CN107857323A - 结合mvr对垃圾渗沥浓缩液处理的装置和方法 - Google Patents
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Classifications
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- C02F2103/06—Contaminated groundwater or leachate
Abstract
本发明涉及一种结合MVR对垃圾渗沥浓缩液处理的装置和方法，原料液经板式换热器一进行预热；然后由强制循环泵打入板式换热器二进行高温加热，加热到一定温度的液体进入分离器，产生的汽体进入冷凝水箱一冷却；进入分离器中的高温液体进行闪蒸，产生的浓缩液由分离器底部的出料系统排出，产生的蒸汽通过压缩后进入板式换热器二；进入冷凝水箱一的汽体经冷凝后产生的水由冷凝水泵泵入预热系统进行再次利用，气体进入真空系统；气体经再次冷却，不凝气体由真空泵排出。本发明将MVR应用于RO浓缩液处理中，大大提高本项目总的回收率，而且MVR处理后的少量浓缩液进垃圾焚烧炉膛燃烧，彻底解决了垃圾渗沥液处理系统中膜系统浓缩液处理难题。
Description
结合MVR对垃圾渗沥浓缩液处理的装置和方法
技术领域
[0001] 本发明涉及垃圾处理领域，具体涉及一种结合MVR对垃圾渗沥浓缩液处理的装置 和方法。
背景技术
[0002] 目前，垃圾渗沥液处理一般采用生化处理+膜深度处理，然而膜处理应用在垃圾渗 沥液处理中，虽然能够一定程度上保重产水达标排放，但是膜系统回收率一般在75%左右， 剩下的25%左右的浓缩液，一直是行业处理的难题。膜系统浓缩液处理，目前主要采用回灌 填埋场，但是膜系统浓缩液盐分含量大，难处理有机物较多。这样的浓缩液回灌填埋场，长 期运行下去，必然导致膜系统进水盐分含量增大，膜系统运行过程中容易结垢，运行周期下 降，运行产水水质下降。
[0003] MVR是机械式蒸汽再压缩技术(mechanical vapor recompression)的简称，是利 用蒸发系统自身产生的二次蒸汽及其能量，将低品位的蒸汽经压缩机的机械做功提升为高 品位的蒸汽热源。如此循环向蒸发系统提供热能，从而减少对外界能源的需求的一项节能 技术。
[0004] 如果能够将MVR技术应用于垃圾渗沥液处理中，将会提高项目的总回收率，解决垃 圾渗沥液处理系统中膜系统浓缩液处理的难题。
发明内容
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种结合MVR对垃圾渗沥浓缩液处理的装 置和方法。
[0006] 本发明的技术方案是：一种结合MVR对垃圾渗沥浓缩液处理的装置，包括预热系 统、蒸发系统、出料系统、真空系统、压缩机系统;所述预热系统包括板式换热器一，原料进 料管、原料出料管、冷凝水排水管和冷凝水进水管；原料进料管上设有进料栗和电磁流量 计，原料出料管上设有强制循环栗，原料出料管的另一端连接蒸发系统;所述蒸发系统包括 板式换热器二、分离器和冷凝水箱一，板式换热器二的进料口与原料出料管连接，并通过加 热液出液管连接分离器，板式换热器二的进气口通过管路连接压缩机系统，排气口通过排 汽管连接冷凝水箱一;所述分离器的顶端通过排气管连接压缩机系统，底端连接出料系统； 所述冷凝水箱一的顶部通过出气管连接真空系统，底端通过冷凝水进水管连接板式换热器 一，冷凝水进水管上设有冷凝水栗;所述真空系统包括板式换热器三、冷凝水箱二和真空 栗，其中板式换热器三的进气口通过出气管与冷凝水箱一连接，出气口通过排气管连接冷 凝水箱二，并设有冷凝水排水管，冷凝水箱二的底端设置排水管，顶端设置排气管，排气管 上设有真空栗。
