CN110668518A - 一种高盐水处理的蒸发结晶工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水处理及其再生利用的技术领域，特别是涉及一种高盐水处理的蒸发结晶工艺，其可以提高对蒸发出的蒸汽的利用率，减少电能的耗费，并且可以方便在蒸发结晶的同时将结晶与浓水分离；其基于蒸发结晶系统，所述蒸发结晶系统包括蒸发模块、压缩模块、分离模块、换热模块和回收模块，该工艺包括以下步骤：S1、蒸发结晶：将所需要进行蒸发结晶的浓水导入至蒸发模块中，对蒸发模块进行加热，使其中的浓水沸腾，蒸汽溢出后进入压缩模块进行压缩，此时关闭外接低温位蒸气源，蒸发模块中逐渐析出结晶；S2、固液分离；S3、余热利用；S4、冷凝液回流；S5、未结晶液回收。

Description

一种高盐水处理的蒸发结晶工艺

技术领域

本发明涉及污水处理及其再生利用的技术领域，特别是涉及一种高盐水处理的蒸发结晶工艺。

背景技术

众所周知，废水、废气和噪声污染是自然界的三大公害，而工业废水则是废水中的一大组成成分，工业废水对环境的破坏相当大，其直接流入渠道、江河、湖泊污染地表水，如果毒性较大会导致水生动植物的死亡甚至绝迹，并且其还能渗透到地下水和土壤中，造成地下水和土壤的污染，有些工业废水还带有难闻的恶臭，污染空气，并且其中的有毒有害物质还会被动植物的摄食和吸收作用残留在体内，而后通过食物链到达人体内，对人体造成危害，因此对工业废水的处理成为一项极为重要的课题，现针对废水进行减量化处理，最后生产混盐以实现零排放，“零排放”处理方式为混盐处理工艺，处理后的水达到《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T 19923-2005)中工业循环水冷却水补水标准由上游排水企业和电厂回用，剩余浓水蒸发结晶成盐后外售，结晶成盐过程中产生的未结晶液回到污水处理前端进入生化系统再处理，因此，对浓水的蒸发结晶是废水减量化处理的重要一步。

现有的对浓水进行蒸发结晶处理时，常采用直接加热浓水的方式保持浓水的沸腾状态以使浓水进行加热蒸发结晶，随着溶剂质量的不断减少，其中的盐分颗粒不断的析出，但是现有的浓水蒸发结晶工艺对蒸发出的蒸汽热能利用率较低，耗费较多的电能，并且其不方便在蒸发结晶的同时将结晶与浓水分离。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种可以提高对蒸发出的蒸汽的利用率，减少电能的耗费，并且可以方便在蒸发结晶的同时将结晶与浓水分离的高盐水处理的蒸发结晶工艺。

本发明的一种高盐水处理的蒸发结晶工艺，其基于蒸发结晶系统，所述蒸发结晶系统包括蒸发模块、压缩模块、分离模块、换热模块和回收模块，该工艺包括以下步骤：

S1、蒸发结晶：将所需要进行蒸发结晶的浓水导入至蒸发模块中，并将外接低温位蒸汽源通入压缩模块中，使其压力和温度均升高后导入至蒸发模块中对蒸发模块进行加热，使其中的浓水沸腾，蒸汽溢出后进入压缩模块进行压缩，此时关闭外接低温位蒸气源，蒸发模块中逐渐析出结晶；

