CN108609786B - 低质余热驱动高盐废水盐水分离全回收的蒸发冷凝循环设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高盐废水处理技术领域，解决了现有技术对高盐废水无法有效处理、能耗高、分离效果差、成本高等问题。本发明的高盐废水盐水分离全回收的蒸发冷凝循环设备中，蒸发单元和冷凝单元组成循环气体回路，根据循环气体在不同温度含湿量不同的原理，经余热加热后的高盐废水在蒸发单元内对循环气体加湿，在冷凝单元内对循环气体携带的水蒸气强制冷凝回收，采用蒸发冷凝交替循环进行，实现盐水分离。本发明的盐水分离效果好，低质余热利用充分，能耗低，降低了处理成本；回收水质高，可达蒸馏标准，回收的结晶盐可资源化利用，实现了零排放；避免了结垢和高温腐蚀。
Description
技术领域
本发明涉及低质余热驱动高盐废水盐水分离全回收的蒸发冷凝循环设备和方法，属于高盐废水处理技术领域。
背景技术
在各行各业的工业生产中和人民生活中，有很多方面需要水盐分离，例如大量的工业废水废液和生活污水，以及具有微量放射性的核工业废水中含盐废水处理。但常规的热法处理多效蒸馏、多级闪蒸、压汽蒸馏中存在热源和废水存在间壁式换热，设备容易产生结垢和腐蚀，增大换热热阻，尤其是处理高盐废水时，增加能耗。在膜法处理中，离子交换法要求进水水质高，例如要求高盐废水的含盐量小于300mg/L和含油量小于2mg/L；电渗析除盐效果只能达到50％～90％，不能完全出除去；反渗透技术只能回收高盐废水中75％的水资源，此外25％的浓缩盐水无法处理，而且反渗透膜易污染，处理能力和渗透膜的寿命大大降低。生物法处理中，嗜盐菌的培养难度较大，周期长、参数不易控制，而且生物法处理高盐废水含盐量不能处理10％，存在处理极限。虽然生物处理和物理化学处理相结合的方法，对高盐废水中的污染物进行降解分化处理，处理后的水达标排放，但是这种处理方式成本昂贵，处理效果不理想，对其中具有回收利用价值的污染物，只是进行降解处理没有回收利用造成了资源的极大浪费。
我国可利用余热资源丰富，广泛存在于各行各业工业生产中，其中高品位余热(≥300℃)资源的利用技术已经逐步成熟，但是对低品位余热(60℃～300℃)资源回收利用比较少。低温蒸发是在常压范围相对于高温蒸发、沸腾蒸发的一种方法，采用该方法对高盐废水处理，不仅可以避免高盐废水中水以外的污染物蒸发产生夹带或者发生化学反应，还可以避免对高品位热源要求，实现低品位余热资源的回收利用。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种低质余热驱动高盐废水盐水分离全回收的蒸发冷凝循环设备，其特征在于包括：
蒸发器，
发生器，
吸收器，
节流阀，
冷凝器，
工质泵，
进水端余热加热器，
喷淋装置，
布液器，
填料层，
收水器，
浓缩池，
其中：
输入的余热在发生器中加热工质对，蒸发出制冷剂蒸汽，制冷剂蒸汽进入冷凝器中被高盐废水冷却凝结成液体，再进入节流阀中降压后进入蒸发器蒸发吸热产生制冷效应，蒸发出的制冷剂蒸汽进入吸收器中被吸收，最后由工质泵加压送入发生器中，完成吸收式制冷循环，
输入的高盐废水依次经冷凝器和进水端余热加热器被引到喷淋装置，其中冷凝器对高盐废水进行预热，换热器用发生器工作后的低质余热对高盐废水加热，实现对余热的梯级利用，
被加热后的高盐废水经喷淋装置和布液器自上而下进入填料层，在重力和表面张力的作用下在填料层的两侧形成薄液膜，与来自自下而上的冷循环气体充分接触，从而在传热驱动势的作用下使高盐废水向循环气体进行显热换热，使循环气体的温度上升，并使循环气体的饱和蒸汽压上升，从而使循环气体中的含湿量上升，高盐废水中的水分向循环气体转移，实现盐水分离，未蒸发的高盐废水进入浓缩池，
吸收器由未蒸发的浓缩高盐废水进行冷却，
来自填料层的含有水蒸气的湿饱和的循环气体自下而上经过蒸发器，蒸发器对循环气体进行降温，使循环气体的温度下降，从而使循环气体中的水蒸气凝结成小水滴，在重力作用下自上而下落入蒸发器下方的收水器，从蒸发器出来的循环气体经风机再次进入填料层。
