CN104671310A - 一种多效耦合的雾化蒸发器 - Google Patents

Abstract

本发明属一种多效耦合的低成本高效雾化蒸发器，由下底带进风调节装置的塔筒、位于塔筒内部的雾化装置、位于塔筒下方的废液池、用于收集雾化蒸发结晶颗粒的结晶颗粒收集装置、与废液池相邻的结晶颗粒收集仓以及用于加速蒸发的热力流体进口管道和蒸发流体出口管道组成；该装置集雾化、蒸发、结晶以及结晶颗粒收集等功能于一体，同时结合了风力和热力流体共同蒸发雾化流体的多重蒸发效果，有效缩短了自然风力蒸发所需要的时间，且风力和热力蒸发效果均可自由调节，使雾化蒸发器一年四季都可以安全高效运行，大大减小了废液池或自然蒸发塘的庞大占地面积。该设备使用自然风力和各种废热流体辅助蒸发、无任何中间加药处理过程，节省投资，运行成本低廉。

Description

一种多效耦合的雾化蒸发器

技术领域

本发明涉及一种蒸发结晶设备，具体涉及一种将浓盐水雾化蒸发并加速结晶的多效耦合的雾化蒸发器。

背景技术

近年来，在电力、冶金、炼油、煤化工等工业生产过程中产生的废水及循环冷却排污水等问题越来越受到重视。随着水资源成本的不断提高，和国家对企业污水排放控制力度的加大，污水回用技术得到了广泛的普及。而在污水的处理过程中，浓盐水的处理是最为困难的，如电力行业脱硫塔排出的脱硫废水、煤化工废水等。

目前，针对这部分高难废水的处理，主要有以下两种方案：第一，将废水加热蒸发，采用蒸发浓缩原理，最终将盐分等脱水干燥成固体，实现废水的零排放；第二，利用自然地理条件以及气候便利，采用自然蒸发塘，然后定期清理沉淀结晶的盐分。以上两种方法均存在优缺点：第一种方法，对高盐废水处理得最彻底，相对技术也最成熟，缺点是处理成本太高，平均吨水处理成本在几十元以上，无法针对大水量高浓度盐水进行处理，并且，蒸发结晶反应设备对材质要求较高，导致一次性投资较大；第二种方法，充分利用自然条件，运行成本非常低廉，设备管理也简单，缺点是占地面积太大，土地成本极高，并且受气候条件影响较大，如光照、风力、温度、季节等因素影响，导致长期效率低下，且自然蒸发受季节影响，冬季无法实现连续蒸发任务，致使冬季储存浓盐水需要更大占地面积的蒸发塘。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种多效耦合的雾化蒸发器，该雾化蒸发器结合了风力和热力流体共同蒸发雾化流体的多重蒸发效果，大大缩短了自然风力蒸发所需要的时间，且风力和热力蒸发效果均可实现自由调节，使雾化蒸发器一年四季都可以安全高效运行，大大减小了废液池或自然蒸发塘的占地面积，同时，该雾化蒸发器集雾化、蒸发、结晶以及结晶颗粒收集等功能于一体，真正实现了废水“零排放”。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种多效耦合的雾化蒸发器，所述雾化蒸发器主体为下底敞口的塔筒3，塔筒3下方布置有存放废弃浓盐水的废液池6，通过塔筒3下沿沿周向布置的支撑底座10将塔筒3支撑起来以与废液池6间留有进风口，在塔筒3外侧沿周向布置有进风调节挡板12，通过移动进风调节挡板12上下升降来调整进风面积并以此调整蒸发风量；热力流体进口管道1通过塔筒内的一个或多个热力流体均流室13与塔筒3连通，形成单点输送或多点输送热力流体；废液池6上方配备有结晶颗粒收集装置11，与废液池6相邻的是结晶颗粒收集仓7，结晶颗粒收集仓7与结晶颗粒收集装置11连通，塔筒3内部布置有浓盐水雾化装置4，浓盐水雾化装置4周围布置有收集罩承接未雾化溶液并导入废液池；塔筒3顶部布置有引流罩，收集经雾化蒸发的流体并与蒸发流体出口管道2相连排除塔筒3外。

