CN107128988B - 一种含有硫酸钠的废水结晶系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含有硫酸钠的废水结晶系统，废水加热器与循环泵的进口相连通，循环泵的出口与蒸发结晶罐的进料口相连通，蒸发结晶罐的出料口与固液分离器相连，固液分离器与蒸发结晶罐之间设有出料泵，固液分离器还与蒸发结晶罐的进液口相连，离心分离机分别与固液分离器、母液罐和成品收集罐相连，母液罐通过回流泵与循环泵的进口相连，蒸发结晶罐上设有蒸汽进口和蒸汽出口，汽液分离器的进口与蒸汽出口连通、出口与蒸汽进口通过离心压缩机相连通，汽液分离器的出口还与蒸发结晶罐的进液口连通。本发明具有结构紧凑，占地面积小，能源消耗少，使用寿命长，蒸发结晶效果好等特点。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种含有硫酸钠的废水结晶系统。
背景技术
化工、电力、冶金等行业的外排废水中含大量的盐分，尤其是在水处理中，因水软化工艺会引入大量的SO4 2-等离子，使得外排废水中含大量硫酸钠。这些高盐废水若直接外排会造成突然盐碱化，破坏生态环境，因此对诸如此类高盐废水进行处理，实现其零排放，以及将其变废为宝进行资源化利用，具有深远的意义。
对于此类含硫酸钠高盐废水的处理目前通常采用热法处理工艺、膜法浓缩处理工艺。现有的处理工艺需要各种大型设备，需要很大的占地面积，而且工艺流程长、消耗的能源较大、操作复杂、人员费用高、产品成本高，使用寿命也不乐观。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种含有硫酸钠的废水结晶系统，可以解决上述问题的。
实现本发明的技术方案如下：
一种含有硫酸钠的废水结晶系统，包括废水加热器、循环泵、蒸发结晶罐、汽液分离器、固液分离器、离心分离机、母液罐和回流泵，所述废水加热器与循环泵的进口相连通，循环泵的出口与蒸发结晶罐的进料口相连通，蒸发结晶罐的出料口与固液分离器相连，固液分离器与蒸发结晶罐之间设有出料泵，固液分离器还与蒸发结晶罐的进液口相连，离心分离机分别与固液分离器、母液罐和成品收集罐相连，母液罐通过回流泵与循环泵的进口相连，蒸发结晶罐上设有蒸汽进口和蒸汽出口，汽液分离器的进口与蒸汽出口连通、汽液分离器的气体出口与蒸汽进口通过离心压缩机相连通、汽液分离器液体的出口还与蒸发结晶罐的进液口连通；
所述蒸发结晶罐内从上到下依次设有换热室、蒸发室和结晶室，蒸汽进口、进料口与换热室连通，蒸汽出口、进液口与蒸发室连通，出料口与结晶室连通。
进一步地，所述废水加热器包括相连通的蒸馏水预热器和蒸汽预热器，蒸汽预热器与循环泵连接。
进一步地，所述换热室内设有换热组件，换热组件包括多个换热管、安装在蒸发结晶罐内壁上的上固定板和下固定板，多个换热管连接在上固定板和下固定板之间，所述上固定板上设有与换热管连通的小孔，而在下固定板上只设有一个通孔，多个换热管位于该通孔内，所述每个换热管的外侧都设有套管，套管的上端固定连接在上固定板上，下端为开口，套管与换热管之间设有换热空间。
进一步地，所述蒸发室内设有用于连接换热室的落料管，在落料管和蒸发室之间设有丝网除沫器，所述丝网除沫器包括具有中心孔的圆形板和设置在圆形板外侧的丝网，丝网与圆形板之间设有压紧层，该丝网分为四个扇形丝网结构，每相邻两个扇形丝网结构之间通过导向杆连接，该导向杆固定在圆形板上；所述扇形丝网结构包括边框以及设置在边框内的丝网层。
进一步地，所述导向杆的两侧设有与扇形丝网相适应的滑槽，滑槽内设有定位凸起，定位凸起设置在滑槽内的上、下两端面上，而边框上设有与定位凸起相适应的导向槽。
进一步地，所述导向杆的端部设有用于锁紧扇形丝网结构的锁紧板，锁紧板通过销轴可转动的连接在导向杆的端部，锁紧板的两端设有压紧部，而边框上设有与压紧部相适应的压紧槽。
进一步地，所述结晶室内设有漏斗状的蒸发挡板，蒸发挡板的中部设有沉降孔以及位于沉降孔周侧的通气孔。
