CN110171900B - 一种高温含盐废水浓缩结晶装置及应用 - Google Patents

一种高温含盐废水浓缩结晶装置及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高温含盐废水浓缩结晶装置及应用，其装置包括用于第一次浓缩结晶的第一浓缩装置，用于第二次浓缩的第二浓缩装置，用于排料的排料装置，以及用于为第一浓缩装置提供冷却作用的冷却装置；所述第一浓缩装置采用闪蒸罐，所述第二浓缩装置采用低温蒸盐装置。本发明减少了固液分离装置从而减少了设备投资成本和能耗，同时自动化程度高，减少了人力的投入。此外，还具有能快速分离系统生成盐的优点，有效避免了盐二次溶解的问题；采用闪蒸脱盐技术和低温蒸盐技术相结合，能充分利用高温含盐废水中夹带的低品位热能，减少了能源消耗。

Description

一种高温含盐废水浓缩结晶装置及应用
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种高温含盐废水浓缩结晶装置及应用。
背景技术
随着经济的增长和工业规模不断的扩大，工业用水量以及随之产生的废水量日益增加。这不仅加剧我国水资源紧缺的状况，同时也对人类生活环境造成极其恶劣的影响。尤其对于来源广泛的高温含盐废水表现更为突出。这类废水直接排放会导致植物死亡和土壤板结等问题，加剧土地沙漠化，破坏区域生态系统。同时也会造成盐资源和能源极大浪费。因此，亟需寻求适当的方法解决该类废水排放问题。
闪蒸技术和低温蒸发技术因其高效、节能等优点，广泛应用于含盐废水处理过程。其工作原理都是通过降低含盐废水的饱和蒸气压使其沸点降低，从而有利于将含盐废水汽化，进而达到分离纯化的目的。然而，采用这两种技术得到的固体盐类物质还夹带了大量的水，后期还需要进行离心分离或筛网过滤等固液分离操作。其中，离心分离需要额外配置离心机等设备，增加了投资成本。而筛网过滤自动化程度低，需要耗费大量的人力。此外，这两种方法都无法快速将生成的盐从系统中分离，易引起二次溶解的问题。因此，基于处理高温含盐废水市场需求并结合闪蒸技术和低温蒸发技术特点，开发一种快速分离系统生成盐的、低能耗的浓缩结晶装置用于处理高温含盐废水并回收盐类物质具有重要意义。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供了一种能够快速从系统中将生成的盐分离的、低耗能的高温含盐废水浓缩结晶装置及应用。
本发明的技术方案是：一种高温含盐废水浓缩结晶装置，包括用于第一次浓缩结晶的第一浓缩装置，用于第二次浓缩的第二浓缩装置，用于排料的排料装置，以及用于为第一浓缩装置提供冷却作用的冷却装置；所述第一浓缩装置采用闪蒸罐，且第一浓缩装置侧壁自上而下依次贯穿设置有第一进料口和第二进料口；所述第一进料口通过第一减压泵将高温含盐废水引入第一浓缩装置；所述第二进料口通过第二减压泵将第二浓缩装置排出的高温浓盐水引入第一浓缩装置；所述第一浓缩装置内部设置有导流板，所述导流板包括倾斜设置在第一浓缩装置内部且位于第一进料口上方的第一导流板和倾斜设置在第一浓缩装置内部且位于第二进料口上方的第二导流板；所述第一浓缩装置下端还安装有冷却管；所述冷却管所需冷却水由所述冷却装置提供；
所述排料装置包括排料管道、排料绞龙和储料装置；所述排料管道的上端与第一浓缩装置的排料口固定连接；所述排料管道的下端与第二浓缩装置的进料口连接，且连接处上方设置有过滤网；所述排料绞龙用于将被过滤网拦截的盐输送至所述储料装置，且排料绞龙与排料管道连接处上方设置有视镜，所述视镜用于观察排料管道内的被过滤网拦截的盐的情况；过滤网和排料绞龙成90度角设置，且过滤网倾斜设置，这样有利于将盐排除，如果水平设置，相同物料滤饼厚度会减小，不利于将盐刮出，盐堆积容易造成板结，堵塞过滤网。
