CN111547800A - 一种废水、垃圾渗滤液蒸发机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废水、垃圾渗滤液蒸发机组，包括蒸发箱体、换热管固定仓、换热蒸发器、料液输料管道、原液喷淋嘴和螺旋除沫器，换热管固定仓的底部密封固定在蒸发箱体内底部中心处，蒸发箱体的顶部中心开有二次蒸汽出口，蒸发箱体的底部中心开有浓缩液出口；换热蒸发器包括主进口管道、主出口管道和多根蒸汽换热管，多根蒸汽换热管均从上至下依次盘绕在换热管固定仓上且形成层状结构，主进口管道的出口分别与每根蒸汽换热管的进口连接，主出口管道的进口分别与每根蒸汽换热管的出口连接。本发明解决了现有处理废水、垃圾渗滤液方式存在处理能力和效率不理想，生产成本高，排放水不能达到排放标准或存在二次污染等技术问题。

Description

一种废水、垃圾渗滤液蒸发机组

技术领域

本发明涉及废水、污水处理技术领域，具体是涉及一种废水、垃圾渗滤液蒸发机组。

背景技术

水污染问题是一个遍布全世界的环境问题，现有的废水处理过程中，往往存在着废水处理不彻底、氧利用率低下等问题，并且造成资源和能源的浪费。垃圾渗滤液是垃圾在堆放和填埋过程中，由于物质发酵、雨水冲刷和地下水浸泡而渗滤出的一种高浓度有机废水，其水质复杂，环境危害大。垃圾渗滤液随地域、行业、填埋时间的不同，其成分有较大的差异，COD、氨氮也有较大差异，COD可达90000mg/L，氨氮可到1700mg/L，且具有臭味，加大了运行操作的难度。

目前，处理废水、垃圾渗滤液的方法主要有回灌法、生物处理法、物化处理法和土地处理法等。厌氧处理时，当负荷增加到一定程度后，去除率会严重下降；氧化剂氧化法需要氧化剂的量较大。物化处理法包括膜技术，膜技术是通过微滤、纳滤、超滤、反渗透等膜组件将废水中的污染物截留，从而达到净化水质的目的。但膜组件维修、更换频繁、清洗困难、易堵塞、处理量波动较大、运行成本高，同时膜处理产生的浓水难以处理，容易产生二次污染。

因此，现有的各种废水、垃圾渗滤液的处理设备，其处理能力较差，效率不高，处理成本高昂，处理后不能达到排放标准或存在二次污染。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种废水、垃圾渗滤液蒸发机组，其有效解决了现有处理废水、垃圾渗滤液方式存在处理能力和效率不理想，生产成本高，排放水不能达到排放标准或存在二次污染等技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种废水、垃圾渗滤液蒸发机组，其特征在于：包括蒸发箱体、换热管固定仓、换热蒸发器、料液输料管道、原液喷淋嘴和螺旋除沫器，所述换热管固定仓为上大下小且两端均开口的锥状结构，所述换热管固定仓的底部密封固定在蒸发箱体内底部中心处，所述换热管固定仓的顶部与蒸发箱体内顶部之间留有距离，所述蒸发箱体的顶部中心开有二次蒸汽出口，所述蒸发箱体的底部中心开有浓缩液出口；所述换热蒸发器包括主进口管道、主出口管道和多根蒸汽换热管，多根所述蒸汽换热管均从上至下依次盘绕在换热管固定仓上且形成层状结构，每层上相邻两根所述蒸汽换热管之间留有间隙，所述主进口管道的出口分别与每根蒸汽换热管的进口连接，所述主出口管道的进口分别与每根蒸汽换热管的出口连接，所述主进口管道的进口和主出口管道的出口均穿出蒸发箱体，所述换热管固定仓的底部与最下面一层的蒸汽换热管之间形成的空间为蒸发热井区；所述料液输料管道的出料端穿入蒸发箱体的进料口内且位于最上面一层蒸汽换热管的上方，所述原液喷淋嘴安装在位于蒸发箱体内的料液输料管道的底部，所述螺旋除沫器安装在蒸发箱体内顶部，所述螺旋除沫器位于原液喷淋嘴与二次蒸汽出口之间。

