CN110372053A - 一种含盐废水综合处理系统及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含盐废水综合处理系统，包括进料泵、与进料泵连接的预热器、蒸发器、闪蒸罐、干燥器、下降管、位于干燥器下方的结晶盐收集池、蒸汽压缩机和循环泵；预热器冷侧入口管通过进料泵与常温原料液连通，其热侧入口与蒸发器热侧出口连通；蒸发器冷侧入口管分别与预热器冷侧出口管、循环泵出口管连通，蒸发器热侧入口管与干燥器出口连通；闪蒸罐料液入口管与蒸发器冷侧出口连通，其料液出口管与循环泵入口连通，其饱和蒸汽出口与蒸汽压缩机连通；蒸汽压缩机出口与干燥器入口管连通，干燥器通过下降管与闪蒸罐底部出口管连通。本系统可去除结晶盐颗粒携带的溶液，强化相变换热效果，热利用率高，结晶盐回收效率快、结晶盐品质高。

Description

一种含盐废水综合处理系统及其处理方法

技术领域

本发明涉及含盐废水处理用的MVR蒸发结晶系统技术领域，尤其涉及一种同时实现蒸发浓缩和结晶盐干燥的含盐废水综合处理系统及其处理方法。

背景技术

在食品、化工和制药等领域产生的废水资源化利用过程中，目前比较广泛采用的是MVR蒸发结晶方法，该方法具有处理量大，效率高，蒸发温度低，换热温差小等优点，但是在回收结晶盐的经济性方面存在含水率高、白度差、再利用成本高等缺点，同时采用自来水消除蒸汽过热度，热利用率低。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种同时实现废水蒸发浓缩、盐粒结晶、过蒸汽干燥的含盐废水综合处理系统及其处理方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种含盐废水综合处理系统，包括预热器、蒸发器、闪蒸罐、干燥器、下降管、结晶盐收集池、蒸汽压缩机、进料泵、循环泵以及相关连接管；所述预热器冷侧入口管通过相接所述进料泵与常温原料液连通，所述预热器热侧入口与所述蒸发器热侧出口连通；所述蒸发器冷侧入口管分别与所述预热器冷侧出口管、所述循环泵出口管连通，所述蒸发器热侧入口管与所述干燥器出口连通；所述闪蒸罐料液入口管与所述蒸发器冷侧出口连通，所述闪蒸罐料液出口管与所述循环泵入口连通，所述闪蒸罐的饱和蒸汽出口与所述蒸汽压缩机连通，所述蒸汽压缩机出口与所述干燥器入口管连通，所述干燥器通过所述下降管与所述闪蒸罐底部出口管连通；所述结晶盐收集池位于所述干燥器底部的出口管的下方。

将含盐废水依次预热器、蒸发器、闪蒸罐和干燥器，是一种同时实现蒸发浓缩和结晶盐干燥的方法；原料液经预热器加热后与循环料液混合，进入蒸发器内进一步加热升温，在闪蒸罐内完成闪蒸结晶的过程，结晶盐通过下降管进入干燥器内被由下往上流动的过热蒸汽带动呈悬浮流化态分布，在此过程中结晶盐表面水分迁移至过热蒸汽内，过热蒸汽变成饱和蒸汽，干燥器完成结晶盐颗粒干化的同时消除了过热蒸汽的过热度，以便进入蒸发器进行高效相变换热；可以获得干燥的结晶盐颗粒，达到深度处理含盐废水的目的，同时干燥过程消除过热蒸汽的过热度，提高系统整体的热利用效率，节能率较高，经济效益好。

所述干燥器出口位于所述干燥器的顶部，所述干燥器入口位于所述干燥器的下部。干燥器出口与入口的设置方式，使得干燥器内过热蒸汽下进上出，结晶盐颗粒被气流带动成悬浮流化分布，干化后的结晶盐密度变大，落入底部结晶盐收集池。

所述蒸发器热侧入口管与所述干燥器出口之间的连接管上连接有自来水入水管，所述自来水入水管安装有第一截止阀。在热度过高时开启自来水入水管，起到降温作用。

所述下降管倾斜向下设置，所述下降管位于所述闪蒸罐一端的端口的高度高于位于位于所述干燥器一端的端口的高度。倾斜向下设置的下降管，有利于结晶盐颗粒的收集。

所述蒸汽压缩机采用罗茨压缩机或双螺杆压缩机。罗茨压缩机或双螺杆压缩机的升压能力较大，效率高。

还包括第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀和第五截止阀；所述第二截止阀安装于所述进料泵与所述预热器入口之间的连接管上；所述第三截止阀安装于所述蒸发器冷侧入口管接入所述预热器冷侧出口管和所述循环泵出口管的连通处与所述循环泵之间的连接管上；所述第四截止阀安装于所述蒸汽压缩机出口与所述干燥器入口之间的连接管上；所述第五截止阀安装于所述干燥器底部的出口管上。