进一步地，还包括第一压缩装置，第一压缩装置用于将第一浓缩装置内部汽化的蒸汽压缩至第二浓缩装置进行利用；第一压缩装置具体采用罗茨风机。
进一步地，所述第二浓缩装置的进料口与排料管道的下端连接处设置有低温蒸盐预处理装置；所述低温蒸盐预处理装置包括壳体、U型流通管和蒸汽加热管，所述U型流通管设置在壳体内部，所述蒸汽加热管缠绕设置在U型流通管上；U型流通管的进水端与排料管道的下端连接，U型流通管的出水端与第二浓缩装置的进料口连接；蒸汽加热管的进口端通过第一压缩装置将第一浓缩装置内部汽化的蒸汽抽入，蒸汽加热管的出口端与冷却装置连接；壳体上设置有隔热层；能够对进入第二浓缩装置的废水进行进一步地加热，能够间接的提高第二浓缩装置的处理效率。
进一步地，所述第一浓缩装置内部设置有除沫器，所述除沫器位于第一浓缩装置内部上端；能够有效地防止蒸汽夹带液体排出的问题。
进一步地，所述导流板可以用导流装置代替，所述导流装置具体包括第一隔板、第一通管、第二隔板和第一导流装置；所述第一隔板、第二隔板均采用漏斗状的分配板；所述第一通管内部设置有第二导流螺旋板，且第一隔板大开口朝下设置在第一通管下端，第二隔板大开口朝下设置在第一通管上端；所述第一导流装置采用纵截面为工字型结构的连通管，第一导流装置中间段内部设置有第一导流螺旋板，且第一导流装置设置在第二隔板上表面。
更进一步地，所述第一进料口的设置高度位于第一隔板与第二隔板之间，第二进料口的设置高度位于第一隔板下方；高温含盐废水在第一次进入第一浓缩装置时位于第一浓缩装置靠上部位；第二浓缩装置处理后的浓缩废水进入第一浓缩装置时位于靠下位置；这不仅能够提高废水进行第一次闪蒸的效率，而且能够满足两个进料口同时进料。
进一步地，排料管道上设置有反冲洗装置；有利于排料管道发生堵塞时进行维护。
进一步地，所述视镜采用螺纹直通视盅；有利于观察过滤网拦截的析出盐的情况，同时还避免了析出盐在视镜处堆积的现象发生。
优选的是，所述浓缩结晶装置应用于水热解法处理高盐高COD化工危废产生的高温含盐废水分盐过程。
更进一步地，所述水热解法处理高盐高COD化工危废预处理过程所需热量和水可由第一浓缩装置提供；由于水热解法处理高盐高COD化工危废预处理过程需要热量和水，因此可以将第一浓缩装置内部汽化的蒸汽直接通入水热解法处理高盐高COD化工危废预处理系统中，有利于充分利用热量和水。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
(1)本发明提供的浓缩结晶装置，高温含盐废水在闪蒸罐进行浓缩、冷却结晶形成夹带着水的固体盐类物质，然后利用自身重力作用在排料装置中进行固液分离脱水，最后通过排料绞龙将脱水后的盐输送至储料装置，达到回收盐类物质的目的。与传统的闪蒸脱盐和低温蒸发脱盐技术相比，本发明减少了固液分离装置从而减少了设备投资成本和能耗，同时自动化程度高，减少了人力的投入。此外，还具有能快速分离系统生成盐的优点，有效避免了盐二次溶解的问题。
(2)本发明提供的浓缩结晶装置，采用闪蒸脱盐技术和低温蒸盐技术相结合，能充分利用高温含盐废水中夹带的低品位热能，减少了能源消耗。同时使用压缩装置将第一浓缩装置生成的热水蒸气应用于第二浓缩装置加热过程，实现低品位热能二次利用，同时热交换后得到的低温水作为冷却水使用，大大减少了一次水的使用量。
