CN109173303A - 一种高盐有机废水热泵蒸发耦合热泵干燥集约化处理装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种高盐有机废水热泵蒸发耦合热泵干燥集约化处理装置，包括一体式蒸发器，所述一体式蒸发器内腔的底部安装有换热列管，一体式蒸发器内腔的上部安装有穿孔管和旋流式除沫器，穿孔管位于旋流式除沫器的下方，穿孔管的进液口和一体式蒸发器外壳体上的消泡口连通，一体式蒸发器外侧面上部的人孔上安装有遮挡盖，一体式蒸发器外侧面的中部开设有原料进料口，本高盐有机废水热泵蒸发耦合热泵干燥集约化处理装置主设备为一体式蒸发器、蒸汽压缩机和空心浆叶干燥机，集约化程度高、占地面积小、投资成本低；控制点少、自动化程度高、操作简便、运行稳定，节约人力成本；二次蒸汽充分利用，降低运行成本。

Description

一种高盐有机废水热泵蒸发耦合热泵干燥集约化处理装置及 其使用方法

技术领域

本发明涉及高盐有机废水干燥技术领域，具体为一种高盐有机废水热泵蒸发耦合热泵干燥集约化处理装置。

背景技术

高盐有机废水来源于煤化工、冶金、农药、制药、海产品加工等行业的产品生产过程。废水盐含量较高，总溶解固体质量分数超过1%；有机污染物含量较高，COD浓度为1000-100000mg/L。与普通废水相比，高盐有机废水含有大量的无机盐，对微生物具有抑制作用，难以用生化法进行处理。

目前，蒸发法是最常用的高盐有机废水处理方法。高盐有机废水经蒸发结晶脱盐后，出水含盐量和有机物浓度大幅度降低，可直接排放，或者经深度处理后回用，构建零排放系统；但常规的高盐有机废水蒸发结晶系统较为复杂，设备繁多，操作困难，系统难以稳定运行；另外，高盐有机废水经蒸发结晶后，含有大量有机物的高浓母液返回系统，有机物不断浓缩累积，会造成沸点升高、起泡、跑料、结垢等问题，蒸发系统不能正常运行，需要定期、定量排放高浓母液。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种高盐有机废水热泵蒸发耦合热泵干燥集约化处理装置，主设备为一体式蒸发器、蒸汽压缩机和空心浆叶干燥机，集约化程度高、占地面积小、投资成本低；控制点少、自动化程度高、操作简便、运行稳定，节约人力成本；二次蒸汽充分利用，降低运行成本，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提出：一种高盐有机废水热泵蒸发耦合热泵干燥集约化处理装置，包括一体式蒸发器，所述一体式蒸发器内腔的底部安装有换热列管，一体式蒸发器内腔的上部安装有穿孔管和旋流式除沫器，穿孔管位于旋流式除沫器的下方，穿孔管的进液口和一体式蒸发器外壳体上的消泡口连通，一体式蒸发器外侧面上部的人孔上安装有遮挡盖，一体式蒸发器外侧面的中部开设有原料进料口，换热列管和一体式蒸发器外侧面的蒸发器冷凝液口连通；

换热列管的换热列管蒸汽口和空心桨叶干燥机的干燥机蒸汽口均与蒸汽压缩机的蒸汽出气口通过导管连通，蒸汽压缩机的动力输入轴和外部变频电机的动力输出轴通过联轴器连接，空心桨叶干燥机的排汽口和一体式蒸发器回流蒸汽口通过导管连通，一体式蒸发器上端的蒸汽口和蒸汽压缩机上的蒸汽压缩机入口通过导管连通，一体式蒸发器下端的蒸发出料口和空心桨叶干燥机的进料口通过导管连通，空心桨叶干燥机上设有干燥机冷凝液口和出料仓。

作为本发明的一种优选技术方案：一体式蒸发器外侧面中部的安装孔内安装有视镜。

一种高盐有机废水热泵蒸发耦合热泵干燥集约化处理装置的使用方法，包括以下步骤：

S1）：高盐有机废水原料通过原料进料口进入一体式蒸发器内腔，外部热源通入到换热列管，原料被加热至沸腾蒸发并产生二次蒸汽；

S2）：通过消泡口向穿孔管内通入消泡水，消泡水经穿孔管上的喷嘴向下喷淋；

S3）：二次蒸汽向上经过旋流式除沫器，二次蒸汽经蒸汽口排出并进入蒸汽压缩机入口；

S4）：压缩后的高温蒸汽分别进入一体式蒸发器的换热列管蒸汽口和干燥机蒸汽口，换热列管蒸汽口与换热列管连通，经换热后的压缩蒸汽形成冷凝液，分别从蒸发器冷凝液口和干燥机冷凝液口排出系统；

S）：浓缩的母液通过蒸发出料口排至空心桨叶干燥机内，空心桨叶干燥机的夹套和空心搅拌叶片内通入高温压缩蒸汽，空心搅拌叶片不断搅拌，浓缩母液经干化后形成固体，通过出料仓排出、外运。浓缩母液干燥形成的二次蒸汽通过排汽口返回一体式蒸发器内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）主设备为一体式蒸发器、蒸汽压缩机和空心浆叶干燥机，集约化程度高、占地面积小、投资成本低。

（2）高盐有机废水经蒸发浓缩和母液干燥，形成纯净冷凝液及干燥固体，冷凝液回用构建零排放体系，并且没有母液处理问题，处理流程简单、合理；且控制点少、自动化程度高、操作简便、运行稳定，节约人力成本。

（3）蒸发和干燥工艺均采用热泵技术，节能效果显著，装置运行成本低，较常规蒸汽加热的蒸发和干燥装置，仅在系统启动时消耗部分蒸汽加热，稳定运行后无需额外补充蒸汽，二次蒸汽充分利用，仅需要一台蒸汽压缩机为蒸发及干燥提供热源，降低运行成本。

附图说明

图1为本发明主视结构示意图。

图中：1原料进料口、2换热列管、3蒸发器冷凝液口、4视镜、5蒸发出料口、6蒸汽压缩机、7空心桨叶干燥机、8干燥机冷凝液口、9排汽口、10出料仓、11干燥机蒸汽口、12换热列管蒸汽口、13消泡口、14穿孔管、15旋流式除沫器、16遮挡盖、17蒸汽口、18蒸汽压缩机入口、19蒸汽出气口、20一体式蒸发器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1，本发明提供以下技术方案：

一种高盐有机废水热泵蒸发耦合热泵干燥集约化处理装置，包括一体式蒸发器20，一体式蒸发器20内腔的底部安装有换热列管2，一体式蒸发器20内腔的上部安装有穿孔管14和旋流式除沫器15，穿孔管14位于旋流式除沫器15的下方，穿孔管14的进液口和一体式蒸发器20外壳体上的消泡口13连通，一体式蒸发器20外侧面上部的人孔上安装有遮挡盖16，一体式蒸发器20外侧面的中部开设有原料进料口1，换热列管2和一体式蒸发器20外侧面的蒸发器冷凝液口3连通。

换热列管2的换热列管蒸汽口12和空心桨叶干燥机7的干燥机蒸汽口11均与蒸汽压缩机6的蒸汽出气口19通过导管连通，蒸汽压缩机6的动力输入轴和外部变频电机的动力输出轴通过联轴器连接，空心桨叶干燥机7的排汽口9和一体式蒸发器20回流蒸汽口通过导管连通，一体式蒸发器20上端的蒸汽口17和蒸汽压缩机6上的蒸汽压缩机入口18通过导管连通，一体式蒸发器20下端的蒸发出料口5和空心桨叶干燥机7的进料口通过导管连通，空心桨叶干燥机7上设有干燥机冷凝液口8和出料仓10。

一体式蒸发器20外侧面中部的安装孔内安装有视镜4。

一体式蒸发器20、蒸汽压缩机6和空心浆叶干燥机7集成在一个框架内，集约化程度高。

一种高盐有机废水热泵蒸发耦合热泵干燥集约化处理装置的使用方法，包括以下步骤：

S1）：高盐有机废水原料通过原料进料口1进入一体式蒸发器20内腔，外部热源通入到换热列管2，高盐有机废水原料被加热至100℃沸腾蒸发并产生100℃二次蒸汽，通过视镜4可以观察到原料蒸发状况和泡沫状况；

S2）：通过消泡口13向穿孔管14内通入消泡水，消泡水经穿孔管14上的喷嘴向下喷淋，防止起泡严重跑料，工人通过移除人孔上的遮挡盖16进行检修；

S3）：二次蒸汽向上经过旋流式除沫器15，旋流式除沫器15消除了二次蒸汽中液滴和泡沫的夹带，提高了二次蒸汽的品质，二次蒸汽经蒸汽口17排出并进入蒸汽压缩机入口18，蒸汽压缩机6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，蒸汽压缩机6配置变频电机，可根据废水处理量调节运行频率，蒸汽压缩机6采用罗茨式或离心式；

S4）：压缩后的高温蒸汽分别进入一体式蒸发器20的换热列管蒸汽口12和干燥机蒸汽口11，换热列管蒸汽口12与换热列管2连通，高温压缩蒸汽对一体式蒸发器20和空心桨叶干燥机7的物料进行加热，使其持续蒸发，经换热后的压缩蒸汽形成冷凝液，分别从蒸发器冷凝液口3和干燥机冷凝液口8排出系统，高盐有机废水通过蒸发形成较为纯净的冷凝液，出水pH=6-9，COD去除率＞50%，TDS＜500mg/L，经过深度处理可达到回用水标准；

S5）：高盐有机废水通过蒸发浓缩5-10倍后，其盐分趋于饱和，TDS≈30%，有机物浓度不断升高，液体沸点也不断升高，浓缩的母液通过蒸发出料口5排至空心桨叶干燥机7内，空心桨叶干燥机7的夹套和空心搅拌叶片内通入高温压缩蒸汽，空心搅拌叶片不断搅拌，浓缩母液经干化后形成固体，通过出料仓10排出、外运。浓缩母液干燥形成的二次蒸汽通过排汽口9返回一体式蒸发器20内，并通过蒸汽压缩机做功提升为高品位的蒸汽热源，以此循环。由此构建热泵蒸发耦合热泵干燥集约化处理装置。

高盐有机废水pH=6-9，COD=1000-100000mg/L，TDS=1-5%，温度10-30℃，主要盐分为氯化钠。

本发明好处：（1）主设备为一体式蒸发器20、蒸汽压缩机6和空心浆叶干燥机7，集约化程度高、占地面积小、投资成本低。

（2）高盐有机废水经蒸发浓缩和母液干燥，形成纯净冷凝液及干燥固体，冷凝液回用构建零排放体系，并且没有母液处理问题，处理流程简单、合理；且控制点少、自动化程度高、操作简便、运行稳定，节约人力成本。

（3）蒸发和干燥工艺均采用热泵技术，节能效果显著，装置运行成本低，较常规蒸汽加热的蒸发和干燥装置，仅在系统启动时消耗部分蒸汽加热，稳定运行后无需额外补充蒸汽，二次蒸汽充分利用，仅需要一台蒸汽压缩机为蒸发及干燥提供热源，降低运行成本。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种高盐有机废水热泵蒸发耦合热泵干燥集约化处理装置，包括一体式蒸发器（20），其特征在于：所述一体式蒸发器（20）内腔的底部安装有换热列管（2），一体式蒸发器（20）内腔的上部安装有穿孔管（14）和旋流式除沫器（15），穿孔管（14）位于旋流式除沫器（15）的下方，穿孔管（14）的进液口和一体式蒸发器（20）外壳体上的消泡口（13）连通，一体式蒸发器（20）外侧面上部的人孔上安装有遮挡盖（16），一体式蒸发器（20）外侧面的中部开设有原料进料口（1），换热列管（2）和一体式蒸发器（20）外侧面的蒸发器冷凝液口（3）连通；

换热列管（2）的换热列管蒸汽口（12）和空心桨叶干燥机（7）的干燥机蒸汽口（11）均与蒸汽压缩机（6）的蒸汽出气口（19）通过导管连通，蒸汽压缩机（6）的动力输入轴和外部变频电机的动力输出轴通过联轴器连接，空心桨叶干燥机（7）的排汽口（9）和一体式蒸发器（20）回流蒸汽口通过导管连通，一体式蒸发器（20）上端的蒸汽口（17）和蒸汽压缩机（6）上的蒸汽压缩机入口（18）通过导管连通，一体式蒸发器（20）下端的蒸发出料口（5）和空心桨叶干燥机（7）的进料口通过导管连通，空心桨叶干燥机（7）上设有干燥机冷凝液口（8）和出料仓（10）。

2.根据权利要求1所述的一种盐有机废水热泵蒸发耦合热泵干燥集约化处理装置，其特征在于：一体式蒸发器（20）外侧面中部的安装孔内安装有视镜（4）。

3.一种高盐有机废水热泵蒸发耦合热泵干燥集约化处理装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1）：高盐有机废水原料通过原料进料口（1）进入一体式蒸发器（20）内腔，外部热源通入到换热列管（2），原料被加热至沸腾蒸发并产生二次蒸汽；

S2）：通过消泡口（13）向穿孔管（14）内通入消泡水，消泡水经穿孔管（14）上的喷嘴向下喷淋；

S3）：二次蒸汽向上经过旋流式除沫器（15），二次蒸汽经蒸汽口（17）排出并进入蒸汽压缩机入口（18）；

S4）：压缩后的高温蒸汽分别进入一体式蒸发器（20）的换热列管蒸汽口（12）和干燥机蒸汽口（11），换热列管蒸汽口（12）与换热列管（2）连通，经换热后的压缩蒸汽形成冷凝液，分别从蒸发器冷凝液口（3）和干燥机冷凝液口（8）排出系统；

S5）：浓缩的母液通过蒸发出料口（5）排至空心桨叶干燥机（7）内，空心桨叶干燥机（7）的夹套和空心搅拌叶片内通入高温压缩蒸汽，空心搅拌叶片不断搅拌，浓缩母液经干化后形成固体，通过出料仓（10）排出、外运，浓缩母液干燥形成的二次蒸汽通过排汽口（9）返回一体式蒸发器（20）内。