S2、固液分离：在蒸发结晶过程中，将带有结晶的浓水导入至分离模块中，通过分离模块将结晶与剩余的浓水进行分离，结晶留在分离模块中，其余的浓水回到蒸发模块中；

S3、余热利用：经过压缩后进入蒸发模块中的蒸汽使用后温度降低，将其引入换热模块中，利用蒸汽中的余热对换热介质进行加热，以对蒸汽中的余热进行利用；

S4、冷凝液回流：将在蒸发模块中冷凝的液体与换热模块中冷凝的液体汇流后导出，进行回收或再处理；

S5、未结晶液回收：待蒸发模块中不再析出结晶时，通过回收模块将蒸发模块中剩余的不结晶的浓水导出，并将其送回至污水处理前端进入生化系统再处理。

本发明的一种高盐水处理的蒸发结晶工艺，所述蒸发模块包括加热箱、蒸发罐、多组支撑杆、多组支撑块、第一排液管、进液管和密封盖，所述加热箱内设置有加热腔，并在加热箱顶部设置有安装口，安装口与加热腔相通，所述加热箱顶部密封设置有箱盖，所述箱盖中央区域设置有固定孔，所述蒸发罐位于加热箱中，并且蒸发罐顶部穿过固定孔并与固定孔内壁固定连接，所述多组支撑杆两端分别与加热箱内壁和多组支撑块连接，所述多组支撑块均与蒸发罐底部接触，所述第一排液管输入端与加热箱底部连通，并在第一排液管上设置有第一控制阀，所述进液管输出端穿过加热箱左侧壁并与蒸发罐连通，并在进液管上设置有第一开关阀，所述密封盖安装至蒸发罐顶部。

本发明的一种高盐水处理的蒸发结晶工艺，所述压缩模块包括蒸汽压缩机、导入管、进气管和出气管，所述密封盖上设置有安装孔，所述进气管输入端固定安装在安装孔处，并且进气管输出端与蒸汽压缩机输入端连通，所述出气管输入端和输出端分别与蒸汽压缩机输出端和加热箱底部连通，所述导入管与进气管连通，并在导入管上设置有第二开关阀。

本发明的一种高盐水处理的蒸发结晶工艺，所述分离模块包括分离箱、多组电机、多组减速机、多组传动轴、多组转盘、多组分离筐、传输管、传输泵、多组分流管和回流管，所述分离箱内设置有分离腔，并在分离箱顶部设置有取放口，取放口与分离腔相通，所述分离箱顶部可拆卸设置有挡盖，所述多组电机分别安装在多组减速机输入端处，所述多组减速机均安装在分离箱底部，所述多组传动轴均位于分离箱中，并且多组传动轴底端均穿过分离箱底部并分别与多组减速机输出端连接，所述多组传动轴与分离箱底部接触处均设置有机械密封件，并且多组传动轴顶端分别与多组转盘连接，所述多组分离筐分别可拆卸安装在多组转盘顶部，所述传输管输入端穿过加热箱底部并与蒸发罐底部连通，并在传输管上设置有电磁阀，所述电磁阀位于加热箱中，所述传输管输出端穿过分离箱左侧壁伸入分离箱中，并且传输管输出端封闭，所述传输泵安装在传输管上，所述多组分流管顶端均与传输管连通，并在多组分流管上分别设置有多组第二控制阀，所述多组分流管分别位于多组分离箱上方区域，所述回流管输入端与分离箱左侧壁底部连通，并且回流管输出端穿过加热箱右侧壁并与蒸发罐连通，所述回流管上设置有第三控制阀。

本发明的一种高盐水处理的蒸发结晶工艺，所述分离模块还包括两组定位杆和定位环，所述两组定位杆两端分别与分离箱内右侧壁和定位环连接，所述传输管输出端插入并固定至定位环中。

本发明的一种高盐水处理的蒸发结晶工艺，所述分离模块还包括多组支撑杆和多组滑轮，所述多组支撑杆两端分别与多组转盘底部和多组滑轮连接，所述多组滑轮均与分离箱内底部接触。

本发明的一种高盐水处理的蒸发结晶工艺，所述换热模块包括换热箱、多组螺旋换热管、输入管、输出管和第二排液管，所述换热箱内设置有换热腔，并在换热箱左侧壁和右侧壁上分别设置有多组左定位孔和多组右定位孔，所述多组螺旋换热管均位于换热箱中，并且多组螺旋换热管左右两端分别固定安装在多组左定位孔和多组右定位孔处，所述输入管输入端和输出端分别与加热箱左侧壁和换热箱左侧壁连通，所述输出管输入端与换热箱右侧壁顶部连通，所述第二排液管输入端与换热箱底部连通，所述第一排液管输出端与第二排液管连通，并在第二排液管上设置有第三开关阀。