基于含盐废水综合处理系统的处理方法，包括如下步骤：

步骤一、将含盐废水通过预热器被加热后，与闪蒸罐内引出的循环料液混合进入蒸发器继续加热至沸点温度，升温后的物料再进入闪蒸罐完成闪蒸过程，闪蒸过程压力降低、水分蒸发、溶液浓度增加，蒸发的饱和蒸汽通过闪蒸罐的饱和蒸汽出口进入蒸汽压缩机，溶液浓缩的过程中会产生结晶盐，其中浓溶液通过循环泵与预热后的进料混合进入蒸发器继续循环，结晶盐颗粒向下沉积，通过下降管进入干燥器内，在干燥器内被由下向上的过热蒸汽带动成悬浮流化分布，干化后的结晶盐颗粒密度变大，依靠重力作用落入结晶盐收集池；

步骤二、蒸发的饱和蒸汽通过闪蒸罐的饱和蒸汽出口进入蒸汽压缩机升温升压，蒸汽压缩机出口为过热蒸汽，过热蒸汽由干燥器下部入口管进入干燥器内，其内水蒸气分压力低，水分由结晶盐颗粒表面迁移至过热蒸汽内，消除过热度后变成饱和蒸汽进入蒸发器内；

步骤三、进入蒸发器内的饱和蒸汽，在蒸发器内进行高效相变换热，换热过程后变成冷凝水，再次与预热器内的常温进料换热降温后，排出系统。

与现有技术对比，本发明的优点在于：本系统提供了一种热利用率高、结晶盐品质好的综合处理系统及处理方法；采用过热蒸汽干燥结晶盐，可以去除结晶盐颗粒携带的溶液，回收品质高；消除过热蒸汽的过热度，强化蒸发器内的相变换热效果；不需要额外补水，热利用率高，节约水资源；通过本处理方法，热量利用率高，结晶盐回收效率快、结晶盐品质高，为企业带来额外收益。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图中附图标记含义：1、预热器；2、蒸发器；3、闪蒸罐；4、干燥器；5、下降管；6、结晶盐收集池；7、蒸汽压缩机；8、进料泵；9、循环泵；10、第一截止阀；11、第二截止阀；12、第三截止阀；13、第四截止阀；14、第五截止阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。

实施例

本发明中的实验设备和试剂均为本技术领域常规产品，图1中的箭头表示物料、冷凝水或者蒸汽的流动方向；A代表常温进料，B代表冷凝水出口，C代表自来水进的方向。

参阅图1，为一种含盐废水综合处理系统，包括预热器1、蒸发器2、闪蒸罐3、干燥器4、下降管5、结晶盐收集池6、蒸汽压缩机7、进料泵8、循环泵9以及相关连接管；预热器1冷侧入口管通过相接进料泵8与常温原料液连通，预热器1热侧入口与蒸发器2热侧出口连通；蒸发器2冷侧入口管分别与预热器1冷侧出口管、循环泵出口管连通，蒸发器2热侧入口管与干燥器4出口连通；闪蒸罐3料液入口管与蒸发器2冷侧出口连通，闪蒸罐3料液出口管与循环泵9入口连通，闪蒸罐3的饱和蒸汽出口与蒸汽压缩机7连通，蒸汽压缩机7出口与干燥器4入口管连通，干燥器4通过下降管5与闪蒸罐3底部出口管连通；结晶盐收集池6位于干燥器4底部的出口管的下方。

将含盐废水依次预热器1、蒸发器2、闪蒸罐3和干燥器4，是一种同时实现蒸发浓缩和结晶盐干燥的方法；原料液经预热器1加热后与循环料液混合，进入蒸发器2内进一步加热升温，在闪蒸罐3内完成闪蒸结晶的过程，结晶盐通过下降管5进入干燥器4内被由下往上流动的过热蒸汽带动呈悬浮流化态分布，在此过程中结晶盐表面水分迁移至过热蒸汽内，过热蒸汽变成饱和蒸汽，干燥器4完成结晶盐颗粒干化的同时消除了过热蒸汽的过热度，以便进入蒸发器2进行高效相变换热；可以获得干燥的结晶盐颗粒，达到深度处理含盐废水的目的，同时干燥过程消除过热蒸汽的过热度，提高系统整体的热利用效率，节能率较高，经济效益好。

