CN116282295A - 一种用于蒸发浓缩高盐废水的低耗多效系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于蒸发浓缩高盐废水的低耗多效系统及方法,蒸发结晶塔内,自下往上依次设置有第一喷淋层、盐雾捕集器、废水喷淋层、接水盘、导流装置、脱盐及深度水回收装置和第二喷淋层,接水盘位于导流装置的排水口的下方,接水盘通过管道与清水池连接,清水池通过第一泵与所述第二喷淋层连接;空气加热通道的进气端贯穿蒸发结晶塔的壳体设置,位于所述导流装置和脱盐及深度水回收装置之间,其内部设置有预热提水器;空气加热通道的中部位于蒸发结晶塔的外侧,其上设置有空气换热器,该空气换热器与太阳能加热系统连接;空气加热通道的出气端与蒸发结晶塔的塔底连接,位于第一喷淋层的下方,晶浆池通过第二泵与第一喷淋层连接。
Description
技术领域
发明涉及废水处理技术领域,具体涉及一种用于蒸发浓缩高盐废水的低耗多效系统及方法。
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术,而不必然地构成现有技术。
目前,处理高盐废水的方法主要有化学沉淀法、膜分离法等。然而,由于高盐废水的来源广泛且成分复杂,含多种悬浮物、硫酸盐及重金属,传统的生化方法和单一技术难以达到理想的处理效果,并且普遍存在设备运行成本高、稳定性差、废水处理周期长或具有二次污染风险等局限性。随着人们对蒸汽法的优化和改进,以蒸发和结晶为关键技术单元的蒸发浓缩法逐渐成为工厂高盐废水实现资源化利用、减量化排放的主要方式。但是现有的蒸发浓缩处理方式一方面会造成设备腐蚀等二次污染,另一方面需要额外的余热热源,由于余热利用装置受场地、工艺等固有条件限制较多,并且工厂生产过程中余热的排放存在周期性、间断性或生产波动,导致余热量供应不稳定,进而影响废水蒸发浓缩的效率和持续性。随着太阳能等新能源的开发利用和储能技术的发展,新能源相比于传统能源的优势越发明显,利用新能源及储能技术的新型高效的高盐废水浓缩结晶技术亟待开发。
现有专利中,采用蒸发浓缩的方式,采用并联的多个换热装置来处理含盐废水。尽管原理可行,但工艺复杂,设备多,控制难度较大,运行故障率较高。还有的废水处理技术是将环境空气作为处理介质,利用工业余热热源加热的空气蒸发浓缩高含盐废水,使盐分结晶析出。尽管原理可行,但是工业余热热源具有排放时间、排放质量不稳定的缺点,且工业余热热源控制难度较大,导致系统的运行稳定性受到很大影响。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种用于蒸发浓缩高盐废水的低耗多效系统及方法。
为了实现上述目的,本发明是通过如下的技术方案来实现:
第一方面,本发明提供一种用于蒸发浓缩高盐废水的低耗多效系统,包括蒸发结晶塔、晶浆浓缩结晶处理单元、空气加热单元、清水回收处理单元、太阳能集热系统和储热系统;
蒸发结晶塔,自下往上依次设置有晶浆出口、空气进口、清液喷淋层、废水喷淋层、盐雾捕集器、接水盘、导流装置、预热提水器、脱盐及深度水回收装置、清水喷淋层和出气口。
晶浆出口,蒸发结晶塔内喷淋废水等从晶浆出口进入晶浆浓缩结晶处理单元。
空气进口,加热后的空气由此进入蒸发结晶塔内与喷淋废水等进行热质交换。
废水喷淋层,高盐废水由此喷淋进入蒸发结晶塔内,与加热空气接触传热传质。