(3)本发明提供的浓缩结晶装置应用于水热解法处理高盐高COD化工危废产生的高温含盐废水分盐过程，具有高效、节能等优点，且第一浓缩装置生成的热水蒸气直接应用于水热解法处理高盐高COD化工危废预处理过程与应用于第二浓缩装置加热过程相比具有更小的能量损失。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是本发明实施例2的结构示意图；
图3是本发明实施例2的导流装置的结构示意图；
图4是本发明实施例2的导流装置的爆炸图；
图5是本发明实施例2的低温蒸盐预处理装置结构示意图；
其中，1-第一浓缩装置、10-导流装置、101-第一隔板、102-第一通管、103-第二隔板、104-第一导流装置、11-导流板、111-第一导流板、112-第二导流板、2-第二浓缩装置、21-低温蒸盐预处理装置、211-壳体、212-U型流通管、213-蒸汽加热管、214-隔热层、3-排料装置、31-排料管道、311-过滤网、312-视镜、32-排料绞龙、33-储料装置、34-反冲洗装置、4-冷却装置、40-冷却管、5-第一压缩装置、6-热交换装置。
具体实施方式
实施例1：如图1、2所示的一种高温含盐废水浓缩结晶装置，包括用于第一次浓缩结晶的第一浓缩装置1，用于第二次浓缩的第二浓缩装置2，用于排料的排料装置3，以及用于为第一浓缩装置1提供冷却作用的冷却装置4；第一浓缩装置1采用闪蒸罐，且第一浓缩装置1侧壁上自上而下依次贯穿设置有第一进料口和第二进料口；第一进料口通过第一减压泵将高温含盐废水引入第一浓缩装置1；第二进料口通过第二减压泵将第二浓缩装置2排出的高温浓盐水引入第一浓缩装置1；第一浓缩装置1内部设置有导流板11，导流板11包括倾斜设置在第一浓缩装置1内部且位于第一进料口上方的第一导流板111和倾斜设置在第一浓缩装置1内部且位于第二进料口上方的第二导流板112；第一浓缩装置1下端还安装有冷却管40；冷却管40所需冷却水由所述冷却装置4提供；
排料装置3包括排料管道31、排料绞龙32和储料装置33；排料管道31的上端与第一浓缩装置1的排料口固定连接；排料管道31的下端与第二浓缩装置2的进料口连接，且连接处上方设置有过滤网311；排料绞龙32用于将被过滤网311拦截的盐输送至储料装置33，且排料绞龙32与排料管道31连接处上方设置有视镜312，视镜312用于观察排料管道31内的被过滤网311拦截的盐的情况；其中，过滤网311和排料绞龙32成90度角设置，且过滤网311与水平面倾斜45度角设置，这样有利于将盐排除，如果水平设置，相同物料滤饼厚度会减小，不利于将盐刮出，盐堆积容易造成板结，堵塞过滤网；
第一浓缩装置1侧壁上贯穿设置有第一进料口和第二进料口，第一进料口位于第二进料口上端，且第一进料口通过第一减压泵将高温含盐废水引入第一浓缩装置1，第二进料口通过第二减压泵将第二浓缩装置2排出的高温浓盐水引入第一浓缩装置1；第一浓缩装置1内部设置有导流板11，导流板11包括第一导流板111和第二导流板112，第一导流板111倾斜设置在第一浓缩装置1内部且位于第一进料口上方，第二导流板112倾斜设置在第一浓缩装置1内部且位于第二进料口上方；其中，第一导流板111、第一进料口、第二导流板112、第二进料口在第一浓缩装置1的高低位置从高到低依次排列；
第一浓缩装置1内部设置有除沫器12，除沫器12位于第一浓缩装置1内部上端；
第一浓缩装置1下端安装有冷却管40，冷却装置4为冷却管40提供冷却水。
其中，连接过程中多次用到抽泵，在此不一一进行叙述，如冷却装置4与冷却管40通过抽泵连接，反冲洗装置34与排料管道31上的反冲洗进水口通过抽泵连接。
