CN110683604A - 一种基于太阳能的废水利用和烟气的减排系统 - Google Patents

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Abstract

一种基于太阳能的废水利用和烟气的减排系统，单效蒸发池通过水蒸气管路与高效缠绕式换热器的通道A‑A的入口连接；太阳能光伏发电板与蓄电池组和单效蒸发池内的加热管连接；液体团聚室的内部有双流体雾化喷嘴和湿度传感器，液体团聚室的室壁设有烟气入口，其底部路与湍流团聚器的入口连接；湍流团聚器的出口路与静电除尘回收装置的入口连接；高温干燥烟气管道的出气端通过膨胀阀与高效缠绕式换热器的通道B‑B的入口连接,高效缠绕式换热器的通道B‑B的出口与烟气入口连接；空压机与双流体雾化喷嘴的进气口连接，双流体雾化喷嘴的进液口通过节流阀与高效缠绕式换热器的通道A‑A的出口连接。该系统能提高烟气中细颗粒的脱除效果，能降低废水处理中的能耗。

Description

一种基于太阳能的废水利用和烟气的减排系统
技术领域
本发明涉及一种基于太阳能的废水利用和烟气的减排系统，属于工业废气与废水处理技术领域。
背景技术
目前，在废水处理过程中，多效蒸发器的应用十分广泛，多效蒸发中的每一个蒸发器称为一效。通入加热蒸汽的蒸发器称为第一效,用第一效的二次蒸气作为加热剂的蒸发器称为第二效,依此类推。采用多效蒸发器的目的是为了节省用于加热电能的消耗量，但是随着效数增加，蒸汽利用率会降低，使设备生产能力下降。
同时，电气除尘器的工作效率取决于许多因素,其中包括锅炉工况和灰分的电物理特性等。当电气除尘器捕集高比电阻的灰分时(>10“欧姆一厘米”),电气除尘器中会产生逆向电晕现象,不得烟气中细颗粒的有效脱除，从而导致烟气净化效率大大降低。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于太阳能的废水利用和烟气的减排系统，该系统能提高废水的蒸发效率，并能有效节能废水处理过程中的电能消耗；同时，能提高烟气中细颗粒的脱除效果，还能有效解决蒸发废水得到的含有复杂废气的水蒸汽所带来的环境污染问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种基于太阳能的废水利用和烟气的减排系统，包括太阳能光伏单效蒸发废水单元、水蒸气利用处理废气单元和主控制器；
所述太阳能光伏单效蒸发废水单元包括单效蒸发池、高效缠绕式换热器、太阳能光伏发电板、太阳能控制器和蓄电池组；所述单效蒸发池的内部设置有加热管，单效蒸发池的顶部和底部分别连接有与其内部连通的进水管路和排水管路，单效蒸发池通过连接在其上部的水蒸气管路与高效缠绕式换热器的通道A-A的入口连接；所述太阳能光伏发电板通过太阳能控制器分别与蓄电池组和设置在单效蒸发池内部的加热管连接；
所述水蒸气利用处理废气单元包括液体团聚室、湍流团聚器、静电除尘回收装置、高温干燥烟气管道和空压机；所述液体团聚室的内部设置双流体雾化喷嘴和湿度传感器，液体团聚室的室壁在正对着双流体雾化喷嘴的位置设置有烟气入口，其底部通过与其内腔连通的排出管路与湍流团聚器的入口连接；湍流团聚器的出口通过管路与静电除尘回收装置的入口连接；所述高温干燥烟气管道的出气端通过膨胀阀与高效缠绕式换热器的通道B-B的入口连接,高效缠绕式换热器的通道B-B的出口与液体团聚室的烟气入口连接；所述空压机通过管路与双流体雾化喷嘴的进气口连接，双流体雾化喷嘴的进液口通过节流阀与高效缠绕式换热器的通道A-A的出口连接；
所述湿度传感器与主控制器的输入端连接，主控制器的输出端与节流阀连接。
进一步，为了提高雾化效果，所述双流体雾化喷嘴为扇形双流体雾化喷嘴。
进一步，为了方便取灰，所述静电除尘回收装置通过高压电源进行供电，静电除尘回收装置上设置有取灰口。
进一步，为了防止液体团聚过程中腐蚀室壁，所述液体团聚室的室壁采用搪瓷钢材料制成。
