CN113082749A - 飞灰水洗液蒸发结晶以及二次蒸汽净化的处理方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了飞灰水洗液蒸发结晶以及二次蒸汽净化的处理方法和系统。包括将净化飞灰水洗液通过预热单元、膜蒸发分离单元、强制循环蒸发结晶单元、二次蒸汽净化单元和蒸汽压缩单元进行相应的处理。本发明的二次蒸汽净化装置能有效去除蒸汽中的杂质，保证系统的稳定运行；蒸发浓缩过程采用强制循环换热器，降低蒸发浓缩过程设备结垢现象，降低传质传热能耗；强制循环蒸发结晶单元产生的不结晶母液和二次蒸汽净化单元产生的清洗液经过净化处理后再利用，降低了蒸发结晶单元设备负荷，减小了强制循环蒸发设备的消耗；对降膜分离器和蒸发结晶器出来的蒸汽进行两/三级压缩，实现二次蒸汽再利用，提高蒸汽利用率。

Description

飞灰水洗液蒸发结晶以及二次蒸汽净化的处理方法和系统

技术领域

本发明涉及一种飞灰脱氯和再回收利用的方法及系统，尤其涉及飞灰水洗液蒸发结晶以及二次蒸汽净化的处理方法，本发明进一步涉及实现该方法的系统，属于飞灰水洗液再回收利用领域。

背景技术

飞灰是垃圾焚烧过程中收集于烟气管道、烟气净化、分离器和除尘器装置等处的容重较轻、粒径小的粉体物质。飞灰因其富含重金属无机有害物和高浓度二噁英有机致癌物，被国家列为固体危险废物(代号HW18)。采用水泥窑协同处置飞灰技术，可以无害化、资源化处置飞灰。飞灰水洗预处理可以将飞灰中的可溶物质(钾、钠、氯离子)转移到水洗液中，飞灰水洗液中含有6wt％-15wt％左右的钾、钠盐，而中国钾盐资源相对稀缺，通过蒸发结晶技术从飞灰水洗液中制取钾盐、钠盐，将缓解中国钾盐空缺。

一般在高盐废水的蒸发结晶工艺中，随着温度的上升以及浓度的增加，加热管内容易结垢。管壁结垢后严重影响热量传导，影响蒸发处理能力，破坏蒸发设备的稳定性。同时，在蒸发工艺中，通常从降膜分离器和结晶分离器出来的蒸汽需要进入压缩机，压缩升温后返回设备再利用。而此类蒸汽中含有大量的盐类物质，会严重影响系统的稳定运行，而且易造成压缩机的腐蚀，减少压缩机的使用寿命，影响系统的工艺性能，增加成本。

中国发明专利(CN108191135A)公开了一种垃圾焚烧飞灰或窑灰水洗液蒸发制盐系统和方法，包括降膜蒸发单元、强制循环结晶单元和等梯度降温结晶单元；各单元内设有独立的冷凝水收集系统、不凝气处理系统、机械蒸汽再压缩系统；在强制循环结晶单元设有分离设备，使用钾盐、钠盐进行分离。针对于高含盐量的飞灰或窑灰水洗液蒸发制盐过程，该方法虽然在一定程度上实现了设备不易结痂、产品盐品质佳、系统运行稳定，但飞灰水洗液成分复杂且含盐浓度高，在蒸发过程中料液不断循环蒸发，浓缩料液中的盐粒晶体会附着在蒸发器表面，导致传热不均、传热效率低，不仅会造成能源浪费，而且需要定期停运清理，严重影响了生产效率。

中国发明专利(CN203959976U)公开了浓盐水机械蒸汽再压缩蒸发结晶系统，包括除钙镁反应罐、压滤机和进料罐，其中，压滤机与除钙镁反应罐连接，进料罐与压滤机连接；MVR蒸发结晶装置，MVR蒸发结晶装置与进料罐连接；以及增稠器，离心机和母液罐，其中，增稠器的入口与MVR蒸发结晶装置连接，增稠器的出口与离心机连接，离心机的液体出口经母液罐与MVR蒸发结晶装置连接。MVR蒸发结晶装置包括结晶分离器8、结晶加热器12和压缩机。该技术针对处理TDS浓度100～300g/L的混合浓盐水，可解决地区水资源短缺，减少环境污染。但对于高盐废水，在蒸发工艺中，将结晶分离器产生的蒸汽直接进行两级压缩后送至结晶加热器实用。此类蒸汽中含有大量的盐类物质，会严重影响系统的稳定运行，而且易造成压缩机的腐蚀，减少压缩机的使用寿命，影响系统的工艺性能，增加成本。

发明内容

本发明的目的之一提供一种飞灰水洗液蒸发结晶以及二次蒸汽净化的处理方法，以解决现有技术存在的等问题。

本发明的目的之二是提供一种实现所述的方法的系统；

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案包括：

一种飞灰水洗液蒸发结晶以及二次蒸汽净化的处理方法，包括：

(1)将净化后的飞灰水洗液在预热单元中进行换热处理，使料液预热升温至80-100℃；

(2)预热后的料液在降膜蒸发器中被加热介质加热汽化，所产生的蒸汽与料液进到降膜分离器中进行蒸汽和料液分离处理分别得到第一次蒸汽和浓缩料液；第一次蒸汽进入二次蒸汽净化单元进行净化处理；浓缩料液回流至降膜蒸发器中，待其料液固液比达到20-25％进入蒸发结晶器内进行浓缩结晶，分别得到浓盐液、晶浆液和第二次蒸汽；浓盐液在强制循环泵的作用下泵入强制循环换热器内进行蒸发浓缩处理得到浓缩料液后再送入蒸发结晶器；第二次蒸汽进入二次蒸汽净化单元进行净化处理；

