CN105329964A - 具有高效组合蒸汽源的高含盐废水处理工艺 - Google Patents

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本发明涉及一种具有高效组合蒸汽源的高含盐废水处理工艺，高含盐废水处理工艺中蒸发结晶工序的蒸汽源为通过蒸汽调节设备调节蒸汽供给量和蒸汽供给比例的太阳能蒸汽锅炉和燃料蒸汽锅炉；本发明降低了能源消耗，有效地避免环境污染，同时避免了光电发热效率低，且上下波动不稳定的状况，避免普通热源发电技术储电的状况，将太阳能与普通燃料合理共用，更加节能环保。

Description

具有高效组合蒸汽源的高含盐废水处理工艺
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其是一种具有高效组合蒸汽源的高含盐废水处理工艺。
背景技术
目前，人类消耗掉的化石能源当中，50％以上是为了获得工业蒸汽，所得工业蒸汽作为工业生产或者后期废水处理的热源。常规热源利用过程大多是用燃料(煤气、天然气、沼气、油、煤等)把锅炉里的水烧开，产生高压蒸汽，用蒸汽推动蒸汽机运转，蒸汽机带动发电机发电，发电后的低压蒸汽或产生的高压蒸汽亦可用作工业生产的热源。整个过程需要消耗大量的燃料，如此不仅加剧了资源浪费，更加剧了环境的恶化。自1992年6月联合国"世界环境与发展大会"在巴西召开之后，世界各国加强了对清洁能源技术的研究开发。作为清洁的可持续利用且用之不竭的能源，太阳能的重要性越来越得到广泛的认识。
太阳能有两种利用途径:一种通过光电池把太阳辐射转化为电能，常见的利用途径是太阳能电池；另外一种通过太阳能集热器把太阳辐射转化为热能，最简单的就是居家使用的屋顶热水器。
利用太阳热能发电目前已成为全球风险投资的一个重点领域，其原理是通过聚光装置把太阳光线聚集在装有某种液体的管道或容器。借助太阳热能，液体被加热到一定温度，产生蒸汽然后驱动涡轮机发电，热能转化为电能。这种发电方式被人们称为太阳能热发电。
与传统的电厂相比，太阳能热电厂具有两大优势:整个发电过程清洁，没有任何碳排放；利用太阳能，无需任何燃料成本。然而，由于太阳能自身原件的限制，太阳能产生高压高温蒸汽相对较难；发电效率很低，仅15％左右；获得的能源同四季昼夜及阴晴天等气象条件密切相关，导致发电量不稳定；发电价格相对较高，因此使太阳能热发电无法与煤电等传统发电方式相竞争。
目前，工业生产所需热源大多是利用常规能源(如煤炭)加热水产生的蒸汽，或是利用太阳能热锅炉产生的蒸汽。前者需要消耗大量煤炭资源，加剧我国能源结构的恶化和环境的污染；后者虽然较为清洁，然而其获得的能源同四季、昼夜及阴晴天等气象条件密切相关，导致发电随之波动。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种具有高效组合蒸汽源的高含盐废水处理工艺，利用太阳能与常规能源组合提供蒸汽源，处理煤化工行业高含盐废水，通过该方法能够使热量合理利用，巧妙利用太阳能大大节约能源，降低了环保压力和废水处理成本。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
具有高效组合蒸汽源的高含盐废水处理工艺，所述高含盐废水处理工艺中蒸发结晶工序的蒸汽源为通过蒸汽调节设备调节蒸汽供给量和蒸汽供给比例的太阳能蒸汽锅炉和燃料蒸汽锅炉。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述蒸发结晶工序内，高含盐废水依次经过双效蒸发结晶器进行蒸发浓缩，经离心机进行固液分离，进入后续冷却结晶工序；所述双效蒸发结晶器包括由一效加热室、一效分离室构成的一效蒸发结晶器以及由二效加热室、二效分离室构成的二效蒸发结晶器。