根据本发明的一个进一步的方面，提供了一种低质余热驱动高盐废水盐水分离全回收的蒸发冷凝循环方法，其特征在于包括：
使输入的余热在发生器中加热工质对，蒸发出制冷剂蒸汽，
使制冷剂蒸汽进入冷凝器中被高盐废水冷却凝结成液体，再进入节流阀中降压后进入蒸发器蒸发吸热产生制冷效应，
使蒸发出的制冷剂蒸汽进入吸收器中被吸收，再由工质泵加压送入发生器中，完成吸收式制冷循环，
使输入的高盐废水依次经冷凝器和换热器被引到喷淋装置，其中用冷凝器对高盐废水进行预热，通过换热器用发生器工作后的低质余热对高盐废水加热，实现对余热的梯级利用，
使被加热后的高盐废水经喷淋装置和布液器自上而下进入填料层，在重力和表面张力的作用下在填料层的两侧形成薄液膜，与来自自下而上的冷循环气体充分接触，从而在传热驱动势的作用下使高盐废水向循环气体进行显热换热，使循环气体的温度上升，并使循环气体的饱和蒸汽压上升，从而使循环气体中的含湿量上升，高盐废水中的水分向循环气体转移，实现盐水分离，未蒸发的高盐废水进入浓缩池，
用未蒸发的浓缩高盐废水对吸收器进行冷却，
使来自填料层的含有水蒸气的湿饱和的循环气体自下而上经过蒸发器，蒸发器对循环气体进行降温，使循环气体的温度下降，从而使循环气体的水蒸气凝结成小水滴，在重力作用下自上而下落入蒸发器下方的收水器，
使从蒸发器出来的循环气体再次进入填料层。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例低质余热驱动高盐废水盐水分离全回收的蒸发冷凝循环设备的结构示意图。
图2是图1中吸收式制冷循环系统操作的示意图。
具体实施方式
为了对实现对高盐废水深度处理达到零排放，本发明提供一种用于分离高盐废水中水和结晶物的低质余热驱动高盐废水盐水分离全回收的蒸发冷凝循环设备和方法。
根据本发明的一个实施例的低质余热驱动高盐废水盐水分离全回收的蒸发冷凝循环设备包括：低质余热加热单元、蒸发单元、冷凝单元、吸收式制冷循环系统、PLC(可编程逻辑控制器)控制系统、结晶物分离单元，循环气体在不同温度含湿量的不同原理，在蒸发单元内余热加热后的高盐废水对循环气体加湿，在冷凝单元内对循环气体携带的水蒸气冷凝回收，采用蒸发冷凝交替循环进行，实现高盐废水零排放。
所述的低质余热加热单元包括进水端余热加热器2，驱动吸收式制冷循环系统中的发生器102工作后的低质余热在进水端余热加热器2中对过滤后的高盐废水加热，以提高高盐废水的温度至35～95℃，实现对余热的梯级利用，实现对余热资源最大程度回收。
在所述的蒸发单元中，加热后的高盐废水，经喷淋设备和布液器自上而下进入填料层，在重力和表面张力的作用下，在填料的两侧形成薄液膜，与来自自下而上的冷循环气体充分接触，高盐废水和循环气体进行传热传质，两者的温度差t高盐废水-t循环气体是传热过程的驱动势，在传热驱动势的作用下高盐废水向循环气体进行显热换热；高盐废水表面的蒸汽压Ps与循环气体中的水蒸气分压力Pv之差Ps-Pv是传质过程的驱动势，在驱动势的作用下，循环气体温度上升，饱和蒸汽压上升，循环气体中的含湿量上升，高盐废水中的水分向循环气体转移，实现水盐分离。
从蒸发单元流出的湿饱和循环气体含有大量水蒸气自下而上进入冷凝单元，在冷凝单元中，吸收制冷系统对其进行降温，循环气体温度从30～90℃迅速下降到20℃左右，饱和蒸汽压降低，循环气体的含湿量降低，高温高湿的循环气体的水蒸气凝结成小水滴，由于重力作用自上而下落入冷凝单元底部的收水器12。冷凝单元出来的循环气体经风机13再次进入蒸发单元吸收水蒸气。
所述的吸收式制冷循环系统：吸收式制冷循环系统依靠余热进行驱动；吸收式制冷循环系统中的吸收器101冷却用未蒸发的浓缩高盐废水，吸收器101本身作为高盐废水的第一预热器；吸收式制冷循环系统中冷凝器103依靠高盐废水进行冷却，而冷凝器103作为高盐废水的第二预热器；吸收式制冷循环系统中的蒸发器105对冷凝单元进行降温。
所述的PLC控制系统：PLC控制系统通过质量流量检测、风量检测装置、温度检测装置、湿度检测装置对系统进行实时监控，以调节高盐废水的质量流量、喷淋量和循环风量来匹配低质余热的热量，使系统高效稳定、低成本运行。
