CN105413201A - 自洁式蒸发器和污水净化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了自洁式蒸发器和污水净化系统，其中，自洁式蒸发器包括：至少一个第一腔室，所述第一腔室呈环形，所述第一腔室内限定出低温流体的流动通道，用于对所述低温流体进行蒸发处理；至少一个第二腔室，所述第二腔室呈环形，且所述第二腔室与所述第一腔室呈交替设置，所述第二腔室内限定出高温流体的流通通道，用于为所述蒸发处理供热；以及刷子，所述刷子设置在所述第一腔室中，并且每个所述第一腔室中设置有至少一个所述刷子。该自洁式蒸发器的蒸发处理量大，并且可以利用刷子清除附着在第一腔室侧壁上的蒸发处理产生的杂质，避免杂质影响低温流体和高温流体的换热，降低蒸发器的处理效率。

Description

自洁式蒸发器和污水净化系统

技术领域

本发明涉及化工领域，具体地，涉及自洁式蒸发器和污水净化系统。

背景技术

现有的污水处理装置和方法一般首先经过物理方法如沉淀、过滤后再进一步处理，方法有很多，有化学处理法、生物处理法、物理化学法处理等，但均有明显的不足之处，如离子交换、反渗透、膜分离等方法处理，存在投资高的问题；而蒸发处理工艺，水的损失较大；焚烧工艺，存在能耗高和环境污染大等问题。

由此，污水处理装置有待改进。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种能耗低，处理量大，并可以自动进行清洁的自洁式蒸发器。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种自洁式蒸发器。根据本发明的实施例，该自洁式蒸发器包括：至少一个第一腔室，所述第一腔室呈环形，所述第一腔室内限定出低温流体的流动通道，用于对所述低温流体进行蒸发处理；至少一个第二腔室，所述第二腔室呈环形，且所述第二腔室与所述第一腔室呈交替设置，所述第二腔室内限定出高温流体的流通通道，用于为所述蒸发处理供热；以及刷子，所述刷子设置在所述第一腔室中，并且每个所述第一腔室中设置有至少一个所述刷子。

根据本发明实施例的自洁式蒸发器，呈环形设计，便于通过嵌套第一腔室和第二腔室增加蒸发器的处理量。并且利用刷子清除附着在第一腔室侧壁上的蒸发处理产生的杂质，避免杂质影响低温流体和高温流体的换热，降低蒸发器的处理效率。

另外，根据本发明上述实施例的自洁式蒸发器还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的实施例，该自洁式蒸发器进一步包括驱动器，所述驱动器与所述刷子相连，用于控制所述刷子在所述第一腔室中自转和圆周转动。

根据本发明的实施例，所述刷子的直径不小于所述第一腔室的厚度。

根据本发明的实施例，在每个所述第一腔室中，所述刷子呈均匀分布。

根据本发明的实施例，该自洁式蒸发器进一步包括：收集器，所述收集器设置在所述第一腔室的下方，用于收集和存放所述杂质。

根据本发明的另一方面，本发明提供了一种污水净化系统。根据本发明的实施例，该系统包括：预热器，所述预热器用于对污水进行加热处理，以便得到第一蒸汽和加热后的污水；第一分离器，所述第一分离器与所述预热器相连，用于分离所述第一蒸汽和所述加热后的污水；前述的自洁式蒸发器，所述自洁式蒸发器与所述第一分离器相连，用于对所述加热后的污水进行蒸发处理，以便得到第二蒸汽、冷却的高温流体和杂质；水冷器，所述水冷器与所述预热器和所述自洁式蒸发器相连，用于对所述第一蒸汽和所述第二蒸汽进行冷却处理，以便得到冷却水；以及第二分离器，所述第二分离器与所述水冷器相连，用于去除所述冷却水中的气体，以便得到净化后的水。

