CN115991511A - 用于高盐有机废水的新型顺流双效蒸发浓缩装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于高盐有机废水的新型顺流双效蒸发浓缩装置，包括废水输送泵、废水加热器、闪蒸罐、循环母液储罐、循环母液输送泵、循环母液一级预热器、循环母液二级预热器、蒸发塔以及水冷却塔；所述的闪蒸罐内产生的浓缩液从底部排出并且与废水管道收集的废水一起经由废水输送泵输送，而该废水输送泵输送的混合废水分为两股，一股进入至循环母液储液罐中用于补充后续蒸发工艺的蒸发量。本发明将传统顺流双效蒸发中的真空二效蒸发器替换为了常压下就能高效运作的热质同传蒸发塔，从而避免使用真空系统，降低了设备的材质要求、工作条件要求，扩大了双效蒸发的应用范围和应用领域。

Description

用于高盐有机废水的新型顺流双效蒸发浓缩装置

技术领域

本发明涉及节能环保及化工分离技术领域，尤其涉及化工、制药、食品生产过程中产生的含有机物高盐废水的新型顺流双效蒸发浓缩装置。

背景技术

现有技术中，高盐废水一般指含盐质量浓度在1％以上的废水，其中化工、制药和食品行业生产过程中所产生的高盐废水通常还会因为工艺的原因混入甲苯、DMF等有机物。工业活动中高盐废水的产生不可避免，产生途径日益广泛，产生总量逐年扩大，其对生态环境环境所造成的影响愈演愈烈。

早期工业上主要采用高效耐盐菌和加水稀释排放来处理高盐废水，但是这种处理方式不仅浪费了大量的水资源，而且不能从总量上控制盐的排放。为了更好地解决高盐废水问题，工业上开始使用蒸发工艺和结晶工艺来综合处理工业生产活动中所产生的高盐废水。

其中蒸发工艺可进一步细分为单效蒸发、多效蒸发、升膜蒸发、降膜蒸发等；而结晶工艺也可进一步细分为浓缩结晶、冷却结晶、等电点结晶等。在上述几种蒸发工艺中，多效蒸发工艺以其操作弹性大、动力消耗少等优点赢得了大多数工厂的青睐。

多效蒸发工艺简单地说就是将前一个蒸发器产生的蒸汽作为下一个蒸发器的热源，工艺中每有一个蒸发器就构成一效蒸发，以此类推，有几个蒸发器串联一起来协同完成蒸发任务就相应称为几效蒸发。

在给各个蒸发器命名时，我们会在蒸发器前加上其对应的效数来进行一个区分，相应地，由几效蒸发器产生的蒸汽就对应称为几效蒸汽或者称为该蒸发器所产生的二次蒸汽。而双效蒸发顾名思义就是由两个蒸发器串联来协同完成蒸发任务，它是多效蒸发工艺在工厂中最常见的存在形式，因其工艺简单、设备单一而被各中小型工厂延用至今。不过近年来，传统顺流双效蒸发其工艺简单的优点并不能掩盖其流股热量损失严重、运行费用高、需要时刻维持二效蒸发器为真空条件等缺点。

故而为了解决上述问题在原有顺流双效蒸发工艺的基础上积极进行改良，继往开来，寻求一种工作条件温和、系统热量集成能耗低的新型高效工艺显得极为迫切。

因此，为了解决上述问题，需要研发一种可以将末效蒸汽热量合理回收利用且不需要时刻维持真空条件的新型双效蒸发装置。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种用于高盐有机废水的新型顺流双效蒸发浓缩装置；其技术方案如下：

一种用于高盐有机废水的新型顺流双效蒸发浓缩装置，包括废水输送泵、废水加热器、闪蒸罐、循环母液储罐、循环母液输送泵、循环母液一级预热器、循环母液二级预热器、蒸发塔以及水冷却塔。

所述的闪蒸罐内产生的浓缩液从底部排出并且与废水管道收集的废水一起经由废水输送泵输送，而该废水输送泵输送的混合废水分为两股，一股进入至循环母液储液罐中用于补充后续蒸发工艺的蒸发量。

另一股废水则相应送入至废水加热器中行加热，加热至预设温度后的废水继续送入至闪蒸罐中，闪蒸罐顶部产生一效蒸汽，一效蒸汽送入至循环母液二级预热器中作为该预热器的热源，并且经过该预热器换热冷凝后形成净化水排出后送去污水处理。

所述的循环母液输送泵从循环母液储罐中抽出一股循环母液依次送入至循环母液一级预热器和循环母液二级预热器中进行升温，升温至预设温度后，循环母液送入至蒸发塔中进行喷淋；且蒸发塔中产生的混合气体，相应送入至水冷却塔中进行冷却处理，相应将混合气体中的水蒸气冷凝下来。