所述的结晶物分单元：根据结晶物自身性质不同，将不同结晶物分别分离出来，资源化利用。
蒸发单元内，循环气体与加热后的高盐废水进行传热传质，使循环气体含湿量增加。
本发明的用于分离高盐废水中水和结晶物的蒸发液化系统包括：低质余热加热单元、蒸发单元、冷凝单元、吸收式制冷循环系统、PLC控制系统、结晶物分单元。下面对其进行说明。
低质余热加热单元，包括进水端余热加热器2、发生器102；
蒸发单元，包括喷淋装置3、除水器4、布液器5、填料6、布风板7、进风风帽14；
冷凝单元，包括收水器12、吸收器105、除雾器11；
吸收式制冷循环系统，，包括吸收器101、发生器102、冷凝器103、节流阀104、蒸发器105、工质泵106；
PLC控制系统，包括通过质量流量检测装置、风量检测装置、温度检测装置、湿度检测装置，
结晶物分离单元，包括浓缩池8、结晶物分离设备9；
第一部分，低质余热加热部分：驱动吸收式制冷循环系统中的发生器102工作后的低质余热，然后在换热器2中对过滤后的高盐废水加热，以提高高盐废水温度至35～95℃，实现对余热梯级利用，对余热资源最大程度回收。
第二部分，蒸发单元：加热后的高盐废水，经喷淋设备和布液器自上而下进入填料层，在重力和表面张力的作用下，在填料的两侧形成薄液膜，与来自自下而上的冷循环气体充分接触，高盐废水和循环气体进行传热传质，两者的温度差t高盐废水-t循环气体是传热过程的驱动势，在传热驱动势的作用下高盐废水向循环气体进行显热换热；高盐废水表面的蒸汽压Ps与循环气体中的水蒸气分压力Pv之差Ps-Pv是传质过程的驱动势，在驱动势的作用下，循环气体温度上升，饱和蒸汽压上升，循环气体中的含湿量上升，高盐废水中的水分向循环气体转移，实现水盐分离。
第三部分，冷凝单元：从蒸发单元流出的湿饱和循环气体含有大量水蒸气自下而上进入冷凝单元，在冷凝单元中，吸收式制冷的蒸发器105对其进行降温，使循环气体温度从30～90℃迅速下降到20℃左右，饱和蒸汽压降低，循环气体的含湿量降低，高温高湿的循环气体的水蒸气凝结成小水滴，由于重力作用自上而下落入冷凝单元底部的收水器12。冷凝单元出来的循环气体经风机13再次进入蒸发单元吸收水蒸气。
第四部分，吸收式制冷循环系统：吸收式制冷循环系统依靠余热进行驱动；吸收式制冷循环系统中的吸收器101冷却用未蒸发的浓缩高盐废水，吸收器本身作为高盐废水的第一预热器；吸收式制冷循环系统中冷凝器103依靠高盐废水进行冷却，而冷凝器103作为高盐废水的第二预热器；吸收式制冷循环系统中的蒸发器105对冷凝单元进行降温。
第五部分，PLC控制系统：PLC控制系统通过质量流量检测、风量检测装置、温度检测装置、湿度检测装置对系统进行实时监控，以调节高盐废水的质量流量、喷淋量和循环风量来匹配低质余热的热量，使系统高效稳定、低成本运行。
第六部分，结晶物分单元：根据结晶物自身性质不同，将不同类结晶物分别分离出来，资源化利用。
该用于分离高盐废水中水和结晶物的蒸发液化系统的优点与有益效果包括：
(1)由于蒸发采用低温常压蒸发和吸收制冷采用低质余热驱动，对温度和压力要求不高，极大节约成本；
(2)可以从高盐废水回收达到蒸馏标准的洁净水，实现对水资源最大程度回收；
(3)采用蒸发温度较低，避免了高温蒸发的沸腾结垢现象和高温腐蚀工艺设备；
(4)由于采用低温蒸发，避免了生物降解和物理化学反应，从而可以回收利用高盐废水中结晶物资源化利用，真正实现零排放；
(5)低质余热资源即可用高盐废水加热的热源又可作为吸收制冷热源。
以下结合附图对本发明的实施例进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
图1显示了根据本发明的用于分离高盐废水中水和结晶物的蒸发液化系统的一个实施例，其包括：过滤设备1、进水端余热加热器2、喷淋装置3、除水器4、布液器5、填料6、布风板7、浓缩池8、结晶物分离设备9、循环泵10、除雾器11、收水器12、风机13、进风风帽14、吸收器101、发生器102、冷凝器103、节流阀104、蒸发器105、工质泵106。