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述一效蒸发结晶器内一效加热室的加热温度为50～150℃，一效分离室的温度50～150℃，二效蒸发结晶器内二效加热室的加热温度为50～150℃，二效分离室的温度50～150℃。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述高含盐废水处理工艺中的蒸汽流向为，太阳能蒸汽锅炉产生的一次低压蒸汽和燃料蒸汽锅炉产生的一次高压蒸汽中的一部分经由蒸汽调节设备混合成一次蒸汽后，分别进入一效蒸发结晶器和二效蒸发结晶器，所述一效蒸发结晶器产生的二次低压蒸汽进入二效蒸发结晶器。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述蒸汽调节设备的工作步骤为，
A)设置一效蒸发结晶器和二效蒸发结晶器内分别需要的蒸汽压力；
B)蒸汽调节设备动态获取太阳能蒸汽锅炉和燃料蒸汽锅炉供出蒸汽的蒸汽压力、蒸汽温度；
C)按照优先使用太阳能蒸汽锅炉供出蒸汽，燃料蒸汽锅炉供出蒸汽为补充蒸汽源，调节太阳能蒸汽锅炉和燃料蒸汽锅炉的蒸汽供给比例，向一次蒸发结晶器内供出一次蒸汽；
D)获取一次蒸发结晶器产生的二次低压蒸汽的压力，使用一次蒸汽将二次蒸汽的压力提高至二次蒸发结晶器内所需蒸汽压力。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述一效蒸发结晶器内一效加热室需要的蒸汽压力为0.1～0.5Mpa，一效分离室需要的蒸汽压力为0.03～0.2Mpa。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述二效蒸发结晶器内二效加热室需要的蒸汽压力为0.1～0.5Mpa，二效分离室需要的蒸汽压力为0.03～0.2Mpa。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述燃料蒸汽锅炉产生的一次高压蒸汽中的另一部分输送至发电系统。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
本发明开发了一种太阳能能与常规热源组合使用处理高含盐废水的方法，合理利用太阳能绿色清洁能源，降低了能源消耗，有效地避免环境污染，同时避免了光电发热效率低，且上下波动不稳定的状况，避免普通热源发电技术储电的状况，将太阳能与普通燃料合理共用，更加节能环保。
普通燃料锅炉发电效率约40％，太阳能热效率约15％，两者共用使用，避免了单独使用太阳能热效率低的弊端。太阳能产生的蒸汽温度在100～250℃之间，满足高含盐废水多效蒸发的需要。太阳能与普通热源的组合，白天阳光充足时，利用太阳能锅炉产生蒸汽，作为高含盐废水多效蒸发的热源，而普通燃煤锅炉则可以节约蒸汽多用于发电；当夜晚无太阳时，则利用普通热源产生蒸汽供能，同时少发电，以适应用电低谷，起到调峰的作用，避免了电能的储存，使得能量利用更加合理，使用太阳能蒸汽锅炉代替传统燃料锅炉产生蒸汽用于高含盐废水多效蒸发，能够节约20％～60％的传统能源。
本发明尤其适合于新疆、内蒙地区的煤化工及石油化工行业的废水零排放项目，可以充分利用水处理厂及原蒸发塘的大量空间利用太阳能；该技术同样适用于沿海海水淡化生产的浓海泥综合利用工程。
附图说明
图1是本发明的工艺中蒸汽流向示意图；
其中，1、燃料蒸汽锅炉，2、太阳能蒸汽锅炉，3、蒸汽调节装置，4、一效加热室，5、一效分离室，6、二效加热室，7、二效分离室。
具体实施方式
本发明公开了一种具有高效组合蒸汽源的高含盐废水处理工艺，高含盐废水处理工艺中蒸发结晶工序的蒸汽源为通过蒸汽调节设备调节蒸汽供给量和蒸汽供给比例的太阳能蒸汽锅炉和燃料蒸汽锅炉。
本发明的蒸发结晶工序内，高含盐废水依次经过双效蒸发结晶器进行蒸发浓缩，经离心机进行固液分离，进入后续冷却结晶工序。双效蒸发结晶器包括由一效加热室、一效分离室构成的一效蒸发结晶器以及由二效加热室、二效分离室构成的二效蒸发结晶器。