清液喷淋层,使清液池中清液以喷淋的形式进入蒸发结晶塔。
盐雾捕集器,为多孔网状结构,减弱喷淋高盐废水中含盐雾滴被空气携带的现象。
清水喷淋层,可将清水回收处理单元中的清水喷淋进入蒸发结晶塔,冲洗脱盐及深度水回收装置。
脱盐及深度水回收装置,为更加细密的网状多孔结构,深度捕集蒸发结晶塔内的水滴及细小的含盐雾滴。
预热提水器,环境空气在预热提水器中与饱和湿空气进行间接热交换。比如,在一些实施方式中,所述预热提水器可以为设置在蒸发结晶塔内的水平管束结构,其与环境空气进气口相接,环境空气可由环境空气入口进入水平管束结构中,饱和湿空气在蒸发结晶塔内由下往上升腾,升腾过程中与水平管束外侧接触,实现间接换热。
预热提水器一方面实现对环境空气的预热,另一方面可使得饱和空气遇冷凝结,凝结水随重力汇入接水盘,实现对饱和空气中水分的回收。
接水盘,位于导流装置的排水口的下方,可将收集到的冷凝水通过管道输送至清水池。
清水回收处理单元,其与蒸发结晶塔中部设置的接水盘相连,用于回收清水,设置清水泵将清水喷淋至蒸发结晶塔。
晶浆浓缩结晶处理单元,主要包括1#池结晶池和2#池清液池,结晶池用于收集蒸发结晶塔下部底端出口流出的晶浆,晶浆在结晶池内结晶沉淀产生晶体和清液;清液池,其设置于结晶池后,收集结晶池中产生的清液,同时,通过清液循环泵将清液循环喷淋进入蒸发结晶塔,实现清液的循环利用。
晶浆提升器,其用于收集和输送结晶池内的晶体;
太阳能集热系统,包括太阳能聚光器,旋转控制器,太阳能集热器等。
太阳能聚光器表面为抛物面型,具有较大的聚光比,能将收集到的分散的太阳能汇聚成能量密度极高的会聚光斑,产生强度极高的能量。
旋转控制器,其控制太阳能聚光器的旋转,持续跟踪太阳方向和角度,便于最大程度接收太阳光照。
太阳能集热器,由具有太阳选择性吸收涂层的内玻璃管和同轴的罩玻璃管构成的,内外管夹层之间抽成高真空的,用于收集太阳能热量以加热管内流体介质的装置,太阳能透过外玻璃照射到内管外表面吸热体上转换为热能,然后加热内玻璃管内的传热流体,由于夹层之间被抽真空,有效降低了向周围环境散失的热损失,使集热效率得以提高。太阳能集热器与空气换热器通过管路连接,空气换热器内部设有足够长的管道,空气经过时吸收足够多的热量升温,满足后续蒸发高盐废水的要求。
储热系统,主要由储热箱,储热模块、储热单元组成。
储热箱,由外部的保护外壳、保温层和内部填充的储热模块组成。保护外壳由质量轻盈且坚固的材料构成,保温层的存在可以最大程度减少储热箱的热损失。每一层储热模块由多个储热单元组成,每个储热单元中封装有对应的相变储热材料,同一层储热模块封装有相同的储热材料,按照储热材料相变温度的不同可将储热模块分为高、中、低三级,并以串联的方式依次排列,实现能量的梯级利用。
储热单元的设计可将储热模块单元化,满足随时增加或减少储热单元以改变储热箱的储热量,满足各种应用场景的需求。通过优化箱体尺寸和布局,换热过程的各种热阻应尽量小,在进行热量交换时,减少热损失。
第二方面,本发明提供一种用于蒸发浓缩高盐废水的低耗多效方法,包括如下步骤:
环境空气在风机的泵送下进入空气加热通道,流经预热提水器与饱和湿空气进行换热,吸收一部分热量,再流经空气换热器,在太阳能加热系统的加热作用下,得到高温空气,高温空气被输送至蒸发结晶塔内;空气与高盐废水接触吸收水分后向上运动,经盐雾捕集器脱除部分盐雾后,经过预热提水器进一步释放热量,后经脱盐及深度水回收装置,与来自清水池中的水充分接触(清水温度低于空气温度),空气冷凝,冷凝水和部分清水随重力汇入接水盘,实现对水分的进一步回收。空气冷凝后通过空气出口排出。
