CN107673433A - 一种高效节能环保的污水处理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效节能环保的污水处理设备，包括有蒸发器，在蒸发器内设有换热管组机构，在换热管组机构上方设有污水喷淋装置，污水喷淋装置与污水进水管相连接，在蒸发器内的上部设有除雾器，除雾器与蒸汽压缩机相连接，蒸汽压缩机与换热管组机构的蒸汽进汽端相连接，在蒸发器底部内设有冷凝器，换热管组机构的蒸汽出口端与冷凝器相连接，冷凝器的蒸馏水出水管与能量回收装置相连接，在蒸发器下端设有集水热井，集水热井的浓液出水管与能量回收装置相连接，污水进水管与能量回收装置相连接。本发明的目的提供一种结构简单，污水处理过程中蒸汽可以二次加热利用，换热机构换热效果好，且热能能回收利用的高效节能环保的污水处理设备。
Description
技术领域
本发明涉及一种高效节能环保的污水处理设备。
背景技术
水是人类生存和发展不可缺少的自然资源，是生命起源的摇篮，是任何其他物质所不可替代的物质基础。我国是一个多干旱、缺水严重的国家，近年来随着工业生产的发展，对于水资源的需求量不断加大，粗放型经济发展模式又忽视了中国水资源短缺的事实，另外环境污染情况不仅没有得到根本治理，反而有逐步加重的趋势。因此水资源紧缺矛盾和环境污染压力在未来一段时期内将更加凸显。将工业污水采取适当措施治理后循环利用，是改善生存环境、解决用水困难的一种有效手段，可以采用的方法有很多，但就目前而言，投资和运行成本最低、技术水平最高、治理效果最为显著的方法还是采用蒸馏法。传统治理污水的蒸馏法采用多级蒸发器串联的方式，由于其具备操作方式简单、运行可靠平稳等诸多优点，因此得到了广泛的应用。但是传统蒸发系统运行过程当中需要采用燃煤锅炉提供大量动力蒸汽，煤炭在燃烧前要进行脱硫处理，燃烧过程中造成粉尘二次污染，排放出数倍于燃煤量的二氧化碳，造成地球温室气体效应。其中Ⅰ效蒸发器使用锅炉产生的新鲜蒸汽作为加热热源，其后的各效蒸发器依次利用上一效蒸发器所产生的二次蒸汽作为加热热源，末效二次蒸汽进入冷凝器冷凝成蒸馏水，完成整个蒸发过程。用于冷凝末效二次蒸汽的工业清水用量和配备设备数量很多，且将很大一部分热量白白浪费，不能得到有效循环利用，这样就造成设备能耗较高，运行成本加大和环境污染等问题。
同时，为了降低能耗，提高热能利用效率，传统蒸发系统大多数情况下都采用多效蒸发器的组合方式，这样便使得整个系统设备数量繁多、占用场地增加、控制系统复杂。而多效蒸发器系统当蒸发器效数增加到一定程度时，由于有效温差减小，温度损失增多，蒸发强度下降，每增加一效蒸发器都要付出极大的设备投入，而节能效果却不再有明显的改善，所以目前基本上蒸发系统的蒸发器效数都在五至七效之间，在传统蒸发系统上进一步提高能源利用效率的目标陷入技术瓶颈，在目前形势下，节能降耗指标无法完成。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种结构简单，污水处理过程中蒸汽可以二次加热利用，换热机构换热效果好，且热能能回收利用的高效节能环保的污水处理设备。
为了达到上述目的，本发明采用以下方案：
一种高效节能环保的污水处理设备，包括有蒸发器，在所述蒸发器内设有换热管组机构，所述换热管组机构与蒸汽管相连接，在所述换热管组机构上方设有能向换热管组机构喷液的污水喷淋装置，所述污水喷淋装置与污水进水管相连接，在所述蒸发器内的上部设有能收集蒸发器内部蒸汽的除雾器，其特征在于：所述除雾器与蒸汽压缩机相连接，所述的蒸汽压缩机与换热管组机构的蒸汽进汽端相连接，在所述蒸发器底部内设有冷凝器，所述换热管组机构的蒸汽出口端与冷凝器相连接，所述冷凝器的蒸馏水出水管与能量回收装置相连接，在所述蒸发器下端设有与蒸发器内腔相连通的集水热井，在所述集水热井下端设有浓液出水管，所述浓液出水管与能量回收装置相连接，所述污水进水管的进液端与能量回收装置相连接。