上述的一种废水、垃圾渗滤液蒸发机组，其特征在于：所述换热蒸发器上安装有换热管污垢清理装置，所述换热管污垢清理装置包括污垢清理驱动件、双向除垢环刀机构和套设在每层蒸汽换热管左右两端外壁上的反向除垢环刀机构，所述双向除垢环刀机构包括紧贴套设在蒸汽换热管外壁上且能够相对蒸汽换热管滑动的双向除垢环刀器和用于将每层蒸汽换热管上的双向除垢环刀器固定连接为一个整体的环刀器连接杆，每个所述双向除垢环刀器的顶部和底部均固定有一个环刀器连接杆；所述污垢清理驱动件的伸缩杆的外端由外向内依次穿入蒸发箱体和换热管固定仓内且端部与双向除垢环刀机构中部的环刀器连接杆固定连接，所述伸缩杆与蒸发箱体和换热管固定仓均滑动连接，所述污垢清理驱动的安装部位于蒸发箱体外且固定在蒸发箱体上。

上述的一种废水、垃圾渗滤液蒸发机组，其特征在于：所述反向除垢环刀机构包括圆形反向环刀片和阻力弹簧，所述阻力弹簧的一端与圆形反向环刀片的一侧连接，所述阻力弹簧的另一端与靠近阻力弹簧的换热管固定仓的内壁连接，所述圆形反向环刀片紧贴套设在蒸汽换热管的外壁上且能够相对蒸汽换热管滑动，所述阻力弹簧套设于蒸汽换热管外。

上述的一种废水、垃圾渗滤液蒸发机组，其特征在于：所述污垢清理驱动件为气缸，所述伸缩杆为气缸的活塞杆，所述安装部为气缸的缸筒。

上述的一种废水、垃圾渗滤液蒸发机组，其特征在于：每根所述蒸汽换热管的纵面呈U形盘绕状，每层上相邻两根所述蒸汽换热管之间的间距相等。

上述的一种废水、垃圾渗滤液蒸发机组，其特征在于：所述原液喷淋嘴的数量为多个，多个所述原液喷淋嘴均匀安装在位于蒸发箱体内的料液输料管道的底部。

上述的一种废水、垃圾渗滤液蒸发机组，其特征在于：所述料液输料管道上安装有料液输送泵。

上述的一种废水、垃圾渗滤液蒸发机组，其特征在于：所述二次蒸汽出口上连接有二次蒸汽输送管道，所述二次蒸汽输送管道上安装有蒸汽泵。

上述的一种废水、垃圾渗滤液蒸发机组，其特征在于：所述浓缩液出口的中心处连接有浓缩液输送管。

上述的一种废水、垃圾渗滤液蒸发机组，其特征在于：所述料液为废水或垃圾渗滤液。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明系统采用换热管污垢清理装置对蒸汽换热管进行清理降膜，加快了换热效率，由于母液在不断的循环过程中，其粘度会逐渐升高，换热管自带清洁，落在蒸汽换热管上的浓缩液分离同时进行，保证母液在相对固定浓度，避免换热管结垢过厚换热效果差，料液阻塞等原因造成停机。

2、本发明造价低、蒸发效率高，占地面积比传统的多效蒸发器要小，结构紧凑，使用的材料也比传统蒸发器要少；对蒸汽换热管束在换热管固定仓上的排列在水平方向采取等间距排列，垂直方向采取多层次布设，最大限度利用空间优势，提高蒸汽的加热效率与换热效率。

3、本发明系统设计余量和弹性较大，由于系统进料的浓度有波动，因此我们在系统的设计上将后方浓缩液的余量留有较大的空间，即物料浓缩后下降到蒸发热井区内，蒸发热井区物料在此处滞留的时间可能会长一些，此处从设计的角度上预留的空间较大，保证系统不会由于进料的浓度升高而使降膜结晶造成塞管结垢；同时可以调整进入蒸汽换热管内气体的温度，使得蒸汽换热管的温度满足物料蒸发浓缩时使用蒸汽的最低温度，具体温度控制在78℃～118℃。

4、本发明投资成本低，生产成本低，装置生产及安装周期短，采用该机组处理废水、垃圾渗滤液工艺相对简单。

下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明换热蒸发器和换热管固定仓的位置关系示意图。

图3为本发明换热管污垢清理装置的结构示意图。

附图标记说明:

1-1—主进口管道； 1-2—蒸汽换热管； 1-3—主出口管道；

2-1—双向除垢环刀器； 2-2—环刀器连接杆； 2-3—伸缩杆；

2-4—安装部； 2-5—圆形反向环刀片； 2-6—阻力弹簧；

3—原液喷淋嘴； 4—螺旋除沫器； 5—二次蒸汽输送管道；

6—蒸汽泵； 7—浓缩液输送管； 8—换热管固定仓；

9—蒸发箱体； 9-1—二次蒸汽出口； 9-2—浓缩液出口；

9-3—蒸发热井区； 10—污垢清理驱动件； 11—双向除垢环刀机构；

12—料液输料管道； 13—料液输送泵； 14—反向除垢环刀机构。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明包括蒸发箱体9、换热管固定仓8、换热蒸发器、料液输料管道12、原液喷淋嘴3和螺旋除沫器4，所述换热管固定仓8为上大下小且两端均开口的锥状结构，所述换热管固定仓8的底部密封固定在蒸发箱体9内底部中心处，所述换热管固定仓8的顶部与蒸发箱体9内顶部之间留有距离，所述蒸发箱体9的顶部中心开有二次蒸汽出口9-1，所述蒸发箱体9的底部中心开有浓缩液出口9-2；所述换热蒸发器包括主进口管道1-1、主出口管道1-3和多根蒸汽换热管1-2，多根所述蒸汽换热管1-2均从上至下依次盘绕在换热管固定仓8上且形成层状结构，每层上相邻两根所述蒸汽换热管1-2之间留有间隙，所述主进口管道1-1的出口分别与每根蒸汽换热管1-2的进口连接，所述主出口管道1-3的进口分别与每根蒸汽换热管1-2的出口连接，所述主进口管道1-1的进口和主出口管道1-3的出口均穿出蒸发箱体9，所述换热管固定仓8的底部与最下面一层的蒸汽换热管1-2之间形成的空间为蒸发热井区9-3；所述料液输料管道12的出料端穿入蒸发箱体9的进料口内且位于最上面一层蒸汽换热管1-2的上方，所述原液喷淋嘴3安装在位于蒸发箱体9内的料液输料管道12的底部，所述螺旋除沫器4安装在蒸发箱体9内顶部，所述螺旋除沫器4位于原液喷淋嘴3与二次蒸汽出口9-1之间。

其中，原液喷淋嘴3采用螺旋形实心圆锥形喷嘴，螺旋除沫器4为市面上能购买到的折流板除雾器。

如图3所示，所述换热蒸发器上安装有换热管污垢清理装置，所述换热管污垢清理装置包括污垢清理驱动件10、双向除垢环刀机构11和套设在每层蒸汽换热管1-2左右两端外壁上的反向除垢环刀机构14，所述双向除垢环刀机构11包括紧贴套设在蒸汽换热管1-2外壁上且能够相对蒸汽换热管1-2滑动的双向除垢环刀器2-1和用于将每层蒸汽换热管1-2上的双向除垢环刀器2-1固定连接为一个整体的环刀器连接杆2-2，每个所述双向除垢环刀器2-1的顶部和底部均固定有一个环刀器连接杆2-2；所述污垢清理驱动件10的伸缩杆2-3的外端由外向内依次穿入蒸发箱体9和换热管固定仓8内且端部与双向除垢环刀机构11中部的环刀器连接杆2-2固定连接，所述伸缩杆2-3与蒸发箱体9和换热管固定仓8均滑动连接，所述污垢清理驱动的安装部2-4位于蒸发箱体9外且固定在蒸发箱体9上。

如图3所示，所述反向除垢环刀机构14包括圆形反向环刀片2-5和阻力弹簧2-6，所述阻力弹簧2-6的一端与圆形反向环刀片2-5的一侧连接，所述阻力弹簧2-6的另一端与靠近阻力弹簧2-6的换热管固定仓8的内壁连接，所述圆形反向环刀片2-5紧贴套设在蒸汽换热管1-2的外壁上且能够相对蒸汽换热管1-2滑动，所述阻力弹簧2-6套设于蒸汽换热管1-2外。

本实施例中，所述污垢清理驱动件10为气缸，所述伸缩杆2-3为气缸的活塞杆，所述安装部2-4为气缸的缸筒。双向除垢环刀器2-1可以在蒸汽换热管1-2上左右移动。

启动污垢清理驱动件10，伸缩杆2-3开始做向右的移动，同时，与伸缩杆2-3相互连接的环刀器连接杆2-2和固定在环刀器连接杆2-2上的双向除垢环刀器2-1，紧贴着蒸汽换热管1-2开始向右移动。当双向除垢环刀器2-1在向右移动的过程中触碰到圆形反向环刀片2-5时，圆形反向环刀片2-5向右移动，在圆形反向环刀片2-5向右移动的作用下阻力弹簧2-6开始收缩，当阻力弹簧2-6收缩到一定程度时，双向除垢环刀器2-1停止向右移动。在污垢清理驱动件10的作用下，伸缩杆2-3开始向左移动，同时环刀器连接杆2-2和双向除垢环刀器2-1也开始向左移动，此时圆形反向环刀片2-5也紧挨着双向除垢环刀器2-1向左移动至与双向除垢环刀器2-1分开，此时伸缩杆2-3向右移动整个动作完成，伸缩杆2-3向左移动的每个步骤动作与向右移动动作类似。