图2显示了图1中吸收式制冷循环系统操作示意图，其包括：吸收器101、发生器102、冷凝器103、节流阀104、蒸发器105、工质泵106。
根据本发明的用于分离高盐废水中水和结晶物的低质余热驱动高盐废水盐水分离全回收的蒸发冷凝循环设备包括：低质余热加热单元、蒸发单元、冷凝单元、吸收式制冷循环系统、PLC控制系统、结晶物分离单元；利用循环气体在不同温度下含湿量的不同，在蒸发单元内余热加热后的高盐废水对循环气体加湿，在冷凝单元内对循环气体携带的水蒸气冷凝回收，采用蒸发冷凝交替循环进行，实现盐水分离。
在所述的低质余热加热单元中，利用吸收式制冷循环系统中的发生器102工作后的低质余热，在换热器2中对过滤后的高盐废水加热，以提高高盐废水温度(至例如35～95℃)，实现对余热的梯级利用，对余热资源最大程度回收。
在所述的蒸发单元中，加热后的高盐废水经喷淋装置3和布液器5后，自上而下进入填料层，与自下而上的循环气体充分接触，使高盐废水最大程度蒸发，对循环气体最大限度加湿，促使水盐分离；在喷淋设备上方有除水器4，除去循环空中携带的未蒸发高盐废水小液滴，防止高盐废水进入冷凝单元，污染冷凝单元中纯净水的回收；在填料层6的下方，设有布风板7和进风风帽14，使循环气体在蒸发单元有良好的分布。
在所述的冷凝单元中，从蒸发单元流出的湿饱和循环气体(其中含有大量水蒸气)自下而上进入冷凝单元，在冷凝单元中，吸收制冷系统对湿饱和循环气体进行降温，循环气体温度从30～90℃迅速下降到20℃左右，饱和蒸汽压降低，循环气体的含湿量降低，高温高湿的循环气体的水蒸气凝结成小水滴，由于重力作用自上而下落入冷凝单元底部的收水器12。冷凝单元出来的循环气体经风机13再次进入蒸发单元吸收水蒸气。
所述的吸收式制冷循环系统依靠余热进行驱动；吸收式制冷循环系统中的吸收器101冷却未蒸发的浓缩高盐废水，吸收器101本身作为高盐废水的第一预热器；吸收式制冷循环系统中的冷凝器103依靠高盐废水进行冷却，而冷凝器103作为高盐废水的第二预热器；吸收式制冷循环系统中的蒸发器105对冷凝单元进行降温。
所述的PLC控制系统通过质量流量检测、风量检测装置、温度检测装置、湿度检测装置对系统进行实时监控，以调节高盐废水的质量流量、喷淋密度和循环风量来匹配低质余热的热量，使系统高效稳定、低成本运行。
所述的用于分离高盐废水中水和结晶物的蒸发液化系统根据结晶物自身性质不同，将不同类结晶物分别分离出来，进行资源化利用。
蒸发单元内，循环气体与加热后的高盐废水进行传热传质，使循环气体含湿量增加。
图2中的吸收式制冷工作原理，余热资源在发生器102中加热工质对，加热蒸发出制冷剂蒸汽，制冷剂蒸汽进入冷凝器103中被冷却凝结成液体，进入节流阀104中降压后，进入蒸发器105蒸发吸热产生制冷效应，蒸发出的制冷剂蒸汽进入吸收器101中被吸收，最后由工质泵106加压送入发生器102中，完成吸收式制冷循环。其中，冷凝器103的冷却被高盐废水冷却，然后高盐废水对吸收器101进行降温。
进一步地，在根据本发明的一个实施例的用于分离高盐废水中水和结晶物的低质余热驱动高盐废水盐水分离全回收的蒸发冷凝循环设备中，经过滤设备1去除高盐废水中不溶物后的高盐废水流向冷凝器103中进行预热，再进入低质余热加热器2加热至30～95℃，然后进入喷淋设备3和布液器5，再进入填料6中与经风机13中的低温循环气体进行传热传质，未蒸发的高盐废水进入浓缩池8中，经循环泵10进入吸收器101进行预热，再次进入103冷凝器，然后重新蒸发，浓缩池8中的浓缩液达到一定浓缩倍率后进入结晶物分离设备9，对高盐废水中的结晶物资源化回收利用。经填料6进行传热传质后的高温饱和循环气体含湿量达到最大，经除水器4出去高盐废水的小液滴，然后高温循环气体进入冷凝单元中，由低质余热驱动的吸收制冷提供冷源，通过吸收制冷装置中的蒸发器105将冷凝单元的温度控制在10℃左右，饱和高温循环气体遇到冷源后饱和蒸汽压降低，循环气体的含湿量下降，热循环气体中水蒸气凝结液化成小液滴进入收水器12中，回收的纯净水可用于日常生活和工业生产中。从冷凝单元中的出来的循环气体经过除雾器11出去其中的小液滴水，低温循环气体经过风机13进入进风风帽14，然后进过布风板进入蒸发单元，形成循环气体循环回路。低质余热驱动吸收制冷装置后进入加热器2加热高盐废水，实现余热资源的梯级利用。使高盐废水经过循环气体的冷热循环得到有效分离，低质余热资源通过吸收制冷装置和余热加热器得到梯级利用。
