CN108275739A - 一种用于处理含盐废水的mvr蒸馏系统 - Google Patents

一种用于处理含盐废水的mvr蒸馏系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于处理含盐废水的MVR蒸馏系统；所述MVR蒸馏系统包括废水蒸发器、中间介质蒸发器、中间介质压缩机、废水预热器以及中间介质预热器。本发明的特点是，引入中间介质的压缩、换热管路，利用中间介质的温度变化与废水发生热交换；运行过程中，废水预热器以及中间介质预热器有效利用废热，具有良好的节能效果；含盐废水与压缩机管路上隔离，避免含盐水蒸汽对压缩机产生锈蚀等危害，降低维护成本，延长设备使用寿命。

Description

一种用于处理含盐废水的MVR蒸馏系统
技术领域
本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种用于处理含盐废水的MVR蒸馏系统。
背景技术
随着环保标准日趋严格以及能源价格逐渐上涨，业界对污水蒸馏处理的性能要求不断提高，现有技术中的多效蒸馏系统已经难以满足工业界的需求；在可预见的未来只有高效的MRV蒸馏系统才能胜任含盐废水的蒸馏处理；MRV蒸馏系统中蒸发器生成的蒸汽经过加压后变成高压高温的蒸汽输送回蒸发器，作为蒸发器的热源，这样可以充分利用蒸汽中的潜热；现有技术中的MRV蒸馏系统的能耗比传统的多效蒸馏器低百分二十以上。
蒸汽压缩机是MVR蒸馏系统的核心部件，但是在处理含盐废水的过程中，废水中的盐分会随着蒸汽输送至蒸汽压缩机以及相关的管路当中；高温高压的情况下，盐分具有较高的腐蚀性，此外盐分过度沉积还会导致管路堵塞，影响蒸馏系统的可靠性。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种用于处理含盐废水的MVR蒸馏系统，该系统将含盐废水与压缩机进行隔离，有效避免了盐分的腐蚀。
本发明目的实现由以下技术方案完成：
一种用于处理含盐废水的MVR蒸馏系统；所述MVR蒸馏系统包括废水蒸发器、中间介质蒸发器、中间介质压缩机、废水预热器以及中间介质预热器；所述废水蒸发器的物料出口与所述中间介质蒸发器的热源入口连接；所述中间介质蒸发器的热源出口与所述中间介质预热器的热源入口连接；所述中间介质预热器的中间介质出口与所述中间介质蒸发器的物料入口连接；所述中间介质蒸发器利用所述废水蒸发器的水蒸汽对中间介质进行蒸发，生成与所述水蒸汽等温的气态中间介质；所述气态中间介质从所述中间介质蒸发器的物料出口排出；所述中间介质蒸发器的物料出口经过所述中间介质压缩机与所述废水蒸发器的热源入口连接；所述废水蒸发器的热源出口与所述废水预热器的热源入口进行连接；所述废水预热器的热源出口与所述中间介质预热器的物料入口进行连接；所述废水预热器的物料出口与所述废水蒸发器的物料入口进行连接。
所述废水蒸发器以及所述中间介质蒸发器均为升膜蒸发器。
所述中间介质压缩机为柱塞式气体压缩机。
所述中间介质为四氯甲烷。
所述中间介质预热器利用所述中间介质蒸发器排出的低温水蒸汽对中间介质进行预热，同时对所述低温水蒸汽进行冷凝；所述中间介质容器的热源出口与所述冷凝水收集器进行连接。
所述中间介质预热器利用所述中间介质蒸发器排出的低温水蒸汽对中间介质进行预热，同时对所述低温水蒸汽进行冷凝；所述中间介质预热器的热源出口与冷凝水收集器进行连接。
所述中间介质预热器的物料出口通过一个压缩机与中间介质蒸发器的物料入口连接。
所述中间介质压缩机与所述废水蒸发器的热源入口之间设置有管脉动阻尼器。
所述管脉动阻尼器包括蒸气导管以及缓冲管；所述蒸气导管串联在所述中间介质压缩机与所述废水蒸发器之间，用于输送所述中间介质压缩机压缩后的蒸气；所述缓冲管的第一端与所述蒸气导管的中部连接；所述缓冲管中设置有活塞；所述活塞与所述缓冲管的第二端之间设置有弹簧。
所述废水蒸发器包括汽水分离器；所述汽水分离器位于所述废水蒸发器的汽水出口处或者所述废水蒸发器外部；所述汽水分离器的汽体出口与所述中间介质蒸发器的热源入口连接，所述汽水分离器的液体出口与所述废水蒸发器的物料入口连接。
所述废水蒸发器包括蒸发器体和位于蒸发器体内部并与之匹配的蒸发管束；蒸发管束安装于上管板和下管板之间，蒸发器体内部的蒸发管束构成加热通道，加热通道的上、下两端分别设置有热源入口和热源出口；蒸发器体的底端设置有物料入口；蒸发器体的顶部设置有水蒸汽出口；蒸发器体的中上部设置有浓缩物物料出口。
本发明的优点是：用有机物作为中间介质，中间介质压缩机取代蒸汽压缩机，使含盐废水与压缩机隔离，避免了水蒸汽中的盐分进入高温高压环境所导致的锈蚀问题；废水预热器以及中间介质预热器可有效利用废热，具有良好的节能效果。
附图说明
图1为本发明的MVR蒸馏系统的结构框图；
图2为本发明中的废水蒸发器的结构示意图；
图3为本发明中的管脉动阻尼器的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
