不洁净水蒸汽的回收再利用方法，其特征在于，步骤（1）水蒸气含有的杂质为气态时，采用电离法将气态杂质分解从水蒸汽中去除。

6.根据权利要求2或3所述不洁净水蒸汽的回收再利用方法，其特征在于，所述物理净化方法包括离心、撞击、沉降、过滤、吸附、水洗涤方法中任意一种或一种以上。

7.根据权利要求6所述的不洁净水蒸汽的回收再利用方法，其特征在于，水洗涤方法中采用的水温度≥60℃。

8.根据权利要求1所述不洁净水蒸汽的回收再利用方法，其特征在于，步骤（2）中对净化后的水蒸汽变压处理采用的是引风机、鼓风机、压缩机、热泵中的任意一种或一种以上。

9.根据权利要求1所述的不洁净水蒸汽回收再利用方法，其特征在于，步骤（2）净化后水蒸汽PH为7-9.5。

10.根据权利要求1所述的不洁净水蒸汽回收再利用方法，其特征在于，还可以对净化后的水蒸汽或变压处理后的水蒸汽用电加热、燃料加热法或换热加热。