高盐废水自废水喷淋层向下喷淋,喷淋过程中与高温空气接触换热,部分水分蒸发,同时部分质量微小的含盐雾滴会被空气携带,流经盐雾捕集器被捕集,并向下滴落,未蒸发的浆液自蒸发结晶塔的塔底排至结晶池中。晶浆在结晶池内结晶沉淀产生晶体和清液,晶体被晶浆提升器收集和输送,清液池收集结晶池产生的清液后,通过清液循环泵再次泵送入蒸发结晶塔,实现清液循环利用。
太阳能集热器与空气换热器通过管路连接,水在太阳能集热器被加热到80-100℃后通过循环管路输送至空气换热器,空气被加热后用于蒸发高盐废水,循环管路中放热后的冷水重新回到太阳能集热器吸热。空气换热器内部设有足够长的管道,空气经过时吸收足够多的热量升温,满足后续蒸发高盐废水的要求。
储热箱储热时,循环水经太阳能集热器升温后进入储热箱,首先与相变温度高的储热模块接触放热,热量被传递给储热模块,最后与相变温度低的储热模块接触,逐级将热量传递给储热模块,降温后的循环水返回太阳能集热器吸收热量。储热箱放热时,循环水经空气换热器降温后进入储热箱,首先与相变温度低的储热模块接触吸热,最后与相变温度高的储热模块接触,逐级从储热模块吸收热量,升温后的循环水进入空气换热器用以加热空气。储热装置可以储存系统正常运行时剩余的热量,作为太阳能热源不足时的备用热源,解决了太阳能供给在时间上不稳定的弊端。
上述本发明的一种或多种实施例取得的有益效果如下:
该系统以环境空气作为介质,利用饱和湿空气含湿量与饱和温度呈指数关系的特性,同时引入太阳能集热储热一体化装置作为加热空气的热源,同时实现高盐废水中的盐分结晶及水分冷凝回收,实现废水零排放的低耗多效系统和方法。该系统一方面具有良好的结晶控制,可以稳定运行在中性环境中,避免结垢与腐蚀对设备造成的损害;另一方面能够实现太阳能的热利用,通过灵活控制太阳能集热装置的角度,跟踪收集太阳能,同时能将多余的太阳能储存在储热装置中,保证夜晚及阴雨天气的持续运行,从而有效改善工业余热利用的不稳定性。该系统原理简单,节约能耗,施工造价低,具有广阔的应用前景。
清液喷淋层用于循环喷淋蒸发浓缩高盐废水浆液,使高盐废水中的盐分析出,所以不可避免地会产生盐雾,盐雾被盐雾捕集器捕集,可以有效防止盐雾逃逸到空气中,对环境造成污染。将废水喷淋层设置于烟雾捕集器的上方,被捕集的烟雾在喷淋废水的冲洗作用下重新回收至废水浆液中,并在晶浆池中收集。
将清水喷淋层设置于脱盐及深度水回收装置的上方,采用循环水对其进行喷淋,一方面,可以将脱盐及深度水回收装置内捕集的盐分和液滴进行冲刷回收,防止脱盐及深度水回收装置的堵塞;另一方面,循环喷淋水还可以对空气进行冷凝,使空气中携带的水蒸汽凝结为水滴,凝结的水滴被脱盐及深度水回收装置捕集回收,实现了对废水中的水分的深度回收。同时,凝结的水滴更容易吸附盐雾,可以提高空气中盐雾的脱除效率。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明的用于蒸发浓缩高盐废水的低耗多效系统的整体结构示意图;
图2是本发明储热模块的内部结构示意图;
图3是本发明太阳能集热器的内部结构示意图;
图4是不同相对湿度湿空气温湿图。