根据本发明实施例的污水净化系统，利用该系统可简单、有效地去除废水中的盐类、溶解氧、酸性气、固体杂质以及酸根离子等杂质，并且系统的能耗低，处理量大。

另外，根据本发明上述实施例的污水净化系统还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的实施例，该系统进一步包括：真空泵，所述真空泵与所述第二分离器相连，用于使所述蒸发处理处于负压状态下。

根据本发明的实施例，该系统进一步包括：循环泵，所述循环泵与所述自洁式蒸发器相连；以及加热器，所述加热器与所述循环泵和所述自洁式蒸发器相连，用于对所述冷却的高温流体进行加热，以便为所述蒸发处理提供热源。

根据本发明的实施例，该系统进一步包括：蒸汽返回通道，所述蒸汽返回通道与所述第一分离器、所述自洁式蒸发器和所述预热器相连，用于将所述第一蒸汽和所述第二蒸汽输送至所述预热器为所述加热处理供热。

根据本发明的实施例，该系统进一步包括：调质装置，所述调质装置与所述第一分离器和所述自洁式蒸发器相连，用于对所述加热后的污水进行调质处理，使所述加热后的污水中的杂质离子形成难溶于水的化合物。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1显示了根据本发明一个实施例的自洁式蒸发器的结构示意图；

图2显示了根据本发明一个实施例的自洁式蒸发器的结构示意图；

图3显示了根据本发明一个实施例的污水净化系统的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。进一步地，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种自洁式蒸发器。参考图1和2，根据本发明的实施例，对该自洁式蒸发器进行解释说明。该自洁式蒸发器包括：至少一个第一腔室100、至少一个第二腔室200和刷子300，其中，第一腔室100呈环形，第一腔室100内限定出低温流体的流动通道，用于对低温流体进行蒸发处理；第二腔室200呈环形，且第二腔室200与第一腔室100呈交替设置，第二腔室200内限定出高温流体的流通通道，用于为蒸发处理供热；刷子300设置在第一腔室100中，并且每个第一腔室100中设置有至少一个刷子300。

根据本发明实施例的自洁式蒸发器，呈环形设计，便于通过多次嵌套第一腔室和第二腔室增加蒸发器的处理量。并且利用刷子清除附着在第一腔室上的蒸发处理产生的杂质，避免杂质影响低温流体和高温流体的换热，降低蒸发器的处理效率。

根据本发明的实施例，该自洁式蒸发器进一步包括驱动器400，该驱动器400与刷子300相连，用于控制刷子300在第一腔室100中自转和圆周转动。其中，“圆周转动”是刷子在自转的同时，沿着所述第一腔室的侧壁画圈式的转动，其运动的轨迹不受特别的限制，只要能清除蒸发处理后残留在第一腔室的侧壁上的杂质即可，可以圆形也可以椭圆形，还可以是其它轨迹。由此，通过全部刷子做缓慢圆周旋转，每一个刷子进行快速自转，可以高效的清除第一腔室侧壁上的杂质，刷子转动的转速低，电耗低，系统能耗小。

根据本发明的实施例，刷子300的直径不小于第一腔室100的厚度。由此，刷子可以充分清洁第一腔室两侧壁上附着的杂质，蒸发器的换热效果好，蒸发处理效率高。

根据本发明的实施例，在每个第一腔室100中，刷子300呈均匀分布。由此，便于清洁第一腔室全部侧壁上的杂质。

根据本发明的实施例，该自洁式蒸发器进一步包括：收集器500，该收集器500设置在第一腔室的下方，用于收集和存放杂质。从而利用收集器收集杂质并定期清理杂质，防止杂质进入装置，堵塞装置。