[0007] 所述出料系统包括连接于分离器底端的出料管路和安装于出料管路上的出料栗。
[0008] 所述分离器下部还设有物料循环管，该种连接至原料出料管上。
[0009] 所述压缩机系统包括空气压缩机。
[0010] 所述压缩机系统设有进气口和出气口，其进气口与分离器连接，出气口与板式换 热器二连接。
[0011] 本发明设置控制系统，所述控制系统包括西门子S7-300PLC系统，以及设置在板式 换热器一内设置差压液位计，原料进料管上设置的进料气动调节阀；设置在分离器排气管 上的蒸汽气动调节阀，以及电磁流量计和差压变送器;所述差压液位计、进料气动调节阀、 蒸汽气动调节阀、电磁流量计以及差压变送器均与差压变送器均与连接西门子S7-300PLC 系统联接。
[0012] 所述西门子S7-300PLC系统能够对接DCS系统。
[0013] 一种结合MVR对垃圾渗沥浓缩液处理的方法，步骤1)原料液由进料栗引入原料进 料管，经板式换热器一进行预热；步骤2)预热后的原料液由强制循环栗打入板式换热器二 进行高温加热，加热到一定温度的液体进入分离器，加热中产生的汽体进入冷凝水箱一进 行冷却;步骤3)进入分离器中的高温液体进行闪蒸，产生的浓缩液由分离器底部的出料系 统排出，产生的蒸汽进入压缩机系统，并通过压缩后进入板式换热器二，为换热器提供热 量;步骤4)进入冷凝水箱一的汽体经冷凝后产生的水由冷凝水栗栗入预热系统进行再次利 用，气体进入真空系统;步骤5)气体经板式换热器三再次冷却，冷凝水排出，冷却产生的液 体由冷凝水排水管排出，不凝气体由真空栗排出。
[0014] 本发明的有益效果是:本发明创造性的将MVR应用于RO浓缩液处理中，不仅大大提 高本项目总的回收率，而且MVR处理后的少量浓缩液进垃圾焚烧炉膛燃烧，彻底解决了垃圾 渗沥液处理系统中膜系统浓缩液处理难题。
附图说明
[0015] 附图1为本发明的结构示意图。
[0016] 图中，1.预热系统，1-1.板式换热器一，1-2.原料进料管，1-3.原料出料管，1-4.冷 凝水排水管，1-5.冷凝水进水管，1-6.进料栗，1-7.电磁流量计，2.蒸发系统，2-1.板式换热 器二，2-2.分离器，2-3.冷凝水箱一，2-4.加热液出液管，2-5.排汽管，2-6.出气管，2-7.排 气管，2-8.冷凝水栗，2-9.强制循环栗，2-10.物料循环管，3.压缩机系统，4.真空系统，4-1. 板式换热器三，4-2 .冷凝水箱二，4-3.真空栗，4-4.排气管，4-5 .冷凝水排水管，4-6.排水 管，4-7.排气管，5.出料系统，5-1.出料管路，5-2.出料栗。
具体实施方式
[0017] 如附图1所示，一种结合MVR对垃圾渗沥浓缩液处理的装置，包括预热系统、蒸发系 统、出料系统、真空系统、压缩机系统;所述预热系统1包括板式换热器一 1-1，原料进料管1-2、原料出料管1 -3、冷凝水排水管1-4和冷凝水进水管1 -5;原料进料管1-2上设有进料栗1 -6 和电磁流量计1-7,原料出料管1-3上设有强制循环栗，原料出料管1-3的另一端连接蒸发系 统2;所述蒸发系统2包括板式换热器二2-1、分离器2-2和冷凝水箱一 2-3,板式换热器二2-1 