本实施例中，每根所述蒸汽换热管1-2的纵面呈U形盘绕状，每层上相邻两根所述蒸汽换热管1-2之间的间距相等。

本实施例中，所述原液喷淋嘴3的数量为多个，多个所述原液喷淋嘴3均匀安装在位于蒸发箱体9内的料液输料管道12的底部。

如图1所示，所述料液输料管道12上安装有料液输送泵13。

如图3所示，所述二次蒸汽出口9-1上连接有二次蒸汽输送管道5，所述二次蒸汽输送管道5上安装有蒸汽泵6。

如图3所示，所述浓缩液出口9-2的中心处连接有浓缩液输送管7。

本实施例中，所述料液为废水或垃圾渗滤液。

本发明的工作原理为：首先，热蒸汽通过主进口管道1-1大流量的进入蒸汽换热管1-2内。此时，料液输送泵13启动，将预处理料升温后的料液通过料液输料管道12上以大流量的形式运送进入原液喷淋嘴3内进行高速喷淋处理，料液从小口径的喷嘴中呈程160°弧形角度喷洒开来，均匀的喷淋到层层密集布置的蒸汽换热管1-2的外侧，与蒸汽换热管1-2内部的蒸汽进行换热蒸发。

料液从上至下不断的流动，在蒸汽换热管1-2的外壁形成一层均匀的液膜，原液中的水分被蒸发形成二次蒸汽，同时原液的浓度不断的升高，蒸发出的二次蒸汽通过二次蒸汽出口9-1在蒸汽泵6的作用下输送出去进行洗脱处理。

蒸汽换热管1-2内的蒸汽经换热后冷凝成蒸馏水和部分不凝性气体，冷凝成的蒸馏水和部分不凝性气体从主出口管道1-3内流出进行气液分离处理。

在蒸汽换热管1-2换热过程中，换热管污垢清理装置在污垢清理驱动件10的驱动作用下，双向除垢环刀机构11沿蒸汽换热管1-2水平方向做向前运行。当双向除垢环刀器2-1与圆形反向环刀片2-5接触后，圆形反向环刀片2-5收缩，同时在回弹阻力弹簧2-6作用下，双向除垢环刀器2-1做反向运动，然后圆形反向环刀片2-5伸出，清除堆积、残余在双向除垢环刀机构11前面的料液。因双向除垢环刀器2-1与蒸汽换热管1-2紧贴，换热后的料液被双向除垢环刀器2-1从蒸汽换热管1-2上清理下落至下层蒸汽换热管1-2上再次进行换热处理；依次往复处理，料液最后浓缩落入蒸发热井区9-3，整个系统运行稳定。

原料液中的水分不断的蒸发流失，料液浓度越来越高，当系统内部料液达到一定的浓度时，原液蒸发后的残留液从蒸发器下部流入蒸发热井区9-3中，然后经过浓缩液输送管7排出进行脱水干燥处理，整个系统在不断的运行。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种废水、垃圾渗滤液蒸发机组，其特征在于：包括蒸发箱体(9)、换热管固定仓(8)、换热蒸发器、料液输料管道(12)、原液喷淋嘴(3)和螺旋除沫器(4)，所述换热管固定仓(8)为上大下小且两端均开口的锥状结构，所述换热管固定仓(8)的底部密封固定在蒸发箱体(9)内底部中心处，所述换热管固定仓(8)的顶部与蒸发箱体(9)内顶部之间留有距离，所述蒸发箱体(9)的顶部中心开有二次蒸汽出口(9-1)，所述蒸发箱体(9)的底部中心开有浓缩液出口(9-2)；所述换热蒸发器包括主进口管道(1-1)、主出口管道(1-3)和多根蒸汽换热管(1-2)，多根所述蒸汽换热管(1-2)均从上至下依次盘绕在换热管固定仓(8)上且形成层状结构，每层上相邻两根所述蒸汽换热管(1-2)之间留有间隙，所述主进口管道(1-1)的出口分别与每根蒸汽换热管(1-2)的进口连接，所述主出口管道(1-3)的进口分别与每根蒸汽换热管(1-2)的出口连接，所述主进口管道(1-1)的进口和主出口管道(1-3)的出口均穿出蒸发箱体(9)，所述换热管固定仓(8)的底部与最下面一层的蒸汽换热管(1-2)之间形成的空间为蒸发热井区(9-3)；所述料液输料管道(12)的出料端穿入蒸发箱体(9)的进料口内且位于最上面一层蒸汽换热管(1-2)的上方，所述原液喷淋嘴(3)安装在位于蒸发箱体(9)内的料液输料管道(12)的底部，所述螺旋除沫器(4)安装在蒸发箱体(9)内顶部，所述螺旋除沫器(4)位于原液喷淋嘴(3)与二次蒸汽出口(9-1)之间。