根据本发明的另一方面，本发明提供了一种污水净化系统。根据本发明的实施例，该系统包括：预热器1000，该预热器1000用于对污水进行加热处理，得到第一蒸汽和加热后的污水；第一分离器2000，该第一分离器2000与预热器1000相连，用于分离第一蒸汽和加热后的污水；前述的自洁式蒸发器3000，该自洁式蒸发器3000与第一分离器2000相连，用于对加热后的污水进行蒸发处理，得到第二蒸汽、冷却的高温流体和杂质；水冷器4000，该水冷器4000与预热器1000和自洁式蒸发器3000相连，用于对第一蒸汽和第二蒸汽进行冷却处理，得到冷却水；以及第二分离器5000，该第二分离器5000与水冷器4000相连，用于去除冷却水中的气体，以便得到净化后的水。

根据本发明实施例的污水净化系统，该系统可以进行污水净化，尤其是难以处理的工业污水的净化，该系统结构简单、操作方便，利用该系统不仅可以有效地去除废水中的盐类，还可以有效地去除废水中的溶解氧、酸性气、固体杂质以及酸根离子等杂质，并且系统的能耗低，处理量大。

根据本发明的实施例，该系统进一步包括：真空泵6000，该真空泵6000与第二分离器5000相连，用于使蒸发处理处于负压状态下。由此，利用真空泵使系统内处于负压状态，进而，蒸发器工作压力为负压，污水可以在低于100℃下蒸发。根据本发明的一些实施例，在负压状态下，利用生产系统的大量低品位的热量为所述蒸发处理提供热源即可使污水蒸发。其中，蒸发器既可以在常压，也可以在低压下稳定运行，具体蒸发器3000的具体运行条件可以客户需求或处理介质以及工况的变化。

根据本发明的实施例，该系统进一步包括：循环泵7000，该循环泵7000与自洁式蒸发器3000相连；和加热器8000，该加热器8000与循环泵7000和自洁式蒸发器3000相连，用于对冷却的高温流体进行加热，为蒸发处理提供热源。由此，通过循环泵、加热器和自洁式蒸发器组成一个封闭的循环，使高温流体不断的在该循环中，由加热器加热后进入自洁蒸发器，与加热后的污水进行换热，使污水蒸发，并得到冷却的高温流体，冷却的高温流体经循环泵输送至加热器再次加热，从而反复利用高温流体对污水进行蒸发处理，其中，可以利用生产系统的余热为加热器提供热源。

根据本发明的实施例，该系统进一步包括：蒸汽返回通道9000，该蒸汽返回通道9000与第一分离器2000、自洁式蒸发器3000和预热器1000相连，用于将第一蒸汽和第二蒸汽输送至预热器1000为加热处理供热。由此，利用第一蒸汽和第二蒸汽为预热器供热，实现能源的综合利用，系统的能耗低。

根据本发明的实施例，该系统进一步包括：调质装置11000，该调质装置11000与第一分离器和所述自洁式蒸发器相连，用于对所述加热后的污水进行调质处理，使所述加热后的污水中的杂质离子形成难溶于水的化合物。例如，当污水中含有大量钙离子时，可以向污水中通入二氧化碳或加入适量硫酸，形成碳酸钙或硫酸钙沉淀，同时，污水中的其他阳离子如镁、铁、硅、铝也与二氧化碳或硫酸反应，生成相应的固态物质。由此，通过调质处理，是污水中的杂质离子形成难溶于水的化合物或使得其超过在水中的饱和度，使杂质在后续蒸发处理过程中快速、充分地析出。