根据本发明的一个方面，提供了一种低质余热驱动高盐废水盐水分离全回收的蒸发冷凝循环设备，其特征在于包括：
低质余热加热单元，
蒸发单元，包括蒸发器105
冷凝单元，
吸收式制冷循环系统，
PLC控制系统，包括通过质量流量检测装置、风量检测装置、温度检测装置、湿度检测装置，
结晶物分离单元，
其中：
所述低质余热加热单元用吸收式制冷循环系统中的发生器102工作后的低质余热在换热器2中对过滤后的高盐废水加热，从而提高高盐废水温度至35～95℃，实现对余热梯级利用，
所述蒸发单元使加热后的高盐废水经喷淋装置3和布液器5自上而下进入填料层6，在重力和表面张力的作用下在填料层6的两侧形成薄液膜，与来自自下而上的冷循环气体充分接触，从而在传热驱动势的作用下使高盐废水向循环气体进行显热换热；其中，高盐废水表面的蒸汽压Ps与循环气体中的水蒸气分压力Pv之差Ps-Pv是传质过程的驱动势，在驱动势的作用下，循环气体温度上升，饱和蒸汽压上升，循环气体中的含湿量上升，高盐废水中的水分向循环气体转移，实现盐水分离，
从蒸发单元流出的含有水蒸气的湿饱和的循环气体自下而上进入冷凝单元，在冷凝单元中蒸发器105对循环气体进行降温，使循环气体的温度从30～90℃迅速下降到20℃左右，从而使循环气体的水蒸气凝结成小水滴，在重力作用下自上而下落入冷凝单元底部的收水器12，从冷凝单元出来的循环气体经风机再次进入蒸发单元吸收水蒸气，
所述PLC控制系统通过质量流量检测装置、风量检测装置、温度检测装置、湿度检测装置进行实时监控，
所述的结晶物分离单元：根据结晶物自身性质不同，将不同结晶物分别分离出来，以资源化利用。
根据本发明的一个方面，提供了一种低质余热驱动高盐废水盐水分离全回收的蒸发冷凝循环系统，其包括：
低质余热加热单元，包括进水端余热加热器2、发生器102；
蒸发单元，包括喷淋装置3、除水器4、布液器5、填料6、布风板7、进风风帽14；
冷凝单元，包括收水器12、吸收器105、除雾器11；
吸收式制冷循环系统，，包括吸收器101、发生器102、冷凝器103、节流阀104、蒸发器105、工质泵106；
PLC控制系统，包括通过质量流量检测装置、风量检测装置、温度检测装置、湿度检测装置，
结晶物分离单元，包括浓缩池8、结晶物分离设备9；
其中：
所述低质余热加热单元用吸收式制冷循环系统中的发生器102工作后的低质余热在换热器2中对过滤后的高盐废水加热，从而提高高盐废水温度至35～95℃，实现对余热梯级利用，
所述蒸发单元使加热后的高盐废水经喷淋装置3和布液器5自上而下进入填料层6，在重力和表面张力的作用下在填料层6的两侧形成薄液膜，与来自自下而上的冷循环气体充分接触，从而在传热驱动势的作用下使高盐废水向循环气体进行显热换热；其中，高盐废水表面的蒸汽压Ps与循环气体中的水蒸气分压力Pv之差Ps-Pv是传质过程的驱动势，在驱动势的作用下，循环气体温度上升，饱和蒸汽压上升，循环气体中的含湿量上升，高盐废水中的水分向循环气体转移，实现盐水分离，
从蒸发单元流出的含有水蒸气的湿饱和的循环气体自下而上进入冷凝单元，在冷凝单元中蒸发器105对循环气体进行降温，使循环气体的温度从30～90℃迅速下降到20℃左右，从而使循环气体的水蒸气凝结成小水滴，在重力作用下自上而下落入冷凝单元底部的收水器12，从冷凝单元出来的循环气体经风机再次进入蒸发单元吸收水蒸气，
所述PLC控制系统通过质量流量检测装置、风量检测装置、温度检测装置、湿度检测装置进行实时监控，
所述的结晶物分离单元：根据结晶物自身性质不同，将不同结晶物分别分离出来，以资源化利用。
根据本发明的又一个方面，提供了一种低质余热驱动高盐废水盐水分离全回收的蒸发冷凝循环设备，其特征在于包括：
蒸发器105、
发生器102，
吸收器101，
节流阀104，
冷凝器103，
工质泵106，