采用了上述方案，废水先经过蒸馏水预热器将废水加热至75℃，废水再进入蒸汽预热器加热至90℃，达到蒸发温度的废水进入蒸发结晶罐，废水通过循环泵打入换热室，废水在换热管内流速2m/s，保证不结垢，经换热后的过热废水流入蒸发室，部分废水汽化成90℃的二次蒸汽，二次蒸汽经过丝网除沫器、汽液分离器，通过离心压缩机使二次蒸汽的温度升高到105℃，再进入换热器壳体对废水进行加热，换热后的二次蒸汽冷凝成105℃蒸馏水，蒸馏水最后进入蒸馏水预热器内与原料换热，这里换热室还与蒸馏水预热器相连通，最后温度降低至35℃外排；蒸发浓缩后的废水硫酸钠结晶因过饱和会析出，析出后的硫酸钠盐颗粒在结晶室不断沉淀变大，盐进入底部的结晶器富集，再经过出料泵打入固液分离器进行再次浓缩，清液返回至结晶室，含颗粒较多的重液进入离心机进行分离出盐，分离出的盐收集至成品收集罐内，离心出来的母液进入母液罐再通过泵转入蒸发系统进行循环蒸发。
本发明采用一体式的MVR蒸发结晶系统，该蒸发系统的占地面积比传统的多效蒸发器要小，减少了50％以上的占地面积，结构紧凑，蒸发设备也比传统蒸发器要少，蒸发器的蒸发效果和使用寿命明显提高，比传统蒸发器节省了80％以上的能源，节省了90％以上的冷凝水，工艺流程缩短，降低了生产成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为换热组件的结构示意图；
图3为图2的俯视图；
图4为图2的仰视图；
图5为丝网除沫器的结构示意图；
图6为扇形丝网结构的剖视图；
图7为锁紧板将扇形丝网结构固定的结构示意图；
图8为未装扇形丝网结构的锁紧板示意图；
图9为蒸发挡板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
如图1至图9，一种含有硫酸钠的废水结晶系统，包括废水罐1、蒸馏水预热器2、蒸汽预热器3、循环泵4、蒸发结晶罐5、汽液分离器6、固液分离器7、离心分离机8、母液罐9、和回流泵10，蒸馏水预热器和蒸汽预热器相连，蒸汽预热器与循环泵连接，循环泵的出口与蒸发结晶罐的进料口11相连通，出料口12与结晶室连通，蒸发结晶罐的出料口与固液分离器相连，蒸发结晶罐5内从上到下依次设有换热室51、蒸发室52和结晶室53，进料口与换热室连通，固液分离器与蒸发结晶罐之间设有出料泵13，固液分离器还与蒸发结晶罐的进液口14相连，进液口与蒸发室连通，离心分离机分别与固液分离器、母液罐和成品收集罐15相连，母液罐通过回流泵与循环泵的进口相连，蒸发结晶罐上设有蒸汽进口16和蒸汽出口17，蒸汽进口与换热室连通，蒸汽出口与蒸发室连通，汽液分离器的进口与蒸汽出口连通、出口与蒸汽进口通过离心压缩机18相连通，汽液分离器的出口还与蒸发结晶罐的进液口连通。
换热室51内设有换热组件52，换热组件52包括多个换热管521、安装在蒸发结晶罐内壁上的上固定板522和下固定板523，多个换热管连接在上固定板和下固定板之间，换热器管道排布采用正四边形排布,有利于物料均匀布置至管道，所述上固定板上设有与换热管连通的小孔524，用于使原料送入换热管，而在下固定板上只设有一个通孔525，这样可以减轻换热组件的质量，便于安装，多个换热管内的原料到最后可以汇集，可增大流量，换热效果好，防止原料残留在下固定板上，多个换热管位于该通孔内，所述每个换热管的外侧都设有套管526，防止换热管外壁结垢，影响换热效果，套管的上端固定连接在上固定板上，下端为开口，便于蒸汽散发到外部，套管与换热管之间设有换热空间，可以增加换热效果。
蒸发室52内设有用于连接换热室的落料管53在落料管和蒸发室之间设有金属丝网除沫器54，可以选择不锈钢的丝网除沫器，所述金属丝网除沫器54包括具有中心孔541的圆形板542和设置在圆形板外侧的丝网543，丝网与圆形板之间设有橡胶压紧层545，使得丝网和圆形板之间连接紧凑，结构牢固，该丝网分为四个扇形丝网结构546，便于拆装维护，每相邻两个扇形丝网结构之间通过导向杆547连接，该导向杆固定在圆形板上，导向杆可以加强丝网除沫器的结构，亦可以方便扇形丝网结构的安装拆卸；所述扇形丝网结构546包括边框5461以及设置在边框内的丝网层5462，该丝网层分为上、下两层，上、下两层之间还设有空隙5463，提高蒸汽中小颗粒液滴的去除效果和增加与蒸汽的接触面积面积。
导向杆547的两侧设有与扇形丝网相适应的滑槽5471，滑槽内设有定位凸起5472，定位凸起设置在滑槽内的上、下两端面上，而边框上设有与定位凸起相适应的导向槽5473，便于将扇形丝网定位在导向杆上，增加结构的强度，便于拆装。