(3)将步骤(2)产生的晶浆液在晶浆泵的作用下泵入结晶盐分离器中进行提纯和分离处理，分别得到结晶盐、不结晶母液和母液；母液通过管道在强制循环泵的作用下回到强制循环换热器内继续进行蒸发浓缩处理；不结晶母液通过管道进入净化处理装置进行净化处理；

(4)将步骤(2)中经过净化处理后的蒸汽通过蒸汽压缩单元进行压缩处理。

作为本发明一种优选的具体实施方案，步骤(1)中将净化后的飞灰水洗液在预热单元中进行换热处理的方法包括：将存储在原液罐中净化后的飞灰水洗液通在原液泵的作用下依次进入冷凝水板式换热器、不凝汽换热器和生蒸汽板式换热器，与冷凝水板式换热器内的冷凝水、不凝汽换热器内的不凝气以及生蒸汽板式换热器内的鲜蒸汽进行换热处理；所述的冷凝水为冷凝水罐内的冷凝水，即换热、蒸发得到的二次蒸汽冷凝水，冷凝水温度为80℃-100℃；所述的鲜蒸汽为温度110℃-130℃的饱和蒸汽。

作为本发明一种优选的具体实施方案，步骤(2)中将预热后料液进入膜式蒸发器内，使料液自上而下流动完成加热汽化，产生的蒸汽和浓缩料液通过管路进入膜式分离器产生第一蒸汽和浓缩料液，第一蒸汽进入二次蒸汽净化单元进行净化处理，浓缩料液通过管路再次回到降膜蒸发器中完成加热后通过转料泵的作用下进入蒸发结晶器中进行蒸发结晶分别得到浓盐液，晶浆液和第二次蒸汽；其中，浓盐液通过强制循环泵泵入强制循环换热器继续进行蒸发浓缩处理，第二次蒸汽进入到二次蒸汽净化单元进行净化处理，晶浆液通过晶浆泵进入结晶盐分离器中进行结晶和分层，得到母液、不结晶母液和结晶盐；其中，母液通过管道进入到强制循环泵继续进行蒸发浓缩处理，不结晶母液通过管道进入净化处理装置进行净化处理。

作为本发明一种优选的具体实施方案，步骤(2)中所述的洗气系统为洗气塔，进入洗气系统的蒸汽为温度85℃-95℃的第一次蒸汽或第二次蒸汽。

作为本发明一种优选的具体实施方案，步骤(2)中在降膜蒸发器内进行蒸发处理时将蒸发温度控制在90-100℃，降膜蒸发器中的加热介质来自第二压缩机的温度为110℃-130℃的蒸汽；蒸汽冷凝后自降膜蒸发器的冷凝水出口排出后进入冷凝水罐内，所述的冷凝水罐用于存储换热、蒸发得到的二次蒸汽冷凝水，冷凝水温度为80℃-100℃。

作为本发明一种优选的具体实施方案，步骤(2)在强制循环换热器内进行蒸发浓缩处理时将强制循环换热器的温度控制在100-120℃；

作为本发明一种优选的具体实施方案，步骤(4)中将净化后的蒸汽依次进入第一压缩机和第二压缩机进行压缩处理得到温度为100-110℃的蒸汽，将该蒸汽回用至降膜蒸发器内加热料液，在加热料液过程中，冷凝成水流至冷凝水罐；或者将净化后的蒸汽依次进入第一压缩机、第二压缩机和第三压缩机进行压缩处理得到温度90-110℃的高温蒸汽，将该高温蒸汽回用至强制循环换热器内加热料液，在加热料液过程中，冷凝成水流至冷凝水罐。

本发明还提供了一种实现所述方法的系统，包括预热单元、膜蒸发分离单元、强制循环蒸发结晶单元、二次蒸汽净化单元和蒸汽压缩单元；

所述预热单元包括通过管路顺次连接的原料罐、原液泵、冷凝水板式换热器、不凝汽换热器、生蒸汽板式换热器、蒸馏水泵、冷凝水罐、积液泵和积液罐；

其中，生蒸汽板式换热器设有料液进口，鲜蒸汽入口和冷凝水出水口，生蒸汽板式换热器的冷凝水出水口与冷凝水罐的进口相通；

所述膜蒸发分离单元包括膜式蒸发器、循环泵、膜式分离器和转料泵2-4；其中，膜式蒸发器设有料液进口、气相进口、冷凝水出口、第一浓缩料液出液口和第二浓缩料液出液口；其中，所述膜式蒸发器的料液进口设置在顶部，膜式蒸发器的第一浓缩料液出液口和第二浓缩料液出液口均设置在底部，膜式蒸发器的料液进口与第一浓缩料液出液口通过循环泵连接，第一浓缩料液出液口与膜式分离器的浓缩料液进口相连，膜式蒸发器的第二料液出液口通过转料泵与蒸发结晶器的料液进口相连；膜式蒸发器的料液进口与生蒸汽板式换热器的料液出口以及冷凝水罐的冷凝水出口相连；

所述膜式分离器设有浓缩料液进料口、浓缩料液出料口、蒸汽出口和冷凝水出口；其中，蒸汽出口设置在膜式分离器的顶部，浓缩料液出料口设置在膜式分离器的下端，膜式分离器的蒸汽出口通过管路与二次蒸汽净化单元的入口相连，膜式分离器的浓缩料液出口通过管路与膜式蒸发器的料液进口相通。