其中,1.储热箱;2.储热系统;3.太阳能聚光器;4.旋转控制器;5.太阳能集热器;6.蒸发结晶塔;7.清水喷淋层;8.脱盐及深度水回收装置;9.预热提水器;10.接水盘;11.废水喷淋层;12.盐雾捕集器;13.清液喷淋层;14.晶浆提升器;15.结晶池;16.清液池;17.第二泵;18.清水池;19.第一泵;20.空气换热器;21.风机;22.罩玻璃管;23.内玻璃管;24.储热单元。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明,本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示,一种用于蒸发浓缩高盐废水的低耗多效系统,包括蒸发结晶塔6、晶浆浓缩结晶处理单元、空气加热单元、清水回收处理单元、太阳能集热系统和储热系统2;
蒸发结晶塔6,自下往上依次设置有晶浆出口、空气进口、清液喷淋层13、废水喷淋层11、盐雾捕集器12、接水盘10、导流装置、预热提水器9、脱盐及深度水回收装置8、清水喷淋层7和出气口。
晶浆出口,蒸发结晶塔6内喷淋废水等从晶浆出口进入晶浆浓缩结晶处理单元。
空气进口,加热后的空气由此进入蒸发结晶塔6内与喷淋废水等进行热质交换。
废水喷淋层11,高盐废水由此喷淋进入蒸发结晶塔6内,与加热空气接触传热传质。
清液喷淋层13,使清液池中清液以喷淋的形式进入蒸发结晶塔。
盐雾捕集器12,为多孔网状结构,减弱喷淋高盐废水中含盐雾滴被空气携带的现象。
清水喷淋层7,可将清水回收处理单元中的清水喷淋进入蒸发结晶塔,冲洗脱盐及深度水回收装置。
脱盐及深度水回收装置8,为更加细密的网状多孔结构,深度捕集蒸发结晶塔内的水滴及细小的含盐雾滴。
预热提水器9,环境空气在预热提水器中与饱和湿空气进行间接热交换。比如,所述预热提水器9可以为设置在蒸发结晶塔6内的水平管束结构,其与环境空气进气口相接,环境空气可由环境空气入口进入水平管束结构中,饱和湿空气在蒸发结晶塔内由下往上升腾,升腾过程中与水平管束外侧接触,实现间接换热。
预热提水器9一方面实现对环境空气的预热,另一方面可使得饱和空气遇冷凝结,凝结水随重力汇入接水盘,实现对饱和空气中水分的回收。
接水盘10,位于导流装置的排水口的下方,可将收集到的冷凝水通过管道输送至清水池。
清水回收处理单元,其与蒸发结晶塔6中部设置的接水盘10相连,用于回收清水,设置清水泵将清水喷淋至蒸发结晶塔。
晶浆浓缩结晶处理单元,主要包括1#池结晶池15和2#池清液池16,结晶池15用于收集蒸发结晶塔下部底端出口流出的晶浆,晶浆在结晶池15内结晶沉淀产生晶体和清液;清液池16,其设置于结晶池15后,收集结晶池15中产生的清液,同时,通过清液循环泵将清液循环喷淋进入蒸发结晶塔6,实现清液的循环利用。
晶浆提升器14,其用于收集和输送结晶池内的晶体;
太阳能集热系统,包括太阳能聚光器3、旋转控制器4、太阳能集热器5等。
太阳能聚光器3表面为抛物面型,具有较大的聚光比,能将收集到的分散的太阳能汇聚成能量密度极高的会聚光斑,产生强度极高的能量。
旋转控制器4,其控制太阳能聚光器3的旋转,持续跟踪太阳方向和角度,便于最大程度接收太阳光照。