进一步地，还包括循环水输送泵以及循环水冷却器；所述的水冷却塔中蓄存的冷凝热水溢出后经设置的循环水输送泵送入至循环母液一级预热器中作热源换热，且换热后的循环水分为三股，一股通入循环水冷却器冷却至预设温度后送入至水冷却塔中循环使用；一股则直接送回水冷却塔中用以维持塔釜温度；最后一股则作为净化水送去污水处理。

进一步地，所述的废水加热器通过送入的低压蒸汽加热进入其内部的废水，加热后排出蒸汽冷凝水。

进一步地，所述的循环母液储罐还设置有浓缩液排液管道。

进一步地，所述的蒸发塔的塔底还通过安装的风机设置有新风管道，当蒸发塔进行喷淋时，蒸发塔的塔底有一股新鲜空气经由风机通入塔内，此股空气与循环母液在塔内进行热质同传。

进一步地，所述的蒸发塔的塔底的循环母液经过固液分离除去固体盐之后进入至循环母液储罐，维持循环母液储罐中的物料平衡。

进一步地，所述的循环水冷却器上还设置有冷却给水管道和冷却出水管道。

进一步地，所述的水冷去塔的上端还连接安装有气液旋风分离器，水冷却塔塔顶的气体经气液旋风分离器除去其中夹带的液滴；而气液旋风分离器排出的空气又可相应送入至新风管道上补充新鲜气体。

有益效果：本发明具有以下有益效果：

1)本发明具有上述三大循环回路，物料损失少，处理过程中不产生任何污染物，是一个高效、清洁、节能的新型顺流双效蒸发方法；

2)本发明将传统顺流双效蒸发中的真空二效蒸发器替换为了常压下就能高效运作的热质同传蒸发塔，从而避免使用真空系统，降低了设备的材质要求、工作条件要求，扩大了双效蒸发的应用范围和应用领域；

3)本发明实现了一部分热能在蒸发塔、水冷却塔、循环母液一级预热器之间的循环流动，实现了余热的高效回收利用；这一能量循环解决了公知的传统顺流双效蒸发中末效蒸汽热量浪费问题，从而降低了工艺整体的能耗；

4)本发明处理彻底，最终得到的是结晶和净化水，其中净化水中的有机污染物可以继续进行后续的消除工艺去除，经过后续处理的净化水可以作为清水回收利用；

5)本发明可以在传统顺流双效蒸发工艺的基础上进行改建，用较小的投资就可以换来大幅度的能耗节省，投资回收期在可接受范围内；具有高效节能、操作弹性大、水质适用范围广等特点，适用于大多数情况下含有机物高盐废水的综合处理；

6)本发明中一效蒸汽与二效蒸汽的比例受到废水原料自身含盐浓度的影响，含盐浓度越高的废水原料就需要更多的一效蒸汽来得到二效蒸汽。综合考虑各方面的因素，二者的比例范围应控制在0.75-1.05∶1之间，对于高盐有机废水的浓缩作业，本发明与传统顺流双效蒸发相比，具有水质适应范围广、运行能耗低、避免使用真空系统等优点。

附图说明

图1为本发明结构图；

图2为本发明工作原理流程图；

图3为不同温度下1kg干空气所能负载饱和水蒸气量的坐标图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图1和图2所示，一种用于高盐有机废水的新型顺流双效蒸发浓缩装置，主要包括三大循环回路，其中蒸发塔8、循环母液储罐4、循环母液输送泵5、循环母液一级预热器7和循环母液二级预热器6构成母液循环回路；蒸发塔8、水冷却塔9、气液旋风分离器10和风机11构成气体循环回路；水冷却塔9、循环水输送泵13、循环母液一级预热器7和循环水冷却器12构成水循环回路。

母液循环回路：循环母液在进入蒸发塔8顶部的时候温度应介于60℃-75℃之间，循环母液在蒸发塔8中损失的蒸发量会在循环母液储罐4中由来自废水输送泵1的一股混合废水进行补充，这也就导致了循环母液每经历一次循环其盐浓度都会有一定的提升，并且最终储罐中循环母液的盐浓度会达到对应温度下的饱和盐浓度，当需要获取大量结晶时，只需要对储罐中的饱和循环母液进行了降温结晶操作即可。

气体循环回路：因为空气、氮气、烟气等难溶于水的气体其在不同温度下能够携带的水蒸气的量不同，而且温度越高所能携带量越大；以空气为例，具体如图3所示，1kg的44℃干空气最多能携带的57.7g水蒸气，而1kg的68℃干空气最多能携带195.8g水蒸气，基于上述的物理规律，借助热质同传的蒸发塔8及水冷却塔9就可以实现常压下的类“蒸发”操作。