所述强制循环蒸发结晶单元包括蒸发结晶器、强制循环泵、强制循环换热器、晶浆泵、结晶盐分离器；所述蒸发结晶器设有料液进口、蒸汽出口、浓盐液出口、晶浆液出口和蒸汽出口；其中，蒸发结晶器的蒸汽出口设置在蒸发结晶器的顶部，该蒸汽出口与二次蒸汽净化单元的入口相连，蒸发结晶器的浓盐液出口通过强制循环泵强制循环换热器的进口相连。

所述结晶盐分离器设有晶浆液进口、母液出口、不结晶母液出口和结晶盐出口；其中，蒸发结晶器的晶浆液出口通过晶浆泵与结晶盐分离器的晶浆液进口相连，结晶盐分离器的母液出口通过强制循环泵与强制循环换热器的进口相连，结晶盐分离器的不结晶母液出口与净化处理装置的入口相连。

所述二次蒸汽净化单元包括洗气塔。所述洗气塔设有气相进口，气相出口和冷凝水回用入口；洗气塔的蒸汽进口与膜式分离器的蒸汽出口以及蒸发结晶器的蒸汽出口相通，洗气塔的蒸汽出口与蒸汽压缩单元的入口连通。洗气装置设有冷凝水回用入口，即洗气液用水为冷凝水换热装置产生的冷凝水。

其中，膜式分离器的蒸汽通过管路与洗气塔的气相进口相连，蒸发结晶器的蒸汽出口与洗气塔的气相进口相连；洗气塔4的气相出口与蒸汽压缩单元的进口连通。

所述蒸汽压缩单元包括第一压缩机、第二压缩机、第三压缩机；其中，第一压缩机、第二压缩机以及第三压缩机均设有蒸汽进口、蒸汽出口、出水口，机封水入口和鲜蒸汽入口，其中，第二压缩机设有第一蒸汽出口和第二蒸汽出口；第一压缩机的蒸汽进口与洗气塔的气相出口相连通，第一压缩机的蒸汽出口与第二压缩机的蒸汽进口连通，第二压缩机的第一蒸汽出口与第三压缩机的蒸汽入口连通；第三压缩机的蒸汽出口与强制循环换热器的热源进口连通，强制循环换热器的蒸汽出口与膜式蒸发器的蒸汽入口连通；第二压缩机的第二蒸汽出口与膜式蒸发器的热源进口连通，膜式蒸发器的蒸汽出口与不凝气板式换热器的蒸汽入口连通；

第一压缩机的出水口、第二压缩机的出水口以及第三压缩机的出水口均与冷凝水收集装置的入水口连通；生蒸汽板式换热器的出水口与冷凝水收集装置的入水口连通；膜式蒸发器的出水口、强制循环换热器的出水口均与冷凝水收集装置入水口连通；冷凝水收集装置的出水口与冷凝水换热装置入水口连通，冷凝水换热装置的冷凝水由出水口排出；二次蒸汽净化设有冷凝水回用入口，二次蒸汽净化的出水口与净化处理装置入水口连通。

所述的第一压缩机、第二压缩机以及第三压缩机的出水口均通过管路与积液罐的进水口连通；降膜蒸发器的冷凝水出口、强制循环换热器的冷凝水出口均通过管路与冷凝水罐的进水口连通。

本发明更优选的一种具体实施方案，冷凝水罐与积液罐之间通过积液泵相连接；冷凝水罐通过蒸馏水泵与冷凝水板式换热器连接，冷凝水罐为冷凝水板式换热器提供用于换热的冷凝水；冷凝水板式换热器的冷凝水出口用于冷凝水排出回用。上述排出的冷凝水可回用于洗气塔作洗气液用。

本发明中冷凝水收集装置出水口与冷凝水换热装置入水口相通，即冷凝水换热装置热流采用各装置产生的冷凝水进行预热。本发明中冷凝水收集装置设有四个入水口，即膜式蒸发器冷凝水、强制循环换热器冷凝水、生蒸汽换热装置冷凝水、第一压缩机/第二压缩机/第三压缩机机封水，优选的，冷凝水换热装置、不凝气换热装置、生蒸汽换热装置为板式换热器。

优选的，本发明中膜式蒸发器优选降膜蒸发器，所述膜式分离器优选降膜分离器。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性的技术效果：

1.设有二次蒸汽净化装置，可有效去除蒸汽中的盐类物质及其他杂质，保证系统的稳定运行。

2.蒸发浓缩过程采用强制循环换热器，降低蒸发浓缩过程设备结垢现象，降低传质传热能耗。

3.强制循环蒸发结晶单元产生的不结晶母液(不结晶母液是蒸发结晶处理过程需要外排的母液)和二次蒸汽净化单元产生的清洗液经过净化处理后再利用，降低了蒸发结晶单元设备负荷，在一定程度上减小强制循环蒸发设备的消耗，并更高效的提升系统产盐的产量。

4.对降膜分离器和蒸发结晶器出来的蒸汽进行两/三级压缩，实现二次蒸汽再利用，提高蒸汽利用率，降低运行成本。

附图说明

图1是本发明方法的流程图。

图2是本发明的系统构成示意图。

附图标记说明：1-1原液罐，1-2原液泵，1-3冷凝水板式换热器，1-4不凝汽换热器，1-5蒸汽板式换热器，1-6蒸馏水泵，1-7冷凝水罐，1-8积液泵，1-9积液罐，2-1降膜换热器，2-2循环泵，2-3降膜分离器，2-4转料泵，3-1蒸发结晶器，3-2强制循环泵，3-3强制循环换热器，3-4晶浆泵，3-5结晶盐分离器，4-1洗气塔，5-1第一压缩机，5-2第二压缩机，5-3第三压缩机。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但是应理解这些实施例仅是范例性的，不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改或替换均落入本发明的保护范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请实施例的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

