CN110040802B - 一种涂料生产废水回收利用的精馏装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于节能减排处理工业废水领域，涉及一种涂料生产废水回收利用的精馏装置及其使用方法，通过在三效蒸发的每个分离器顶部均设置了一个精馏器(内置填料)，在精馏器的顶部设置卧式列管式冷凝器，每个分离器下方连接加热器，每个加热器底部连接强制循环泵，整个装置结合了三效蒸发与精馏装置的优点，三效装置具有很好的节能效果，而精馏装置能很好控制蒸出水的COD含量，便于后续芬顿/生化处理，有利于节约能耗。

Description

一种涂料生产废水回收利用的精馏装置及其使用方法

技术领域

本发明属于节能减排处理工业废水领域，涉及一种涂料生产废水回收利用的精馏装置及其使用方法，尤其涉及一种节能型树脂类涂料生产废水回收利用的三效强制循环蒸发-各效精馏装置及其使用方法。

背景技术

树脂型涂料主要原料为有机高分子，其生产过程中会产生高COD的废水，COD高达50000-150000ppm，目前处理此废水的主要用三种方法：

1、直接焚烧法：将高COD废水通过焚烧的方式，使其变成二氧化碳和水分子，从而达到处理的目的。

2、精馏法：采用精馏塔，将轻组分(水和低沸点的有机物)蒸发冷凝出来，蒸出的组分采用芬顿/生化的方式处理。精馏塔出来的重组分，可以作为低端树脂的原料，或者做焚烧处理。

3、采用三效蒸发法：采用三效蒸发法，将轻组分(水和低沸点的有机物)蒸发冷凝出来，蒸出的组分采用芬顿/生化的方式处理。精馏塔出来的重组分，可以作为低端树脂的原料，或者做焚烧处理。

直接焚烧法所需设备昂贵，能耗较高，基本上处理一吨废水，需要约150万大卡热量。精馏法虽然馏出的轻组分COD较低(约10000-20000ppm)，但是能耗仍然很高，需要80万大卡热量处理一吨水。三效蒸发法能做到25万大卡热量处理一吨水，但是蒸出水的COD较高(约30000-50000ppm)，后续芬顿/生化成本较高，因此有必要设计一种既能降低废水中COD值，也能降低能耗的废水回收利用精馏装置。

发明内容

有鉴于此，本发明为了解决现有技术中常用的废水处理方法处理后的废水COD值和废水处理所消耗能源的平衡问题，提供一种涂料生产废水回收利用的精馏装置及其使用方法。

为达到上述目的，本发明提供一种涂料生产废水回收利用的精馏装置，包括依次连接的一效分离器、二效分离器和三效分离器，一效分离器、二效分离器和三效分离器的顶部分别设置有一效精馏器、二效精馏器和三效精馏器，一效精馏器、二效精馏器和三效精馏器的顶部分别设置有一效卧式冷凝器、二效卧式冷凝器和三效卧式冷凝器，一效分离器、二效分离器和三效分离器下方分别管道连接有一效加热器、二效加热器和三效加热器，一效加热器、二效加热器和三效加热器底部分别连接有一效强制循环泵、二效强制循环泵和三效强制循环泵，二效加热器热源由一效精馏器塔顶蒸汽提供，三效加热器热源由二效精馏器塔顶蒸汽提供；

一效强制循环泵将一效分离器内的料液抽至一效加热器，与一效加热器内的生蒸汽换热，二效强制循环泵将二效分离器内的料液抽至二效加热器，与一效分离器产生的二次蒸汽换热，三效强制循环泵将三效分离器内的料液抽至三效加热器，与二效分离器产生的二次蒸汽换热；还包括冷凝器和水环真空泵，三效精馏器塔顶蒸汽在冷凝器内被冷凝成冷凝水，二效加热器和三效加热器内的冷凝水均收集在冷凝器内，水环真空泵与二效加热器和三效加热器连通，将二效加热器和三效加热器内不凝气抽出，维持系统在低真空蒸发。