干燥器4出口位于干燥器4的顶部，干燥器4入口位于干燥器4的下部。干燥器4出口与入口的设置方式，使得干燥器4内过热蒸汽下进上出，结晶盐颗粒被气流带动成悬浮流化分布，干化后的结晶盐密度变大，落入底部结晶盐收集池6。

蒸发器2热侧入口管与干燥器4出口之间的连接管上连接有自来水入水管，自来水入水管安装有第一截止阀10。在热度过高时开启自来水入水管，起到降温作用。

下降管5倾斜向下设置，下降管5位于闪蒸罐3一端的端口的高度高于位于位于干燥器4一端的端口的高度。倾斜向下设置的下降管5，有利于结晶盐颗粒的收集。

蒸汽压缩机7采用罗茨压缩机或双螺杆压缩机。罗茨压缩机或双螺杆压缩机的升压能力较大，效率高。

还包括第二截止阀11、第三截止阀12、第四截止阀13和第五截止阀14；第二截止阀11安装于进料泵8与预热器入口之间的连接管上；第三截止阀12安装于蒸发器2冷侧入口管接入预热器1冷侧出口管和循环泵出口管的连通处与循环泵9之间的连接管上；第四截止阀13安装于蒸汽压缩机7出口与干燥器4入口之间的连接管上；第五截止阀14安装于干燥器4底部的出口管上。

本实施例中，闪蒸罐3设置一个物料进口和三个出口，一个物料进口为与蒸发器2冷侧出口连通的闪蒸罐3料液入口管，三个出口分别为位于顶部的饱和蒸汽出口、位于下部的浓溶液出口(即与循环泵9入口连通的闪蒸罐3料液出口管)和位于底部的结晶盐颗粒出口(即闪蒸罐3底部出口管)，闪蒸罐3底部出口管通过下降管5与干燥器4入口连通。

基于含盐废水综合处理系统的处理方法，包括如下步骤：

步骤一、将含盐废水通过预热器1被加热后，与闪蒸罐3内引出的循环料液混合进入蒸发器2继续加热至沸点温度，升温后的物料再进入闪蒸罐3完成闪蒸过程，闪蒸过程压力降低、水分蒸发、溶液浓度增加，蒸发的饱和蒸汽通过闪蒸罐3的饱和蒸汽出口进入蒸汽压缩机7，溶液浓缩的过程中会产生结晶盐，其中浓溶液通过循环泵9与预热后的进料混合进入蒸发器2继续循环，结晶盐颗粒向下沉积，通过下降管5进入干燥器4内，在干燥器4内被由下向上的过热蒸汽带动成悬浮流化分布，干化后的结晶盐颗粒密度变大，依靠重力作用落入结晶盐收集池6；

步骤二、蒸发的饱和蒸汽通过闪蒸罐3的饱和蒸汽出口进入蒸汽压缩机7升温升压，蒸汽压缩机7出口为过热蒸汽，过热蒸汽由干燥器4下部入口管进入干燥器4内，其内水蒸气分压力低，水分由结晶盐颗粒表面迁移至过热蒸汽内，消除过热度后变成饱和蒸汽进入蒸发器2内；

步骤三、进入蒸发器2内的饱和蒸汽，在蒸发器2内进行高效相变换热，换热过程后变成冷凝水，再次与预热器1内的常温进料换热降温后，排出系统。

本实施例提出的用于处理含盐废水的蒸发结晶方法的具体操作过程为：

(1)将含盐废水浓度为2％(不限制浓度)的含盐废水通过预热器1加热到低于蒸发器2内压力对应的饱和温度的5℃～10℃(如蒸发器2内压力为101.3Kpa，对应蒸发温度为100℃)，与循环泵出口管的料液混合后进入蒸发器2内，该过程循环泵9的流量大于进料泵8的流量，循环倍率一般为20～50倍之间，在蒸发器2内循环物料进一步被加热升温，升温后的循环物料进入大容器空间的闪蒸罐3进行减压蒸发，该过程中水分蒸发，溶液浓度增大，其蒸发的水分以饱和蒸汽的形式通过闪蒸罐3顶部出口进入蒸汽压缩机7，升温升压后变成过热蒸汽，其变浓的料液经循环泵9进入蒸发器2继续循环，而闪蒸过程析出的结晶盐下降沉积，通过闪蒸罐3底部的出口进入下降管5，此过程的结晶盐颗粒表面携带溶液较多，白度差，也难以运输和回收再利用。