水循环回路：尤其是在处理含有机物的高盐废水时，从蒸发塔8中溢出的热混合气体中不可避免的会混入一定的有机物，而这些有机物又会在水冷却塔9 中被水洗下来，这就导致循环水中会出现一定的有机物累积，这就要求：一来需要定期给循环水做一定的处理从而除去循环水中累积的有机物；二来循环水冷却器12不适宜用直接混合的冷却方式，而应该采用间接换热的方式来避免循环水对冷剂的污染。

本发明中利用蒸发塔8代替传统顺流双效蒸发的负压二效蒸发器，从而避免工艺中出现负压容器。并且，本发明通过水冷却塔9回收蒸发塔8塔顶含饱和水蒸气的混合气体中的余热，并将余热用于蒸发塔8循环母液的预热，节省循环母液二级预热器6对闪蒸罐3所出产的蒸汽的需求量；一效蒸汽与二效蒸汽的比例受到废水原料自身含盐浓度的影响，含盐浓度越高的废水原料就需要更多的一效蒸汽来得到二效蒸汽。综合考虑各方面的因素，二者的比例范围应控制在 0.75-1.05∶1之间。(注：此处的一效蒸汽指的是闪蒸罐3出产的二次蒸汽；二效蒸汽指的是蒸发塔8的蒸发量。)

闪蒸罐3、循环母液储罐4、蒸发塔8和水冷却塔9等容器的压力均为常压，从而避免使用真空系统；废水加热器2的热源选用6-9bar的低压蒸汽；循环母液一级预热器7的热负荷占循环母液预热器热负荷总值应维持在25-35％之间，确保充分回收末效蒸汽中的余热。

本发明中的蒸发塔应充分考虑蒸发介质的性质来进行选择，优先选择规整填料的填料塔，同时为了蒸发介质在填料上能够均匀分布，应考虑将填料分为两段或者两段以上，且每段填料之间都应配有再分布器。

本发明的水冷却塔需要考虑的因素基本与蒸发塔一致，同样选用规整填料的填料塔，填料塔内的填料分为两段或者两段以上，每段填料之间都需配备再分布器；且蒸发塔中所用的气体可以是：空气、氮气、烟气等难溶于水的气体。

下面以具体实施例详细解释本发明技术内容，且如图1所示，本发明在图1 中的附图标记a-k为监测点标记，可定期记录每个检测点的数据。

实施例1

本实施例中，高盐废水首先进入pH中和沉淀池进行预处理，将pH中和至 7-7.5的同时除去其中的悬浮物。经过预处理后废水其盐含量为1％(盐为NaCl)， DMF含量为2.5％，以4571kg/h的流量进入本发明所述的系统中进行蒸发处理。

原料废水(4571kg/h，25℃)与闪蒸罐3出产的浓缩液混合后经由废水输送泵1进行输送。将废水输送泵1输送的混合废水分为两股，其中一股废水(3293 kg/h，36℃)进入循环母液储罐4，用于补充后续蒸发工艺的蒸发量；而另一股废水(2106kg/h，36℃)送往废水加热器2利用低压蒸汽(1610kg/h，6bar) 进行加热，加热至预设温度后的废水继续通往闪蒸罐3；闪蒸罐3顶部出产的一效蒸汽(1278kg/h，100℃)用作循环母液二级预热器6的热源，其经过换热后冷凝而成的净化水直接送去污水处理。

循环母液输送泵5从循环母液储罐4中抽出一股循环母液(42757kg/h， 44℃)依次送至两级循环母液预热器进行升温，升温至预设温度(68℃)的循环母液直接从蒸发塔8塔顶进行喷淋；与此同时，蒸发塔8塔底有一股空气(12685 kg/h，44℃)经由风机11通入塔内，此股空气与循环母液在塔内进行热质同传。蒸发塔8塔底的循环母液经过固液分离器9除去固体盐之后进入循环母液储罐 4。且为了维持循环母液储罐4中的物料平衡，持续从储罐中抽出适量的浓缩液 (1750kg/h，43℃)。

蒸发塔8塔顶出产的混合气体(14228kg/h，63℃)直接通入水冷却塔9 进行冷却处理，冷却处理的目的是将混合气体中的水蒸气冷凝下来，水冷却塔9 塔釜蓄存的冷凝热水溢出(48843kg/h，62℃)后经循环水输送泵13通入循环母液一级预热器7中作热源换热；且换热后的循环水分为三股，一股(47300kg/h， 55℃)通入循环水冷却器12冷却至预设温度后送入水冷却塔9塔顶循环使用；一股则直接送回水冷却塔9塔釜用以维持一定的温度；剩余的一股(1543kg/h， 55℃)则作为净化水送去污水处理。

