CN105314655B - 一种利用卤水地热与冷凝水热量的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及卤水地热和冷凝水热量回收利用技术领域，特别涉及一种利用卤水地热与冷凝水热量的方法和装置。在本发明中，携带地热的岩盐卤水进行闪蒸处理，产生浓缩卤水和蒸汽，蒸汽与循环冷却水接触冷凝，进入循环冷却水系统；浓缩后的卤水与高温冷凝水进行换热处理，使制盐生产过程中产生的冷凝水中的热量转移至浓缩卤水中，产生高温卤水。充分利用了岩盐卤水携带的地热和制盐过程中产生的冷凝水的余热，进行制盐生产，充分地利用了热量资源，有效地节省了生产成本。

Description

一种利用卤水地热与冷凝水热量的方法和装置

技术领域

本发明涉及卤水地热和冷凝水热量回收利用技术领域，特别涉及一种利用卤水地热与冷凝水热量的方法和装置。

背景技术

岩盐矿一般在地下埋藏较深，井深在2800米左右时，地温可达78℃左右，水溶开采时，注入岩盐溶腔中的原水溶化岩盐，卤水达到饱和状态后，在井下将杂质去除，返回地面的卤水携带有大量的地热，携带地热的卤水在进入制盐系统时的温度高达62－65℃左右，如果不充分利用这些卤水携带的地热，就太浪费这些热能资源。

在制盐系统在循环吸热浓缩结晶时，加热室与卤水换热过程中会不断的凝结出大量冷凝水，这些冷凝水的温度也一般也在60－65℃左右，一般不加以回收利用，有些太浪费这些热能资源了。

想要利用卤水携带的地热和冷凝水的多余的热量，又因卤水携带的地热与冷凝水的温度相近，无法进行充分转换利用。

如果携带地热的卤水在进入制盐系统制盐前，充分利用卤水携带的地热并且把冷凝水中的热量回收利用，将大大地节省资源，降低生产成本。

发明内容

为了克服上述所述的不足，本发明的目的是提供一种可以充分利用卤水携带的地热能且又可以回收利用冷却水的热量的利用卤水地热与冷凝水热量的方法，特别还提供一种利用卤水地热与冷凝水热量的装置。

本发明解决其技术问题的技术方案是：

一种利用卤水地热与冷凝水热量的方法，其中，包括如下步骤：

S1：储存携带地热的岩盐卤水；

S2：对携带地热的岩盐卤水进行闪蒸处理，产生浓缩卤水和蒸汽；

S3：输出浓缩卤水与高温冷凝水进行换热处理，产生高温卤水和低温冷凝水；

S4：蒸汽与循环冷却水接触冷凝。

进一步，在步骤S4中还包括步骤S41：制盐末效二次蒸汽与循环冷却水接触。

再进一步，在步骤S2中，闪蒸处理后，浓缩卤水的温度相比闪蒸处理前的卤水温度下降10℃以上，浓缩卤水的浓度达到312g/L以上。

更进一步，在步骤S3中，换热处理后，卤水的温度相比换热处理前的浓缩卤水的温度升高10℃以上。

再更进一步，在步骤S2中还包括步骤S21：对携带地热的岩盐卤水进行喷淋处理。

一种利用卤水地热与冷凝水热量的装置，其中，包括用于存储携带地热的岩盐卤水并进行输送的地热卤水储存输送装置、用于对携带地热的岩盐卤水进行闪蒸处理的闪蒸罐、用于存储闪蒸处理后得到的浓缩卤水的卤水水封槽、用于使浓缩卤水与高温冷凝水进行换热处理的换热输出装置、用于使闪蒸处理产生的蒸汽冷凝的大气式混合冷凝器；所述地热卤水储存输送装置与所述闪蒸罐连通，所述闪蒸罐的下端与所述卤水水封槽连通，所述卤水水封槽与所述换热输出装置连通，所述闪蒸罐的上端与所述大气式混合冷凝器连通，所述大气式混合冷凝器与循环冷却水管连通。

作为本发明的一种改进，还包括用于产生负压使蒸汽进入所述大气式混合冷凝器的负压产生装置，所述负压产生装置与所述大气式混合冷凝器连通。

作为本发明的进一步改进，所述大气式混合冷凝器与用于输送制盐末效二次蒸汽的制盐末效蒸汽进气管连通。

作为本发明的更进一步改进，所述地热卤水储存输送装置包括地热卤储桶、闪蒸前输卤泵和输送管道；所述换热输出装置包括闪后输卤泵和板式换热器；所述负压产生装置包括罗茨水环泵。

