CN115849482A - 一种用于处理多组分高浓度含盐废水的低温蒸发装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于处理多组分高浓度含盐废水的低温蒸发装置，包括蒸发分离室和热泵蒸发器，所述热泵蒸发器包括结构一致的第一换热器和第二换热器；所述第一换热器和第二换热器包括管壳；所述管壳内设置有换热管组；所述换热管组连接到管壳端部的管程法兰；所述管壳上下对角位设置有壳程法兰；所述管壳内侧顶部设置有两端封闭的喷淋管；所述喷淋管底面设置有一排喷淋孔；所述管壳中部设置有与喷淋管连接的进水法兰；所述管壳顶部于排液的壳程法兰上方设置有排气法兰；本发明的用于处理多组分高浓度含盐废水的低温蒸发装置，能够很好地处理成分复杂，含有低沸物和胶体类成分的废水。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种用于处理多组分高浓度含盐废水的低温蒸发装置，属于含盐废水处理设备技术领域。
背景技术
目前，对于含盐废水的蒸发浓缩处理，采用的机械热泵节能技术多以MVR技术为主，但是在化工等很多行业中，含盐废水中经常成分复杂，含有低沸物和胶体，使用MVR技术具有如下局限性：
1、MVR压缩机温只有10~15℃，当废水浓度高或物料特殊，导致沸点升较高时（6℃以上时），二次蒸汽压缩温升不足于满足蒸发要求；
2、当废水中成分复杂，含有低沸物、胶体类成分时，会导致MVR压缩机运行不稳定、物料粘付压缩机叶片，使压缩机易损坏或出现故障；对于成分复杂的废水，对于MVR系统一般需要进行预处理；
3、MVR蒸发系统蒸发温度高（一般80~100℃），废水蒸发系统易结垢、易腐蚀；
因此，对于MVR蒸发系统一般不适合处理废水成分复杂、含有低沸物和浓度很高（密度1.15g/cm3以上)的废水。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种用于处理多组分高浓度含盐废水的低温蒸发装置，能够很好地处理成分复杂，含有低沸物和胶体类成分的废水。
本发明的用于处理多组分高浓度含盐废水的低温蒸发装置，包括
蒸发分离室，所述蒸发分离室包括封闭仓；所述封闭仓顶部设置有二次蒸汽排放口；所述封闭仓上部设置有回流口；所述封闭仓下部设置有外流口；
热泵蒸发器，所述热泵蒸发器包括结构一致的第一换热器和第二换热器；所述第一换热器和第二换热器包括管壳；所述管壳内设置有换热管组；所述换热管组连接到管壳端部的管程法兰；所述管壳上下对角位设置有壳程法兰；所述管壳内侧顶部设置有两端封闭的喷淋管；所述喷淋管底面设置有一排喷淋孔；所述管壳中部设置有与喷淋管连接的进水法兰；所述管壳顶部于排液的壳程法兰上方设置有排气法兰；
两所述管程法兰上连接有输入制冷剂切断阀和输出制冷剂切断阀，两所述壳程法兰上分别连接有蒸汽切断阀和凝水切断阀；所述进水法兰上连接有清洗切断阀；所述排气法兰上连接有排空阀；
两所述输入制冷剂切断阀另一端并接后连接到电子膨胀阀；
两所述输出制冷剂切断阀另一端并接后连接到热泵压缩机；
两所述蒸汽切断阀另一端并接后连接到二次蒸汽排放口；
两所述凝水切断阀另一端并接后连接到真空泵；所述真空泵排水端接入到凝水储罐；
两所述清洗切断阀另一端并接后连接到加压泵；所述加压泵进水端接入到清洗供水管线；
两所述排空阀另一端并接后连接到排空管；
所述热泵压缩机连接到冷凝器的一热介端；所述冷凝器的另一热介端连接到电子膨胀阀输入端；所述外流口通过蒸发循环泵接入到冷凝器的一换热端；所述冷凝器的另一热介端；连接到回流口。
进一步地，所述清洗供水管线为热水管线；且热水管线的供水温度与二次蒸汽排放口的蒸汽温度差值不超过5℃。
进一步地，所述蒸发分离室内侧或热泵蒸发器前端设置有初始加热器。