水冷却塔9塔顶的气体经气液旋风分离器10除去其中夹带的液滴；除去液滴的气体通过适当增加新鲜空气并释放等量气体来进行相应地调整，最终需使循环回去的气体的各项指标与初始时一致。

下表中的a-j分别对应图1中的监测点a-j；以下数据为数据监测点数据。

表1取样点物料结果

本实施例与传统双效蒸发方法消耗低压蒸汽情况如下表2所示。

表2低压蒸汽消耗一览表

传统双效蒸发系统一效蒸发器压力0.56bar，二效蒸发器压力0.13bar；本实施例蒸发器与蒸发塔均为常压操作。

本实施例结果表明，本发明相较于传统顺流双效蒸发能够有效减少11.8％的低压蒸汽消耗量。

本实施例中，循环母液各级预热器的热负荷如下表3所示。

表3循环母液各级预热器热负荷一览表

相较于传统顺流双效蒸发工艺末效蒸汽热量无法利用的现况，本发明的节能性主要体现在利用水冷却塔9和回收蒸发塔8塔顶空气中的热量，并将此热量用于预热循环母液，也即是说，本发明的一级循环母液预热器功率越大，表征着实际工况节能效果越好，本实施例中一级循环母液预热器功率占循环母液预热器总功率的32.3％。

实施例2

本实施例中，高盐废水首先进入pH中和沉淀池进行预处理，将pH中和至 7-7.5的同时除去其中的悬浮物。经过预处理后废水其盐含量为5％(盐为NaCl)， DMF含量为2.5％，以4571kg/h的流量进入本发明所述的系统中进行蒸发处理。

闪蒸罐3出产的浓缩液与原料废水(4571kg/h，25℃)混合并经由废水输送泵1进行输送。将废水输送泵1输送的混合废水分为两股，其中一股废水(3267 kg/h，35℃)进入循环母液储罐4，用于补充后续蒸发工艺的蒸发量；而另一股废水(2089kg/h，35℃)送往废水加热器2利用低压蒸汽(1632kg/h，6bar) 进行加热，加热至预设温度后的废水继续通往闪蒸罐3。闪蒸罐3顶部出产的一效蒸汽(1304kg/h)用作循环母液二级预热器6的热源，其经过换热后冷凝而成的净化水直接送去污水处理。

循环母液输送泵5从循环母液储罐4中抽出一股循环母液(48441kg/h， 46℃)并送至两级循环母液预热器进行升温，升温至预设温度(68℃)的循环母液直接从蒸发塔8塔顶进行喷淋。与此同时，蒸发塔8塔底有一股空气(12685 kg/h，44℃)经由风机11通入塔内，此股空气与循环母液在塔内进行热质同传。蒸发塔8塔底的循环母液经过固液分离器9除去固体盐之后进入循环母液储罐 4。为了维持循环母液储罐4中的物料平衡，持续从储罐中抽出适量的浓缩母液 (1784kg/h，46℃)。

蒸发塔8塔顶出产的混合气体(14169kg/h，64℃)直接通入水冷却塔9 进行冷却处理，冷却处理的目的是将混合气体中的水蒸气冷凝下来。水冷却塔9 塔釜蓄存的冷凝热水溢出(44950kg/h，63℃)后经循环水输送泵13通入循环母液一级预热器7中作热源换热。换热后的循环水分为三股，一股(44950kg/h， 56℃)通入循环水冷却器12冷却至预设温度后送入水冷却塔9塔顶循环使用；一股则直接送回水冷却塔9塔釜用以维持一定的温度；剩余的一股(1517kg/h， 56℃)则作为净化水送去污水处理。

水冷却塔9塔顶的气体经气液旋风分离器10除去其中夹带的液滴。除去液滴的气体通过适当增加新鲜气体并释放等量气体来进行相应地调整，最终需使循环回去的气体的各项指标与初始时一致。

本实施例试验结果如下：

表4取样点物料结果

本实施例与传统双效蒸发方法消耗低压蒸汽情况如下5所示。

表5低压蒸汽消耗一览表

传统双效蒸发系统一效蒸发器压力0.56bar，二效蒸发器压力0.13bar；本实施例中蒸发器与蒸发塔均为常压操作。

本实施例结果表明，本发明相较于传统顺流双效蒸发能够有效减少10.6％的低压蒸汽消耗量。

本实施例中，循环母液各级预热器的热负荷如下表6所示。

表6循环母液各级预热器热负荷一览表

相较于传统顺流双效蒸发工艺末效蒸汽热量无法利用的现况，本发明的节能性主要体现在利用水冷却塔9回收蒸发塔8塔顶空气中的热量，并将此热量用于预热循环母液；本实施例中一级循环母液预热器功率占循环母液预热器总功率的 32.3％。