如图3所示,太阳能集热器5,由具有太阳选择性吸收涂层的内玻璃管和同轴的罩玻璃管构成的,内外管夹层之间抽成高真空的,用于收集太阳能热量以加热管内流体介质的装置,太阳能透过外玻璃照射到内管外表面吸热体上转换为热能,然后加热内玻璃管内的传热流体,由于夹层之间被抽真空,有效降低了向周围环境散失的热损失,使集热效率得以提高。太阳能集热器5与空气换热器通过管路连接,空气换热器内部设有足够长的管道,空气经过时吸收足够多的热量升温,满足后续蒸发高盐废水的要求。
储热系统,主要由储热箱、储热模块、储热单元24组成。
如图2所示,储热箱,由外部的保护外壳、保温层和内部填充的储热模块组成。保护外壳由质量轻盈且坚固的材料构成,保温层的存在可以最大程度减少储热箱的热损失。每一层储热模块由多个储热单元组成,每个储热单元中封装有对应的相变储热材料,同一层储热模块封装有相同的储热材料,按照储热材料相变温度的不同可将储热模块分为高、中、低三级,并以串联的方式依次排列,实现能量的梯级利用。
储热单元的设计可将储热模块单元化,满足随时增加或减少储热单元以改变储热箱的储热量,满足各种应用场景的需求。通过优化箱体尺寸和布局,换热过程的各种热阻应尽量小,在进行热量交换时,减少热损失。
以空气为介质的废水结晶原理及流程:
空气作为免费且常见的介质,其储水潜力巨大。以20℃,相对湿度10%的环境空气为例,当期加热至60℃时,由干空气转变为相对湿度100%的饱和湿空气,携带水量差可达142g/kg。这意味着理想状态下,10000Nm3/h的干空气可以多携带出1.7t/h的水分,在液气比较小的情况下,能够大量吸收废水中的水分,甚至可以直接实现废水结晶的效果。
空气取自环境空气,首先在塔顶通过预热提水器与湿空气进行换热,回收热量同时回收饱和空气中的水分。预热后的空气进入空气换热器升温,随后进入风机升压进入蒸发塔,与喷淋清液和进行换热蒸发,饱和后的空气进入盐雾捕集器脱除盐雾,经过接水盘进入回热提水器被新鲜空气冷凝,然后进入脱盐及深度水回收装置,深度脱除盐雾,同时被循环清水冷凝,深度回收水分,最终排入大气或进入锅炉燃烧。
清水从脱盐及深度水回收装置顶部喷淋进入蒸发塔,进一步深度脱除盐雾滴,冷凝回收废水蒸发的水分,至清水池。部分清水经清水泵升压后进入清水冷却器,然后进入系统,如此循环往复,提取废水水分,同时避免盐雾进入空气造成二次污染。废水从盐雾捕集器顶部喷淋进入系统,为间歇运行,瞬时喷淋水量可远大于废水处理量。废水进入系统后进行循环喷淋蒸发结晶。废水在蒸发塔内被蒸发结晶,后进入第一结晶池,第一结晶池内设置有细晶消除系统,生成的大颗粒晶体沉降至池底,被晶浆提升器送入脱水系统,晶浆提升器可避免晶体颗粒被破坏,脱水后的盐形成成品。细晶消除系统产生的清液进入2#池(清液池),然后进入清液循环泵,加压后喷入系统进行循环。
集热系统的结构及原理:
太阳能作为免费且干净的新能源,取之不竭用之不竭,尤其是北方,大部分地区全年光照较为充足。且太阳能加热工艺较为简单,通过太阳能的热利用为系统提供热源,可以大大降低系统能耗,提高经济性。太阳能集热系统的主要结构由抛物面型太阳能聚光器、旋转控制器、真空太阳能集热器组成。