本发明的一种高盐水处理的蒸发结晶工艺，所述回收模块包括回收管，所述回收管输入端与传输管连通，并在回收管上设置有第四控制阀。

与现有技术相比本发明的有益效果为：打开第一开关阀，通过进液管将所需要进行蒸发结晶的浓水导入至蒸发罐中，并打开第二开关阀，通过导入管将外接低温位蒸汽源通入蒸汽压缩机中，使其压力和温度均升高后通过出气管导入至加热箱中对蒸发罐进行加热，使其中的浓水沸腾，蒸汽溢出后通过进气管进入蒸汽压缩机中进行压缩，此时关闭第二开关阀，从而关闭外接低温位蒸气源，只使用蒸发出的蒸汽即可维持对蒸发罐的加热，保持浓水的沸腾，随着蒸发的进行，蒸发罐中逐渐析出结晶，在蒸发结晶过程中，控制电磁阀开启，并将传输泵通电并启动，在传输泵的作用下将蒸发罐中的浓水以及其中夹杂的结晶通过传输管导出，并开启任意第二控制阀，通过与其相对应的分流管将导出的浓水以及结晶导出，使其进入该分流管下方的分离筐中，并将相应的电机通电并启动，电机输出的动力通过减速机减速后使传动轴带动相应的转盘以及分离筐转动，将其中的液体甩出，结晶留在分离筐中，当此分离筐中结晶较多时，可以关闭该对应分流管上的第二控制阀，并打开另一第二控制阀，并将此装有结晶的分离筐取出并对其中的结晶进行收集即可，分离出的浓水进入分流箱中，并通过回流管回流至蒸发罐中，经过压缩后进入加热箱中的蒸汽使用后温度降低，将其通过输入端引入换热箱中，在多组螺旋换热管中不断的流通换热介质，利用换热介质吸收换热箱中流通的蒸汽中的热量，利用蒸汽中的余热对换热介质进行加热，以对蒸汽中的余热进行利用，降温后的蒸汽通过输出管排出，压缩后的蒸汽在进入加热腔中对蒸发罐进行加热时，其部分会发生冷凝现象，冷凝产生的液体可以通过第一排液管排出，将在加热箱中冷凝的液体与换热箱中冷凝的液体在第二排液管中汇流后导出，进行回收或再处理，待蒸发模块中不再析出结晶时，打开第四控制阀，在传输泵的作用下使蒸发罐中剩余的不结晶的浓水通过回收管导出，并将其送回至污水处理前端进入生化系统再处理，因此使用本发明的工艺可以提高对蒸发出的蒸汽的利用率，减少电能的耗费，并且可以方便在蒸发结晶的同时将结晶与浓水分离。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中A部的局部放大图；

图3是图1中B部的局部放大图；

图4是图1中C部的局部放大图；

附图中标记：1、加热箱；2、蒸发罐；3、支撑杆；4、支撑块；5、第一排液管；6、进液管；7、密封盖；8、箱盖；9、第一控制阀；10、第一开关阀；11、蒸汽压缩机；12、导入管；13、进气管；14、出气管；15、第二开关阀；16、分离箱；17、电机；18、减速机；19、传动轴；20、转盘；21、分离筐；22、传输管；23、传输泵；24、分流管；25、回流管；26、挡盖；27、机械密封件；28、电磁阀；29、第二控制阀；30、第三控制阀；31、定位杆；32、定位环；33、固定杆；34、滑轮；35、换热箱；36、螺旋换热管；37、输入管；38、输出管；39、第二排液管；40、第三开关阀；41、回收管；42、第四控制阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1至图4所示，本发明的一种高盐水处理的蒸发结晶工艺，其在工作时，打开第一开关阀10，通过进液管6将所需要进行蒸发结晶的浓水导入至蒸发罐2中，并打开第二开关阀15，通过导入管12将外接低温位蒸汽源通入蒸汽压缩机11中，使其压力和温度均升高后通过出气管14导入至加热箱1中对蒸发罐2进行加热，使其中的浓水沸腾，蒸汽溢出后通过进气管13进入蒸汽压缩机11中进行压缩，此时关闭第二开关阀15，从而关闭外接低温位蒸气源，只使用蒸发出的蒸汽即可维持对蒸发罐2的加热，保持浓水的沸腾，随着蒸发的进行，蒸发罐2中逐渐析出结晶，在蒸发结晶过程中，控制电磁阀28开启，并将传输泵23通电并启动，在传输泵23的作用下将蒸发罐2中的浓水以及其中夹杂的结晶通过传输管22导出，并开启任意第二控制阀29，通过与其相对应的分流管24将导出的浓水以及结晶导出，使其进入该分流管24下方的分离筐21中，并将相应的电机17通电并启动，电机17输出的动力通过减速机18减速后使传动轴19带动相应的转盘20以及分离筐21转动，将其中的液体甩出，结晶留在分离筐21中，当此分离筐21中结晶较多时，可以关闭该对应分流管24上的第二控制阀29，并打开另一第二控制阀29，并将此装有结晶的分离筐21取出并对其中的结晶进行收集即可，分离出的浓水进入分流箱中，并通过回流管25回流至蒸发罐2中，经过压缩后进入加热箱1中的蒸汽使用后温度降低，将其通过输入管37引入换热箱35中，在多组螺旋换热管36中不断的流通换热介质，利用换热介质吸收换热箱35中流通的蒸汽中的热量，利用蒸汽中的余热对换热介质进行加热，以对蒸汽中的余热进行利用，降温后的蒸汽通过输出管38排出，压缩后的蒸汽在进入加热腔中对蒸发罐2进行加热时，其部分会发生冷凝现象，冷凝产生的液体可以通过第一排液管5排出，将在加热箱1中冷凝的液体与换热箱35中冷凝的液体在第二排液管39中汇流后导出，进行回收或再处理，待蒸发模块中不再析出结晶时，打开第四控制阀42，在传输泵23的作用下使蒸发罐2中剩余的不结晶的浓水通过回收管41导出，并将其送回至污水处理前端进入生化系统再处理，因此使用本发明的工艺可以提高对蒸发出的蒸汽的利用率，减少电能的耗费，并且可以方便在蒸发结晶的同时将结晶与浓水分离。