所述浓盐水雾化装置4为一层或多层，每层根据实际所需蒸发量采用一个或多个浓盐水雾化装置4，每层浓盐水雾化装置4的布置方式采用规则布置或采用不规则布置；所述浓盐水雾化装置4的雾化方向为水平、垂直于地面向上或向下，甚至与塔筒内壁斜向；进入塔筒3内的热力流体分层独立蒸发被雾化的浓盐水或统一蒸发被雾化的浓盐水。

所述浓盐水雾化装置4的雾化方式采用借助于高速旋转流体或通过高速转动的机械使液体破碎雾化的机械雾化方式，或采用利用高速气流剧烈冲击液体再膨胀使得液体破碎雾化的气动雾化方式，或采用利用声波振动力学效应使液体雾化的超声雾化方式。

所述热力流体进口管道1的单点输送或多点输送热力流体的输送方向为水平、垂直于地面向上、向下，甚至与塔筒内壁斜向。

所述热力流体进口管道1分支出热力流体支管与废液池6连通，可将部分热力流体直接引入废液池，当外界环境温度低、废液结冰而导致雾化装置无法正常运行时，所述废液池的浓盐水可被引入的热力流体加热，保证该多效耦合的高效雾化蒸发器全气候、全年均可正常运行。

所述雾化蒸发器结合了塔筒抽吸的风力和热力流体进入塔筒后共同蒸发雾化流体的多重蒸发效果，且风力和热力蒸发效果均能够自由调节。

所述结晶颗粒收集装置11采用利用机械原理来输送结晶颗粒的刮板机或采用利用气动方式来吹扫结晶颗粒的气动吹扫器。

所述热力流体是指在电力、冶金、炼油或煤化工工业生产过程中产生的烟气、热空气、汽机乏汽、汽机抽汽等余热流体。所述浓盐水雾化装置4安装在具有浮力的浮筒并放置在浓盐水上，或底部固定到废液池。

所述塔筒3的内壁采用表面热喷涂或内衬处理。

本发明和现有技术相比较，有益效果在于：

1)本发明是一种多效耦合的高效雾化蒸发器，结合了风力和热力流体共同蒸发雾化流体的多重蒸发效果，大大缩短了自然风力蒸发所需要的时间，且风力和热力蒸发效果均可实现自由调节，使雾化蒸发器一年四季都可以安全高效运行，大大减小了废液池或自然蒸发塘的占地面积。

2)本发明是一种多效耦合的高效雾化蒸发器，能够充分利用在电力、冶金、炼油、煤化工等工业生产过程中产生的余热流体，强化蒸发结晶过程，节约能源。

3)本发明是一种多效耦合的高效雾化蒸发器，集雾化、蒸发、结晶以及结晶颗粒收集等功能于一体，实现废水“零排放”。

附图说明

图1是本发明优选实施例的结构简图。

图2是本发明蒸发器简图。

图中，1.热力流体进口管道，2.蒸发流体出口管道，3.塔筒，4.雾化装置，5.潜水泵，6.废液池，7.结晶颗粒收集仓，8.引风机，9.结晶颗粒出口，10.支撑底座，11.结晶颗粒收集装置，12.进风调节装置，13.热力流体均流室，14.热力流体引出管道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如附图所示，本发明一种多效耦合的雾化蒸发器，所述雾化蒸发器主体为下底敞口的塔筒3，塔筒3下方布置有存放废弃浓盐水的废液池6，通过塔筒3下沿沿周向布置的支撑底座10将塔筒3支撑起来以与废液池6间留有进风口，在塔筒3外侧沿周向布置有进风调节挡板12，通过移动进风调节挡板12上下升降来调整进风面积并以此调整蒸发风量；热力流体进口管道1通过塔筒内的一个或多个热力流体均流室13与塔筒3连通，形成单点输送或多点输送热力流体；本实施例通过塔筒内的一个热力流体均流室13与塔筒3连通，形成单点输送。废液池6上方配备有结晶颗粒收集装置11，与废液池6相邻的是结晶颗粒收集仓7，结晶颗粒收集仓7与结晶颗粒收集装置11连通，塔筒3内部布置有浓盐水雾化装置4，浓盐水雾化装置4周围布置有收集罩承接未雾化溶液并导入废液池；塔筒3顶部布置有引流罩，收集经雾化蒸发的流体并与蒸发流体出口管道2相连排除塔筒3外。本发明雾化蒸发器结合了塔筒抽吸的风力和热力流体进入塔筒后共同蒸发雾化流体的多重蒸发效果，且风力和热力蒸发效果均能够自由调节。