作为本发明的更进一步改进，所述闪蒸罐内设置有用于使携带地热的岩盐卤水形成水雾的喷淋机构。

在本发明中，进行闪蒸处理，使携带地热的岩盐卤水产生浓缩卤水和蒸汽，浓缩卤水相比闪蒸处理前的携带地热的岩盐卤水温度会下降，使岩盐卤水的温度带入至蒸汽中，蒸汽与循环冷却水接触，蒸汽与循环冷却水接触凝结成水，进入循环冷却水系统，而且浓缩卤水与高温冷凝水进行换热处理，产生高温卤水和低温冷凝水，高温冷凝水是制盐过程中排出的多余热量的冷凝水，使高温冷凝水的热量转移至浓缩卤水中，产生高温卤水，使制盐中产生的多余热量用于加热温度下降的浓缩卤水，保证为制盐提供了浓度较高的浓缩卤水，又吸收了制盐过程中排出的冷凝水中的潜热，充分利用了岩盐卤水携带的地热和制盐过程中产生的余热，进行制盐生产，使进入制盐系统的原料卤水，既提高了浓度又提高了温度，充分利用了热量资源，为制盐生产创造了节能的条件，充分利用了热量资源，有效地节省了生产成本。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。

图1为本发明的结构示意图；

附图标记：1-地热卤储桶，2-闪蒸前输卤泵，3-闪蒸罐，4-卤水水封槽，5-大气式混合冷凝器，6-罗茨水环泵，7-制盐末效蒸汽进气管，8-闪后输卤泵，9-板式换热器，10-输送管道，11-喷淋机构，12-冷却水进水管，13-冷却水出水管。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明的一种利用卤水地热与冷凝水热量的方法，包括如下步骤：

S1：储存携带地热的岩盐卤水；

S2：对携带地热的岩盐卤水进行闪蒸处理，产生浓缩卤水和蒸汽；

S3：输出浓缩卤水与高温冷凝水进行换热处理，产生高温卤水和低温冷凝水；

S4：闪发蒸汽与循环冷却水接触。

其中在步骤S2中，进行闪蒸处理，使携带地热的岩盐卤水产生浓缩卤水和蒸汽，浓缩卤水相比闪蒸处理前的携带地热的岩盐卤水温度会下降，使岩盐卤水的温度带入至蒸汽中，

在步骤S4中，闪发蒸汽与循环冷却水接触，凝结成水，进入循环水系统，从而补充了循环冷却水水量。

闪蒸的原理是根据亨利定律P＝EX，不同温度与分压下气相溶质在液相溶剂中溶解度不同；当溶剂压力降低时，溶剂中的溶质就会迅速地解吸而自动放出，形成闪蒸；故闪蒸过程中溶剂温度有所下降、其浓度上升。

另外，在步骤S3中浓缩卤水与高温冷凝水进行换热处理，产生高温卤水和低温冷凝水，高温冷凝水是制盐过程中排出的多余热量的冷凝水，使高温冷凝水的热量转移至浓缩卤水中，产生高温卤水，提高了浓缩卤水温度和降低了冷凝水温度，使制盐中产生的多余热量用于去加热温度下降的浓缩卤水，既保证浓缩卤水较高温度下进入制盐蒸发系统，又处理了制盐过程中排出的多余热量的冷凝水，充分利用了岩盐卤水携带的地热和制盐过程中排出的多余热量，进行制盐生产，没有浪费热量资源，有效地节省了生产成本。

进一步，在步骤S2中，闪蒸处理后，浓缩卤水的温度相比闪蒸处理前的卤水温度下降10℃以上，浓缩卤水的浓度为312g/L以上(浓缩卤水的浓度可以从305g/L以下提升至312g/L以上)。在本发明中，卤水浓度提高了，有利于制盐生产，使制盐蒸发过程中卤水的浓缩至结晶的过程缩短，节省了蒸发结晶时间，可以提高其制盐效率，相当于节省了生产加工流程，进一步地降低了生产成本。

再进一步，在步骤S3中，换热处理后，高温卤水的温度相比换热处理前的浓缩卤水的温度升高10℃以上；在本发明中，使浓缩卤水温度升高10℃以上，且保证其浓度不变的情况下，有利于后面制盐生产，提高其生产效率且处理了制盐生产过程中产生的多余热量。