本发明的一种高盐水处理的蒸发结晶工艺，可以通过多组固定杆固定多组滑轮的位置，当驱动多组转盘转动时，多组滑轮均沿分离箱内底部转动，从而可以对多组转盘和多组分离筐起到一定的支撑作用，可以通过两组定位杆固定定位环的位置，从而可以通过定位环对传输管的位置起到一定的限定作用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高盐水处理的蒸发结晶工艺，其特征在于，其基于蒸发结晶系统，所述蒸发结晶系统包括蒸发模块、压缩模块、分离模块、换热模块和回收模块，该工艺包括以下步骤：

S1、蒸发结晶：将所需要进行蒸发结晶的浓水导入至蒸发模块中，并将外接低温位蒸汽源通入压缩模块中，使其压力和温度均升高后导入至蒸发模块中对蒸发模块进行加热，使其中的浓水沸腾，蒸汽溢出后进入压缩模块进行压缩，此时关闭外接低温位蒸气源，蒸发模块中逐渐析出结晶；

S2、固液分离：在蒸发结晶过程中，将带有结晶的浓水导入至分离模块中，通过分离模块将结晶与剩余的浓水进行分离，结晶留在分离模块中，其余的浓水回到蒸发模块中；

S3、余热利用：经过压缩后进入蒸发模块中的蒸汽使用后温度降低，将其引入换热模块中，利用蒸汽中的余热对换热介质进行加热，以对蒸汽中的余热进行利用；

S4、冷凝液回流：将在蒸发模块中冷凝的液体与换热模块中冷凝的液体汇流后导出，进行回收或再处理；

S5、未结晶液回收：待蒸发模块中不再析出结晶时，通过回收模块将蒸发模块中剩余的不结晶的浓水导出，并将其送回至污水处理前端进入生化系统再处理。

2.如权利要求1所述的一种高盐水处理的蒸发结晶工艺，其特征在于，所述蒸发模块包括加热箱(1)、蒸发罐(2)、多组支撑杆(3)、多组支撑块(4)、第一排液管(5)、进液管(6)和密封盖(7)，所述加热箱(1)内设置有加热腔，并在加热箱(1)顶部设置有安装口，安装口与加热腔相通，所述加热箱(1)顶部密封设置有箱盖(8)，所述箱盖(8)中央区域设置有固定孔，所述蒸发罐(2)位于加热箱(1)中，并且蒸发罐(2)顶部穿过固定孔并与固定孔内壁固定连接，所述多组支撑杆(3)两端分别与加热箱(1)内壁和多组支撑块(4)连接，所述多组支撑块(4)均与蒸发罐(2)底部接触，所述第一排液管(5)输入端与加热箱(1)底部连通，并在第一排液管(5)上设置有第一控制阀(9)，所述进液管(6)输出端穿过加热箱(1)左侧壁并与蒸发罐(2)连通，并在进液管(6)上设置有第一开关阀(10)，所述密封盖(7)安装至蒸发罐(2)顶部。