导向杆547的端部设有用于锁紧扇形丝网结构的锁紧板19，锁紧板通过销轴20可转动的连接在导向杆的端部，锁紧板的两端设有压紧部21，而边框5461上设有与压紧部相适应的压紧槽22，将转动锁紧板，将锁紧板上的压紧部贴合在压紧槽上，可以将扇形丝网结构固定在导向杆上，结构牢固。
结晶室53内设有漏斗状的蒸发挡板531，蒸发挡板的中部设有沉降孔532以及位于沉降孔周侧的通气孔533。通气孔使结晶室产生的气体能进入到蒸发室，保证压力平衡，减小结晶室的扰动，利于晶体颗粒的形成。由于晶粒颗粒的大小不同，通过沉降孔，大的颗粒会较快的沉降，并会占据下降通道，使得沉降颗粒均匀。
本发明还具有以下特点：
蒸发系统压降小，有效温差损失小，因此换热器工艺侧的压力和温度几乎接近常数，可不用或少用显热；
强制循环蒸发器操作周期长——沸腾/蒸发过程不在加热表面而是在分离器中进行。因此，在列管中由结壳和沉淀产生的结垢或结晶现象被降到最低限度。
优化的换热表面——管内流速由循环泵决定，故可以泵控制管内流速。
适用于易结垢液体、高粘度液体，非常适合用作盐溶液的结晶蒸发器
在设计方面，对加热管束在管板上的排列方式作了充分的考虑，能使加热蒸汽迅速到达管束的深处，并在加热室内均匀分布，提高蒸汽的加热效率。
结晶室的特殊设计保证清液与盐的有效分离，设置的平衡管保证设备的压力平衡。
超低的能耗，费用更节省；低的温差，温和的蒸发物料，设备更耐用；物料停留时间短，效率更加高；简单的流程，可靠的效果，流程更通畅；全自动化操作，安全可靠，运行更省心。
Claims (7)
1.一种含有硫酸钠的废水结晶系统，其特征在于：包括废水加热器、循环泵、蒸发结晶罐、汽液分离器、固液分离器、离心分离机、母液罐和回流泵，所述废水加热器与循环泵的进口相连通，循环泵的出口与蒸发结晶罐的进料口相连通，蒸发结晶罐的出料口与固液分离器相连，固液分离器与蒸发结晶罐之间设有出料泵，固液分离器还与蒸发结晶罐的进液口相连，离心分离机分别与固液分离器、母液罐和成品收集罐相连，母液罐通过回流泵与循环泵的进口相连，蒸发结晶罐上设有蒸汽进口和蒸汽出口，汽液分离器的进口与蒸汽出口连通、汽液分离器的气体出口与蒸汽进口通过离心压缩机相连通、汽液分离器液体的出口还与蒸发结晶罐的进液口连通；
所述蒸发结晶罐内从上到下依次设有换热室、蒸发室和结晶室，蒸汽进口、进料口与换热室连通，蒸汽出口、进液口与蒸发室连通，出料口与结晶室连通。
2.根据其权利要求1所述的一种含有硫酸钠的废水结晶系统，其特征在于：所述废水加热器包括相连通的蒸馏水预热器和蒸汽预热器，蒸汽预热器与循环泵连接。
3.根据其权利要求1所述的一种含有硫酸钠的废水结晶系统，其特征在于：所述换热室内设有换热组件，换热组件包括多个换热管、安装在蒸发结晶罐内壁上的上固定板和下固定板，多个换热管连接在上固定板和下固定板之间，所述上固定板上设有与换热管连通的小孔，而在下固定板上只设有一个通孔，多个换热管位于该通孔内，所述每个换热管的外侧都设有套管，套管的上端固定连接在上固定板上，下端为开口，套管与换热管之间设有换热空间。
4.根据其权利要求1所述的一种含有硫酸钠的废水结晶系统，其特征在于：所述蒸发室内设有用于连接换热室的落料管，在落料管和蒸发室之间设有丝网除沫器，所述丝网除沫器包括具有中心孔的圆形板和设置在圆形板外侧的丝网，丝网与圆形板之间设有压紧层，该丝网分为四个扇形丝网结构，每相邻两个扇形丝网结构之间通过导向杆连接，该导向杆固定在圆形板上；所述扇形丝网结构包括边框以及设置在边框内的丝网层。
5.根据其权利要求4所述的一种含有硫酸钠的废水结晶系统，其特征在于：所述导向杆的两侧设有与扇形丝网相适应的滑槽，滑槽内设有定位凸起，定位凸起设置在滑槽内的上、下两端面上，而边框上设有与定位凸起相适应的导向槽。
6.根据其权利要求4所述的一种含有硫酸钠的废水结晶系统，其特征在于：所述导向杆的端部设有用于锁紧扇形丝网结构的锁紧板，锁紧板通过销轴可转动的连接在导向杆的端部，锁紧板的两端设有压紧部，而边框上设有与压紧部相适应的压紧槽。
7.根据其权利要求1所述的一种含有硫酸钠的废水结晶系统，其特征在于：所述结晶室内设有漏斗状的蒸发挡板，蒸发挡板的中部设有沉降孔以及位于沉降孔周侧的通气孔。
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2017
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