进一步地，所述换热管组内流通的制冷剂工质为R134a。
进一步地，低温蒸发装置工作过程如下：
a、选择第一换热器和第二换热器投入蒸发工作，另一换热器等待备用，等待备用的换热器上的关断阀全部关断；
b、真空泵开启工作，真空泵对参与工作的第一换热器或第二换热器的壳程进行抽真空，同时，将蒸发分离室内同步抽真空；
c、开启加热蒸发工作，通过对蒸发分离室进行真空加热，或制冷剂工质进行加热工作，蒸发分离室产生的二次蒸汽进入到热泵蒸发器，与制冷剂工质进行换热，对制冷剂工质进行加热，或通过前端加热设备直接对制冷剂工质进行加热，制冷剂工质通过热泵蒸发器加热后，进入到热泵压缩机进行加压，接着，制冷剂工质进入到冷凝器的热介端，同时，蒸发分离室内的含盐废水通过蒸发循环泵送入到冷凝器的换热端；从而含盐废水吸收制冷剂工质的热量，对含盐废水进行二次蒸发，完成换热的制冷剂工质进入到电子膨胀阀后，并进入到热泵蒸发器重新加热，制冷剂工质完成一个吸热和放热循环，蒸发分离室的二次蒸汽排放口将二次蒸汽通过一壳程法兰送入到热泵蒸发器壳程，对制冷剂工质进行换热后，凝水通过真空泵从热泵蒸发器的壳程法兰排出；
d、热泵蒸发器的换热管组清洗和/或不凝性气体排放，当热泵蒸发器中的一换热器进行换热管组清洗和/或不凝性气体排放；另一换热器进行废水低温蒸发；当进行换热管组清洗时，打开清洗切断阀，加压泵通过清洗供水管线抽取清水，并进行加压，高压清水进入到喷淋管，并通过喷淋孔进行释放，高压水对换热管组进行冲击清洗，清洗水通过壳程法兰排出；当进行排气时，打开排气法兰，管壳内的不凝气体通过独立的真空泵抽走，或通过热泵蒸发器的真空泵抽出。
与现有技术相比，本发明的用于处理多组分高浓度含盐废水的低温蒸发装置，具有以下优点：
1、热泵压缩机由于压缩的是纯净的R134a工质，可保证压缩机长期运行无故障；不同于MVR直接压缩二次蒸汽携带杂质较多，MVR压缩机易损坏或出现故障；
2、压缩机温升高，可蒸发浓缩废水浓度高、沸点升高的废水，可以满足沸点升20℃以上的废水蒸发浓缩；
3、当废水成分复杂时，不需要像MVR对含盐废水进行预处理，除去低沸物和胶体，可直接进行蒸发浓缩；
4、采用双组蒸发器，可实现一组运行，另一组清洗和排放不凝性气体，自动切换，满足处理各种复杂废水蒸发浓缩；采用50℃低温蒸发，系统腐蚀和结垢情况大大降低。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的蒸发分离室连接结构示意图。
图3为本发明的热泵蒸发器系统结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
如图1至图3所示的用于处理多组分高浓度含盐废水的低温蒸发装置，包括
蒸发分离室，所述蒸发分离室包括封闭仓1；所述封闭仓1顶部设置有二次蒸汽排放口2；所述封闭仓1上部设置有回流口3；所述封闭仓1下部设置有外流口4；
热泵蒸发器，所述热泵蒸发器包括结构一致的第一换热器和第二换热器；所述第一换热器和第二换热器包括管壳5；所述管壳5内设置有换热管组6；所述换热管组6连接到管壳端部的管程法兰7；所述管壳5上下对角位设置有壳程法兰8；所述管壳5内侧顶部设置有两端封闭的喷淋管9；所述喷淋管9底面设置有一排喷淋孔10；所述管壳5中部设置有与喷淋管连接的进水法兰11；所述管壳5顶部于排液的壳程法兰上方设置有排气法兰12；
两所述管程法兰7上连接有输入制冷剂切断阀71和输出制冷剂切断阀72，两所述壳程法兰8上分别连接有蒸汽切断阀81和凝水切断阀82；所述进水法兰11上连接有清洗切断阀111；所述排气法兰12上连接有排空阀121；
两所述输入制冷剂切断阀71另一端并接后连接到电子膨胀阀13；