使用时，将水热解法处理高盐高COD化工危废产生的高温含盐废水通过第一进料口进入第一浓缩装置1后将水份快速分离，分离出的蒸汽由第一浓缩装置1上端的排口排出；另外，浓缩后的废水在第一浓缩装置1底部降温，根据盐的溶解度随温度变化的原理，析出的盐通过过滤网311被拦截，由排料绞龙32输送至储料装置33内，然后废水母液进一步的流入第二浓缩装置2中，经过第二浓缩装置2处理后的含盐废水再次进入第一浓缩装置1中。
实施例2：与实施例1不同的是：如图2所示，一种高温含盐废水浓缩结晶装置，还包括第一压缩装置5，第一压缩装置5用于将第一浓缩装置1内部汽化的蒸汽回收利用至发热能源；第一压缩装置5具体采用罗茨风机；第二浓缩装置2采用低温蒸盐装置，且第二浓缩装置2的进料口与排料管道31的下端连接处设置有低温蒸盐预处理装置21；低温蒸盐预处理装置21包括壳体211、U型流通管212和蒸汽加热管213，U型流通管212设置在壳体211内部，蒸汽加热管213缠绕设置在U型流通管212上；U型流通管212的进水端与排料管道31的下端连接，U型流通管212的出水端与第二浓缩装置2的进料口连接；蒸汽加热管213的进口端通过第一压缩装置5将第一浓缩装置1内部汽化的蒸汽抽入，蒸汽加热管213的出口端与冷却装置4连接；壳体211上设置有隔热层214，隔热层214具体采用聚氨酯泡沫塑料板；
导流板11可以用导流装置10代替，导流装置10具体包括第一隔板101、第一通管102、第二隔板103和第一导流装置104；第一隔板101、第二隔板103均采用漏斗状的分配板；第一通管102内部设置有第二导流螺旋板，且第一隔板101大开口朝下设置在第一通管102下端，第二隔板103大开口朝下设置在第一通管102上端；第一导流装置104采用纵截面为工字型结构的连通管，第一导流装置104中间段内部设置有第一导流螺旋板，且第一导流装置104设置在第二隔板103上表面；第一进料口的设置高度位于第二隔板103与第一隔板101之间，第二进料口的设置高度位于第一隔板101下方。
其中，视镜312采用螺纹直通视盅。
使用时，将水热解法处理高盐高COD化工危废产生的高温含盐废水通过第一进料口进入第一浓缩装置1后将水份快速分离，分离出的蒸汽由第一浓缩装置1上端的排口排出；另外，浓缩后的废水在第一浓缩装置1底部降温，根据盐的溶解度随温度变化的原理，析出的盐通过过滤网311被拦截，由排料绞龙32输送至储料装置33内，然后废水母液先通过低温蒸盐预处理装置211进行热处理后，进一步的流入第二浓缩装置2中，经过第二浓缩装置2处理后的含盐废水再次进入第一浓缩装置1中。
实施例3：与实施例1不同的是：水热解法高盐高COD化工危废预处理过程所需热量和水由第一浓缩装置提供；由于水热解法处理高盐高COD化工危废预处理过程需要热量和水，因此将第一浓缩装置内部汽化的蒸汽直接通于预处理系统中，能够充分利用热量和水，更加节能。
使用时，将水热解法处理高盐高COD化工危废产生的高温含盐废水通过第一进料口进入第一浓缩装置1后将水份快速分离，分离出的蒸汽直接通于水热解法处理高盐高COD化工危废预处理系统中；另外，浓缩后的废水在第一浓缩装置1底部降温，根据盐的溶解度随温度变化的原理，析出的盐通过过滤网311被拦截，由排料绞龙32输送至储料装置33内，然后废水母液进一步的流入第二浓缩装置2中，经过第二浓缩装置2处理后的含盐废水再次进入第一浓缩装置1中。