参见图1和图2，本发明提供的一种飞灰水洗液蒸发结晶以及二次蒸汽净化的处理方法，包括：(1)将净化后的飞灰水洗液在预热单元中进行换热处理，将料液预热升温至80-100℃；(2)预热后的料液在降膜蒸发器2-1中被加热介质加热汽化，产生的蒸汽与料液进到降膜分离器2-3中进行蒸汽和料液分离处理分别得到蒸汽和浓缩料液；蒸汽进入二次蒸汽净化单元进行净化处理，浓缩料液回流至降膜蒸发器2-1中待料液固液比达到20-25％进入蒸发结晶器3-1内进行浓缩结晶，分别得到浓盐液、晶浆液和二次蒸汽；浓盐液在强制循环泵3-2的作用下泵入强制循环换热器3-3内进行蒸发浓缩处理得到浓缩料液后再送入蒸发结晶器3-1；二次蒸汽进入二次蒸汽净化单元进行净化处理；(3)将步骤(2)产生的晶浆液在晶浆泵3-4的作用下泵入结晶盐分离器3-5中进行提纯和分离处理，分别得到结晶盐、不结晶母液和母液；母液通过管道在强制循环泵3-2的作用下回到强制循环换热器3-3内继续进行蒸发浓缩处理；不结晶母液通过管道进入净化处理装置进行净化处理；(4)将步骤(2)中经过净化处理后的蒸汽通过蒸汽压缩单元进行压缩处理。

作为本发明一种优选的具体实施方案，步骤(1)中将净化后的飞灰水洗液在预热单元中进行换热处理的方法包括：将存储在原液罐1-1中的净化后的飞灰水洗液通在原液泵1-2的作用下依次进入冷凝水板式换热器1-3、不凝汽换热器1-4和生蒸汽板式换热器1-5，与冷凝水板式换热器1-3内的冷凝水、不凝气板式换热器1-4内的不凝气以及生蒸汽板式换热器1-5内的鲜蒸汽进行换热处理；所述的冷凝水为冷凝水罐1-7内的冷凝水，即换热、蒸发得到的二次蒸汽冷凝水，冷凝水温度为80℃-100℃；所述的鲜蒸汽优选为温度110℃-130℃的饱和蒸汽。

作为本发明一种优选的具体实施方案，步骤(2)中将预热后料液进入降膜蒸发器2-1内使料液自上而下流动完成加热汽化，产生的蒸汽和浓缩料液通过管路进入降膜分离器2-3产生蒸汽和浓缩料液，蒸汽进入二次蒸汽净化单元，浓缩料液通过管路再次回到降膜蒸发器2-1中完成加热后通过转料泵2-4的作用下进入蒸发结晶器3-1中进行蒸发结晶分别得到浓盐液，晶浆液和蒸汽；其中，浓盐液通过强制循环泵3-2泵入强制循环换热器3-3继续进行蒸发浓缩处理，蒸汽进入到洗气系统进行处理，晶浆液通过晶浆泵3-4进入结晶盐分离器3-5中进行结晶和分层，得到母液、不结晶母液和结晶盐；其中，母液通过管道进入到强制循环泵3-2继续进行蒸发浓缩处理，不结晶母液通过管道进入净化处理装置进行处理。

作为本发明一种优选的具体实施方案，步骤(2)中所述的洗气系统为洗气塔4-1，进入洗气系统的蒸汽为温度为85-95℃的二次蒸汽。

作为本发明一种优选的具体实施方案，步骤(2)中在降膜蒸发器2-1内进行蒸发处理时将蒸发温度控制在90-100℃，降膜蒸发器2-1中的加热介质来自第二压缩机5-2温度为110℃-130℃的蒸汽；蒸汽冷凝后自降膜蒸发器2-1的冷凝水出口排出后进入冷凝水罐1-7内，所述的冷凝水罐1-7用于存储换热、蒸发得到的二次蒸汽冷凝水，冷凝水温度为80℃-100℃。

作为本发明一种优选的具体实施方案，步骤(2)在强制循环换热器3-3内进行蒸发浓缩处理时将强制循环换热器3-3的温度控制在100-120℃；步骤(4)中将净化后的蒸汽依次进入第一压缩机5-1和第二压缩机5-2进行压缩处理得到温度为110-110℃的蒸汽，将该蒸汽回用至降膜蒸发器2-1内加热料液，在加热料液过程中，冷凝成水流至冷凝水罐1-7；或者将净化后的蒸汽依次进入第一压缩机5-1、第二压缩机5-2和第三压缩机5-3进行压缩处理得到温度90-110℃的高温蒸汽，将该高温蒸汽回用至强制循环换热器3-3内加热料液，在加热料液过程中，冷凝成水流至冷凝水罐1-7。

参考图2，本发明还提供了一种实现所述方法的系统，包括预热单元、膜蒸发分离单元、强制循环蒸发结晶单元、二次蒸汽净化单元和蒸汽压缩单元；

所述预热单元包括通过管路顺次连接的原料罐1-1、原液泵1-2、冷凝水板式换热器1-3、不凝汽换热器1-4、生蒸汽板式换热器1-5、蒸馏水泵1-6、冷凝水罐1-7、积液泵1-8和积液罐1-9；其中，生蒸汽板式换热器1-5设有料液进口，鲜蒸汽入口和冷凝水出水口，生蒸汽板式换热器1-5的冷凝水出水口与冷凝水罐1-7的进口相通；