本发明的一效蒸发结晶器内一效加热室的加热温度为50～150℃，一效分离室的温度50～150℃，二效蒸发结晶器内二效加热室的加热温度为50～150℃，二效分离室的温度50～150℃。
本发明的高含盐废水处理工艺中的蒸汽流向为，太阳能蒸汽锅炉产生的一次低压蒸汽和燃料蒸汽锅炉产生的一次高压蒸汽中的一部分经由蒸汽调节设备混合成一次蒸汽后，分别进入一效蒸发结晶器和二效蒸发结晶器，所述一效蒸发结晶器产生的二次低压蒸汽进入二效蒸发结晶器。
本发明的蒸汽调节设备的工作步骤为，
A)设置一效蒸发结晶器和二效蒸发结晶器内分别需要的蒸汽压力。
B)蒸汽调节设备动态获取太阳能蒸汽锅炉和燃料蒸汽锅炉供出蒸汽的蒸汽压力、蒸汽温度。
C)按照优先使用太阳能蒸汽锅炉供出蒸汽，燃料蒸汽锅炉供出蒸汽为补充蒸汽源，调节太阳能蒸汽锅炉和燃料蒸汽锅炉的蒸汽供给比例，向一次蒸发结晶器内供出一次蒸汽。
一效蒸发结晶器内一效加热室需要的蒸汽压力为0.1～0.5Mpa，一效分离室需要的蒸汽压力为0.03～0.2Mpa。
D)获取一次蒸发结晶器产生的二次低压蒸汽的压力，使用一次蒸汽将二次蒸汽的压力提高至二次蒸发结晶器内所需蒸汽压力。
二效蒸发结晶器内二效加热室需要的蒸汽压力为0.1～0.5Mpa，二效分离室需要的蒸汽压力为0.03～0.2Mpa。
本发明的燃料蒸汽锅炉产生的一次高压蒸汽中的另一部分输送至发电系统。
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1
本实施例的具有高效组合蒸汽源的高含盐废水处理工艺，高含盐废水的含盐浓度为30～40％。
蒸发结晶工序内，一效蒸发结晶器中一效加热室的加热温度为115～125℃，一效分离室的温度95～105℃。二效蒸发结晶器中二效加热室的加热温度为95～105℃，二效分离室的温度70～80℃。
本实施例的蒸汽调节设备的工作步骤为，
A)设置一效蒸发结晶器和二效蒸发结晶器内分别需要的蒸汽压力。
一效加热室需要的蒸汽压力为0.2MPa，一效分离室需要的蒸汽压力为0.088MPa。二效加热室需要的蒸汽压力为0.088MPa，二效分离室需要的蒸汽压力为0.033MPa。
B)蒸汽调节设备动态获取太阳能蒸汽锅炉和燃料蒸汽锅炉供出的蒸汽压力0.4～0.5MPa；
本实施例中动态获取的时间间隔为5min，下表为30min时间内的数值。
C)按照优先使用太阳能蒸汽锅炉供出蒸汽，燃料蒸汽锅炉供出蒸汽为补充蒸汽源，调节太阳能蒸汽锅炉和燃料蒸汽锅炉的蒸汽供给比例，向一次蒸发结晶器内供出一次蒸汽；
D)动态获取一次蒸发结晶器产生的二次低压蒸汽的压力，使用一次蒸汽将二次蒸汽的压力提高至二次蒸发结晶器内所需蒸汽压力。本实施例中动态获取的时间间隔为5min，下表为30min时间内的数值。本实施例中二次蒸发结晶器的热源为一次蒸发结晶器产生的二次低压蒸汽的压力，无需补充生蒸汽。
燃料蒸汽锅炉产生的一次高压蒸汽中的另一部分输送至发电系统。
实施例2
本实施例的具有高效组合蒸汽源的高含盐废水处理工艺，高含盐废水处理的含盐浓度为25～30％。
蒸发结晶工序内，一效蒸发结晶器由一效加热室、一效分离室构成，一效加热室的加热温度为105～115℃，一效分离室的温度90～98℃。二效蒸发结晶器由二效加热室、二效分离室构成，二效加热室的加热温度为90～98℃，二效分离室的温度70～75℃。
本实施例的蒸汽调节设备的工作步骤为，
A)设置一效蒸发结晶器和二效蒸发结晶器内分别需要的蒸汽压力。
一效加热室需要的蒸汽压力为0.15MPa，一效分离室需要的蒸汽压力为0.08MPa。二效加热室需要的蒸汽压力为0.08MPa，二效分离室需要的蒸汽压力为0.033MPa。
B)蒸汽调节设备动态获取太阳能蒸汽锅炉和燃料蒸汽锅炉供出的蒸汽压力0.4～0.5MPa.