实施例3

本实施例中，高盐废水首先进入pH中和沉淀池进行预处理，将pH中和至 7-7.5的同时除去其中的悬浮物。经过预处理后废水其盐含量为8％(盐为NaCl)， DMF含量为2.5％，以4571kg/h的流量进入本发明所述的系统中进行蒸发处理。

原料废水(4571kg/h，25℃)与闪蒸罐3出产的浓缩液混合后经由废水输送泵1进行输送。将废水输送泵1输送的混合废水分为两股，其中一股废水(3257 kg/h，38℃)进入循环母液储罐4，用于补充后续蒸发工艺的蒸发量；而另一股废水(2359kg/h，38℃)送往废水加热器2利用低压蒸汽(1659kg/h，6bar) 进行加热，加热至预设温度后的废水继续通往闪蒸罐3。闪蒸罐3顶部出产的一效蒸汽(1314kg/h)用作循环母液二级预热器6的热源，其经过换热后冷凝而成的净化水直接送去污水处理。

循环母液输送泵5从循环母液储罐4中抽出一股循环母液(51837kg/h， 47℃)并送至两级循环母液预热器进行升温，升温至预设温度(68℃)的循环母液直接从蒸发塔8塔顶进行喷淋。与此同时，蒸发塔8塔底有一股空气(12685 kg/h，44℃)经由风机11通入塔内，此股空气与循环母液在塔内进行热质同传。蒸发塔8塔底的循环母液经过固液分离器9除去固体盐之后进入循环母液储罐4。为了维持循环母液储罐4中的物料平衡，持续从储罐中抽出适量的浓缩母液 (1765kg/h，47℃)。

蒸发塔8塔顶出产的混合气体(14177kg/h，65℃)直接通入水冷却塔9 进行冷却处理，冷却处理的目的是将混合气体中的水蒸气冷凝下来。水冷却塔9 塔釜蓄存的冷凝热水溢出(44821kg/h，63℃)后经循环水输送泵13通入循环母液一级预热器7中作热源换热。换热后的循环水分为三股，一股(43315kg/h， 56℃)通入循环水冷却器12冷却至预设温度后送入水冷却塔9塔顶循环使用；一股则直接送回水冷却塔9塔釜用以维持一定的温度；剩余的一股(1507kg/h， 56℃)则作为净化水送去污水处理。

水冷却塔9塔顶的气体经气液旋风分离器10除去其中夹带的液滴。除去液滴的气体通过适当增加新鲜气体并释放等量气体来进行相应地调整，最终需使循环回去的气体的各项指标与初始时一致。

本实施例试验结构如下：

表7取样点物料结果

本实施例与传统双效蒸发方法消耗低压蒸汽情况如下8所示。

表8低压蒸汽消耗一览表

传统双效蒸发系统一效蒸发器压力0.56bar，二效蒸发器压力0.13bar；本实施例蒸发器与蒸发塔均为常压操作。

本实施例结果表明，本发明相较于传统顺流双效蒸发能够有效减少9.3％的低压蒸汽消耗量。

本实施例中，循环母液各级预热器的热负荷如下表9所示。

表9循环母液各级预热器热负荷一览表

本实施例，相较于传统顺流双效蒸发工艺末效蒸汽热量无法利用的现况，本发明的节能性主要体现在利用水冷却塔9回收蒸发塔8塔顶空气中的热量，并将次热量用于预热循环母液。也即是说，本发明的一级循环母液预热器功率越大，表征着实际工况节能效果越好，本实施例中一级循环母液预热器功率占循环母液预热器总功率的30.8％。

实施例4

本实施例中，高盐废水首先进入pH中和沉淀池进行预处理，将pH中和至 7-7.5的同时除去其中的悬浮物。经过预处理后废水其盐含量为5％(盐为NaCl)， DMF含量为5％，以4571kg/h的流量进入本发明所述的系统中进行蒸发处理。

闪蒸罐3出产的浓缩液与原料废水(4571kg/h，25℃)混合并经由废水输送泵1进行输送。将废水输送泵1输送的混合废水分为两股，其中一股废水(3260 kg/h，35℃)进入循环母液储罐4，用于补充后续蒸发工艺的蒸发量；而另一股废水(2085kg/h，35℃)送往废水加热器2利用低压蒸汽(1614kg/h，6bar) 进行加热，加热至预设温度后的废水继续通往闪蒸罐3。闪蒸罐3顶部出产的一效蒸汽(1311kg/h)用作循环母液二级预热器6的热源，其经过换热后冷凝而成的净化水直接送去污水处理。

