CN107619078B - 一种采用浓缩吹脱的方法处理酸性废水的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于污水处理设备技术领域，具体涉及一种采用浓缩吹脱的方法处理酸性废水的装置。由蒸发浓缩系统和吹脱冷凝系统组成，所述的蒸发浓缩系统包括四氟换热冷凝器、卧式储罐、碳化硅降膜蒸发塔、碳化硅预热器、第一气液分离器、进料泵、强制循环泵和蒸汽压缩机，所述的卧式储罐内设有电加热设备；所述的吹脱冷凝系统包括吹脱塔、第二气液分离器、冷却塔和冷凝器。酸性废水经过浓缩蒸发系统后按照蒸馏水：浓缩液大于7：3的比例实现浓缩得到浓缩液，从而减轻吹脱工段的耗能。浓缩液进入吹脱工段后可分离成含重金属的硫酸与盐酸或氢氟酸，含重金属的硫酸可以返回冶炼工段再利用，盐酸或氢氟酸经处理后可以作为盐酸产品被利用，节约了资源。
Description
技术领域
本发明属于污水处理设备技术领域，具体涉及一种采用浓缩吹脱的方法处理酸性废水的装置。
背景技术
MVR蒸发器，英文Mechanical Vapor Recompression缩写，称为“机械式蒸汽再压缩”蒸发器。是二十世纪九十年代末开发出来的一种新型高效节能蒸发设备。MVR蒸发器是采用低温与低压汽蒸技术和清洁能源为“电能”，产生蒸汽，将媒介中的水分分离出来。目前MVR是国际上最先进的蒸发技术，是替代传统蒸发器的升级换代产品。目前只有北美和欧洲等一些发达国家掌握了该项技术在众多领域中的应用。
目前，国内对冶炼、电镀行业的含重金属酸性废水（主要酸为硫酸，根据原料的不同会含有少量盐酸或氢氟酸）处理多采用中和处理，中和处理法不但能耗高、药品用量大，同时还浪费了可以回收利用酸类物质，造成了资源的浪费。现有技术中并无较好的回收酸性废水中酸类物质的设备，从而使得酸性废水的处理一直停留在原有的工艺基础中。引入新的设备和思路对酸性废水进行浓缩处理，一可回收含重金属成分的硫酸，二可以得到工业级盐酸或氢氟酸，解决环境问题的同时实现资源化利用。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足，将MVR蒸发器很好的应用到酸性废水处理中，从而得到一种采用浓缩吹脱的方法处理酸性废水的装置。
本发明是通过如下技术方案来实现的：
一种采用浓缩吹脱法处理酸性废水的设备，由蒸发浓缩系统和吹脱冷凝系统组成，所述的蒸发浓缩系统包括四氟换热冷凝器、卧式储罐、碳化硅降膜蒸发塔、碳化硅预热器、第一气液分离器、进料泵、强制循环泵和蒸汽压缩机，所述的卧式储罐内设有电加热设备；所述的四氟换热冷凝器、碳化硅降膜蒸发塔、碳化硅预热器均为管壳式换热器，四氟换热冷凝器管程进口和进料泵相连通，四氟换热冷凝器管程出口连通到卧式储罐内；所述的第一气液分离器的进口连通道卧式储罐内部，第一气液分离器器出口连通到蒸汽压缩机；所述的强制循环泵连通到卧式储罐底，强制循环泵的出口管分为两根，一根通过阀门连通到吹脱冷凝系统，另外一根连通到碳化硅预热器进口上；所述的碳化硅预热器的出口连通到碳化硅降膜蒸发塔的进口，碳化硅降膜蒸发塔的出口连通到卧式储罐内；所述的蒸汽压缩机出口管分为两根，一根连通到碳化硅降膜蒸发塔的壳程的进口，另外一根连通到碳化硅预热器壳程的进口；碳化硅降膜蒸发塔的壳程的出口和碳化硅预热器壳程的出口共同连通到四氟换热冷凝器壳程进口；四氟换热冷凝器壳程的出口连通到蒸馏水储罐；所述的吹脱冷凝系统包括吹脱塔、第二气液分离器、冷却塔和冷凝器，所述的吹脱塔内设有吹脱空气管，吹脱空气管的进口一端设有电加热器；所述的第二气液分离器进口连通道吹脱塔内部、出口与冷凝器的进口相连通；冷凝器底部设有酸液出口，冷凝器上还设有冷却夹套，冷却夹套中的冷却液的出口连通道冷却塔上部，冷却夹套中的冷却液的进口通过水泵连通到冷却塔底部；所述的吹脱塔底部还设有出料管，所处的出料管通过出液泵连通道浓硫酸储罐；连通到吹脱冷凝系统的强制循环泵的出口管与吹脱塔相连通。
所述的蒸汽压缩机为衬四氟罗茨蒸汽压缩机。
所述的电加热设备的功率为30-60Kw。
所述的冷凝塔为管壳式结构。