实施例：如图1所示，本发明具体涉及一种用于处理含盐废水的MVR蒸馏系统；该系统包括含盐废水蒸发回路以及中间介质循环回路；含盐废水蒸发回路包括废水蒸发器1以及废水预热器2；中间介质循环回路包括中间介质蒸发器3、中间介质压缩机4以及中间介质预热器5；本实施例废水蒸发器1对含盐废水进行蒸发，生成浓缩盐水以及水蒸汽；中间介质蒸发器3利用废水蒸发器1生成的水蒸汽对中间介质进行蒸发，生成与水蒸汽等温的气态中间介质；气态中间介质经过中间介质压缩机加压后变成高温高压的气态中间介质，废水蒸发器1将高温高压的气态中间介质作为加热介质对含盐废水进行蒸发。
具体的，废水蒸发器1的水蒸汽出口与中间介质蒸发器3的热源入口连接；中间介质蒸发器3的热源出口与中间介质预热器5的热源入口连接；中间介质预热器5的中间介质出口通过一个柱塞泵与中间介质蒸发器3的物料入口连接，柱塞泵用于将将预热后的中间介质输送至中间介质蒸发器3；本实施例中，废水蒸发器1以及中间介质蒸发器3均为升膜蒸发器。
本实施例中，中间介质预热器5为具有保温功能的热交换容器；运行过程中，中间介质预热器5利用中间介质蒸发器3排出的低温水蒸汽对液态的中间介质进行预热，同时对作为加热介质的低温水蒸汽进行冷凝；中间介质预热器5的热源出口与冷凝水收集器进行连接；低温水蒸汽流过中间介质预热器5可充分利用低温水蒸汽中含有的热量，在低温水蒸汽冷凝过程中会发生相变，释放大量能量；低温水蒸汽相变释放的能量可有效地对中间介质液体进行预热；利用低温水蒸汽进行预热，可充分利用水蒸汽中的废热，从而达到节约能源的效果。
本实施例中，中间介质蒸发器3的物料出口经过中间介质压缩机4与废水蒸发器1的热源入口连接；废水蒸发器1的热源出口与废水预热器2的热源入口进行连连接；废水预热器2的热源出口与中间介质预热器5的物料入口进行连接；废水预热器2的物料出口通过一个水泵与所述废水蒸发器1的物料入口进行连接。
在本实施例中，中间介质为四氯甲烷，中间介质压缩机4为柱塞式中间介质压缩机；四氯甲烷的蒸气具有较高的比热容，因此采用四氯甲烷作为中间介质可有效减小中间介质压缩机4需要传输的流量；作为中间介质压缩机4的柱塞泵在这种小流量的工况条件下具有更高的效率，结合柱塞泵可以实现更高压缩比的特性，中间介质压缩机4可更加高效低将气态中间介质压缩，在压缩过程中中间介质的温度和压力均获得提升，从而达到加热含盐废水所需要的温度条件。
如图2所示，废水蒸发器1包括蒸发器体6和位于蒸发器体6内部并与之匹配的蒸发管束7；蒸发管束7安装于上管板8和下管板9之间，蒸发器体6内部的蒸发管束7构成加热通道，加热通道的上、下两端分别设置有热源入口10和热源出口11；蒸发器体6的底端设置有物料入口12；蒸发器体6的顶部设置有水蒸汽出口13；蒸发器体6的中上部设置有浓缩物物料出口14。
在废水蒸发器1工作的过程中，加热介质从热源入口10流入蒸发管束7中，并从热源出口11流出蒸发器体6；在加热介质流过蒸发管束7的过程中，加热介质与蒸发器体6中的待加热废水进行热交换；产生的水蒸汽从蒸发器体顶部的水蒸汽出口13排出；待加热废水从物料入口12进入蒸发器体6；待加热废水持续蒸发后产生的浓缩物溶液从浓缩物物料出口14排出。
如图1和图3所示，柱塞式中间介质压缩机输出的气体存在脉动现象，这会导致系统工作不稳定，同时还会使得设备产生振动噪声；为了解决脉动现象，在中间介质压缩机4与废水蒸发器1的热源入口之间设置有管脉动阻尼器；如图3所示，管脉动阻尼器包括蒸气导管15以及缓冲管16；蒸气导管15串联在中间介质压缩机4与废水蒸发器1之间，用于输送中间介质压缩机4压缩后的蒸气；缓冲管16的第一端与蒸气导管15的中部连接；所述缓冲管16内设置有活塞17；活塞17与缓冲管16的第二端之间设置有弹簧；当蒸气导管15中出现气压脉冲时，蒸气推动活塞17向缓冲管16的第二端移动，此时弹簧18逐渐压缩并积蓄能量，在此过程中缓冲管可吸收气压脉冲的部分能量，有效地缓解了气压脉冲造成的振动及噪音；当气压脉冲消失后，弹簧18讲积蓄的能量释放，推动活塞17向缓冲管16的第一端移动，以等待下一次气压脉冲。
在运行过程中，中间介质压缩机4输出的高压气态中间介质流过废水蒸发器1后温度降低，变为低温气态中间介质；低温气态中间介质流过废水蒸发器1时，废水预热器2利用废水蒸发器1排出的低温气态中间介质对废水进行预热，同时对作为加热介质的低温气态中间介质进行冷凝；冷凝后的液态中间介质经由废水预热器2的热源出口排出，并通过一个柱塞泵输送至中间介质预热器5。低温气态中间介质流过废水预热器2的过程中，废水预热器2可充分利用低温气态中间介质中含有的热量，在低温气态中间介质冷凝过程中会发生相变，释放大量能量；低温气态中间介质相变释放的能量可有效地对废水进行预热；利用低温水蒸汽进行预热，可充分利用气态中间介质中的废热，从而达到节约能源的效果。
本实施例的有益技术效果为：运行过程中，含盐废水与中间介质压缩机等装置隔离，盐分不会进入中间介质的循环回路；采用有机物作为中间介质可避免水蒸汽中的盐分进入蒸汽压缩机所产生锈蚀；废水预热器以及中间介质预热器可有效利用废热，具有良好的节能效果。