循环母液输送泵5从循环母液储罐4中抽出一股循环母液(50687kg/h， 46℃)并送至两级循环母液预热器进行升温，升温至预设温度(68℃)的循环母液直接从蒸发塔8塔顶进行喷淋。与此同时，蒸发塔8塔底有一股空气(12685 kg/h，44℃)经由风机11通入塔内，此股空气与循环母液在塔内进行热质同传。蒸发塔8塔底的循环母液经过固液分离器9除去固体盐之后进入循环母液储罐 4。为了维持循环母液储罐4中的物料平衡，持续从储罐中抽出适量的浓缩母液 (1774kg/h，52℃)。

蒸发塔8塔顶出产的混合气体(14171kg/h，64℃)直接通入水冷却塔9 进行冷却处理，冷却处理的目的是将混合气体中的水蒸气冷凝下来。水冷却塔9 塔釜蓄存的冷凝热水溢出(44586kg/h，63℃)后经循环水输送泵13通入循环母液一级预热器7中作热源换热。换热后的循环水分为三股，一股(43076kg/h， 56℃)通入循环水冷却器12冷却至预设温度后送入水冷却塔9塔顶循环使用；一股则直接送回水冷却塔9塔釜用以维持一定的温度；剩余的一股(1510kg/h，56℃)则作为净化水送去污水处理。

水冷却塔9塔顶的气体经气液旋风分离器10除去其中夹带的液滴。除去液滴的气体通过适当增加新鲜气体并释放等量气体来进行相应地调整，最终需使循环回去的气体的各项指标与初始时一致。

实施例结果如下：

表10取样点物料结果

本实施例与传统双效蒸发方法消耗低压蒸汽情况如下11所示。

表11低压蒸汽消耗一览表

传统双效蒸发系统一效蒸发器压力0.56bar，二效蒸发器压力0.13bar；本实施例蒸发器与蒸发塔均为常压操作。

本实施例结果表明，本发明相较于传统顺流双效蒸发能够有效减少10.3％的低压蒸汽消耗量。

本实施例中，循环母液各级预热器的热负荷如下表12所示。

表12循环母液各级预热器热负荷一览表

相较于传统顺流双效蒸发工艺末效蒸汽热量无法利用的现况，本发明的节能性主要体现在利用水冷却塔9回收蒸发塔8塔顶空气中的热量，并将次热量用于预热循环母液。也即是说，本发明的一级循环母液预热器功率越大，表征着实际工况节能效果越好，本实施例中一级循环母液预热器功率占循环母液预热器总功率的32.1％。

实施例5

本实施例中，高盐废水首先进入pH中和沉淀池进行预处理，将pH中和至 7-7.5的同时除去其中的悬浮物。经过预处理后废水其盐含量为5％(盐为NaCl)，EtOH含量为2.5％，以4571kg/h的流量进入本发明所述的系统中进行蒸发处理。

闪蒸罐3出产的浓缩液与原料废水(4571kg/h，25℃)混合并经由废水输送泵1进行输送。将废水输送泵1输送的混合废水分为两股，其中一股废水(3350 kg/h，37℃)进入循环母液储罐4，用于补充后续蒸发工艺的蒸发量；而另一股废水(2142kg/h，37℃)送往废水加热器2利用低压蒸汽(1534kg/h，6bar) 进行加热，加热至预设温度后的废水继续通往闪蒸罐3。闪蒸罐3顶部出产的一效蒸汽(1221kg/h)用作循环母液二级预热器6的热源，其经过换热后冷凝而成的净化水直接送去污水处理。

循环母液输送泵5从循环母液储罐4中抽出一股循环母液(42029kg/h， 43℃)并送至两个循环母液预热器进行升温，升温至预设温度(68℃)的循环母液直接从蒸发塔8塔顶进行喷淋。与此同时，蒸发塔8塔底有一股空气(12685 kg/h，44℃)经由风机11通入塔内，此股空气与循环母液在塔内进行热质同传。蒸发塔8塔底的循环母液经过固液分离器9除去固体盐之后进入循环母液储罐 4。为了维持循环母液储罐4中的物料平衡，持续从储罐中抽出适量的浓缩母液 (1559kg/h，43℃)。

蒸发塔8塔顶出产的混合气体(14476kg/h，62℃)直接通入水冷却塔9 进行冷却处理，冷却处理的目的是将混合气体中的水蒸气冷凝下来。水冷却塔9 塔釜蓄存的冷凝热水溢出(52860kg/h，61℃)后经循环水输送泵13通入循环母液一级预热器7中作热源换热。换热后的循环水分为三股，一股(51175kg/h， 54℃)通入循环水冷却器12冷却至预设温度后送入水冷却塔9塔顶循环使用；一股则直接送回水冷却塔9塔釜用以维持一定的温度；剩余的一股(1685kg/h， 54℃)则作为净化水送去污水处理。