本实施例中动态获取的时间间隔为5min，下表为30min时间内的数值。
C)按照优先使用太阳能蒸汽锅炉供出蒸汽，燃料蒸汽锅炉供出蒸汽为补充蒸汽源，调节太阳能蒸汽锅炉和燃料蒸汽锅炉的蒸汽供给比例，向一次蒸发结晶器内供出一次蒸汽；
D)动态获取一次蒸发结晶器产生的二次低压蒸汽的压力，使用一次蒸汽将二次蒸汽的压力提高至二次蒸发结晶器内所需蒸汽压力。本实施例中动态获取的时间间隔为5min，下表为30min时间内的数值。
燃料蒸汽锅炉产生的一次高压蒸汽中的另一部分输送至发电系统。

Claims (8)

1.具有高效组合蒸汽源的高含盐废水处理工艺，其特征在于：所述高含盐废水处理工艺中蒸发结晶工序的蒸汽源为通过蒸汽调节设备调节蒸汽供给量和蒸汽供给比例的太阳能蒸汽锅炉和燃料蒸汽锅炉。
2.根据权利要求1所述的具有高效组合蒸汽源的高含盐废水处理工艺，其特征在于：所述蒸发结晶工序内，高含盐废水依次经过双效蒸发结晶器进行蒸发浓缩，经离心机进行固液分离，进入后续冷却结晶工序；所述双效蒸发结晶器包括由一效加热室、一效分离室构成的一效蒸发结晶器以及由二效加热室、二效分离室构成的二效蒸发结晶器。
3.根据权利要求2所述的具有高效组合蒸汽源的高含盐废水处理工艺，其特征在于：所述一效蒸发结晶器内一效加热室的加热温度为50~150℃，一效分离室的温度50~150℃，二效蒸发结晶器内二效加热室的加热温度为50~150℃，二效分离室的温度50~150℃。
4.根据权利要求2或3任一项所述的具有高效组合蒸汽源的高含盐废水处理工艺，其特征在于：所述高含盐废水处理工艺中的蒸汽流向为，太阳能蒸汽锅炉产生的一次低压蒸汽和燃料蒸汽锅炉产生的一次高压蒸汽中的一部分经由蒸汽调节设备混合成一次蒸汽后，分别进入一效蒸发结晶器和二效蒸发结晶器，所述一效蒸发结晶器产生的二次低压蒸汽进入二效蒸发结晶器。
5.根据权利要求4所述的具有高效组合蒸汽源的高含盐废水处理工艺，其特征在于：所述蒸汽调节设备的工作步骤为，
A）设置一效蒸发结晶器和二效蒸发结晶器内分别需要的蒸汽压力；
B）蒸汽调节设备动态获取太阳能蒸汽锅炉和燃料蒸汽锅炉供出蒸汽的蒸汽压力、蒸汽温度；
C）按照优先使用太阳能蒸汽锅炉供出蒸汽，燃料蒸汽锅炉供出蒸汽为补充蒸汽源，调节太阳能蒸汽锅炉和燃料蒸汽锅炉的蒸汽供给比例，向一次蒸发结晶器内供出一次蒸汽；
D）获取一次蒸发结晶器产生的二次低压蒸汽的压力，使用一次蒸汽将二次蒸汽的压力提高至二次蒸发结晶器内所需蒸汽压力。
6.根据权利要求5所述的具有高效组合蒸汽源的高含盐废水处理工艺，其特征在于：所述一效蒸发结晶器内一效加热室需要的蒸汽压力为0.1~0.5Mpa，一效分离室需要的蒸汽压力为0.03~0.2Mpa。
7.根据权利要求5所述的具有高效组合蒸汽源的高含盐废水处理工艺，其特征在于：所述二效蒸发结晶器内二效加热室需要的蒸汽压力为0.1~0.5Mpa，二效分离室需要的蒸汽压力为0.03~0.2Mpa。
8.根据权利要求5所述的具有高效组合蒸汽源的高含盐废水处理工艺，其特征在于：所述燃料蒸汽锅炉产生的一次高压蒸汽中的另一部分输送至发电系统。
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