进水端余热加热器2，
喷淋装置3，
布液器5，
填料层6，
收水器12，
浓缩池8，
其中：
发生器102与冷凝器103之间由制冷剂蒸汽管道连接，冷凝器103与节流阀104之间由制冷剂管道连接，节流阀104与蒸发器105之间由制冷剂管道连接，蒸发器105与吸收器101之间由制冷剂蒸汽管道连接，吸收器101与工质泵106之间由制冷剂管道连接，工质泵106与发生器102之间由制冷剂管道连接，
高盐废水管道依次经冷凝器103、进水端余热加热器2、喷淋装置3，
喷淋装置3被设置在布液器5上方，填料层6被设置在布液器5下方，浓缩池8被设置在填料层6下方，
收水器12被设置在蒸发器105与喷淋装置3之间，
蒸发器105上方的循环气体出口与循环气体经风机13由循环气体管道连接，风机13与填料层6下方的循环气体入口由循环气体管道连接。
根据本发明的一个进一步的方面，上述的低质余热驱动高盐废水盐水分离全回收的蒸发冷凝循环设备进一步包括：
结晶物回收部分9。
根据本发明的一个进一步的方面，上述的低质余热驱动高盐废水盐水分离全回收的蒸发冷凝循环设备进一步包括：
设置在填料层的下方的布风板7和进风风帽14。
根据本发明的一个进一步的方面，上述的低质余热驱动高盐废水盐水分离全回收的蒸发冷凝循环设备进一步包括：
设置在蒸发器105所在区域和/或蒸发器105附近的区域中的多个倒V型的折液板；
设置在蒸发器105上方的除雾器11。
根据本发明的用于分离高盐废水中水和结晶物的蒸发液化系统和方法，利用循环气体在不同温度下含湿量不同的原理，在蒸发单元内余热加热后的高盐废水对循环气体加湿，在冷凝单元内对循环气体携带的水蒸气冷凝回收，采用蒸发冷凝交替循环进行，实现水盐分离。
所述的低质余热加热单元：驱动吸收式制冷循环系统工作后的低质余热在换热器2中对过滤后的高盐废水加热，以提高高盐废水温度至35～95℃，实现余热梯级利用，对余热资源最大程度回收。
所述的蒸发单元：加热后的高盐废水，经喷淋设备和布液器自上而下进入填料层，在重力和表面张力的作用下，在填料的两侧形成薄液膜，与来自自下而上的冷循环气体充分接触，高盐废水和循环气体进行传热传质，两者的温度差t高盐废水-t循环气体是传热过程的驱动势，在传热驱动势的作用下高盐废水向循环气体进行显热换热；高盐废水表面的蒸汽压Ps与循环气体中的水蒸气分压力Pv之差Ps-Pv是传质过程的驱动势，在驱动势的作用下，循环气体温度上升，饱和蒸汽压上升，循环气体中的含湿量上升，高盐废水中的水分向循环气体转移，实现水盐分离。
所述的冷凝单元：从蒸发单元流出的湿饱和循环气体含有大量水蒸气自下而上进入冷凝单元，在冷凝单元中，吸收制冷系统对其进行降温，循环气体的温度从30～90℃迅速下降到20℃左右，饱和蒸汽压降低，循环气体的含湿量降低，高温高湿的循环气体的水蒸气凝结成小水滴，由于重力作用自上而下落入冷凝单元底部的收水器12。冷凝单元出来的循环气体经风机13再次进入蒸发单元吸收水蒸气。
所述的吸收式制冷循环系统：蒸发单元和冷凝单元是一个能量传递的过程，在蒸发单位内对高盐废水进行加热至35～95℃，在冷凝单元内用吸收式制冷原理将循环气体的温度降至20℃左右，用高盐废水作为吸收式制冷循环系统中冷凝器103和吸收器101的冷却介质，将其散热量来实现对高盐废水进入加热器之前的预热。
所述的PLC控制系统：通过质量流量检测装置、风量检测装置、温度检测装置、湿度检测装置进行实时监控。
所述的结晶物分设备：根据结晶物自身性质不同，将不同类结晶物分别分离出来，资源化利用。
本发明主要分为六部分：低质余热加热单元、蒸发单元、冷凝单元、吸收式制冷循环系统、PLC控制系统、结晶物分离单元。下面对其简述：
第一部分，低质余热加热单元：驱动吸收式制冷循环系统工作后的低质余热在换热器2中对过滤后的高盐废水加热，以提高料液温度35～95℃，实现余热梯级利用，对余热资源最大程度回收。