与现有技术相比，本发明提供了一种采用浓缩吹脱的方法处理酸性废水的装置，酸性废水经过浓缩蒸发系统后按照蒸馏水：浓缩液大于7：3的比例实现浓缩得到浓缩液，从而减轻吹脱工段的耗能。浓缩液进入吹脱工段后可分离成含重金属的硫酸与盐酸或氢氟酸，含重金属的硫酸可以返回冶炼工段再利用，盐酸或氢氟酸经后续处理后可以作为盐酸产品被利用，节约了资源；通过引入MVR蒸发器，实现了热量的二次利用，降低了能耗；通过在压缩机内衬防腐层，使得本发明可以对强酸性废水进行处理，适用性广；采用碳化硅管作为换热管，使得换热效率提高7倍以上；另外，本发明还具有设计合理、操作简单等特点，采用本发明对酸性废水进行处理，不需要加入药品进行中和，同时还回收了废弃的酸类物质，大幅降低了生产成本。
附图说明
图1为本发明结构示意图，
图中：1-冷却塔，2-冷凝器，3-第二气液分离器，4-吹脱塔，5-吹脱空气管，6-电加热器，7-出液泵，8-水泵，9-碳化硅预热器，10-碳化硅降膜蒸发塔，11-蒸汽压缩机，12-第一气液分离器，13-卧式储罐，14-电加热设备，15-卧式储罐底部，16-四氟换热冷凝器，17-进料泵，18-强制循环泵，19-阀门。
具体实施方案
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不受实施例所限制。
实施例1
一种采用浓缩吹脱法处理酸性废水的设备，由蒸发浓缩系统和吹脱冷凝系统组成，所述的蒸发浓缩系统包括四氟换热冷凝器、卧式储罐、碳化硅降膜蒸发塔、碳化硅预热器、第一气液分离器、进料泵、强制循环泵和蒸汽压缩机，所述的卧式储罐内设有电加热设备；所述的四氟换热冷凝器、碳化硅降膜蒸发塔、碳化硅预热器均为管壳式换热器，四氟换热冷凝器管程进口和进料泵相连通，四氟换热冷凝器管程出口连通到卧式储罐内；所述的第一气液分离器的进口连通道卧式储罐内部，第一气液分离器器出口连通到蒸汽压缩机；所述的强制循环泵连通到卧式储罐底部，强制循环泵的出口管分为两根，一根通过阀门连通到吹脱冷凝系统，另外一根通过阀门连通到碳化硅预热器进口上；所述的碳化硅预热器的出口连通到碳化硅降膜蒸发塔的进口，碳化硅降膜蒸发塔的出口连通到卧式储罐内；所述的蒸汽压缩机出口管分为两根，一根连通到碳化硅降膜蒸发塔的壳程的进口，另外一根连通到碳化硅预热器壳程的进口；碳化硅降膜蒸发塔的壳程的出口和碳化硅预热器壳程的出口共同连通到四氟换热冷凝器壳程进口；四氟换热冷凝器壳程的出口连通到蒸馏水储罐；所述的吹脱冷凝系统包括吹脱塔、第二气液分离器、冷却塔和冷凝器，所述的吹脱塔内设有吹脱空气管，吹脱空气管的进口一端设有电加热器；所述的第二气液分离器进口连通道吹脱塔内部、出口与冷凝器的进口相连通；冷凝器底部设有酸液出口，冷凝器上还设有冷却夹套，冷却夹套中的冷却液的出口连通道冷却塔上部，冷却夹套中的冷却液的进口通过水泵连通到冷却塔底部；所述的吹脱塔底部还设有出料管，所处的出料管通过出液泵连通道浓硫酸储罐；连通到吹脱冷凝系统的强制循环泵的出口管与吹脱塔相连通。
所述的蒸汽压缩机为衬四氟罗茨蒸汽压缩机。
所述的电加热设备的功率为30Kw。
所述的冷凝塔为管壳式结构。
实验例1
通过实施例1的设备对某冶炼厂的酸性废水进行处理，具体如下：
进料泵进口废酸中Zn2+含量为2460ppm，硫酸含量为5.1%，盐酸含量为0.2%。
电加热设备的加热温度控制为98℃。
电加热器的温度控制为102℃。
经过处理后得到以下物料：
（1）蒸馏水储罐得到Cl-含量为15ppm、Zn2+含量为0.02ppm、SO4 2-含量为0.05ppm的蒸馏水；
（2）浓硫酸储罐得到Zn2+含量为5740ppm、硫酸浓度为11.8%的酸液；
（3）储罐內得到含盐酸浓度为59.8%的盐酸液。
实验例2
通过实施例1的设备对某电镀企业所产生的酸性废水进行处理，具体如下：
进料泵进口废酸中Zn2+含量为3678ppm，硫酸含量为6.8%，盐酸含量为1.2%。
电加热设备的加热温度控制为99℃。
电加热器的温度控制为104℃。
经过处理后得到以下物料：
（1）蒸馏水储罐得到Cl-含量为16.3ppm、Zn2+含量为0.04ppm、SO4 2-含量为0.06ppm的蒸馏水；
（2）浓硫酸储罐得到Zn2+含量为6369ppm、硫酸浓度为12.4%的酸液；
（3）储罐內得到含盐酸浓度为61.2%的盐酸液。