的进料口与原料出料管1-3连接，并通过加热液出液管2-4连接分离器2-2,板式换热器二2-1的进气口通过管路连接压缩机系统3，排气口通过排汽管2-5连接冷凝水箱一2-6;所述分 离器2-2的顶端通过排气管2-7连接压缩机系统3,底端连接出料系统5;所述冷凝水箱一 2-3 的顶部通过出气管2-6连接真空系统4,底端通过冷凝水进水管1-5连接板式换热器一 1-1， 冷凝水进水管1-5上设有冷凝水栗2-8;所述真空系统4包括板式换热器三4-1、冷凝水箱二 4-2和真空栗4-3,其中板式换热器三4-1的进气口通过出气管2-6与冷凝水箱一 2-3连接，出 气口通过排气管4-4连接冷凝水箱二4-2，并设有冷凝水排水管4-5，冷凝水箱二4-2的底端 设置排水管4-6，顶端设置排气管4-7，排气管上4-7设有真空栗4-3。
[0018] 所述出料系统5包括连接于分离器2-2底端的出料管路5-1和安装于出料管路5-1 上的出料栗5-2。
[0019] 所述分离器2-2下部还设有物料循环管2-10,该种连接至原料出料管1-3上。
[0020] 所述压缩机系统3包括空气压缩机。
[0021] 所述压缩机系统3设有进气口和出气口，其进气口与分离器2-2连接，出气口与板 式换热器二2-1连接。
[0022] 本发明设置控制系统，所述控制系统包括西门子S7-300PLC系统，以及设置在板式 换热器一 1-1内设置差压液位计，原料进料管1-2上设置的进料气动调节阀；设置在分离器 2-2排气管2-7上的蒸汽气动调节阀，以及电磁流量计1-7和差压变送器;所述差压液位计、 进料气动调节阀、蒸汽气动调节阀、电磁流量计1-7以及差压变送器均与差压变送器均与连 接西门子S7-300PLC系统联接。
[0023] 所述西门子S7-300PLC系统能够对接DCS系统。
[0024] —种结合MVR对垃圾渗沥浓缩液处理的方法，步骤1)原料液由进料栗1-6引入原料 进料管1-2,经板式换热器一 1-1进行预热;步骤2)预热后的原料液由强制循环栗2-9打入板 式换热器二2-1进行高温加热，加热到一定温度的液体进入分离器2-2,加热中产生的汽体 进入冷凝水箱一2-3进行冷却；步骤3)进入分离器2-2中的高温液体进行闪蒸，产生的浓缩 液由分离器2-2底部的出料系统5排出，产生的蒸汽进入压缩机系统3,并通过压缩后进入板 式换热器二2-1，为换热器提供热量;步骤4)进入冷凝水箱一2-3的汽体经冷凝后产生的水 由冷凝水栗2-8栗入预热系统1进行再次利用，气体进入真空系统4;步骤5)气体经板式换热 器三4-1再次冷却，冷凝水排出，冷却产生的液体由冷凝水排水管4-5排出，不凝气体由真空 栗4-3排出。
[0025] 进一步的，步骤3)中，产生的浓度不符合要求的浓缩液进入原料出料管1-3,进入 下次循环。
[0026] 实施例1
[0027] —)物料特性分析
[0028] 本方案专为国丰新能源江苏邮箱公司垃圾渗沥液处理项目浓水设计，物料性质垃 圾渗滤液经RO后的浓水，主要成份为一价盐分。COD及结垢离子含量均较低。
[0029] 二)本垃圾渗沥液处理项目RO浓缩液基本数据
[0030]
[0031] 三)蒸发方式的选择
[0032] 针对本套系统处理的含盐废水物料的特性，采用MVR蒸发系统，采强制循环的蒸发 浓缩方式，既满足生产需求又达到节能降耗目的。
[0033] 四)MVR蒸发系统原理介绍