水冷却塔9塔顶的气体经气液旋风分离器10除去其中夹带的液滴。除去液滴的气体通过适当增加新鲜气体并释放等量气体来进行相应地调整，最终需使循环回去的气体的各项指标与初始时一致。

本实施例试验结果如下：

表13取样点物料结果

本实施例与传统双效蒸发方法消耗低压蒸汽情况如下14所示。

表14低压蒸汽消耗一览表

传统双效蒸发系统一效蒸发器压力0.56bar，二效蒸发器压力0.13bar；本实施例蒸发器与蒸发塔均为常压操作。

本实施例结果表明，本发明相较于传统顺流双效蒸发能够有效减少17.8％的低压蒸汽消耗量。

本实施例中，循环母液各级预热器的热负荷如下表15所示。

表15循环母液各级预热器热负荷一览表

相较于传统顺流双效蒸发工艺末效蒸汽热量无法利用的现况，本发明的节能性主要体现在利用水冷却塔9回收蒸发塔8塔顶空气中的热量，并将次热量用于预热循环母液。也即是说，本发明的一级循环母液预热器功率越大，表征着实际工况节能效果越好，本实施例中一级循环母液预热器功率占循环母液预热器总功率的33.7％。

实施例6

本实施例中，高盐废水首先进入pH中和沉淀池进行预处理，将pH中和至 7-7.5的同时除去其中的悬浮物。经过预处理后废水其盐含量为5％(盐为NaCl)， EtOH含量为2.5％，DMF含量为2.5％，以4571kg/h的流量进入本发明所述的系统中进行蒸发处理。

闪蒸罐3出产的浓缩液与原料废水(4571kg/h，25℃)混合并经由废水输送泵1进行输送。将废水输送泵1输送的混合废水分为两股，其中一股废水(3349 kg/h，38℃)进入循环母液储罐4，用于补充后续蒸发工艺的蒸发量；而另一股废水(2233kg/h，38℃)送往废水加热器2利用低压蒸汽(1514kg/h，6bar) 进行加热，加热至预设温度后的废水继续通往闪蒸罐3。闪蒸罐3顶部出产的一效蒸汽(1220kg/h)用作循环母液二级预热器6的热源，其经过换热后冷凝而成的净化水直接送去污水处理。

循环母液输送泵5从循环母液储罐4中抽出一股循环母液(40481kg/h， 43℃)依次送入两个循环母液预热器进行升温，升温至预设温度(68℃)的循环母液直接从蒸发塔8塔顶进行喷淋。与此同时，蒸发塔8塔底有一股空气(12685 kg/h，44℃)经由风机11通入塔内，此股空气与循环母液在塔内进行热质同传。蒸发塔8塔底的循环母液经过固液分离器9除去固体盐之后进入循环母液储罐 4。为了维持循环母液储罐4中的物料平衡，持续从储罐中抽出适量的浓缩母液 (1612kg/h，43℃)。

蒸发塔8塔顶出产的混合气体(14422kg/h，61℃)直接通入水冷却塔9 进行冷却处理，冷却处理的目的是将混合气体中的水蒸气冷凝下来。水冷却塔9 塔釜蓄存的冷凝热水溢出(39404kg/h，61℃)后经循环水输送泵13通入循环母液一级预热器7中作热源换热。换热后的循环水分为三股，一股(37718kg/h， 51℃)通入循环水冷却器12冷却至预设温度后送入水冷却塔9塔顶循环使用；一股则直接送回水冷却塔9塔釜用以维持一定的温度；剩余的一股(1686kg/h， 51℃)则作为净化水送去污水处理。

水冷却塔9塔顶的气体经气液旋风分离器10除去其中夹带的液滴。除去液滴的气体通过适当增加新鲜气体并释放等量气体来进行相应地调整，最终需使循环回去的气体的各项指标与初始时一致。

本实施例试验结果如下：

表16取样点物料结果

本实施例与传统双效蒸发方法消耗低压蒸汽情况如下17所示。

表17低压蒸汽消耗一览表

传统双效蒸发系统一效蒸发器压力0.56bar，二效蒸发器压力0.13bar；本实施例蒸发器与蒸发塔均为常压操作。

本实施例结果表明，本发明相较于传统顺流双效蒸发能够有效减少17.5％的低压蒸汽消耗量。

本实施例中，循环母液各级预热器的热负荷如下表18所示。

表18循环母液各级预热器热负荷一览表

相较于传统顺流双效蒸发工艺末效蒸汽热量无法利用的现况，本发明的节能性主要体现在利用水冷却塔9回收蒸发塔8塔顶空气中的热量，并将次热量用于预热循环母液。也即是说，本发明的一级循环母液预热器功率越大，表征着实际工况节能效果越好，本实施例中一级循环母液预热器功率占循环母液预热器总功率的32.1％。