Claims (10)

1.一种用于处理含盐废水的MVR蒸馏系统；其特征在于所述MVR蒸馏系统包括废水蒸发器、中间介质蒸发器、中间介质压缩机、废水预热器以及中间介质预热器；所述废水蒸发器的物料出口与所述中间介质蒸发器的热源入口连接；所述中间介质蒸发器的热源出口与所述中间介质预热器的热源入口连接；所述中间介质预热器的物料出口与所述中间介质蒸发器的物料入口连接；所述中间介质蒸发器利用所述废水蒸发器的水蒸汽对中间介质进行蒸发，生成与所述水蒸汽等温的气态中间介质；所述气态中间介质从所述中间介质蒸发器的物料出口排出；所述中间介质蒸发器的物料出口经过所述中间介质压缩机与所述废水蒸发器的热源入口连接；所述废水蒸发器的热源出口与所述废水预热器的热源入口进行连接；所述废水预热器的热源出口与所述中间介质预热器的物料入口进行连接；所述废水预热器的物料出口与所述废水蒸发器的物料入口进行连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于处理含盐废水的MVR蒸馏系统；其特征在于所述废水蒸发器以及所述中间介质蒸发器均为升膜蒸发器。
3.根据权利要求1所述的一种用于处理含盐废水的MVR蒸馏系统；其特征在于所述中间介质压缩机为柱塞式气体压缩机。
4.根据权利要求1所述的一种用于处理含盐废水的MVR蒸馏系统；其特征在于所述中间介质为四氯甲烷。
5.根据权利要求1所述的一种用于处理含盐废水的MVR蒸馏系统；其特征在于所述中间介质预热器利用所述中间介质蒸发器排出的低温水蒸汽对中间介质进行预热，同时对所述低温水蒸汽进行冷凝；所述中间介质预热器的热源出口与冷凝水收集器进行连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于处理含盐废水的MVR蒸馏系统；其特征在于中间介质预热器的物料出口通过一个压缩机与中间介质蒸发器的物料入口连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于处理含盐废水的MVR蒸馏系统；其特征在于所述中间介质压缩机与所述废水蒸发器的热源入口之间设置有管脉动阻尼器。
8.根据权利要求7所述的一种用于处理含盐废水的MVR蒸馏系统；其特征在于所述管脉动阻尼器包括蒸气导管以及缓冲管；所述蒸气导管串联在所述中间介质压缩机与所述废水蒸发器之间，用于输送所述中间介质压缩机压缩后的蒸气；所述缓冲管的第一端与所述蒸气导管的中部连接；所述缓冲管中设置有活塞；所述活塞与所述缓冲管的第二端之间设置有弹簧。
9.根据权利要求1所述的一种用于处理含盐废水的MVR蒸馏系统；其特征在于所述废水蒸发器包括汽水分离器；所述汽水分离器位于所述废水蒸发器的汽水出口处或者所述废水蒸发器外部；所述汽水分离器的汽体出口与所述中间介质蒸发器的热源入口连接，所述汽水分离器的液体出口与所述废水蒸发器的物料入口连接。
10.根据权利要求1所述的一种用于处理含盐废水的MVR蒸馏系统；其特征在于所述废水蒸发器包括蒸发器体和位于蒸发器体内部并与之匹配的蒸发管束；蒸发管束安装于上管板和下管板之间，蒸发器体内部的蒸发管束构成加热通道，加热通道的上、下两端分别设置有热源入口和热源出口；蒸发器体的底端设置有物料入口；蒸发器体的顶部设置有水蒸汽出口；蒸发器体的中上部设置有浓缩物物料出口。
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