[0034] 机械式蒸汽再压缩(MVR)蒸发系统，其原理是利用高能效蒸汽压缩机压缩蒸发产 生的二次蒸汽，把电能转换成热能，提高二次蒸汽的焓，被提高热能的二次蒸汽打入蒸发系 统1的板式换热器一 1-1进行加热，以达到循环利用二次蒸汽已有的热能，通过蒸发器自循 环来实现蒸发结晶的目的。通过PLC、工业计算机(FA)、组态等形式来控制系统温度、压力、 电机转速，保持系统蒸发平衡。从理论上来看，使用MVR蒸发器比传统蒸发器节省80%以上 的能源，节省90%以上的冷凝水，减少50%以上的占地面积。
[0035] MVR蒸发系统特点:传热效率高，抗盐析、不易结垢，具有自清洁功能;能耗低、运行 费用低；占地面积小，节省安装空间;板式强制循环蒸发器的工作原理。
[0036] 五)材质选择
[0037] 本系统处理的物料为蒸发器进水，主要盐分为氯化钠、硫酸钠等，其余为水。结合 多年项目经验，与物料接触的部分采用钛材;管道和蒸馏水罐等采用316L材质，平台、鲜蒸 汽过热蒸汽等采用Q235材质。
[0038] 六)设计参数
[0039] 七)工艺流程介绍
[0040] 物料的基本走向为原料预热—强制循环蒸发—出料。
[0041] 预热系统1
[0042] 原液由进料栗1-6经电磁流量计1-7,进入预热系统1然后与蒸发冷凝水换热后进 入蒸发系统1。
[0043] 蒸发系统2
[0044] 物料经预热系统1预热后进入强制循环蒸发系统2,由强制循环栗2-9送入板式换 热器一2-1内，液体经强制循环升温升压，而后进入分离器2-2内进行闪蒸蒸发，溶液的浓度 不断提高，直至达到浓度出料。
[0045] 出料系统5
[0046] 溶液在分离器2-2内闪蒸，达到浓度的料液经出料栗5-2送到母液池，管道不超过 20米，未达到浓度的料液返回系统继续蒸发。
[0047] 真空系统4
[0048] 蒸发系统2中的不凝气进入真空系统4由真空栗4-3送出系统。
[0049] 压缩机系统3
[0050] 分离器2-2内分离出的二次蒸汽进入压缩风机，压缩升温升压后返回板式换热器 一 1-1，给蒸发系统1提供热源，二次蒸汽循环利用，没有能源的浪费，达到节能降耗的目的。
[0051] CIP清洗系统
[0052] 可以自动或手动清洗换热器、结晶分离器等各个设备的易结垢部位。设备经过长 期(根据物料是否含有、或者含有结垢物质的多少来定）的运行，不可避免的会有结垢现象 出现，当出现结垢现象而导致设备蒸发能力下降时，可以使用本系统自动清洗系统，可根据 实际要求，可为弱酸弱碱、或者直接为清水。
[0053] 八)控制系统
[0054] 在板式换热器一 1-1内设置差压液位计，在原料进料管上增设进料气动调节阀一 台，增加差压变送器;在分离器2-2的排气管2-7上增加蒸汽气动调节阀结合原有的电磁流 量计1-7。
[0055] 8.1)进料自动控制的实现:进料流量可以在电磁流量计1-7上设定一个固定值，也 可以根据蒸发系统1的板式换热器一 1-1的液位通过调节进料气动调节阀来实现，参与的自 控原件为进料气动调节阀、差压液位计和电磁流量计1-7;
[0056] 8.2)液位自动控制的实现:通过设定的液位来实现进料气动调节阀的开启度实现 的，参与的自控原件为进料气动调节阀、差压变送器等；
[0057] 8.3)蒸汽的自动控制是由压力信号反馈蒸汽气动调节阀来实现的，参与的自控原 件为压力变送器、蒸汽气动调节阀等；
[0058] 8.4)其他控制部分:为各板式换热器及分离器2-2配备就地、远传的压力和温度传 感装置；
[0059] 8.5)系统配备西门子S7-300PLC系统，可对接DCS系统。
[0060] 九)运行分析
[0061] 蒸发量:2500kg/h