所述膜蒸发分离单元包括膜式蒸发器2-1、循环泵2-2、膜式分离器2-3和转料泵2-4；其中，膜式蒸发器2-1设有料液进口，气相进口，冷凝水出口，第一浓缩料液出液口和第二浓缩料液出液口；所述料液进口设置在顶部，第一浓缩料液出液口和第二浓缩料液出液口均设置在底部，料液进口与第一浓缩料液出液口通过循环泵2-2连接，第一浓缩料液出液口与膜式分离器2-3的浓缩料液进口相连，膜式蒸发器2-1的第二料液出液口通过转料泵2-4与蒸发结晶器3-1的料液进口相连；膜式蒸发器2-1的料液进口与生蒸汽板式换热器1-5的料液出口以及冷凝水罐的冷凝水出口相连。

所述膜式分离器2-3设有浓缩料液进料口，浓缩料液出料口，蒸汽出口和冷凝水出口；其中，蒸汽出口设置在膜式分离器2-3的顶部，浓缩料液出料口设置在下端，膜式分离器2-3的蒸汽出口通过管路进入与二次蒸汽净化单元相连，膜式分离器2-3的浓缩料液出口通过管路与膜式蒸发器2-1的料液进口相通。

所述强制循环蒸发结晶单元包括蒸发结晶器3-1、强制循环泵3-2、强制循环换热器3-3、晶浆泵3-4、结晶盐分离器3-5；其中，所述蒸发结晶器3-1设有料液进口，蒸汽出口，浓盐液出口，晶浆液出口和蒸汽出口；蒸汽出口设置在蒸发结晶器的顶部，该蒸汽出口与二次蒸汽净化单元的入口相连，浓盐液出口通过强制循环泵3-2与强制循环换热器3-3的进口相连。

所述结晶盐分离器3-5设有晶浆液进口，母液出口、不结晶母液出口和结晶盐出口；其中，蒸发结晶器3-1的晶浆液出口通过晶浆泵3-4与结晶盐分离器3-5的晶浆液进口相连，母液出口通过强制循环泵3-2与强制循环换热器3-3的进口相连，不结晶母液出口与净化处理装置的入口相连。

所述二次蒸汽净化单元包括洗气塔4-1；洗气塔4-1(实用新型名称一种垃圾焚烧飞灰或窑灰水洗液蒸发制盐系统CN 208414108 U)设有蒸汽进口，蒸汽出口和冷凝水回用入口，蒸汽进口与膜式分离器2-3的蒸汽出口以及蒸发结晶器3-1的蒸汽出口相通，蒸汽出口与蒸汽压缩单元连通，洗气装置设有冷凝水回用入口，即洗气液用水为冷凝水换热装置产生的冷凝水。

膜式分离器2-3的蒸汽通过管路与洗气塔4-1的气相进口相连。蒸发结晶器3-2的蒸汽出口与洗气塔4-1的气相进口相连；洗气塔4-1的气相出口与蒸汽压缩单元的进口连通。

所述蒸汽压缩单元包括第一压缩机5-1、第二压缩机5-2、第三压缩机5-3；其中，第一压缩机5-1、第二压缩机5-2和第三压缩机5-3均设有蒸汽进口，蒸汽出口，出水口，机封水入口和鲜蒸汽入口，其中，第二压缩机5-2设有第一蒸汽出口和第二蒸汽出口；第一压缩机5-1的蒸汽进口与洗气塔4-1的蒸汽出口相连通，第一压缩机5-1的蒸汽出口与第二压缩机5-2的蒸汽进口连通，第二压缩机5-2的第一蒸汽出口与第三压缩机5-3的蒸汽入口连通；第三压缩机5-3的蒸汽出口与强制循环换热器3-3的热源进口连通，强制循环换热器3-3的蒸汽出口与膜式蒸发器2-1的蒸汽入口连通；第二压缩机5-2的第二蒸汽出口与膜式蒸发器2-1的热源进口连通，膜式蒸发器2-1的蒸汽出口与不凝气板式换热器1-4的蒸汽入口连通。

第一压缩机5-1的出水口、第二压缩机5-2的出水口以及第三压缩机5-3的出水口均与冷凝水收集装置的入水口连通；生蒸汽板式换热器1-5的出水口与冷凝水收集装置的入水口连通；膜式蒸发器2-1出水口、强制循环换热器3-3的出水口均与冷凝水收集装置入水口连通；冷凝水收集装置的出水口与冷凝水换热装置入水口连通，冷凝水换热装置的冷凝水由出水口排出；二次蒸汽净化设有冷凝水回用入口，二次蒸汽净化的出水口与净化处理装置入水口连通。

所述的第一压缩机5-1、第二压缩机5-2以及第三压缩机5-3的出水口均通过管路与积液罐1-9的进水口连通。

降膜蒸发器2-1的冷凝水出口、强制循环换热器3-3的冷凝水出口均通过管路与冷凝水罐1-7的进水口连通。

本发明更优选的一种具体实施方案，冷凝水罐1-7与积液罐1-9之间通过积液泵相连接；冷凝水罐1-7通过蒸馏水泵1-6与冷凝水板式换热器1-3连接，冷凝水罐1-7为冷凝水板式换热器1-3提供用于换热的冷凝水；冷凝水板式换热器1-3的冷凝水出口用于冷凝水排出回用，上述排出的冷凝水可回用于洗气塔4-1，作洗气液用。