再进一步，在步骤S2中还包括步骤S21：对携带地热的岩盐卤水进行喷淋处理，使其表面积增大以利于闪蒸浓缩，从而可以使本发明的岩盐卤水闪蒸处理更加彻底和充分，提高其闪蒸处理效率，加快制盐生产效率。在本发明中，携带地热的卤水经喷淋进入闪蒸罐3，其表面积增加、压力下降(因闪蒸罐空间大，为卤水压降闪蒸提供了条件)，主要是在大气式混合冷凝器5中的循环冷却水下行产生的吸力作用下产生负压，使卤水汽液分离，卤水浓缩，产生的蒸汽吸入大气式混合冷凝器5中，被循环冷却水冷凝成水进入循环水系统。

本发明提供一种利用卤水地热与冷凝水热量的装置包括用于存储携带地热的岩盐卤水并进行输送的地热卤水储存输送装置、用于对携带地热的岩盐卤水进行闪蒸处理的闪蒸罐3、用于存储闪蒸处理后得到的浓缩卤水的卤水水封槽4、用于使浓缩卤水与高温冷凝水进行换热处理的换热输出装置、用于使闪蒸蒸汽冷凝的大气式混合冷凝器5；地热卤水储存输送装置与闪蒸罐3连通，闪蒸罐3的下端与卤水水封槽4连通，卤水水封槽4与换热输出装置连通，闪蒸罐3的上端与大气式混合冷凝器5连通，大气式混合冷凝器5与循环冷却水管连通。

在本发明中，地热卤水储存输送装置存储携带地热的岩盐卤水并输送其至闪蒸罐3内进行闪蒸处理，产生浓缩卤水和蒸汽，浓缩卤水温度下降落至卤水水封槽4内存储，再输送至换热输出装置内进行换热处理，使高温冷凝水的温度转移至浓缩卤水中，产生高温卤水，从而处理掉理制盐过程中排出的多余热量的高温冷凝水；蒸汽进入大气式混合冷凝器5内与制盐过程中循环冷却水进行接触，

本发明的一种利用卤水地热与冷凝水热量的装置还包括用于产生负压使蒸汽进入所述大气式混合冷凝器的负压产生装置，负压产生装置与大气式混合冷凝器的顶部连通；从而使蒸汽更好地进入大气式混合冷凝器5内，冷却冷凝。

本发明利用冷凝处理制盐末效二次蒸汽的制盐大气式混合冷凝器，大气式混合冷凝器5与用于输送制盐末效二次蒸汽的进气管7连通，循环冷却水与循环水冷却塔连接，冷却后的循环水通过泵再进入大气式混合冷凝器，周而复始不断循环；本发明为了进一步利用节约生产成本，利用了大气式混合冷凝器5使大气式混合冷凝器5既牵引制盐末效二次蒸汽进入大气式混合冷凝器5凝结成水，使制盐系统形成真空，又可以牵引闪发蒸汽进入大气式混合冷凝器5凝结成水，为闪蒸创造条件，实现了一机两用，减少了运行费用。循环冷却水是通过大气式混合冷凝器5来吸收制盐二次蒸汽使二次蒸汽冷凝成水的循环水，使二次蒸汽体积减小形成真空，使制盐蒸发室未效中的卤水能在负压条件下45℃左右就可以蒸发浓缩结晶制盐。

本发明提供地热卤水储存输送装置的一种实施方式，地热卤水储存输送装置包括地热卤储桶1、闪蒸前输卤泵2和输送管道3。

本发明提供换热输出装置的一种实施方式，换热输出装置包括相连通的闪后输卤泵8和板式换热器9。

本发明提供负压产生装置的一种实施方式，负压产生装置包括罗茨水环泵6，通过大气式混合冷凝器5中高速下行的冷凝水吸引蒸汽凝结成水，蒸汽冷凝成水后体积减小，使闪蒸罐3空间也形成负压，罗茨水环泵6进一步抽取不凝气增强负压，也就是说，大气式混合冷凝器5凝结了蒸气使蒸气变成水，体积减小产生“真空”形成了负压，罗茨水环泵6抽取不凝汽，增强负压。

本发明中为了使携带地热的岩盐卤水更好地进行闪蒸处理，闪蒸罐3内设置有用于使携带地热的岩盐卤水形成水雾的喷淋机构11，使携带地热的岩盐卤水水雾化，体表面积增大从而更快地产生蒸汽和浓缩卤水。