3.如权利要求2所述的一种高盐水处理的蒸发结晶工艺，其特征在于，所述压缩模块包括蒸汽压缩机(11)、导入管(12)、进气管(13)和出气管(14)，所述密封盖(7)上设置有安装孔，所述进气管(13)输入端固定安装在安装孔处，并且进气管(13)输出端与蒸汽压缩机(11)输入端连通，所述出气管(14)输入端和输出端分别与蒸汽压缩机(11)输出端和加热箱(1)底部连通，所述导入管(12)与进气管(13)连通，并在导入管(12)上设置有第二开关阀(15)。

4.如权利要求3所述的一种高盐水处理的蒸发结晶工艺，其特征在于，所述分离模块包括分离箱(16)、多组电机(17)、多组减速机(18)、多组传动轴(19)、多组转盘(20)、多组分离筐(21)、传输管(22)、传输泵(23)、多组分流管(24)和回流管(25)，所述分离箱(16)内设置有分离腔，并在分离箱(16)顶部设置有取放口，取放口与分离腔相通，所述分离箱(16)顶部可拆卸设置有挡盖(26)，所述多组电机(17)分别安装在多组减速机(18)输入端处，所述多组减速机(18)均安装在分离箱(16)底部，所述多组传动轴(19)均位于分离箱(16)中，并且多组传动轴(19)底端均穿过分离箱(16)底部并分别与多组减速机(18)输出端连接，所述多组传动轴(19)与分离箱(16)底部接触处均设置有机械密封件(27)，并且多组传动轴(19)顶端分别与多组转盘(20)连接，所述多组分离筐(21)分别可拆卸安装在多组转盘(20)顶部，所述传输管(22)输入端穿过加热箱(1)底部并与蒸发罐(2)底部连通，并在传输管(22)上设置有电磁阀(28)，所述电磁阀(28)位于加热箱(1)中，所述传输管(22)输出端穿过分离箱(16)左侧壁伸入分离箱(16)中，并且传输管(22)输出端封闭，所述传输泵(23)安装在传输管(22)上，所述多组分流管(24)顶端均与传输管(22)连通，并在多组分流管(24)上分别设置有多组第二控制阀(29)，所述多组分流管(24)分别位于多组分离箱(16)上方区域，所述回流管(25)输入端与分离箱(16)左侧壁底部连通，并且回流管(25)输出端穿过加热箱(1)右侧壁并与蒸发罐(2)连通，所述回流管(25)上设置有第三控制阀(30)。

5.如权利要求4所述的一种高盐水处理的蒸发结晶工艺，其特征在于，所述分离模块还包括两组定位杆(31)和定位环(32)，所述两组定位杆(31)两端分别与分离箱(16)内右侧壁和定位环(32)连接，所述传输管(22)输出端插入并固定至定位环(32)中。

6.如权利要求5所述的一种高盐水处理的蒸发结晶工艺，其特征在于，所述分离模块还包括多组固定杆(33)和多组滑轮(34)，所述多组固定杆(33)两端分别与多组转盘(20)底部和多组滑轮(34)连接，所述多组滑轮(34)均与分离箱(16)内底部接触。

7.如权利要求6所述的一种高盐水处理的蒸发结晶工艺，其特征在于，所述换热模块包括换热箱(35)、多组螺旋换热管(36)、输入管(37)、输出管(38)和第二排液管(39)，所述换热箱(35)内设置有换热腔，并在换热箱(35)左侧壁和右侧壁上分别设置有多组左定位孔和多组右定位孔，所述多组螺旋换热管(36)均位于换热箱(35)中，并且多组螺旋换热管(36)左右两端分别固定安装在多组左定位孔和多组右定位孔处，所述输入管(37)输入端和输出端分别与加热箱(1)左侧壁和换热箱(35)左侧壁连通，所述输出管(38)输入端与换热箱(35)右侧壁顶部连通，所述第二排液管(39)输入端与换热箱(35)底部连通，所述第一排液管(5)输出端与第二排液管(39)连通，并在第二排液管(39)上设置有第三开关阀(40)。

8.如权利要求7所述的一种高盐水处理的蒸发结晶工艺，其特征在于，所述回收模块包括回收管(41)，所述回收管(41)输入端与传输管(22)连通，并在回收管(41)上设置有第四控制阀(42)。

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