由实验例1和2可知，通过本发明能够高效的将酸性废水中的盐酸和硫酸收集，同时不产生石灰渣，生产过程中也不会耗用其他药剂，从而降低了生产成本。
Claims (4)
1.一种采用浓缩吹脱法处理酸性废水的设备，由蒸发浓缩系统和吹脱冷凝系统组成，其特征在于，所述的蒸发浓缩系统包括四氟换热冷凝器、卧式储罐、碳化硅降膜蒸发塔、碳化硅预热器、第一气液分离器、进料泵、强制循环泵和蒸汽压缩机，所述的卧式储罐内设有电加热设备；所述的四氟换热冷凝器、碳化硅降膜蒸发塔、碳化硅预热器均为管壳式换热器，四氟换热冷凝器管程进口和进料泵相连通，四氟换热冷凝器管程出口连通到卧式储罐内；所述的第一气液分离器的进口连通道卧式储罐内部，第一气液分离器器出口连通到蒸汽压缩机；所述的强制循环泵连通到卧式储罐底部，强制循环泵的出口管分为两根，一根通过阀门连通到吹脱冷凝系统，另外一根通过阀门连通到碳化硅预热器进口上；所述的碳化硅预热器的出口连通到碳化硅降膜蒸发塔的进口，碳化硅降膜蒸发塔的出口连通到卧式储罐内；所述的蒸汽压缩机出口管分为两根，一根连通到碳化硅降膜蒸发塔的壳程的进口，另外一根连通到碳化硅预热器壳程的进口；碳化硅降膜蒸发塔的壳程的出口和碳化硅预热器壳程的出口共同连通到四氟换热冷凝器壳程进口；四氟换热冷凝器壳程的出口连通到蒸馏水储罐；所述的吹脱冷凝系统包括吹脱塔、第二气液分离器、冷却塔和冷凝器，所述的吹脱塔内设有吹脱空气管，吹脱空气管的进口一端设有电加热器；所述的第二气液分离器进口连通道吹脱塔内部、出口与冷凝器的进口相连通；冷凝器底部设有酸液出口，冷凝器上还设有冷却夹套，冷却夹套中的冷却液的出口连通道冷却塔上部，冷却夹套中的冷却液的进口通过水泵连通到冷却塔底部；所述的吹脱塔底部还设有出料管，所处的出料管通过出液泵连通到浓硫酸储罐；连通到吹脱冷凝系统的强制循环泵的出口管与吹脱塔相连通。
2.根据权利要求1所述的一种采用浓缩吹脱法处理酸性废水的设备，其特征在于，所述的蒸汽压缩机为衬四氟罗茨蒸汽压缩机。
3.根据权利要求1所述的一种采用浓缩吹脱法处理酸性废水的设备，其特征在于，所述的电加热设备的功率为30-60kW。
4.根据权利要求1所述的一种采用浓缩吹脱法处理酸性废水的设备，其特征在于，所述的冷凝器为管壳式结构。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 650034 No. 23, Wang Jia dam, meteorological Road, Yunnan, Kunming Applicant after: Yunnan Academy of ecological and Environmental Sciences Address before: 650000 No.23 Wangjiaba, Wuhua District, Kunming City, Yunnan Province Applicant before: YUNNAN INSTITUTE OF ENVIRONMENTAL SCIENCE (KUNMING CHINA INTERNATIONAL RESEARCH CENTER FOR PLATEAU-LAKE) |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Chen Chen Inventor after: Wang Tong Inventor after: Zhou Man Inventor after: Zhang Tao Inventor after: Sun Jing Inventor after: Wang Shuting Inventor after: Tu Xueyan Inventor before: Chen Chen Inventor before: Tu Xueyan Inventor before: Zhou Man Inventor before: Zhang Tao Inventor before: Wang Tong Inventor before: Sun Jing Inventor before: Wang Shuting |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |