CN109761296A - 利用余热制备脱盐水的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种脱盐水的制备方法和装置，所述方法包括：将原水从原水箱供应到列管式换热器的管程中；使原水在列管式换热器的管程内自下而上流动，原水在管程内流动过程中受热变为水蒸气；将产生的水蒸气从所述列管式换热器的顶部采出，进入加热器，利用工业余热作为热源加热从列管式换热器的顶部采出的水蒸气，并使被加热后的水蒸气回到列管式换热器的壳程中；回到列管式换热器壳程中的水蒸气作为传热介质为列管式换热器管程中的原水提供换热所需热量，同时水蒸气冷凝形成脱盐水。本发明的方法和装置具有节能环保的特点。

Description

利用余热制备脱盐水的方法和装置

技术领域

本发明涉及脱盐水的制备方法和装置，具体地，本发明涉及一种利用工业余热制备脱盐水的方法和装置。

背景技术

目前，工业上制备脱盐水的工艺主要有电渗析法、离子交换法、反渗透法、连续电脱盐水处理工艺(EDI)法等。在石化行业脱盐水处理系统中，已成熟的几种工艺都存在着各自的缺点，其中普遍存在的缺点是脱盐水回收率低，需要消耗多种药剂，如絮凝剂、氧化剂、还原剂、阻垢剂等，这不利于保护环境。

其中，对于反渗透技术来说，其淡水回收率仅约70％，约有30％的水作为浓水被排放。脱盐水生产装置主要包括预处理系统、反渗透系统、混床除盐系统以及冷凝液换热系统四部分。预处理系统包括：原水箱、反洗水箱、计量加药、精砂过滤器、活性炭过滤器、保安过滤器等设备，主要作用是除去水中的悬浮物和胶状物。反渗透装置是该系统的核心，主要作用是除去水中大部分无机盐和几乎全部的有机物、微生物。产生一部分浓水。混床除盐系统进一步除去水中的盐离子。

因此，在淡水资源日益缺乏的情况下，亟需开发一种高效环保的脱盐水制备技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效环保的脱盐水制备方法和装置。

一方面，本发明提供一种利用工业余热制备脱盐水的方法，其包括以下步骤：

1)将原水从原水箱供应到列管式换热器的管程中；

2)使原水在列管式换热器的管程内自下而上流动，原水在管程内流动过程中受热变为水蒸气；

3)将步骤2)中产生的水蒸气从所述列管式换热器的顶部采出，进入加热器，利用工业余热作为热源加热水蒸气，并使被加热后的水蒸气回到列管式换热器的壳程中；

4)回到列管式换热器壳程中的水蒸气作为传热介质为列管式换热器管程中的原水提供换热所需热量，同时水蒸气冷凝形成脱盐水。

在一个具体实施方式中，步骤3)中的余热温度为110℃以上。

在一个具体实施方式中，根据本发明的方法在步骤4)后还包括将从列管式换热器壳程中采出脱盐水送入脱盐水箱的步骤。

另一方面，本发明提供一种利用工业余热制备脱盐水的装置，其包括：

1)原水箱，所述原水箱用于储存和供应原水；

2)列管式换热器，其包括壳体和设置在壳体内部的管箱，并具有设置在壳体上部的壳程入口，设置在壳体顶部并与管箱相连的管程出口，设置在壳体下部的壳程出口以及设置在壳体底部并与管箱相连的管程入口，所述管程入口连接至原水箱以将原水提供至管程内；

3)加热器，其具有水蒸气入口和水蒸气出口，以及工业余热入口和出口，所述水蒸气入口与列管式换热器的管程出口相连以导入从管程出口排出的水蒸气，所述水蒸气出口与列管式换热器的壳程入口相连以将加热后的水蒸气导入到壳程中来加热进入管程中的原水。

根据本发明的利用工业余热制备脱盐水的装置可以进一步包括脱盐水箱，其连接至列管式换热器的壳程出口，用于接收和储存从列管式换热器壳程中排出的脱盐水。

所述加热器没有特别限制，只要其能够利用工业余热加热导入的水蒸气即可。例如，其也可以为列管式换热器。此时，可以从列管式换热器的壳程入口导入工业余热，从管程入口导入水蒸气，从管程出口导出经加热的水蒸气。

本发明在脱盐水制备过程中，会存在盐类结垢留在管道内的问题，该问题可通过设置两个或更多个并联的列管式换热器并交替使用来解决。因此，在一个具体实施方式中，所述2)列管式换热器为两个或更多个并联的列管式换热器。