本发明利用太阳能光伏发电板提供单效蒸发池中加热管的电能，从而不需要进行多效蒸发，在有效保证了蒸发效率的前提下，还能提高处理废水的规模，进而能有效减少污水的排放量。高效缠绕式换热器可以同时实现水蒸气冷凝的液化和高温干燥烟气的降温，废水蒸发出来的水蒸气通过高效缠绕式换热器可以更少地损失蒸气的热能，水蒸气降低温度形成的液态水蒸汽通入电除尘的液体团聚室，能增加和高温干燥烟气的潮湿度，有效消除电除尘中逆向电晕现象，并增强细颗粒之间的液桥力，可以大大地提高其脱除效果，减少有害烟气的排放量。该系统在提高了烟气中细颗粒的脱除效果的同时，还顺便解决了蒸发废水得到的含有复杂废气的水蒸汽所带来的环境污染问题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1、太阳能光伏发电板，2、太阳能控制器，3、蓄电池组，4、单效蒸发池，5、高效缠绕式换热器，6、膨胀阀，7、双流体雾化喷嘴，8、液体团聚室，9、节流阀，10、空压机，11、湍流团聚器，12、静电除尘回收装置，13、高压电源，14、取灰口，15、加热管，16、进水管路，17、排水管路，18、水蒸气管路，19、高温干燥烟气管道，20、排出管路。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种基于太阳能的废水利用和烟气的减排系统，包括太阳能光伏单效蒸发废水单元、水蒸气利用处理废气单元和主控制器；
所述太阳能光伏单效蒸发废水单元包括单效蒸发池4、高效缠绕式换热器5、太阳能光伏发电板1、太阳能控制器2和蓄电池组3；所述单效蒸发池4的内部设置有加热管15，单效蒸发池4的顶部和底部分别连接有与其内部连通的进水管路16和排水管路17，进水管路16和排水管路17上均设置有截止阀，单效蒸发池4通过连接在其上部的水蒸气管路18与高效缠绕式换热器5的通道A-A的入口连接；所述太阳能光伏发电板1通过太阳能控制器2分别与蓄电池组3和设置在单效蒸发池4内部的加热管15连接；
所述水蒸气利用处理废气单元包括液体团聚室8、湍流团聚器11、静电除尘回收装置12、高温干燥烟气管道19和空压机10；所述液体团聚室8的内部设置双流体雾化喷嘴7和湿度传感器，液体团聚室8的室壁在正对着双流体雾化喷嘴7的位置设置有烟气入口，其底部通过与其内腔连通的排出管路20与湍流团聚器11的入口连接；湍流团聚器11的出口通过管路与静电除尘回收装置12的入口连接；所述高温干燥烟气管道19的出气端通过膨胀阀6与高效缠绕式换热器5的通道B-B的入口连接,高效缠绕式换热器5的通道B-B的出口与液体团聚室8的烟气入口连接；所述空压机10通过管路与双流体雾化喷嘴7的进气口连接，双流体雾化喷嘴7的进液口通过节流阀9与高效缠绕式换热器5的通道A-A的出口连接；
双流体雾化喷嘴7是利用压缩空气对液体进行雾化，能有效地解决了废水水蒸气液化时产生的结垢堵塞喷嘴的问题。作为一种优选，双流体雾化喷嘴7的喷孔直径为1.2mm，并选用0.3MPa～0.4MPa的工作压力，气压取值在2～2.5bar之间。
所述湿度传感器与主控制器的输入端连接，主控制器的输出端与节流阀9连接。主控制器通过节流阀9控制液体团聚室8中的烟气湿度在20％～30％之间以有效的消除电除尘中的逆向电晕现象的产生。作为一种优选，所述主控制器的型号为SIMATIC S7-200。
作为一种优选，高效缠绕式换热器5为多通道缠绕式换热器，多通道体现在可以实现分别同时进行水蒸气冷凝液化和高温干燥烟气降温的双功能，缠绕式管道可以提高换热效率。
所述双流体雾化喷嘴7为扇形双流体雾化喷嘴。作为一种优选，双流体雾化喷嘴7的雾化雾距在工作状态下为90°左右，距烟气入口1.5m。
所述静电除尘回收装置12通过高压电源13进行供电，静电除尘回收装置12上设置有取灰口14。
为了防止液体团聚过程中腐蚀室壁，所述液体团聚室8的室壁采用搪瓷钢材料制成。
工作原理：
太阳能光伏发电板1通过太阳能控制器2分别与加热管15和蓄电池组3连接，这样，既可以通过加热管15直接给单效蒸发池4加热蒸发，还可以用蓄电池组3储存电能以便于系统在阴天的情况下工。
待处理废水通过进水管路16进入单效蒸发池4，由加热管15蒸发得到的结晶或浓缩物可以根据实际情况在单效蒸发池4中进行处理或回收；
单效蒸发池4蒸发废水得到的水蒸气通过水蒸气管路18进入高效缠绕式换热器5降温冷凝成液态水蒸汽,被由空压机10提供的压缩空气进行雾化的双流体雾化喷嘴7雾化进入液体团聚室8,主控制器控制节流阀9根据液体团聚室8的湿度控制进入的水蒸汽的量。
高温烟气通过高温干燥烟气管道19由膨胀阀6降压后进入高效缠绕式换热器5，降温后进入液体团聚室8，被双流体雾化喷嘴7喷出的细液滴潮湿后通过提出管路20进入湍流团聚室11，之后进入静电除尘回收装置12，经过静电除尘回收装置12处理下来的灰尘由取灰口14取出进行后续处理。