[0062] 运行时间：8000小时/年
[0063]
[0064] 结论:将MVR创造性的应用在垃圾渗沥液反渗透浓缩液处理系统中，彻底解决了垃 圾渗沥液处理系统浓缩液处理一大难题，实为一大胆尝试和突破。
Claims (8)
1. 一种结合MVR对垃圾渗沥浓缩液处理的装置，其特征在于，包括预热系统、蒸发系统、 出料系统、真空系统、压缩机系统;所述预热系统包括板式换热器一，原料进料管、原料出料 管、冷凝水排水管和冷凝水进水管;原料进料管上设有进料栗和电磁流量计，原料出料管上 设有强制循环栗，原料出料管的另一端连接蒸发系统;所述蒸发系统包括板式换热器二、分 离器和冷凝水箱一，板式换热器二的进料口与原料出料管连接，并通过加热液出液管连接 分离器，板式换热器二的进气口通过管路连接压缩机系统，排气口通过排汽管连接冷凝水 箱一;所述分离器的顶端通过排气管连接压缩机系统，底端连接出料系统;所述冷凝水箱一 的顶部通过出气管连接真空系统，底端通过冷凝水进水管连接板式换热器一，冷凝水进水 管上设有冷凝水栗;所述真空系统包括板式换热器三、冷凝水箱二和真空栗，其中板式换热 器三的进气口通过出气管与冷凝水箱一连接，出气口通过排气管连接冷凝水箱二，并设有 冷凝水排水管，冷凝水箱二的底端设置排水管，顶端设置排气管，排气管上设有真空栗。
2. 根据权利要求1所述的一种结合MVR对垃圾渗沥浓缩液处理的装置，其特征在于，所 述出料系统包括连接于分离器底端的出料管路和安装于出料管路上的出料栗。
3. 根据权利要求1所述的一种结合MVR对垃圾渗沥浓缩液处理的装置，其特征在于，所 述分离器下部还设有物料循环管，该种连接至原料出料管上。
4. 根据权利要求1所述的一种结合MVR对垃圾渗沥浓缩液处理的装置，其特征在于，所 述压缩机系统包括空气压缩机。
5. 根据权利要求4所述的一种结合MVR对垃圾渗沥浓缩液处理的装置，其特征在于，所 述压缩机系统设有进气口和出气口，其进气口与分离器连接，出气口与板式换热器二连接。
6. 根据权利要求1所述的一种结合MVR对垃圾渗沥浓缩液处理的装置，其特征在于，还 包括控制系统，所述控制系统包括西门子S7-300PLC系统，以及设置在板式换热器一内设置 差压液位计，原料进料管上设置的进料气动调节阀；设置在分离器排气管上的蒸汽气动调 节阀，以及电磁流量计和差压变送器;所述差压液位计、进料气动调节阀、蒸汽气动调节阀、 电磁流量计以及差压变送器均与差压变送器均与连接西门子S7-300PLC系统联接。
7. 根据权利要求6所述的一种结合MVR对垃圾渗沥浓缩液处理的装置，其特征在于，所 述西门子S7-300PLC系统能够对接DCS系统。
8. —种结合MVR对垃圾渗沥浓缩液处理的方法，步骤1)原料液由进料栗引入原料进料 管，经板式换热器一进行预热；步骤2)预热后的原料液由强制循环栗打入板式换热器二进 行高温加热，加热到一定温度的液体进入分离器，加热中产生的汽体进入冷凝水箱一进行 冷却；步骤3)进入分离器中的高温液体进行闪蒸，产生的浓缩液由分离器底部的出料系统 排出，产生的蒸汽进入压缩机系统，并通过压缩后进入板式换热器二，为换热器提供热量； 步骤4)进入冷凝水箱一的汽体经冷凝后产生的水由冷凝水栗栗入预热系统进行再次利用， 气体进入真空系统;步骤5)气体经板式换热器三再次冷却，冷凝水排出，冷却产生的液体由 冷凝水排水管排出，不凝气体由真空栗排出。
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