进一步，一效加热器上还连接有预热器和生蒸汽冷凝水泵，预热器底部依次连接有进料泵和放置原料的原料池，生蒸汽冷凝水泵将一效加热器产生的冷凝水泵入预热器，原料池内的物料通过进料泵泵入预热器，预热后进入一效加热器。

进一步，冷凝器上连接有冷凝水泵，将冷凝器蒸出的冷凝水泵出。

进一步，还包括与水环真空泵连通的真空水罐和换热器，真空水罐用于储存真空泵工作用水，换热器用于真空泵工作水与冷却水换热，保证水环真空泵工作水温度。

进一步，三效加热器与三效强制循环泵连通的管道上开设有取样口和出料口。

进一步，换热器为水环真空泵工作水-冷却水板式换热器，收集罐为卧式冷凝器冷却水收集罐。

一种涂料生产废水回收利用精馏装置的使用方法，包括以下步骤：

A、将待处理的废水物料置于原料池中，开启生蒸汽冷凝水泵、一效强制循环泵、二效强制循环泵和三效强制循环泵，废水物料经过预热器预热后依次进入一效加热器、二效加热器和三效加热器，一效分离器、二效分离器和三效分离器将把从蒸发出的二次蒸汽与相应的的雾滴进行分离，雾滴通过重力回到料液中，通过对应的强制循环泵导入对应的加热器进行二次换热；

B、从一效分离器、二效分离器和三效分离器逸散出的蒸汽在对应的精馏器中精馏，一效分离器蒸发出来的低沸点的蒸汽进入二效加热器中进行冷凝；二效分离器蒸发出来的低沸点的蒸汽进入三效加热器中进行冷凝；三效分离器蒸发出来的低沸点的蒸汽进入冷凝器中进行冷凝，最后所有冷凝出的低沸点液体，通过泵排除，物料经过一效、二效、三效浓缩，最后达到一定浓度后，排出系统；

C、从一效卧式冷凝器逸散出的蒸汽导入至二效加热器加热废水物料，二效卧式冷凝器逸散出的蒸汽导入至三效加热器加热废水物料，三效卧式冷凝器逸散出的蒸汽导入至冷凝器被冷凝成水，同时外部冷却水被加热；

D、水环真空泵与冷凝器、二效加热器和三效加热器连通，将冷凝器、二效加热器和三效加热器内不凝气抽出，维持系统在低真空蒸发

E、通过冷凝水泵将蒸出水泵出收集进行后续芬顿/生化处理。

本发明的有益效果在于：

1、本发明所公开的涂料生产废水回收利用的精馏装置，结合了三效蒸发与精馏装置的优点，三效装置具有很好的节能效果，而精馏装置能很好控制蒸出水的COD含量，便于后续芬顿/生化处理。本技术方案在三效的每个分离器顶部均设置了一个精馏器(内置填料)，在精馏器的顶部设置卧式列管式冷凝器，可以通过调节冷却水的大小实现对蒸出水的COD的调节。三效的设计，使低压二次蒸汽得到重复利用，有效节约能耗。

2、本发明所公开的涂料生产废水回收利用的精馏装置，具有良好的节能的效果，比焚烧处理节能80％，比精馏处理节能65％左右.相比于三效蒸发技术，本发明蒸出水的COD可以有效控制在15000ppm以下，节约后续芬顿/生化成本。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明涂料生产废水回收利用的精馏装置的结构示意图。