以下为上述六个实施例的对比情况如下表19所示：

表19各实施例对比情况一览表

上表中，本发明节能表征＝级循环母液预热器功率/循环母液预热器功率总和；预计节约能耗＝(传统双效蒸发低压蒸汽单位消耗量-本发明低压蒸汽单位消耗量)/传统双效蒸发低压蒸汽单位消耗量。

由上述实施例可总结得出，本发明与传统的顺流双效蒸发(将两个单效蒸发串联在一起，二效蒸发的热量来源于一效蒸发所产生的蒸汽)相比，本发明基于热质同传原理的蒸发塔，通过一效蒸发所产生的二次蒸汽用作蒸发塔的热源构成的顺流双效蒸发装置，明显具备水质适应范围广、运行能耗低、避免使用真空系统等优点。

上述具体实施方式只是本发明的一个优选实施例，并不是用来限制本发明的实施与权利要求范围的，凡依据本发明申请专利保护范围内容做出的等效变化和修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。

Claims (8)

1.用于高盐有机废水的新型顺流双效蒸发浓缩装置，其特征在于：包括废水输送泵(1)、废水加热器(2)、闪蒸罐(3)、循环母液储罐(4)、循环母液输送泵(5)、循环母液一级预热器(7)、循环母液二级预热器(6)、蒸发塔(8)以及水冷却塔(9)；

所述的闪蒸罐(3)内产生的浓缩液从底部排出并且与废水管道收集的废水一起经由废水输送泵(1)输送，而该废水输送泵(1)输送的混合废水分为两股，一股进入至循环母液储液罐中用于补充后续蒸发工艺的蒸发量；

另一股废水则相应送入至废水加热器(2)中行加热，加热至预设温度后的废水继续送入至闪蒸罐(3)中，闪蒸罐(3)顶部产生一效蒸汽，一效蒸汽送入至循环母液二级预热器(6)中作为该预热器的热源，并且经过该预热器换热冷凝后形成净化水排出后送去污水处理；

所述的循环母液输送泵(5)从循环母液储罐(4)中抽出一股循环母液依次送入至循环母液一级预热器(7)和循环母液二级预热器(6)中进行升温，升温至预设温度后，循环母液送入至蒸发塔(8)中进行喷淋；且蒸发塔(8)中产生的混合气体，相应送入至水冷却塔(9)中进行冷却处理，相应将混合气体中的水蒸气冷凝下来。

2.根据权利要求1所述的一种用于高盐有机废水的新型顺流双效蒸发浓缩装置，其特征在于：还包括循环水输送泵(13)以及循环水冷却器(12)；所述的水冷却塔(9)中蓄存的冷凝热水溢出后经设置的循环水输送泵(13)送入至循环母液一级预热器(7)中作热源换热，且换热后的循环水分为三股，一股通入循环水冷却器(12)冷却至预设温度后送入至水冷却塔(9)中循环使用；一股则直接送回水冷却塔(9)中用以维持塔釜温度；最后一股则作为净化水送去污水处理。

3.根据权利要求2所述的一种用于高盐有机废水的新型顺流双效蒸发浓缩装置，其特征在于：所述的废水加热器(2)通过送入的低压蒸汽加热进入其内部的废水，加热后排出蒸汽冷凝水。

4.根据权利要求2所述的一种用于高盐有机废水的新型顺流双效蒸发浓缩装置，其特征在于：所述的循环母液储罐(4)还设置有浓缩液排液管道。

5.根据权利要求2所述的一种用于高盐有机废水的新型顺流双效蒸发浓缩装置，其特征在于：所述的蒸发塔(8)的塔底还通过安装的风机(11)设置有新风管道，当蒸发塔(8)进行喷淋时，蒸发塔(8)的塔底有一股新鲜空气经由风机(11)通入塔内，此股空气与循环母液在塔内进行热质同传。

6.根据权利要求2所述的一种用于高盐有机废水的新型顺流双效蒸发浓缩装置，其特征在于：所述的蒸发塔(8)的塔底的循环母液经过固液分离除去固体盐之后进入至循环母液储罐(4)，维持循环母液储罐(4)中的物料平衡。

7.根据权利要求2所述的一种用于高盐有机废水的新型顺流双效蒸发浓缩装置，其特征在于：所述的循环水冷却器(12)上还设置有冷却给水管道和冷却出水管道。

8.根据权利要求5所述的一种用于高盐有机废水的新型顺流双效蒸发浓缩装置，其特征在于：所述的水冷去塔的上端还连接安装有气液旋风分离器(10)，水冷却塔(9)塔顶的气体经气液旋风分离器(10)除去其中夹带的液滴；而气液旋风分离器(10)排出的空气又可相应送入至新风管道上补充新鲜气体。

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