两所述输出制冷剂切断阀72另一端并接后连接到热泵压缩机14；
两所述蒸汽切断阀81另一端并接后连接到二次蒸汽排放口2；
两所述凝水切断阀82另一端并接后连接到真空泵；所述真空泵排水端接入到凝水储罐；
两所述清洗切断阀111另一端并接后连接到加压泵112；所述加压泵112进水端接入到清洗供水管线；
两所述排空阀121另一端并接后连接到排空管122；
所述热泵压缩机14连接到冷凝器15的一热介端；所述冷凝器15的另一热介端连接到电子膨胀阀13输入端；所述外流口4通过蒸发循环泵16接入到冷凝器15的一换热端；所述冷凝器15的另一热介端；连接到回流口3。
其中，所述清洗供水管线为热水管线；且热水管线的供水温度与二次蒸汽排放口的蒸汽温度差值不超过5℃。所述蒸发分离室内侧或热泵蒸发器前端设置有初始加热器。所述换热管组6内流通的制冷剂工质为R134a。
本发明的用于处理多组分高浓度含盐废水的低温蒸发装置，工作过程如下：
a、选择第一换热器和第二换热器投入蒸发工作，另一换热器等待备用，等待备用的换热器上的关断阀全部关断；
b、真空泵开启工作，真空泵对参与工作的第一换热器或第二换热器的壳程进行抽真空，同时，将蒸发分离室内同步抽真空；
c、开启加热蒸发工作，通过对蒸发分离室进行真空加热，或制冷剂工质进行加热工作，蒸发分离室产生的二次蒸汽进入到热泵蒸发器，与制冷剂工质进行换热，对制冷剂工质进行加热，或通过前端加热设备直接对制冷剂工质进行加热，制冷剂工质通过热泵蒸发器加热后，进入到热泵压缩机进行加压，接着，制冷剂工质进入到冷凝器的热介端，同时，蒸发分离室内的含盐废水通过蒸发循环泵送入到冷凝器的换热端；从而含盐废水吸收制冷剂工质的热量，对含盐废水进行二次蒸发，完成换热的制冷剂工质进入到电子膨胀阀后，并进入到热泵蒸发器重新加热，制冷剂工质完成一个吸热和放热循环，蒸发分离室的二次蒸汽排放口将二次蒸汽通过一壳程法兰送入到热泵蒸发器壳程，对制冷剂工质进行换热后，凝水通过真空泵从热泵蒸发器的壳程法兰排出；
d、热泵蒸发器的换热管组清洗和/或不凝性气体排放，当热泵蒸发器中的一换热器进行换热管组清洗和/或不凝性气体排放；另一换热器进行废水低温蒸发；当进行换热管组清洗时，打开清洗切断阀，加压泵通过清洗供水管线抽取清水，并进行加压，高压清水进入到喷淋管，并通过喷淋孔进行释放，高压水对换热管组进行冲击清洗，清洗水通过壳程法兰排出；当进行排气时，打开排气法兰，管壳内的不凝气体通过独立的真空泵抽走，或通过热泵蒸发器的真空泵抽出。
本发明的用于处理多组分高浓度含盐废水的低温蒸发装置，其具体结构为：
1、热泵压缩机不与二次蒸汽直接接触，不同于MVR直接压缩二次蒸汽，而是将压缩制冷剂工质，即：二次蒸汽热量传递给液体制冷剂工质使其蒸发，然后通过热泵压缩机压缩使其温升，用于加热废水蒸发；热泵循环制冷剂工质为R134a；热泵压缩机温升可以达到20~50℃；热泵蒸发器设计为双蒸发器：蒸发器为常规干式蒸发器，两组完全相同、并联可独立运行，即当一个蒸发器因累积杂质或不凝性气体增多影响蒸发器效率时，可以停用，然后进行清洗杂质或排放不凝性气体，同时系统自动切换至另一个蒸发器保证系统正常运行；热泵蒸发器配有自动清洗和排放不凝性气体装置；含盐废水蒸发为低温真空蒸发，蒸发温度约50℃。
上述实施例，仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
Claims (5)
1.一种用于处理多组分高浓度含盐废水的低温蒸发装置，其特征在于：包括
蒸发分离室，所述蒸发分离室包括封闭仓；所述封闭仓顶部设置有二次蒸汽排放口；所述封闭仓上部设置有回流口；所述封闭仓下部设置有外流口；