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种高温含盐废水浓缩结晶装置，包括用于第一次浓缩结晶的第一浓缩装置(1)，用于第二次浓缩的第二浓缩装置(2)，用于排料的排料装置(3)，用于为第一浓缩装置(1)提供冷却作用的冷却装置(4)以及用于将第一浓缩装置(1)内部汽化的蒸汽压缩至第二浓缩装置(2)进行利用的第一压缩装置(5)；其特征在于，所述第一浓缩装置(1)采用闪蒸罐，且第一浓缩装置(1)侧壁自上而下依次贯穿设置有第一进料口和第二进料口；所述第一进料口通过第一减压泵将高温含盐废水引入第一浓缩装置(1)；所述第二进料口通过第二减压泵将第二浓缩装置(2)排出的高温浓盐水引入第一浓缩装置(1)；所述第一浓缩装置(1)内部设置有导流板(11)，所述导流板(11)包括倾斜设置在第一浓缩装置(1)内部且位于第一进料口上方的第一导流板(111)和倾斜设置在第一浓缩装置(1)内部且位于第二进料口上方的第二导流板(112)；所述第一浓缩装置(1)下端还安装有冷却管(40)；所述冷却管(40)所需冷却水由所述冷却装置(4)提供；第一浓缩装置(1)内部设置有除沫器(12)，所述除沫器(12)位于第一浓缩装置(1)内部上端；
所述排料装置(3)包括排料管道(31)、排料绞龙(32)和储料装置(33)；所述排料管道(31)的上端与第一浓缩装置(1)的排料口固定连接；所述排料管道(31)的下端与第二浓缩装置(2)的进料口连接，且连接处上方设置有过滤网(311)；所述排料绞龙(32)用于将被过滤网(311)拦截的盐输送至所述储料装置(33)，且排料绞龙(32)与排料管道(31)连接处上方设置有视镜(312)，所述视镜(312)用于观察排料管道(31)内的被过滤网(311)拦截的盐的情况，所述视镜(312)采用螺纹直通视盅；所述排料管道(31)上设置有反冲洗装置(34)；
第二浓缩装置(2)采用低温蒸盐装置，且第二浓缩装置(2)的进料口与排料管道(31)的下端连接处设置有低温蒸盐预处理装置(21)；所述低温蒸盐预处理装置(21)包括壳体(211)、U型流通管(212)和蒸汽加热管(213)，所述U型流通管(212)设置在壳体(211)内部，所述蒸汽加热管(213)缠绕设置在U型流通管(212)上；U型流通管(212)的进水端与排料管道(31)的下端连接，U型流通管(212)的出水端与第二浓缩装置(2)的进料口连接；蒸汽加热管(213)的进口端通过第一压缩装置(5)将第一浓缩装置(1)内部汽化的蒸汽抽入，蒸汽加热管(213)的出口端与冷却装置(4)连接；壳体(211)上设置有隔热层(214)。
2.根据权利要求1所述的一种高温含盐废水浓缩结晶装置，其特征在于，所述导流板(11)可以用导流装置(10)代替，所述导流装置(10)具体包括第一隔板(101)、第一通管(102)、第二隔板(103)和第一导流装置(104)；所述第一隔板(101)、第二隔板(103)均采用漏斗状的分配板；所述第一通管(102)内部设置有第二导流螺旋板，且第一隔板(101)大开口朝下设置在第一通管(102)下端，第二隔板(103)大开口朝下设置在第一通管(102)上端；所述第一导流装置(104)采用纵截面为工字型结构的连通管，第一导流装置(104)中间段内部设置有第一导流螺旋板，且第一导流装置(104)设置在第二隔板(103)上表面。
3.根据权利要求1、2任意一项所述的一种高温含盐废水浓缩结晶装置，其特征在于，所述浓缩结晶装置应用于水热解法处理高盐高COD化工危废产生的高温含盐废水分盐过程。
4.根据权利要求3所述的一种高温含盐废水浓缩结晶装置，其特征在于，所述水热解法处理高盐高COD化工危废预处理过程所需热量和水可由第一浓缩装置(1)提供。
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