本发明中冷凝水收集装置出水口与冷凝水换热装置入水口相通，即冷凝水换热装置热流采用各装置产生的冷凝水进行预热。本发明中冷凝水收集装置设有四个入水口，即膜式蒸发器冷凝水、强制循环换热器冷凝水、生蒸汽换热装置冷凝水、第一压缩机/第二压缩机/第三压缩机机封水，优选的，冷凝水换热装置、不凝气换热装置、生蒸汽换热装置为板式换热器。

本发明中所述膜式蒸发器优选为降膜蒸发器，所述膜式分离器优选为降膜分离器。

下面进一步结合具体的实施例对本发明的方法和系统进行具体说明。

实施例1飞灰水洗液蒸发结晶以及二次蒸汽净化的处理方法

步骤(1)水洗液预热：将净化后的飞灰水洗液通入原液罐1-1中，通过原液泵1-2泵入料液，依次与冷凝水板式换热器1-3、不凝气板式换热器1-4和生蒸汽板式换热器1进行换热，升温至蒸发温度。

具体的，料液依次与各预热器中的冷凝水、不凝气和鲜蒸汽进行换热，达到料液的蒸发温度90-110℃，所述的冷凝水为冷凝水罐1-7内的冷凝水，即换热、蒸发得到的二次蒸汽冷凝水，冷凝水温度为80℃-100℃；所述的鲜蒸汽为压力0.1MpaG，温度120℃的饱和蒸汽。

步骤(2)降膜蒸发：预热后的料液进入降膜蒸发器2-1，料液在降膜蒸发器2-1中被加热介质加热汽化，产生的蒸汽与料液进到降膜分离器2-3，气液在降膜分离器2-3内得到充分分离，蒸汽进入洗气系统，浓缩料液回流至降膜蒸发器2-1；待料液固液比达到20-25％，进行步骤(3)的操作；

具体的，降膜蒸发器2-1内的蒸发温度控制在90-100℃；降膜蒸发器2-1中的加热介质来自第二压缩机5-2压力为0.1MpaG、温度为120℃的蒸汽；蒸汽冷凝后自降膜蒸发器2-1的冷凝水出口排出后进入冷凝水罐1-7内；所述的洗气系统为洗气塔4-1，所述进入洗气系统的蒸汽为压力0.1MpaG、温度90℃二次蒸汽。

步骤(3)蒸发结晶：经步骤(2)处理的料液进入蒸发结晶器3-1内进行浓缩结晶，得到浓盐液、晶浆液和二次蒸汽；浓盐液在强制循环泵3-2的作用下泵入强制循环换热器3-3内进行蒸发浓缩处理，得到浓缩料液送入蒸发结晶器3-1；二次蒸汽进入洗气系统。

具体的，强制循环换热器3-3的温度控制在100-120℃；所述的二次蒸汽由蒸发结晶器3-1的顶部排出，压力为0.1MpaG、温度为85℃。

步骤(4)结晶分离：蒸发结晶过程产生的晶浆液在晶浆泵3-4的作用下泵入结晶盐分离器3-5，将结晶盐与料液进行提纯、分离处理，得到含水率不大于6wt％结晶盐、不结晶母液和母液；分离后的母液通过管道在强制循环泵3-2的作用下回到强制循环换热器3-3内继续进行蒸发浓缩处理；不结晶母液通过管道进入净化处理装置进行处理。

步骤(5)二次蒸汽压缩：经洗气塔4-1净化后的蒸汽通过蒸汽压缩单元压缩处理，升温升压后，回到强制循环蒸发结晶单元。

具体的，净化后的蒸汽依次进入第一压缩机5-1、第二压缩机5-2，压缩后得到温度为105℃、压力为120.8Kpa的蒸汽，所述的蒸汽回用至降膜蒸发器2-1内加热料液，该蒸汽在加热料液过程中，冷凝成水流至冷凝水罐1-7；净化后的蒸汽依次进入第一压缩机5-1、第二压缩机5-2、第三压缩机5-3，压缩后得到温度90-110℃的高温蒸汽，所述的高温蒸汽回用至强制循环换热器3-3内加热料液，该高温蒸汽在加热料液过程中，冷凝成水流至冷凝水罐1-7。

具体的，第一压缩机5-1、第二压缩机5-2、第三压缩机5-3还均设有鲜蒸汽入口，所述的鲜蒸汽为压力0.1MpaG，温度120℃的饱和蒸汽。

具体的，第一压缩机5-1、第二压缩机5-2、第三压缩机5-3还均设有机封水入口，所述的第一压缩机5-1、第二压缩机5-2、第三压缩机5-3出水口均通过管路与积液罐1-9连接，并由积液泵1-8送入冷凝水罐1-7内。

Claims (10)

1.一种飞灰水洗液蒸发结晶以及二次蒸汽净化的处理方法，其特征在于，包括：

(1)将净化后的飞灰水洗液在预热单元中进行换热处理，使料液预热升温至80-100℃；

(2)预热后的料液在降膜蒸发器(2-1)中被加热介质加热汽化，所产生的蒸汽与料液进到降膜分离器(2-3)中进行蒸汽和料液分离处理分别得到第一次蒸汽和浓缩料液；第一次蒸汽进入二次蒸汽净化单元进行净化处理；浓缩料液回流至降膜蒸发器(2-1)中，待其料液固液比达到20-25％进入蒸发结晶器(3-1)内进行浓缩结晶，分别得到浓盐液、晶浆液和第二次蒸汽；浓盐液在强制循环泵(3-2)的作用下泵入强制循环换热器(3-3)内进行蒸发浓缩处理得到浓缩料液后再送入蒸发结晶器(3-1)；第二次蒸汽进入二次蒸汽净化单元进行净化处理；