附图标记：进料泵1、生蒸汽冷凝水泵2、一效强制循环泵3、二效强制循环泵4、三效强制循环泵5、冷凝水泵6、水环真空泵7、真空水罐8、换热器9、收集罐10、预热器11、一效加热器12、二效加热器13、三效加热器14、冷凝器15、一效精馏器16、二效精馏器17、三效精馏器18、一效卧式冷凝器19、二效卧式冷凝器20、三效卧式冷凝器21、一效分离器22、二效分离器23、三效分离器24、原料池25。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1所示的涂料生产废水回收利用的精馏装置，包括从左到右依次连接的一效分离器22、二效分离器23和三效分离器24，三个分离器形状相同，且下底呈倒锥形，下部储存液体，上部为分离空间，利用雾滴重力和二次蒸汽分离。一效分离器22、二效分离器23和三效分离器24的顶部分别设置有一效精馏器16、二效精馏器17和三效精馏器18，一效精馏器16、二效精馏器17和三效精馏器18的顶部分别设置有一效卧式冷凝器19、二效卧式冷凝器20和三效卧式冷凝器21，精馏器用于将重组分留在浓缩液中，仅将轻组分蒸发出来。一效分离器22、二效分离器23和三效分离器24下方分别管道连接有一效加热器12、二效加热器13和三效加热器14，加热器用于将待精馏处理的废水物料进行预加热，同时一效加热器12、二效加热器13和三效加热器14底部分别连接有一效强制循环泵3、二效强制循环泵4和三效强制循环泵5，二效加热器13热源由一效精馏器16塔顶蒸汽提供，三效加热器14热源由二效精馏器17塔顶蒸汽提供；

一效加热器12左侧还连接有预热器11和生蒸汽冷凝水泵2，预热器11底部依次连接有进料泵1和放置原料的原料池25，生蒸汽冷凝水泵2将一效加热器12产生的冷凝水泵6入预热器11，原料池25内的物料通过进料泵1泵入预热器11预热后进入一效加热器12。

一效强制循环泵3将一效分离器22内的料液抽至一效加热器12，与一效加热器12内的生蒸汽换热，二效强制循环泵4将二效分离器23内的料液抽至二效加热器13，与二效加热器13内的二次蒸汽换热，三效强制循环泵5将三效分离器24内的料液抽至三效加热器14，与三效加热器14内的二次蒸汽换热；三效加热器14与三效强制循环泵5连通的管道上开设有取样口和出料口。

还包括冷凝器15和水环真空泵7，冷凝器15上连接有冷凝水泵6，将冷凝器15蒸出的冷凝水泵6出。真空水罐8和换热器9与水环真空泵7连通，真空水罐8用于储存真空泵工作用水，换热器9用于真空泵工作水与冷却水换热，保证水环真空泵7工作水温度。三效精馏器18塔顶蒸汽为卧式冷凝器内冷凝水加热，二效加热器13和三效加热器14内的冷凝水均收集在冷凝器15内，水环真空泵7与二效加热器13和三效加热器14连通，将二效加热器13和三效加热器14内不凝气抽出，维持系统在低真空蒸发。

换热器9为水环真空泵工作水-冷却水板式换热器9，收集罐10为卧式冷凝器冷却水收集罐10。

一种涂料生产废水回收利用精馏装置的使用方法，包括以下步骤：

A、将待处理的废水物料置于原料池25中，开启生蒸汽冷凝水泵2、一效强制循环泵3、二效强制循环泵4和三效强制循环泵5，废水物料经过预热器11预热后依次进入一效加热器

12、二效加热器13和三效加热器14，一效分离器22、二效分离器23和三效分离器24将把从蒸发出的二次蒸汽与相应的的雾滴进行分离，雾滴通过重力回到料液中，通过对应的强制循环泵导入对应的加热器进行二次换热；

B、从一效分离器22、二效分离器23和三效分离器24逸散出的蒸汽在对应的精馏器中精馏，一效分离器22蒸发出来的低沸点的蒸汽进入二效加热器13中进行冷凝；二效分离器23蒸发出来的低沸点的蒸汽进入三效加热器14中进行冷凝；三效分离器24蒸发出来的低沸点的蒸汽进入冷凝器中进行冷凝，最后所有冷凝出的低沸点液体，通过泵排除，物料经过一效、二效、三效浓缩，最后达到一定浓度后，排出系统；

C、从一效卧式冷凝器19逸散出的蒸汽导入至二效加热器13加热废水物料，二效卧式冷凝器20逸散出的蒸汽导入至三效加热器14加热废水物料，三效卧式冷凝器21逸散出的蒸汽导入至冷凝器被冷凝成水，同时加热外部冷却水；

D、水环真空泵7与冷凝器、二效加热器13和三效加热器14连通，将冷凝器15、二效加热器13和三效加热器14内不凝气抽出，维持系统在低真空蒸发

E、通过冷凝水泵6将蒸出水泵出收集进行后续芬顿/生化处理。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种涂料生产废水回收利用精馏装置的使用方法，其特征在于，