2.按照权利要求1所述的一种废水、垃圾渗滤液蒸发机组，其特征在于：所述换热蒸发器上安装有换热管污垢清理装置，所述换热管污垢清理装置包括污垢清理驱动件(10)、双向除垢环刀机构(11)和套设在每层蒸汽换热管(1-2)左右两端外壁上的反向除垢环刀机构(14)，所述双向除垢环刀机构(11)包括紧贴套设在蒸汽换热管(1-2)外壁上且能够相对蒸汽换热管(1-2)滑动的双向除垢环刀器(2-1)和用于将每层蒸汽换热管(1-2)上的双向除垢环刀器(2-1)固定连接为一个整体的环刀器连接杆(2-2)，每个所述双向除垢环刀器(2-1)的顶部和底部均固定有一个环刀器连接杆(2-2)；所述污垢清理驱动件(10)的伸缩杆(2-3)的外端由外向内依次穿入蒸发箱体(9)和换热管固定仓(8)内且端部与双向除垢环刀机构(11)中部的环刀器连接杆(2-2)固定连接，所述伸缩杆(2-3)与蒸发箱体(9)和换热管固定仓(8)均滑动连接，所述污垢清理驱动的安装部(2-4)位于蒸发箱体(9)外且固定在蒸发箱体(9)上。

3.按照权利要求2所述的一种废水、垃圾渗滤液蒸发机组，其特征在于：所述反向除垢环刀机构(14)包括圆形反向环刀片(2-5)和阻力弹簧(2-6)，所述阻力弹簧(2-6)的一端与圆形反向环刀片(2-5)的一侧连接，所述阻力弹簧(2-6)的另一端与靠近阻力弹簧(2-6)的换热管固定仓(8)的内壁连接，所述圆形反向环刀片(2-5)紧贴套设在蒸汽换热管(1-2)的外壁上且能够相对蒸汽换热管(1-2)滑动，所述阻力弹簧(2-6)套设于蒸汽换热管(1-2)外。

4.按照权利要求2所述的一种废水、垃圾渗滤液蒸发机组，其特征在于：所述污垢清理驱动件(10)为气缸，所述伸缩杆(2-3)为气缸的活塞杆，所述安装部(2-4)为气缸的缸筒。

5.按照权利要求1所述的一种废水、垃圾渗滤液蒸发机组，其特征在于：每根所述蒸汽换热管(1-2)的纵面呈U形盘绕状，每层上相邻两根所述蒸汽换热管(1-2)之间的间距相等。

6.按照权利要求1所述的一种废水、垃圾渗滤液蒸发机组，其特征在于：所述原液喷淋嘴(3)的数量为多个，多个所述原液喷淋嘴(3)均匀安装在位于蒸发箱体(9)内的料液输料管道(12)的底部。

7.按照权利要求1所述的一种废水、垃圾渗滤液蒸发机组，其特征在于：所述料液输料管道(12)上安装有料液输送泵(13)。

8.按照权利要求1所述的一种废水、垃圾渗滤液蒸发机组，其特征在于：所述二次蒸汽出口(9-1)上连接有二次蒸汽输送管道(5)，所述二次蒸汽输送管道(5)上安装有蒸汽泵(6)。

9.按照权利要求1所述的一种废水、垃圾渗滤液蒸发机组，其特征在于：所述浓缩液出口(9-2)的中心处连接有浓缩液输送管(7)。

10.按照权利要求1所述的一种废水、垃圾渗滤液蒸发机组，其特征在于：所述料液为废水或垃圾渗滤液。

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