(3)将步骤(2)产生的晶浆液在晶浆泵(3-4)的作用下泵入结晶盐分离器(3-5)中进行提纯和分离处理，分别得到结晶盐、不结晶母液和母液；母液通过管道在强制循环泵(3-2)的作用下回到强制循环换热器(3-3)内继续进行蒸发浓缩处理；不结晶母液通过管道进入净化处理装置进行净化处理；

(4)将步骤(2)中经过净化处理后的蒸汽通过蒸汽压缩单元进行压缩处理。

2.按照权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(1)中将净化后的飞灰水洗液在预热单元中进行换热处理的方法包括：将存储在原液罐(1-1)中净化后的飞灰水洗液通在原液泵(1-2)的作用下依次进入冷凝水板式换热器(1-3)、不凝汽换热器(1-4)和生蒸汽板式换热器(1-5)，与冷凝水板式换热器(1-3)内的冷凝水、不凝气汽换热器(1-4)内的不凝气以及生蒸汽板式换热器(1-5)内的鲜蒸汽进行换热处理；

优选的，所述的冷凝水为来自冷凝水罐(1-7)内的冷凝水，即换热、蒸发得到的二次蒸汽冷凝水，冷凝水温度为80℃-100℃；所述的鲜蒸汽温度110℃-130℃的饱和蒸汽。

3.按照权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(2)中将预热后料液进入膜式蒸发器(2-1)内，使料液自上而下流动完成加热汽化，产生的蒸汽和浓缩料液通过管路进入膜式分离器(2-3)产生第一蒸汽和浓缩料液，第一蒸汽进入二次蒸汽净化单元进行净化处理，浓缩料液通过管路再次回到降膜蒸发器(2-1)中完成加热后通过转料泵(2-4)的作用下进入蒸发结晶器(3-1)中进行蒸发结晶分别得到浓盐液，晶浆液和第二次蒸汽；其中，浓盐液通过强制循环泵(3-2)泵入强制循环换热器(3-3)继续进行蒸发浓缩处理，第二次蒸汽进入到二次蒸汽净化单元进行净化处理，晶浆液通过晶浆泵(3-4)进入结晶盐分离器(3-5)中进行结晶和分层，得到母液、不结晶母液和结晶盐；其中，母液通过管道进入到强制循环泵(3-2)继续进行蒸发浓缩处理，不结晶母液通过管道进入净化处理装置进行净化处理。

4.按照权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(2)中所述的洗气系统为洗气塔(4-1)，进入洗气系统的蒸汽温度85℃-95℃的第一次蒸汽或第二次蒸汽；

步骤(2)中在降膜蒸发器(2-1)内进行蒸发处理时将蒸发温度控制在90-100℃，降膜蒸发器(2-1)中的加热介质来自第二压缩机(5-2)的温度为110℃-130℃的蒸汽；蒸汽冷凝后自降膜蒸发器(2-1)的冷凝水出口排出后进入冷凝水罐(1-7)内，所述的冷凝水罐(1-7)用于存储换热、蒸发得到的二次蒸汽冷凝水，冷凝水温度为80℃-100℃；

步骤(2)在强制循环换热器3-3内进行蒸发浓缩处理时将强制循环换热器(3-3)的温度控制在100-120℃。

5.按照权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(4)中将净化后的蒸汽依次进入第一压缩机(5-1)和第二压缩机(5-2)进行压缩处理得到温度为100℃-110℃的蒸汽，将该蒸汽回用至降膜蒸发器(2-1)内加热料液，在加热料液过程中，冷凝成水流至冷凝水罐(1-7)；或者将净化后的蒸汽依次进入第一压缩机(5-1)、第二压缩机(5-2)和第三压缩机(5-3)进行压缩处理得到温度90-110℃的高温蒸汽，将该高温蒸汽回用至强制循环换热器(3-3)内加热料液，在加热料液过程中，冷凝成水流至冷凝水罐(1-7)。

6.一种实现权利要求1-5任何一项所述方法的系统，其特征在于，包括预热单元、膜蒸发分离单元、强制循环蒸发结晶单元、二次蒸汽净化单元和蒸汽压缩单元。

7.按照权利要求6所述的系统，其特征在于，所述预热单元包括通过管路顺次连接的原料罐(1-1)、原液泵(1-2)、冷凝水板式换热器(1-3)、不凝汽换热器(1-4)、生蒸汽板式换热器(1-5)、蒸馏水泵(1-6)、冷凝水罐(1-7)、积液泵(1-8)和积液罐(1-9)；其中，生蒸汽板式换热器(1-5)设有料液进口，鲜蒸汽入口和冷凝水出水口，生蒸汽板式换热器(1-5)的冷凝水出水口与冷凝水罐1-7的进口相通；

所述膜蒸发分离单元包括膜式蒸发器(2-1)、循环泵(2-2)、膜式分离器(2-3)和转料泵(2-4)；其中，膜式蒸发器(2-1)设有料液进口、气相进口、冷凝水出口、第一浓缩料液出液口和第二浓缩料液出液口；所述膜式蒸发器(2-1)的料液进口设置在顶部，膜式蒸发器(2-1)的第一浓缩料液出液口和第二浓缩料液出液口均设置在底部，膜式蒸发器(2-1)的料液进口与第一浓缩料液出液口通过循环泵(2-2)连接，第一浓缩料液出液口与膜式分离器(2-3)的浓缩料液进口相连，膜式蒸发器(2-1)的第二料液出液口通过转料泵(2-4)与蒸发结晶器(3-1)的料液进口相连；膜式蒸发器(2-1)的料液进口与生蒸汽板式换热器(1-5)的料液出口以及冷凝水罐的冷凝水出口相连；