该装置包括依次连接的一效分离器、二效分离器和三效分离器，一效分离器、二效分离器和三效分离器的顶部分别设置有一效精馏器、二效精馏器和三效精馏器，一效精馏器、二效精馏器和三效精馏器的顶部分别设置有一效卧式冷凝器、二效卧式冷凝器和三效卧式冷凝器，一效分离器、二效分离器和三效分离器下方分别管道连接有一效加热器、二效加热器和三效加热器，一效加热器、二效加热器和三效加热器底部分别连接有一效强制循环泵、二效强制循环泵和三效强制循环泵，二效加热器热源由一效精馏器塔顶蒸汽提供，三效加热器热源由二效精馏器塔顶蒸汽提供；

一效强制循环泵将一效分离器内的料液抽至一效加热器，与一效加热器内的生蒸汽换热，二效强制循环泵将二效分离器内的料液抽至二效加热器，与一效分离器产生的二次蒸汽换热，三效强制循环泵将三效分离器内的料液抽至三效加热器，与二效分离器产生的二次蒸汽换热；

该装置还包括冷凝器和水环真空泵，三效精馏器塔顶蒸汽在冷凝器被冷却为冷凝水，二效加热器和三效加热器内的冷凝水均收集在冷凝器内，水环真空泵与二效加热器和三效加热器连通，将二效加热器和三效加热器内不凝气抽出，维持系统在低真空蒸发；

一效加热器上还连接有预热器和生蒸汽冷凝水泵，预热器底部依次连接有进料泵和放置原料的原料池，生蒸汽冷凝水泵将一效加热器产生的冷凝水泵入预热器，原料池内的物料通过进料泵泵入预热器预热后进入一效加热器，冷凝器上连接有冷凝水泵，将冷凝器冷凝得到的冷凝水泵出；

该使用方法包括以下步骤：

A、将待处理的废水物料置于原料池中，开启生蒸汽冷凝水泵、一效强制循环泵、二效强制循环泵和三效强制循环泵，废水物料经过预热器预热后依次进入一效加热器、二效加热器和三效加热器，一效分离器、二效分离器和三效分离器将把从蒸发出的二次蒸汽与相应的雾滴进行分离，雾滴通过重力回到料液中，通过对应的强制循环泵导入对应的加热器进行二次换热；

B、从一效分离器、二效分离器和三效分离器逸散出的蒸汽在对应的精馏器中精馏，一效分离器蒸发出来的低沸点的蒸汽进入二效加热器中进行冷凝；二效分离器蒸发出来的低沸点的蒸汽进入三效加热器中进行冷凝；三效分离器蒸发出来的低沸点的蒸汽进入冷凝器中进行冷凝，最后所有冷凝出的低沸点液体，通过泵排除，物料经过一效、二效、三效浓缩，最后达到一定浓度后，排出系统；

C、从一效卧式冷凝器逸散出的蒸汽导入至二效加热器加热废水物料，二效卧式冷凝器逸散出的蒸汽导入至三效加热器加热废水物料，三效卧式冷凝器逸散出的蒸汽导入至冷凝器被冷凝成水，同时外部冷却水被加热；

D、水环真空泵与冷凝器、二效加热器和三效加热器连通，将冷凝器、二效加热器和三效加热器内不凝气抽出，维持系统在低真空蒸发；

E、通过冷凝水泵将蒸出水泵出收集进行后续芬顿/生化处理。

2.如权利要求1所述的使用方法，其特征在于，该精馏装置还包括与水环真空泵连通的真空水罐和换热器，真空水罐用于储存真空泵工作用水，换热器用于真空泵工作水与冷却水换热，保证水环真空泵工作水温度。

3.如权利要求2所述的使用方法，其特征在于，三效加热器与三效强制循环泵连通的管道上开设有取样口和出料口。

4.如权利要求3所述的使用方法，其特征在于，换热器为水环真空泵工作水-冷却水板式换热器，收集罐为卧式冷凝器冷却水收集罐。