在一个具体实施方式中，所述列管式换热器在其上部还可包括用于对列管式换热器除垢的开口。

有益效果

一方面，根据本发明的脱盐水工艺在脱盐水制备过程不需要消耗药剂，不产生浓水，脱盐水回收率为100％，有利于保护环境。另一方面，本发明的工艺通过利用余热，实现余热热量回收，降低制水过程中的能量消耗。因此，本发明的工艺具有环保和节能的特点。

附图说明

图1示出根据本发明的示例性装置的示意图。

附图标记说明：

1 原水箱

2 脱盐水箱

3 列管式换热器

4 加热器

5 用于对列管式换热器除垢的开口

具体实施方式

术语

本发明中所述的“列管式换热器”包括工业上常见的可用于本发明的任何类型的列管式换热器。

本发明中所述的“加热器”可包括任何可通过利用工业余热来加热本申请中的水蒸气的加热器类型。

本发明中所述的“工业余热”包括各类工业过程中产生的余热，例如，焦炉煤气制甲醇生产过程中，焦炉气压缩机出口排气，锅炉引风机排气，综合加热炉引风机排气等。一般而言，余热温度为110℃以上。

现结合附图和具体实施方式对本发明的方法和装置进行详细阐述，但这些实施方式不意图限制本发明的范围，本发明的范围由所附的权利要求限定，并包含与其等同的各种变换形式。

参考图1，一种用于制备脱盐水的装置，其包括原水箱1、脱盐水箱2、列管式换热器3(一个或多个并联)、加热器4以及用于连接这些部件的线路，还可包括用于对列管式换热器除垢的开口5。原水从原水箱1通过列管式换热器3底部的管程入口供应到列管式换热器3的管程中，原水在列管式换热器管程内自下而上流动过程中受热变为水蒸气，受热后原水中的盐离子逐渐结垢留在管程内。接着，水蒸气从列管式换热器3顶部的管程出口采出，进入加热器4，加热器4可利用工业余热作为热源，使被加热后的水蒸气作为传热介质通过列管式换热器3壳体上侧的壳程入口进入到列管式换热器3的壳程中。进入到列管式换热器3壳程中的水蒸气为所述列管式换热器3管程中的原水提供换热所需热量而产生水蒸气，同时，在列管式换热器3壳程中的水蒸气在换热冷凝形成脱盐水后，通过壳体下侧的壳程出口采出脱盐水进入脱盐水箱2。

Claims (8)

1.一种利用工业余热制备脱盐水的方法，其包括以下步骤：

1)将原水从原水箱供应到列管式换热器的管程中；

2)使原水在列管式换热器的管程内自下而上流动，原水在管程内流动过程中受热变为水蒸气；

3)将步骤2)中产生的水蒸气从所述列管式换热器的顶部采出，进入加热器，利用工业余热作为热源加热水蒸气，并使被加热后的水蒸气回到列管式换热器的壳程中；

4)回到列管式换热器壳程中的水蒸气作为传热介质为列管式换热器管程中的原水提供换热所需热量，同时水蒸气冷凝形成脱盐水。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤3)中的余热温度为110℃以上。

3.根据权利要求1所述的方法，在步骤4)后，还包括将从列管式换热器壳程中采出脱盐水送入脱盐水箱的步骤。

4.一种利用工业余热制备脱盐水的装置，其包括：

1)原水箱，其用于储存和供应原水；

2)列管式换热器，其包括壳体和设置在壳体内部的管箱，并具有设置在壳体上部的壳程入口，设置在壳体顶部并与管箱相连的管程出口，设置在壳体下部的壳程出口以及设置在壳体底部并与管箱相连的管程入口，所述管程入口连接至原水箱以将原水提供至管程内；

3)加热器，其具有水蒸气入口和水蒸气出口，以及工业余热入口和出口，所述水蒸气入口与列管式换热器的管程出口相连以导入从管程出口排出的水蒸气，所述水蒸气出口与列管式换热器的壳程入口相连以将加热后的水蒸气导入到壳程中来加热进入管程中的原水。

5.根据权利要求4所述的装置，其进一步包括脱盐水箱，其连接至列管式换热器2)的壳程出口，用于接收和储存从列管式换热器壳程中排出的脱盐水。

6.根据权利要求4所述的装置，其中，所述加热器为列管式换热器。

7.根据权利要求4所述的装置，其中，所述列管式换热器为两个或更多个并联的列管式换热器。

8.根据权利要求4所述的装置，其中，所述列管式换热器在其上部还可包括用于对列管式换热器除垢的开口。