太阳能聚光器由旋转控制器控制,持续跟踪太阳方向和角度,便于最大程度接收太阳光照。聚光器表面为抛物面型,具有较大的聚光比,能将收集到的分散的太阳能汇聚成能量密度极高的会聚光斑,产生强度极高的能量。真空太阳能集热器由具有太阳选择性吸收涂层的内玻璃管和同轴的罩玻璃管构成的,内外管夹层之间抽成高真空的,用于收集太阳能热量以加热管内流体介质的装置,太阳能透过外玻璃照射到内管外表面吸热体上转换为热能,然后加热内玻璃管内的传热流体,由于夹层之间被抽真空,有效降低了向周围环境散失的热损失,使集热效率得以提高。太阳能集热器与空气换热器通过管路连接,水在太阳能集热器被加热到80-100℃后通过循环管路输送至空气换热器,加热空气用于蒸发高盐废水,降温后的冷水重新回到太阳能集热器。空气换热器内部设有足够长的管道,空气经过时吸收足够多的热量升温,满足后续蒸发高盐废水的要求。
储热系统的结构及原理:
储热技术作为近些年新兴的一种技术,对于解决热量的排放与供给时间、空间不平衡的问题具有重要意义,为新能源利用不稳定的属性提供了解决方式。本系统中的储热单元主要为储热箱,储热箱由外部的保护外壳、保温层和内部填充的储热模块组成。其中,储热模块中封装有相变储热材料,按照储热材料相变温度的不同分为高、中、低三级,并以串联的方式依次排列,通过优化箱体尺寸和布局,使热阻尽量小,换热面尽量大,在进行热量交换时,自动切换中低温热利用模式,实现能量的梯级利用,从而最大限度提高储热能力和换热效率。
储热箱储热时,循环水经太阳能集热器升温后进入储热箱,首先与相变温度高的储热模块接触,最后与相变温度低的储热模块接触,逐级将热量传递给储热模块,降温后的循环水返回太阳能集热器。储热箱放热时,循环水经空气换热器降温后进入储热箱,首先与相变温度低的储热模块接触,最后与相变温度高的储热模块接触,逐级从储热模块吸收热量,升温后的循环水进入空气换热器加热空气。储热装置可以储存系统正常运行时剩余的太阳能,作为太阳能热源不足时的备用热源。
集热与储热系统的交互:
储热箱通过循环水管路分别与太阳能集热器和空气换热器连接,在白天阳光充足时,储热箱将太阳能集热器剩余的太阳能储存起来,转化成储热箱内相变材料的内能,进行显热和潜热储存。在夜晚及阴雨天气,储热箱通过循环管路与空气换热器进行热交换,释放热量。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于蒸发浓缩高盐废水的低耗多效系统,其特征在于:
包括蒸发结晶塔、晶浆浓缩结晶处理单元、空气加热单元、清水回收处理单元、太阳能集热系统和储热系统;
蒸发结晶塔,自下往上依次设置有晶浆出口、空气进口、清液喷淋层、废水喷淋层、盐雾捕集器、接水盘、导流装置、预热提水器、脱盐及深度水回收装置、清水喷淋层和出气口;
接水盘,位于导流装置的排水口的下方,可将收集到的冷凝水通过管道输送至清水池;
晶浆浓缩结晶处理单元,主要包括结晶池和清液池,结晶池用于收集蒸发结晶塔下部底端出口流出的晶浆,晶浆在结晶池内结晶沉淀产生晶体和清液;清液池,其设置于结晶池后,收集结晶池中产生的清液,同时,通过清液循环泵将清液循环喷淋进入蒸发结晶塔,实现清液的循环利用;
太阳能集热系统,包括太阳能聚光器、旋转控制器和太阳能集热器,太阳能聚光器安装于旋转控制器上,太阳能聚光器朝向太阳能集热器设置;
储热系统与太阳能集热系统连接,储热系统和太阳能集热系统均与空气加热单元连接,空气加热单元与所述空气进口连接。
2.根据权利要求1所述的用于蒸发浓缩高盐废水的低耗多效系统,其特征在于:所述盐雾捕集器为为多孔网状结构。