如上所述的一种高效节能环保的污水处理设备，其特征在于所述换热管组机构包括有能与蒸发器分离的蒸汽箱，在所述蒸汽箱内设有蒸汽腔，在所述蒸汽箱上端设有蒸汽进汽口，在所述蒸汽压缩机的蒸汽输出管与蒸汽腔相连通，在所述蒸汽箱内设有导汽板，在所述导汽板上均布有若干个导汽孔，在所述导气孔内设有蒸汽输送管，在所述蒸汽箱内设有安装板，所述安装板与导汽板之间设有间隙，在所述安装板上设有发热管，所述发热管外端封闭，所述发热管开口一端与间隙相连通，所述冷凝器的进口与间隙相连通，所述蒸汽输送管插入发热管内部，所述蒸汽输送管外壁与发热管内壁之间设有空隙。
如上所述的一种高效节能环保的污水处理设备，其特征在于在所述浓液出水管上设有循环泵，所述循环泵的出水管一支路与污水进水管相连接，所述循环泵的出水管另一支路与能量回收装置相连接。
如上所述的一种高效节能环保的污水处理设备，其特征在于所述能量回收装置包括有机座，在所述机座内设有换热空腔，在所述换热空腔内填充有换热液体，在所述换热空腔内设有两组换热螺旋管，其中一组换热螺旋管与蒸馏水出水管相连接，另一组换热螺旋管与浓液出水管相连接，在所述换热空腔内还设有污水进液换热管，所述污水进水管与污水进液换热管相连接。
如上所述的一种高效节能环保的污水处理设备，其特征在于在所述蒸发器外壁设有安装口，所述换热管组机构设置在安装口内，蒸汽箱与安装口动态密封，在所述蒸发器上设有能驱使蒸汽箱转动的驱动机构。
如上所述的一种高效节能环保的污水处理设备，其特征在于所述的蒸发器为多个，多个蒸发器依次排列，第一个蒸发器的除雾器与第二个蒸发器的换热管组机构相连接，依次类推，最后一个蒸发器的除雾器与蒸汽压缩机相连接，所述蒸汽压缩机的出蒸汽端与第一个蒸发器的换热管组机构相连接，第一个集水热井的浓液出水管与第二蒸发器的污水喷淋装置相连接，依次类推，最后一个集水热井上的浓液出水管与能量回收装置相连接。
如上所述的一种高效节能环保的污水处理设备，其特征在于在所述蒸发器上设有排汽管。
综上所述，本发明相对于现有技术其有益效果是：
一、本发明中蒸汽压缩机对蒸汽进行二次做功，使其压力和温度升高，升温后的蒸汽可重新作为蒸汽热源蒸汽被输入到换热管组机构内，不断循环，保持蒸发过程的连续。
二、本发明中排出系统中的蒸馏水和浓液经过能量回收装置将热量传递到污水进水管中的污水，能量得到充分回收。
三、本发明中国蒸汽箱和蒸汽输送管、发热管均能从蒸发器中抽出，清洗方便，组装简单。
附图说明
图1为本发明的示意图；
图2为本发明蒸发器的立体示意图；
图3为本发明蒸发器的剖面示意图；
图4为本发明换热管组机构的示意图；
图5为图4中A处的放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步描述：
如图1至5所示的一种高效节能环保的污水处理设备，包括有蒸发器1，在所述蒸发器1内设有换热管组机构2，所述换热管组机构2与蒸汽管相连接，在所述换热管组机构2上方设有能向换热管组机构2喷液的污水喷淋装置3，所述污水喷淋装置3与污水进水管4相连接，在所述蒸发器1内的上部设有能收集蒸发器1内部蒸汽的除雾器5，所述除雾器5与蒸汽压缩机6相连接，所述的蒸汽压缩机6与换热管组机构2的蒸汽进汽端相连接，在所述蒸发器1底部内设有冷凝器7，所述换热管组机构2的蒸汽出口端与冷凝器7相连接，所述冷凝器7的蒸馏水出水管8与能量回收装置9相连接，在所述蒸发器1下端设有与蒸发器1内腔相连通的集水热井10，在所述集水热井10下端设有浓液出水管11，所述浓液出水管11与能量回收装置9相连接，所述污水进水管4的进液端与能量回收装置9相连接。本发明中蒸汽管预先向换热管组机构2通过蒸汽，使换热管组机构2加热升温，待处理污水从污水进水管4进入污水喷淋装置3，污水被喷洒到加热的换热管组机构2表面上，形成水蒸汽，蒸发器内的水蒸气通过除雾器5进入蒸汽压缩机6，蒸汽压缩机6对蒸汽进行二次做功，使其压力和温度升高，升温后的蒸汽可重新作为蒸汽热源蒸汽被输入到换热管组机构2内，不断循环，保持蒸发过程的连续。另外排出系统中的蒸馏水和浓液经过能量回收装置9将热量传递到污水进水管4中的污水，能量得到充分回收。