(2)携带水分的结晶盐颗粒进入过热蒸汽干燥器4，被由下向上的过热蒸汽带动成悬浮流化分布，其表面水蒸气分压力高于过热蒸汽内水蒸气分压力，水分吸热蒸发迁移至过热蒸汽，一方面达到结晶盐颗粒表面干化的目的，另一方面消除过热的饱和蒸汽进入蒸发器2，避免了过热度引起的蒸发器2内显热换热差的问题。

(3)进入蒸发器2内的饱和蒸汽，在蒸发器2内完成高效相变换热过程后变成冷凝水，再次与预热器1内的常温进料换热降温后，排出系统。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (7)

1.一种含盐废水综合处理系统，其特征在于：包括预热器、蒸发器、闪蒸罐、干燥器、下降管、结晶盐收集池、蒸汽压缩机、进料泵、循环泵以及相关连接管；所述预热器冷侧入口管通过相接所述进料泵与常温原料液连通，所述预热器热侧入口与所述蒸发器热侧出口连通；所述蒸发器冷侧入口管分别与所述预热器冷侧出口管、所述循环泵出口管连通，所述蒸发器热侧入口管与所述干燥器出口连通；所述闪蒸罐料液入口管与所述蒸发器冷侧出口连通，所述闪蒸罐料液出口管与所述循环泵入口连通，所述闪蒸罐的饱和蒸汽出口与所述蒸汽压缩机连通，所述蒸汽压缩机出口与所述干燥器入口管连通，所述干燥器通过所述下降管与所述闪蒸罐底部出口管连通；所述结晶盐收集池位于所述干燥器底部的出口管的下方。

2.根据权利要求1所述的含盐废水综合处理系统，其特征在于：所述干燥器出口位于所述干燥器的顶部，所述干燥器入口位于所述干燥器的下部。

3.根据权利要求1所述的含盐废水综合处理系统，其特征在于：所述蒸发器热侧入口管与所述干燥器出口之间的连接管上连接有自来水入水管，所述自来水入水管安装有第一截止阀。

4.根据权利要求1所述的含盐废水综合处理系统，其特征在于：所述下降管倾斜向下设置，所述下降管位于所述闪蒸罐一端的端口的高度高于位于位于所述干燥器一端的端口的高度。

5.根据权利要求1所述的含盐废水综合处理系统，其特征在于：所述蒸汽压缩机采用罗茨压缩机或双螺杆压缩机。

6.根据权利要求1所述的含盐废水综合处理系统，其特征在于：还包括第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀和第五截止阀；所述第二截止阀安装于所述进料泵与所述预热器入口之间的连接管上；所述第三截止阀安装于所述蒸发器冷侧入口管接入所述预热器冷侧出口管和所述循环泵出口管的连通处与所述循环泵之间的连接管上；所述第四截止阀安装于所述蒸汽压缩机出口与所述干燥器入口之间的连接管上；所述第五截止阀安装于所述干燥器底部的出口管上。

7.根据基于权利要求1所述的含盐废水综合处理系统的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、将含盐废水通过预热器被加热后，与闪蒸罐内引出的循环料液混合进入蒸发器继续加热至沸点温度，升温后的物料再进入闪蒸罐完成闪蒸过程，闪蒸过程压力降低、水分蒸发、溶液浓度增加，蒸发的饱和蒸汽通过闪蒸罐的饱和蒸汽出口进入蒸汽压缩机，溶液浓缩的过程中会产生结晶盐，其中浓溶液通过循环泵与预热后的进料混合进入蒸发器继续循环，结晶盐颗粒向下沉积，通过下降管进入干燥器内，在干燥器内被由下向上的过热蒸汽带动成悬浮流化分布，干化后的结晶盐颗粒密度变大，依靠重力作用落入结晶盐收集池；

步骤二、蒸发的饱和蒸汽通过闪蒸罐的饱和蒸汽出口进入蒸汽压缩机升温升压，蒸汽压缩机出口为过热蒸汽，过热蒸汽由干燥器下部入口管进入干燥器内，其内水蒸气分压力低，水分由结晶盐颗粒表面迁移至过热蒸汽内，消除过热度后变成饱和蒸汽进入蒸发器内；

步骤三、进入蒸发器内的饱和蒸汽，在蒸发器内进行高效相变换热，换热过程后变成冷凝水，再次与预热器内的常温进料换热降温后，排出系统。