3.根据权利要求1所述的用于蒸发浓缩高盐废水的低耗多效系统,其特征在于:所述预热提水器为设置在蒸发结晶塔内的水平管束结构,其与环境空气进气口相接,环境空气可由环境空气入口进入水平管束结构中,饱和湿空气在蒸发结晶塔内由下往上升腾,升腾过程中与水平管束外侧接触,实现间接换热。
4.根据权利要求1所述的用于蒸发浓缩高盐废水的低耗多效系统,其特征在于:所述脱盐及深度水回收装置为细密的网状多孔结构。
5.根据权利要求1所述的用于蒸发浓缩高盐废水的低耗多效系统,其特征在于:所述导流装置包括至少两层导流结构,两层导流结构之间留有设定距离,且导流结构和接水盘在蒸发结晶塔的横截面上的投影覆盖蒸发结晶塔的横截面。
6.根据权利要求1所述的用于蒸发浓缩高盐废水的低耗多效系统,其特征在于:所述太阳能加热系统包括太阳能聚光器、太阳能集热器和储热箱,所述太阳能聚光器为抛物面型太阳能聚光器,其安装于旋转控制器上。
7.根据权利要求1所述的用于蒸发浓缩高盐废水的低耗多效系统,其特征在于:所述太阳能集热器的集热单元包括内玻璃管和同轴的罩玻璃管,内玻璃管和罩玻璃管的内外管之间抽成高真空度,且内玻璃管和罩玻璃管上涂覆有吸收涂层。
8.根据权利要求1所述的用于蒸发浓缩高盐废水的低耗多效系统,其特征在于:所述储热箱自外向内依次为保护外壳、保温层和储热模块,储热模块内封装有相变储热材料;所述储热箱通过流体管道与空气换热器连接。
9.根据权利要求1所述的用于蒸发浓缩高盐废水的低耗多效系统,其特征在于:晶浆池包括晶浆池和清液池,晶浆池位于蒸发结晶塔的排液口的下方。
10.一种用于蒸发浓缩高盐废水的低耗多效方法,其特征在于:包括如下步骤:
环境空气在风机的泵送下进入空气加热通道,流经预热提水器与饱和湿空气进行换热,吸收一部分热量,再流经空气换热器,在太阳能加热系统的加热作用下,得到高温空气,高温空气被输送至蒸发结晶塔内;高温空气与高盐废水接触吸收水分后向上运动,经盐雾捕集器脱除部分盐雾后,经过预热提水器进一步释放热量,后经脱盐及深度水回收装置,与来自清水池中的水充分接触,空气冷凝,冷凝水和部分清水随重力汇入接水盘,实现对水分的进一步回收。空气冷凝后通过空气出口排出;
高盐废水自废水喷淋层向下喷淋,喷淋过程中与高温空气接触换热,部分水分蒸发,同时部分质量微小的含盐雾滴会被空气携带,流经盐雾捕集器被捕集,并向下滴落,未蒸发的浆液自蒸发结晶塔的塔底排至结晶池中,晶浆在结晶池内结晶沉淀产生晶体和清液,晶体被晶浆提升器收集和输送,清液池收集结晶池产生的清液后,通过清液循环泵再次泵送入蒸发结晶塔,实现清液循环利用;
太阳能集热器与空气换热器通过管路连接,水在太阳能集热器被加热到80-100℃后通过循环管路输送至空气换热器,空气被加热后用于蒸发高盐废水,循环管路中放热后的冷水重新回到太阳能集热器吸热;空气换热器内部设有足够长的管道,空气经过时吸收足够多的热量升温,满足后续蒸发高盐废水的要求;
储热箱储热时,循环水经太阳能集热器升温后进入储热箱,首先与相变温度高的储热模块接触放热,热量被传递给储热模块,最后与相变温度低的储热模块接触,逐级将热量传递给储热模块,降温后的循环水返回太阳能集热器吸收热量;
储热箱放热时,循环水经空气换热器降温后进入储热箱,首先与相变温度低的储热模块接触吸热,最后与相变温度高的储热模块接触,逐级从储热模块吸收热量,升温后的循环水进入空气换热器用以加热空气。
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