本发明中所述换热管组机构2包括有能与蒸发器1分离的蒸汽箱21，在所述蒸汽箱21内设有蒸汽腔，在所述蒸汽箱21上端设有蒸汽进汽口22，所述蒸汽压缩机6的蒸汽输出管61与蒸汽腔相连通，在所述蒸汽箱21内设有导汽板23，在所述导汽板23上均布有若干个导汽孔，在所述导气孔内设有蒸汽输送管24，在所述蒸汽箱21内设有安装板25，所述安装板25与导汽板23之间设有间隙26，在所述安装板25上设有发热管27，所述发热管27外端封闭，所述发热管27开口一端与间隙26相连通，所述冷凝器7的进口与间隙26相连通，所述蒸汽输送管24插入发热管27内部，所述蒸汽输送管24外壁与发热管27内壁之间设有空隙。本发明中蒸汽输送管24插入到发热管27封闭端处，蒸汽从蒸汽箱21的蒸汽进汽口22进入，经过导汽板23进入到蒸汽输送管24，然后从靠近发热管27封闭端处的出口输出，蒸汽与从发热管27尾端相前端运动，能使蒸汽与发热管27之间有充足的时间和距离进行换热，换热效果好。另外蒸汽箱21和蒸汽输送管24、发热管27均能从蒸发器1中抽出，清洗方便，组装简单。
本发明中在所述浓液出水管11上设有循环泵12，所述循环泵12的出水管一支路与污水进水管4相连接，所述循环泵12的出水管另一支路与能量回收装置9相连接。本发明中集水热井10中的污水经过多次处理，最终得到污水浓液，污水处理率高。
本发明中所述能量回收装置9包括有机座，在所述机座内设有换热空腔，在所述换热空腔内填充有换热液体，在所述换热空腔内设有两组换热螺旋管，其中一组换热螺旋管与蒸馏水出水管8相连接，另一组换热螺旋管与浓液出水管11相连接，在所述换热空腔内还设有污水进液换热管，所述污水进水管4与污水进液换热管相连接。本发明中蒸馏水出水管8中的热量和浓液出水管11的热量经过对应的换热管传递到换热液体中，污水进水管4中的污水通过污水进液换热管从换热液体进行热交换，实现热量的回收利用，节能环保。
本发明中在所述蒸发器1外壁设有安装口，所述换热管组机构2设置在安装口内，蒸汽箱21与安装口动态密封，在所述蒸发器1上设有能驱使蒸汽箱21转动的驱动机构。本发明驱动机构包括有驱动电机，在所述驱动电机的电机轴上设置有驱动齿轮，在所述蒸汽箱21内侧设有连接轴套，所述连接轴套与设置在安装口上的轴承相连接，所述连接轴套内侧与安装口动态密封，在蒸汽箱21外周上设有传动齿轮，所述传动齿轮与驱动齿轮相互啮合。通过驱动机构带动蒸汽箱21转动，从而使发热管27与蒸汽输送管24同步转动，有效增加了污水与发热管27外壁各位置之间的接触，增加了换热效果。本发明中发热管27之间的间隙中设有长条形清洗毛刷，所述长条形清洗毛刷一端固定连接在蒸发器1内壁上，当换热管组机构2转动过程，长条形清洗毛刷与发热管27外壁发生摩擦，从而有效清除和防止发热管27表面的污垢。
本发明中所述的蒸发器1为多个，多个蒸发器1依次排列，第一个蒸发器1的除雾器5与第二个蒸发器1的换热管组机构2相连接，依次类推，最后一个蒸发器1的除雾器5与蒸汽压缩机6相连接，所述蒸汽压缩机6的出蒸汽端与第一个蒸发器的换热管组机构2相连接，第一个集水热井10的浓液出水管11与第二蒸发器1的污水喷淋装置3相连接，依次类推，最后一个集水热井10上的浓液出水管11与能量回收装置9相连接。