Claims (4)

1.一种基于太阳能的废水利用和烟气的减排系统，包括太阳能光伏单效蒸发废水单元和水蒸气利用处理废气单元，其特征在于，还包括主控制器；
所述太阳能光伏单效蒸发废水单元包括单效蒸发池(4)、高效缠绕式换热器(5)、太阳能光伏发电板(1)、太阳能控制器(2)和蓄电池组(3)；所述单效蒸发池(4)的内部设置有加热管(15)，单效蒸发池(4)的顶部和底部分别连接有与其内部连通的进水管路(16)和排水管路(17)，单效蒸发池(4)通过连接在其上部的水蒸气管路(18)与高效缠绕式换热器(5)的通道A-A的入口连接；所述太阳能光伏发电板(1)通过太阳能控制器(2)分别与蓄电池组(3)和设置在单效蒸发池(4)内部的加热管(15)连接；
所述水蒸气利用处理废气单元包括液体团聚室(8)、湍流团聚器(11)、静电除尘回收装置(12)、高温干燥烟气管道(19)和空压机(10)；所述液体团聚室(8)的内部设置双流体雾化喷嘴(7)和湿度传感器，液体团聚室(8)的室壁在正对着双流体雾化喷嘴(7)的位置设置有烟气入口，其底部通过与其内腔连通的排出管路(20)与湍流团聚器(11)的入口连接；湍流团聚器(11)的出口通过管路与静电除尘回收装置(12)的入口连接；所述高温干燥烟气管道(19)的出气端通过膨胀阀(6)与高效缠绕式换热器(5)的通道B-B的入口连接,高效缠绕式换热器(5)的通道B-B的出口与液体团聚室(8)的烟气入口连接；所述空压机(10)通过管路与双流体雾化喷嘴(7)的进气口连接，双流体雾化喷嘴(7)的进液口通过节流阀(9)与高效缠绕式换热器(5)的通道A-A的出口连接；
所述湿度传感器与主控制器的输入端连接，主控制器的输出端与节流阀(9)连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的废水利用和烟气的减排系统，其特征在于，所述双流体雾化喷嘴(7)为扇形双流体雾化喷嘴。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于太阳能的废水利用和烟气的减排系统，其特征在于，所述静电除尘回收装置(12)通过高压电源(13)进行供电，静电除尘回收装置(12)上设置有取灰口(14)。
4.根据权利要求3所述的一种基于太阳能的废水利用和烟气的减排系统，其特征在于，所述液体团聚室(8)的室壁采用搪瓷钢材料制成。
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Assignor: XUZHOU University OF TECHNOLOGY

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Denomination of invention: A solar powered wastewater utilization and smoke reduction system

Granted publication date: 20220513

License type: Common License

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