作为本发明的优选实施方式，所述浓盐水雾化装置4为一层或多层，每层根据实际所需蒸发量采用一个或多个浓盐水雾化装置4，每层浓盐水雾化装置4的布置方式采用规则布置或采用不规则布置；所述浓盐水雾化装置4的雾化方向为水平、垂直于地面向上或向下，甚至与塔筒内壁斜向；进入塔筒3内的热力流体分层独立蒸发被雾化的浓盐水或统一蒸发被雾化的浓盐水。所述浓盐水雾化装置4的布置方式采用规则布置为沿着塔筒周向布置或在中心处布置。

作为本发明的优选实施方式，所述浓盐水雾化装置4的雾化方式采用借助于高速旋转流体或通过高速转动的机械使液体破碎雾化的机械雾化方式，或采用利用高速气流剧烈冲击液体再膨胀使得液体破碎雾化的气动雾化方式，或采用利用声波振动力学效应使液体雾化的超声雾化方式。

作为本发明的优选实施方式，所述热力流体进口管道1的单点输送或多点输送热力流体的输送方向为水平、垂直于地面向上、向下，甚至与塔筒内壁斜向。

作为本发明的优选实施方式，在外界环境温度低、废液由于结冰而导致雾化装置无法正常运行时，所述热力流体进口管道1分支出热力流体支管与废液池6连通，热力流体同待雾化浓盐水预先混合，废液池6的浓盐水可被引入的热力流体加热，保证该多效耦合的雾化蒸发器全气候、全年均可正常运行。

作为本发明的优选实施方式，所述结晶颗粒收集装置11采用利用机械原理来输送结晶颗粒的刮板机或采用利用气动方式来吹扫结晶颗粒的气动吹扫器。

作为本发明的优选实施方式，所述热力流体是指在电力、冶金、炼油或煤化工工业生产过程中产生的余热流体，包括烟气、热空气、汽机乏汽、汽机抽汽等。

作为本发明的优选实施方式，所述浓盐水雾化装置4安装在具有浮力的浮筒并放置在浓盐水上，或底部固定到废液池。

作为本发明的优选实施方式，所述塔筒3的内壁可以采用表面热喷涂包括锌、铝、镁、钛等金属以及它们的合金，也包括陶瓷、FRP等非金属；还可采用内衬处理，包括不锈钢、耐蚀合金、钛合金等耐蚀金属，也包括内衬FRP、陶瓷、高分子材料等耐蚀非金属材料。

如图1和图2所示，本发明的工作原理为：在正常工作时，将余热流体(如烟气)通过热力流体进口管道1由引风机8送入雾化蒸发器塔筒3内部，而塔筒下方自抽吸的风力也进入塔筒内部，同时，通过潜水泵5将塔体下方废液池中的浓盐水输送至浓盐水雾化装置4进行雾化，在自然风力和高温烟气的共同作用下，雾化后浓盐水液滴的部分水分迅速气化蒸发，伴随烟气由蒸发流体出口管道2排出，而其中的溶质(如无机盐)则结晶析出，并且由于重力作用落到结晶颗粒收集装置11，通过收集后储藏在结晶颗粒收集仓7。对于未蒸发的溶液则通过结晶颗粒收集装置中心的开口重新导入到废液池6。而在蒸发条件相对较好的季节，只需要调节本装置塔筒下方的进风调节装置12的移动挡板，适当增大抽吸的自然风量，便可完全满足蒸发要求。在浓盐水易结冰的寒冷冬季，可将废液池中的浓盐水通过布置在烟道内的换热装置吸收烟气的热量以防止结冰，从而保证其正常工作。通过以上过程可以实现全年连续雾化、蒸发的任务，真正实现废水“零排放”。