本发明中在所述蒸发器1上设有排汽管。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种高效节能环保的污水处理设备，包括有蒸发器(1)，在所述蒸发器(1)内设有换热管组机构(2)，所述换热管组机构(2)与蒸汽管相连接，在所述换热管组机构(2)上方设有能向换热管组机构(2)喷液的污水喷淋装置(3)，所述污水喷淋装置(3)与污水进水管(4)相连接，在所述蒸发器(1)内的上部设有能收集蒸发器(1)内部蒸汽的除雾器(5)，其特征在于：所述除雾器(5)与蒸汽压缩机(6)相连接，所述的蒸汽压缩机(6)与换热管组机构(2)的蒸汽进汽端相连接，在所述蒸发器(1)底部内设有冷凝器(7)，所述换热管组机构(2)的蒸汽出口端与冷凝器(7)相连接，所述冷凝器(7)的蒸馏水出水管(8)与能量回收装置(9)相连接，在所述蒸发器(1)下端设有与蒸发器(1)内腔相连通的集水热井(10)，在所述集水热井(10)下端设有浓液出水管(11)，所述浓液出水管(11)与能量回收装置(9)相连接，所述污水进水管(4)的进液端与能量回收装置(9)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种高效节能环保的污水处理设备，其特征在于所述换热管组机构(2)包括有能与蒸发器(1)分离的蒸汽箱(21)，在所述蒸汽箱(21)内设有蒸汽腔，在所述蒸汽箱(21)上端设有蒸汽进汽口(22)，所述蒸汽压缩机(6)的蒸汽输出管(61)与蒸汽腔相连通，在所述蒸汽箱(21)内设有导汽板(23)，在所述导汽板(23)上均布有若干个导汽孔，在所述导气孔内设有蒸汽输送管(24)，在所述蒸汽箱(21)内设有安装板(25)，所述安装板(25)与导汽板(23)之间设有间隙(26)，在所述安装板(25)上设有发热管(27)，所述发热管(27)外端封闭，所述发热管(27)开口一端与间隙(26)相连通，所述冷凝器(7)的进口与间隙(26)相连通，所述蒸汽输送管(24)插入发热管(27)内部，所述蒸汽输送管(24)外壁与发热管(27)内壁之间设有空隙。
3.根据权利要求1所述的一种高效节能环保的污水处理设备，其特征在于在所述浓液出水管(11)上设有循环泵(12)，所述循环泵(12)的出水管一支路与污水进水管(4)相连接，所述循环泵(12)的出水管另一支路与能量回收装置(9)相连接。
4.根据权利要求1所述的一种高效节能环保的污水处理设备，其特征在于所述能量回收装置(9)包括有机座，在所述机座内设有换热空腔，在所述换热空腔内填充有换热液体，在所述换热空腔内设有两组换热螺旋管，其中一组换热螺旋管与蒸馏水出水管(8)相连接，另一组换热螺旋管与浓液出水管(11)相连接，在所述换热空腔内还设有污水进液换热管，所述污水进水管(4)与污水进液换热管相连接。
5.根据权利要求2所述的一种高效节能环保的污水处理设备，其特征在于在所述蒸发器(1)外壁设有安装口，所述换热管组机构(2)设置在安装口内，蒸汽箱(21)与安装口动态密封，在所述蒸发器(1)上设有能驱使蒸汽箱(21)转动的驱动机构。
6.根据权利要求1所述的一种高效节能环保的污水处理设备，其特征在于所述的蒸发器(1)为多个，多个蒸发器(1)依次排列，第一个蒸发器(1)的除雾器(5)与第二个蒸发器(1)的换热管组机构(2)相连接，依次类推，最后一个蒸发器(1)的除雾器(5)与蒸汽压缩机(6)相连接，所述蒸汽压缩机(6)的出蒸汽端与第一个蒸发器的换热管组机构(2)相连接，第一个集水热井(10)的浓液出水管(11)与第二蒸发器(1)的污水喷淋装置(3)相连接，依次类推，最后一个集水热井(10)上的浓液出水管(11)与能量回收装置(9)相连接。
7.根据权利要求1所述的一种高效节能环保的污水处理设备，其特征在于在所述蒸发器(1)上设有排汽管。
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