膜式分离器(2-3)设有浓缩料液进料口、浓缩料液出料口、蒸汽出口和冷凝水出口；其中，蒸汽出口设置在膜式分离器(2-3)的顶部，浓缩料液出料口设置在膜式分离器(2-3)的下端，膜式分离器(2-3)的蒸汽出口通过管路与二次蒸汽净化单元的入口相连，膜式分离器(2-3)的浓缩料液出口通过管路与膜式蒸发器(2-1)的料液进口相通；

所述强制循环蒸发结晶单元包括蒸发结晶器(3-1)、强制循环泵(3-2)、强制循环换热器(3-3)、晶浆泵(3-4)、结晶盐分离器(3-5)；所述蒸发结晶器(3-1)设有料液进口、蒸汽出口、浓盐液出口、晶浆液出口和蒸汽出口；其中，蒸发结晶器(3-1)的蒸汽出口设置在蒸发结晶器(3-1)的顶部，该蒸汽出口与二次蒸汽净化单元的入口相连，蒸发结晶器(3-1)的浓盐液出口通过强制循环泵(3-2)与强制循环换热器(3-3)的进口相连；

所述结晶盐分离器(3-5)设有晶浆液进口、母液出口、不结晶母液出口和结晶盐出口；其中，蒸发结晶器(3-1)的晶浆液出口通过晶浆泵(3-4)与结晶盐分离器(3-5)的晶浆液进口相连，结晶盐分离器(3-5)的母液出口通过强制循环泵(3-2)与强制循环换热器(3-3)的进口相连，结晶盐分离器(3-5)的不结晶母液出口与净化处理装置的入口相连；

所述二次蒸汽净化单元包括洗气塔(4-1)；所述洗气塔(4-1)设有气相进口，气相出口和冷凝水回用入口；洗气塔(4-1)的蒸汽进口与膜式分离器(2-3)的蒸汽出口以及蒸发结晶器(3-1)的蒸汽出口相通，洗气塔(4-1)的蒸汽出口与蒸汽压缩单元的入口连通；洗气装置设有冷凝水回用入口；其中，膜式分离器(2-3)的蒸汽通过管路与洗气塔(4-1)的气相进口相连，蒸发结晶器(3-2)的蒸汽出口与洗气塔(4-1)的气相进口相连；洗气塔(4-1)的气相出口与蒸汽压缩单元的进口连通；

所述蒸汽压缩单元包括第一压缩机(5-1)、第二压缩机(5-2)、第三压缩机(5-3)；第一压缩机(5-1)、第二压缩机(5-2)以及第三压缩机(5-3)均设有蒸汽进口、蒸汽出口、出水口，机封水入口和鲜蒸汽入口，第二压缩机(5-2)设有第一蒸汽出口和第二蒸汽出口；其中，第一压缩机(5-1)的蒸汽进口与洗气塔(4-1)的气相出口相连通，第一压缩机(5-1)的蒸汽出口与第二压缩机(5-2)的蒸汽进口连通，第二压缩机(5-2)的第一蒸汽出口与第三压缩机(5-3)的蒸汽入口连通；第三压缩机(5-3)的蒸汽出口与强制循环换热器(3-3)的热源进口连通，强制循环换热器(3-3)的蒸汽出口与膜式蒸发器(2-1)的蒸汽入口连通；第二压缩机(5-2)的第二蒸汽出口与膜式蒸发器(2-1)的热源进口连通，膜式蒸发器(2-1)的蒸汽出口与不凝气板式换热器(1-4)的蒸汽入口连通。

8.按照权利要求7所述的系统，其特征在于，第一压缩机(5-1)的出水口、第二压缩机(5-2)的出水口以及第三压缩机(5-3)的出水口均与冷凝水收集装置的入水口连通；生蒸汽板式换热器(1-5)的出水口与冷凝水收集装置的入水口连通；膜式蒸发器(2-1)的出水口、强制循环换热器(3-3)的出水口均与冷凝水收集装置入水口连通；冷凝水收集装置的出水口与冷凝水换热装置入水口连通，冷凝水换热装置的冷凝水由出水口排出；二次蒸汽净化单元设有冷凝水回用入口，二次蒸汽净化单元的出水口与净化处理装置入水口连通。

9.按照权利要求7所述的系统，其特征在于，所述的第一压缩机(5-1)、第二压缩机(5-2)以及第三压缩机(5-3)的出水口均通过管路与积液罐(1-9)的进水口连通；降膜蒸发器(2-1)的冷凝水出口、强制循环换热器(3-3)的冷凝水出口均通过管路与冷凝水罐(1-7)的进水口连通；

冷凝水罐(1-7)与积液罐(1-9)之间通过积液泵(1-8)相连接；冷凝水罐(1-7)通过蒸馏水泵(1-6)与冷凝水板式换热器(1-3)连接。

10.按照权利要求7所述的系统，其特征在于，冷凝水收集装置出水口与冷凝水换热装置入水口相通，其中，冷凝水收集装置设有四个入水口，即膜式蒸发器冷凝水入水口、强制循环换热器冷凝水入水口、生蒸汽换热装置冷凝水入水口、第一压缩机/第二压缩机/第三压缩机机封水入水口；

所述冷凝水换热装置、不凝气换热装置或生蒸汽换热装置为板式换热器；

所述膜式蒸发器为降膜蒸发器，所述膜式分离器为降膜分离器。

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