第二部分，蒸发单元：加热后的料液，经喷淋设备3和布液器5自上而下进入填料层，在重力和表面张力的作用下，在填料的两侧形成薄液膜，与来自自下而上的冷循环气体充分接触，料液和循环气体进行传热传质，两者的温度差t高盐废水-t循环气体是传热过程的驱动势，在传热驱动势的作用下料液向循环气体进行显热换热；料液表面的蒸汽压Ps与循环气体中的水蒸气分压力Pv之差Ps-Pv是传质过程的驱动势，在驱动势的作用下，循环气体温度上升，饱和蒸汽压上升，循环气体中的含湿量上升，料液中的水分向循环气体转移，实现水盐分离。
第三部分，冷凝单元：从蒸发单元流出的湿饱和循环气体含有大量水蒸气自下而上进入冷凝单元，在冷凝单元中，吸收制冷系统对其进行降温，循环气体的温度从30～90℃迅速下降到20℃左右，饱和蒸汽压降低，循环气体的含湿量降低，高温高湿的循环气体的水蒸气凝结成小水滴，由于重力作用自上而下落入冷凝单元底部的收水器12。冷凝单元出来的循环气体经风机13再次进入蒸发单元吸收水蒸气。
第四部分，吸收式制冷循环系统：蒸发单元和冷凝单元是一个能量传递的过程，在蒸发单位内对高盐废水进行加热使温度达到35～95℃，在冷凝单元内用吸收式制冷强制冷凝将循环气体温度降至20℃左右，用高盐废水作为吸收式制冷循环系统中冷凝器103和吸收器101的冷却介质，将其散热量来实现对高盐废水进入加热器2之前的预热。
第五部分，PLC控制系统：通过质量流量检测装置、风量检测装置、温度检测装置、湿度检测装置进行实时监控。
第六部分，结晶物分离回收单元：根据结晶物自身性质不同，将不同类结晶物分别分离出来，资源化利用。
应当理解，所述的措辞和所用的术语以及摘要都是为了说明，所以不能认为是对本发明的限定。
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，本发明可以有其他实施方式，本发明可以用不同的方式实施和实现，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。
Claims (11)
1.一种低质余热驱动高盐废水盐水分离全回收的蒸发冷凝循环设备，其特征在于包括：
蒸发器(105)、
发生器(102)，
吸收器(101)，
节流阀(104)，
冷凝器(103)，
工质泵(106)，
进水端余热加热器(2)，
喷淋装置(3)，
布液器(5)，
填料层(6)，
收水器(12)，
浓缩池(8)，
设置在填料层的下方的布风板(7)和进风风帽(14)，用于改善循环气体的气流分布，
在蒸发器(105)所在区域或蒸发器(105)附近的区域中布置的多个倒V型的折液板，用于提高水蒸气珠状凝结和膜状凝结，
在蒸发器(105)上方设置的除雾器(11)，用于除去循环空气中携带的凝结水的小液滴，
其中：
输入的余热在发生器(102)中加热工质对，蒸发出制冷剂蒸汽，制冷剂蒸汽进入冷凝器(103)中被高盐废水冷却凝结成液体，再进入节流阀(104)中降压后进入蒸发器(105)蒸发吸热产生制冷效应，蒸发出的制冷剂蒸汽进入吸收器(101)中被吸收，最后由工质泵(106)加压送入发生器(102)中，完成吸收式制冷循环，
输入的高盐废水依次经冷凝器(103)和进水端余热加热器(2)被引到喷淋装置(3)，其中冷凝器(103)对高盐废水进行预热，进水端余热加热器(2)用发生器(102)工作后的低质余热对高盐废水加热，实现对余热的梯级利用，
被加热后的高盐废水经喷淋装置(3)和布液器(5)自上而下进入填料层(6)，在重力和表面张力的作用下在填料层(6)的两侧形成薄液膜，与来自自下而上的冷循环气体充分接触，从而在传热驱动势的作用下使高盐废水向循环气体进行显热换热，使循环气体的温度上升，并使循环气体的饱和蒸汽压上升，从而使循环气体中的含湿量上升，高盐废水中的水分向循环气体转移，实现盐水分离，未蒸发的高盐废水进入浓缩池(8)，
吸收器(101)由未蒸发的浓缩高盐废水进行冷却，
来自填料层(6)的含有水蒸气的湿饱和的循环气体自下而上经过蒸发器(105)，蒸发器(105)对循环气体进行降温，使循环气体的温度下降，从而使循环气体中的水蒸气凝结成小水滴，在重力作用下自上而下落入蒸发器(105)下方的收水器(12)，从蒸发器(105)出来的循环气体经风机(13)送入填料层(6)下方，并再次进入填料层(6)，进入下一个循环。