热泵蒸发器，所述热泵蒸发器包括结构一致的第一换热器和第二换热器；所述第一换热器和第二换热器包括管壳；所述管壳内设置有换热管组；所述换热管组连接到管壳端部的管程法兰；所述管壳上下对角位设置有壳程法兰；所述管壳内侧顶部设置有两端封闭的喷淋管；所述喷淋管底面设置有一排喷淋孔；所述管壳中部设置有与喷淋管连接的进水法兰；所述管壳顶部于排液的壳程法兰上方设置有排气法兰；
两所述管程法兰上连接有输入制冷剂切断阀和输出制冷剂切断阀，两所述壳程法兰上分别连接有蒸汽切断阀和凝水切断阀；所述进水法兰上连接有清洗切断阀；所述排气法兰上连接有排空阀；
两所述输入制冷剂切断阀另一端并接后连接到电子膨胀阀；
两所述输出制冷剂切断阀另一端并接后连接到热泵压缩机；
两所述蒸汽切断阀另一端并接后连接到二次蒸汽排放口；
两所述凝水切断阀另一端并接后连接到真空泵；所述真空泵排水端接入到凝水储罐；
两所述清洗切断阀另一端并接后连接到加压泵；所述加压泵进水端接入到清洗供水管线；
两所述排空阀另一端并接后连接到排空管；
所述热泵压缩机连接到冷凝器的一热介端；所述冷凝器的另一热介端连接到电子膨胀阀输入端；所述外流口通过蒸发循环泵接入到冷凝器的一换热端；所述冷凝器的另一热介端；连接到回流口。
2.根据权利要求1所述的用于处理多组分高浓度含盐废水的低温蒸发装置，其特征在于：所述清洗供水管线为热水管线；且热水管线的供水温度与二次蒸汽排放口的蒸汽温度差值不超过5℃。
3.根据权利要求1所述的用于处理多组分高浓度含盐废水的低温蒸发装置，其特征在于：所述蒸发分离室内侧或热泵蒸发器前端设置有初始加热器。
4.根据权利要求1所述的用于处理多组分高浓度含盐废水的低温蒸发装置，其特征在于：所述换热管组内流通的制冷剂工质为R134a。
5.根据权利要求1所述的用于处理多组分高浓度含盐废水的低温蒸发装置，其特征在于：低温蒸发装置工作过程如下：
a、选择第一换热器和第二换热器投入蒸发工作，另一换热器等待备用，等待备用的换热器上的关断阀全部关断；
b、真空泵开启工作，真空泵对参与工作的第一换热器或第二换热器的壳程进行抽真空，同时，将蒸发分离室内同步抽真空；
c、开启加热蒸发工作，通过对蒸发分离室进行真空加热，或制冷剂工质进行加热工作，蒸发分离室产生的二次蒸汽进入到热泵蒸发器，与制冷剂工质进行换热，对制冷剂工质进行加热，或通过前端加热设备直接对制冷剂工质进行加热，制冷剂工质通过热泵蒸发器加热后，进入到热泵压缩机进行加压，接着，制冷剂工质进入到冷凝器的热介端，同时，蒸发分离室内的含盐废水通过蒸发循环泵送入到冷凝器的换热端；从而含盐废水吸收制冷剂工质的热量，对含盐废水进行二次蒸发，完成换热的制冷剂工质进入到电子膨胀阀后，并进入到热泵蒸发器重新加热，制冷剂工质完成一个吸热和放热循环，蒸发分离室的二次蒸汽排放口将二次蒸汽通过一壳程法兰送入到热泵蒸发器壳程，对制冷剂工质进行换热后，凝水通过真空泵从热泵蒸发器的壳程法兰排出；
d、热泵蒸发器的换热管组清洗和/或不凝性气体排放，当热泵蒸发器中的一换热器进行换热管组清洗和/或不凝性气体排放；另一换热器进行废水低温蒸发；当进行换热管组清洗时，打开清洗切断阀，加压泵通过清洗供水管线抽取清水，并进行加压，高压清水进入到喷淋管，并通过喷淋孔进行释放，高压水对换热管组进行冲击清洗，清洗水通过壳程法兰排出；当进行排气时，打开排气法兰，管壳内的不凝气体通过独立的真空泵抽走，或通过热泵蒸发器的真空泵抽出。
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| CN117208992A (zh) * | 2023-08-16 | 2023-12-12 | 江苏华晖环保科技有限公司 | 一种多级蒸发冷凝处理系统 |
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