本发明提供一种实施例，如图1所示，从岩盐卤井采出的携带地热的卤水进入地热卤储桶1存储备用，携带地热的卤水由闪蒸前输卤泵2通过输送管道输入闪蒸罐3，经喷淋器喷淋成水雾，体表面积增大，在大气式混合冷凝器5中循环下水(连接冷却水进水管12和冷却水出水管13)与罗茨水环泵6的双重作用下，压降闪蒸脱气，浓缩降温后，落入闪蒸罐3底部连通的卤水水封槽4内，再由闪后输卤泵8输入板式换热器9内，与制盐系统排出的含有热量的高温冷凝水在此处换热，吸收冷凝水中的热量，提高浓缩卤水温度后，进入制盐系统制盐；闪蒸罐3闪蒸脱出的蒸汽通过闪蒸罐3顶部连通的大气式混合冷凝器5旁路连通的管道，在循环冷却水以及与大气式混合冷器5凝器顶部相通的罗茨水环泵6的双重作用下产生的负压吸入大气式混合冷凝器5，在大气式混合冷凝器5中与制盐未效二次蒸汽一起被冷凝，形成循环冷却水，并进入循环冷却水系统，循环使用，完成工艺过程。

带地热的卤水与制盐过程换热产生的冷凝水的温度相近，不能再换热，如果带地热的卤水直接进制盐蒸发罐地热是利用了，但制盐蒸发过程换热产生的冷凝水的热量得不到回收应用，因此，在本发明中，首先通过闪蒸使带地热的卤水得到一定的浓缩，必然温度要降低，降温后的浓缩卤水与冷凝水换热使浓缩卤水的温度再次升高，为制盐提供温度高、浓度高的卤水，使制盐浓缩结晶过程缩短，节约了热能，提高了热经济性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种利用卤水地热与冷凝水热量的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：储存携带地热的岩盐卤水；

S2：对携带地热的岩盐卤水进行闪蒸处理，产生浓缩卤水和蒸汽；

S3：输出浓缩卤水与高温冷凝水进行换热处理，产生高温卤水和低温冷凝水；

S4：蒸汽与循环冷却水接触冷凝；

所述步骤S4中包括步骤S41：制盐末效二次蒸汽与循环冷却水接触。

2.根据权利要求1所述的一种利用卤水地热与冷凝水热量的方法，其特征在于，在步骤S2中，闪蒸处理后，浓缩卤水的温度相比闪蒸处理前的卤水温度下降10℃以上，浓缩卤水的浓度为312g/L以上。

3.根据权利要求2所述的一种利用卤水地热与冷凝水热量的方法，其特征在于，在步骤S3中，换热处理后，浓缩卤水的温度相比换热处理前的浓缩卤水的温度升高10℃以上。

4.根据权利要求3所述的一种利用卤水地热与冷凝水热量的方法，其特征在于，在步骤S2中还包括步骤S21：对携带地热的岩盐卤水进行喷淋处理。

5.一种利用卤水地热与冷凝水热量的装置，其特征在于，包括用于存储携带地热的岩盐卤水并进行输送的地热卤水储存输送装置、用于对携带地热的岩盐卤水进行闪蒸处理的闪蒸罐、用于存储闪蒸处理后得到的浓缩卤水的卤水水封槽、用于使浓缩卤水与高温冷凝水进行换热处理的换热输出装置、用于使闪蒸处理产生的蒸汽冷凝的大气式混合冷凝器；所述地热卤水储存输送装置与所述闪蒸罐连通，所述闪蒸罐的下端与所述卤水水封槽连通，所述卤水水封槽与所述换热输出装置连通，所述闪蒸罐的上端与所述大气式混合冷凝器连通，所述大气式混合冷凝器与循环冷却水管连通。

6.根据权利要求5所述的一种利用卤水地热与冷凝水热量的装置，其特征在于，还包括用于产生负压使蒸汽进入所述大气式混合冷凝器的负压产生装置，所述负压产生装置与所述大气式混合冷凝器连通。

7.根据权利要求6所述的一种利用卤水地热与冷凝水热量的装置，其特征在于，所述大气式混合冷凝器与用于输送制盐末效二次蒸汽的制盐末效蒸汽进气管连通。

8.根据权利要求7所述的一种利用卤水地热与冷凝水热量的装置，其特征在于，所述地热卤水储存输送装置包括地热卤储桶、闪蒸前输卤泵和输送管道；所述换热输出装置包括闪后输卤泵和板式换热器；所述负压产生装置包括罗茨水环泵。

9.根据权利要求8所述的一种利用卤水地热与冷凝水热量的装置，其特征在于，所述闪蒸罐内设置有用于使携带地热的岩盐卤水形成水雾的喷淋机构。