2.根据权利要求1所述的低质余热驱动高盐废水盐水分离全回收的蒸发冷凝循环设备，其特征在于进一步包括：
结晶物回收部分(9)，用于回收浓缩池(8)中的结晶物。
3.根据权利要求2所述的低质余热驱动高盐废水盐水分离全回收的蒸发冷凝循环设备，其特征在于：
结晶物回收部分(9)根据结晶物自身性质不同，将不同结晶物分别分离出来，以进行资源化利用,
其中，
高盐废水表面的蒸汽压Ps与循环气体中的水蒸气分压力Pv之差Ps-Pv是传质过程的驱动势，在驱动势的作用下，使循环气体的温度上升，并使循环气体的饱和蒸汽压上升，
蒸发器(105)使循环气体的温度从30℃～90℃下降到20℃左右。
4.根据权利要求1所述的低质余热驱动高盐废水盐水分离全回收的蒸发冷凝循环设备，其特征在于进一步包括：
PLC控制部分，包括质量流量检测装置、风量检测装置、温度检测装置、湿度检测装置，用于进行实时监控。
5.根据权利要求1－4之一所述的低质余热驱动高盐废水盐水分离全回收的蒸发冷凝循环设备，其特征在于：
所述循环气体所流经的区域为常压封闭的区域；
所述高盐废水流经的区域是密封的。
6.根据权利要求1－4之一所述的低质余热驱动高盐废水盐水分离全回收的蒸发冷凝循环设备，其特征在于进一步包括：
洗涤装置，用于除去循环气体中从高盐废水中带出挥发性的气体。
7.根据权利要求1－4之一所述的低质余热驱动高盐废水盐水分离全回收的蒸发冷凝循环设备，其特征在于：
所述的循环气体为空气、氮气或氦气，根据工程需要选用其中一种。
8.根据权利要求1所述的低质余热驱动高盐废水盐水分离全回收的蒸发冷凝循环设备，其特征在于：
所述的工质对按制冷剂分为氨系、水系、醇系、氟系从中选出的一种。
9.一种低质余热驱动高盐废水盐水分离全回收的蒸发冷凝循环方法，其特征在于包括：
使输入的余热在发生器(102)中加热工质对，蒸发出制冷剂蒸汽，
使制冷剂蒸汽进入冷凝器(103)中被高盐废水冷却凝结成液体，再进入节流阀(104)中降压后进入蒸发器(105)蒸发吸热产生制冷效应，
使蒸发出的制冷剂蒸汽进入吸收器(101)中被吸收，再由工质泵(106)加压送入发生器(102)中，完成吸收式制冷循环，
使输入的高盐废水依次经冷凝器(103)和换热器被引到喷淋装置(3)，其中用冷凝器(103)对高盐废水进行预热，通过换热器用发生器(102)工作后的低质余热对高盐废水加热，实现对余热的梯级利用，
使被加热后的高盐废水经喷淋装置(3)和布液器(5)自上而下进入填料层(6)，在重力和表面张力的作用下在填料层(6)的两侧形成薄液膜，与来自自下而上的冷循环气体充分接触，从而在传热驱动势的作用下使高盐废水向循环气体进行显热换热，使循环气体的温度上升，并使循环气体的饱和蒸汽压上升，从而使循环气体中的含湿量上升，高盐废水中的水分向循环气体转移，实现盐水分离，未蒸发的高盐废水进入浓缩池(8)，
用未蒸发的浓缩高盐废水对吸收器(101)进行冷却，
使来自填料层(6)的含有水蒸气的湿饱和的循环气体自下而上经过蒸发器(105)，蒸发器(105)对循环气体进行降温，使循环气体的温度下降，从而使循环气体的水蒸气凝结成小水滴，在重力作用下自上而下落入蒸发器(105)下方的收水器(12)，
用风机(13)使从蒸发器(105)出来的循环气体被送入填料层(6)下方，并再次进入填料层(6)，进入下一个循环。
10.根据权利要求9所述的低质余热驱动高盐废水盐水分离全回收的蒸发冷凝循环方法，其特征在于进一步包括：
通过结晶物回收部分(9)回收浓缩池(8)中的结晶物。
11.根据权利要求10所述的低质余热驱动高盐废水盐水分离全回收的蒸发冷凝循环方法，其特征在于：
利用结晶物回收部分(9)根据结晶物自身性质不同，将不同结晶物分别分离出来，以进行资源化利用，
其中，
高盐废水表面的蒸汽压Ps与循环气体中的水蒸气分压力Pv之差Ps-Pv是传质过程的驱动势，在驱动势的作用下，使循环气体的温度上升，并使循环气体的饱和蒸汽压上升，
蒸发器(105)使循环气体的温度从30℃～90℃下降到20℃左右。
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