Claims (10)

1.一种多效耦合的雾化蒸发器，其特征在于：所述雾化蒸发器主体为下底敞口的塔筒(3)，塔筒(3)下方布置有存放废弃浓盐水的废液池(6)，通过塔筒(3)下沿沿周向布置的支撑底座(10)将塔筒(3)支撑起来以与废液池(6)间留有进风口，在塔筒(3)外侧沿周向布置有进风调节挡板(12)，通过移动进风调节挡板(12)上下升降来调整进风面积并以此调整蒸发风量；热力流体进口管道(1)通过塔筒内的一个或多个热力流体均流室(13)与塔筒(3)连通，形成单点输送或多点输送热力流体；废液池(6)上方配备有结晶颗粒收集装置(11)，与废液池(6)相邻的是结晶颗粒收集仓(7)，结晶颗粒收集仓(7)与结晶颗粒收集装置(11)连通，塔筒(3)内部布置有浓盐水雾化装置(4)，浓盐水雾化装置(4)周围布置有收集罩承接未雾化溶液并导入废液池；塔筒(3)顶部布置有引流罩，收集经雾化蒸发的流体并与蒸发流体出口管道(2)相连排除塔筒(3)外。

2.根据权利要求1所述的多效耦合的雾化蒸发器，其特征在于：所述浓盐水雾化装置(4)为一层或多层，每层根据实际所需蒸发量采用一个或多个浓盐水雾化装置(4)，每层浓盐水雾化装置(4)的布置方式采用规则布置或采用不规则布置；所述浓盐水雾化装置(4)的雾化方向为水平、垂直于地面向上或向下，甚至与塔筒内壁斜向；进入塔筒(3)内的热力流体分层独立蒸发被雾化的浓盐水或统一蒸发被雾化的浓盐水。

3.根据权利要求1所述的多效耦合的雾化蒸发器，其特征在于：所述浓盐水雾化装置(4)的雾化方式采用借助于高速旋转流体或通过高速转动的机械使液体破碎雾化的机械雾化方式，或采用利用高速气流剧烈冲击液体再膨胀使得液体破碎雾化的气动雾化方式，或采用利用声波振动力学效应使液体雾化的超声雾化方式。

4.根据权利要求1所述的多效耦合的雾化蒸发器，其特征在于：所述热力流体进口管道(1)的单点输送或多点输送热力流体的输送方向为水平、垂直于地面向上、向下，甚至与塔筒内壁斜向。

5.根据权利要求1所述的多效耦合的雾化蒸发器，其特征在于：所述热力流体进口管道(1)分支出热力流体支管与废液池(6)连通，将部分热力流体直接引入废液池，当外界环境温度低、废液结冰而导致雾化装置无法正常运行时，所述废液池的浓盐水被引入的热力流体加热，保证该多效耦合的高效雾化蒸发器全气候、全年均可正常运行。

6.根据权利要求1所述的多效耦合的雾化蒸发器，其特征在于：所述雾化蒸发器结合了塔筒抽吸的风力和热力流体进入塔筒后共同蒸发雾化流体的多重蒸发效果，且风力和热力蒸发效果均能够自由调节。

7.根据权利要求1所述的多效耦合的雾化蒸发器，其特征在于：所述结晶颗粒收集装置(11)采用利用机械原理来输送结晶颗粒的刮板机或采用利用气动方式来吹扫结晶颗粒的气动吹扫器。

8.根据权利要求1所述的多效耦合的雾化蒸发器，其特征在于：所述热力流体是指在电力、冶金、炼油或煤化工工业生产过程中产生的烟气、热空气、汽机乏汽或汽机抽汽类余热流体。

9.根据权利要求1所述的多效耦合的雾化蒸发器，其特征在于：所述浓盐水雾化装置(4)安装在具有浮力的浮筒并放置在浓盐水上，或底部固定到废液池。

10.根据权利要求1所述的多效耦合的雾化蒸发器，其特征在于：所述塔筒(3)的内壁采用表面热喷涂或内衬处理。