下面参考具体实施例，对本发明进行说明，需要说明的是，这些实施例仅仅是说明性的，而不能理解为对本发明的限制。

实施例1

在本实施例中，利用图3的系统对生产系统的工业废水进行净化处理，具体步骤如下：

(1)废水进入预热器，在预热器中和后续废水蒸发产生的蒸汽换热处理，换热处理回收蒸汽的余热，使废水升温并部分蒸发产生蒸汽，得到升温后的废水和蒸汽的混合物。

(2)升温后的废水和蒸汽的混合物进入气液分离罐进行分离，得到蒸汽和升温的废水，蒸汽通过管道返回至预热器进行换热处理。

(3)升温的废水进入自洁式蒸发器，真空泵抽取系统内的空气，使蒸发器的工作压力为负压，使废水在低于100℃条件下蒸发，废水在蒸发器中全部蒸发。

(4)部分蒸发汽返回进入预热器换热回收热量后，进入水冷器冷凝成液体。

(5)冷凝的液体进入气液分离罐，分离出溶解在冷凝的液体中的气体，如氧气、二氧化碳、硫化氢等其他气体，得到净化后的水，该净化后的水返回生产系统循环利用。

(6)步骤(3)中产生的另一部分蒸汽进入自洁蒸发器作为热源，与加热后的污水进行换热，使污水蒸发，并得到冷却的高温流体，冷却的高温流体经循环泵输送至加热器再次加热，从而反复利用高温流体对污水进行蒸发处理，其中，利用生产系统的余热为加热器提供热源。

综上所述，该系统可以进行工业废水进行净化，并且该系统结构简单、操作方便，利用该系统不仅可以有效地去除废水中的盐类，还可以有效地去除废水中的溶解氧、酸性气、固体杂质以及酸根离子等杂质，并且系统的能耗低，处理量大。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种自洁式蒸发器，其特征在于，包括：

至少一个第一腔室，所述第一腔室呈环形，所述第一腔室内限定出低温流体的流动通道，用于对所述低温流体进行蒸发处理；

至少一个第二腔室，所述第二腔室呈环形，且所述第二腔室与所述第一腔室呈交替设置，所述第二腔室内限定出高温流体的流通通道，用于为所述蒸发处理供热；以及

刷子，所述刷子设置在所述第一腔室中，并且每个所述第一腔室中设置有至少一个所述刷子。

2.根据权利要求1所述的自洁式蒸发器，其特征在于，进一步包括：

驱动器，所述驱动器与所述刷子相连，用于控制所述刷子在所述第一腔室中自转和圆周转动。

3.根据权利要求1所述的自洁式蒸发器，其特征在于，所述刷子的直径不小于所述第一腔室的厚度。

4.根据权利要求1所述的自洁式蒸发器，其特征在于，在每个所述第一腔室中，所述刷子呈均匀分布。

5.根据权利要求1所述的自洁式蒸发器，其特征在于，进一步包括：

收集器，所述收集器设置在所述第一腔室的下方，用于收集和存放所述杂质。

6.一种污水净化系统，其特征在于，包括：

预热器，所述预热器用于对污水进行加热处理，以便得到第一蒸汽和加热后的污水；

第一分离器，所述第一分离器与所述预热器相连，用于分离所述第一蒸汽和所述加热后的污水；

权利要求1-5任一项所述的自洁式蒸发器，所述自洁式蒸发器与所述第一分离器相连，用于对所述加热后的污水进行蒸发处理，以便得到第二蒸汽、冷却的高温流体和杂质；

水冷器，所述水冷器与所述预热器和所述自洁式蒸发器相连，用于对所述第一蒸汽和所述第二蒸汽进行冷却处理，以便得到冷却水；以及

第二分离器，所述第二分离器与所述水冷器相连，用于去除所述冷却水中的气体，以便得到净化后的水。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，进一步包括：

真空泵，所述真空泵与所述第二分离器相连，用于使所述蒸发处理处于负压状态下。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，进一步包括：

循环泵，所述循环泵与所述自洁式蒸发器相连；以及

加热器，所述加热器与所述循环泵和所述自洁式蒸发器相连，用于对所述冷却的高温流体进行加热，以便为所述蒸发处理提供热源。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，进一步包括：

蒸汽返回通道，所述蒸汽返回通道与所述第一分离器、所述自洁式蒸发器和所述预热器相连，用于将所述第一蒸汽和所述第二蒸汽输送至所述预热器为所述加热处理供热。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，进一步包括：

调质装置，所述调质装置与所述第一分离器和所述自洁式蒸发器相连，用于对所述加热后的污水进行调质处理，使所述加热后的污水中的杂质离子形成难溶于水的化合物。