CN116605938B - 低温蒸馏设备及低温蒸馏罐 - Google Patents

Abstract

本发明涉及含油废水处理技术领域，尤其涉及一种低温蒸馏设备及低温蒸馏罐，低温蒸馏罐中设置自动清洗装置，当冷凝罐出水口电导率大于或等于150μs/cm时，会向自动清洗装置发送清洗信号，对低温蒸馏罐进行清洗；在低温蒸馏罐中的填料室底部设置改性高分子纤维棉，通过鲍尔环和改性高分子纤维棉联合使用，将现有填料室的鲍尔环孔隙率由92%降低至89%，能够更加有效地阻拦沸腾室废液飞溅，并且改性高分子纤维棉能够吸附废水中的有机物，使废水中的COD降低，而且仅需对改性高分子纤维棉进行清洗，减少了对鲍尔环和填料室的清洗频率，延长了鲍尔环的使用寿命。

Description

低温蒸馏设备及低温蒸馏罐

技术领域

本发明涉及含油废水处理技术领域，尤其涉及一种低温蒸馏设备及低温蒸馏罐。

背景技术

现在市面流行的含油有机废水的处理方法有两种，低温蒸馏和高温蒸馏，可以实现废水的零排放，高温蒸馏可以重复利用二次蒸汽，但是由于常规的工业废水主要含有高盐和钙镁离子，在高温蒸发过程中，高盐容易结晶并粘附在热交换器表面形成水垢，钙镁离子的结垢率也会随温度的升高而增加，另外废液中的碱度也会影响结垢率，废液中的碱浓度低于1%时，蒸发后的结垢速率会加快，因此高温蒸发换热器易结垢，在蒸发浓缩后由于废液沸点升高，从而导致蒸发量急剧下降甚至停机，稳定性较差，另外蒸馏液出水温度在80~90℃，出水温度高，存在安全隐患。

低温蒸馏设备克服了高温蒸馏设备易结垢，出水温度高等问题，但是在使用过程中发现低温蒸馏设备仍有以下问题存在:（1）为保证设备的出水效率，需要及时对设备进行维护清洗，但是目前设备是否要进行清洗工作，需要工作人员自行判断；在关停设备后再进行人工清洗，不仅存在安全风险，而且清洗时间过长，不但影响设备对含油有机废水的处理效率，还会造成废水不断积压在设备中，对整个设备造成损坏；（2）低温蒸馏设备中为了防止沸腾室的废液飞溅至冷凝室，污染冷凝室，因此会设置填料室，沸腾室的废液或者蒸汽先经过填料室，再进入冷凝室中进行冷凝，现有填料室内仅填充鲍尔环，但是鲍尔环对缓冲蒸汽和阻挡废液飞溅的效果较差；（3）现有低温蒸馏设备中的真空泵为水环式真空泵，持续工作产生的噪音平均在90~110dB，产生了严重的噪音污染；（4）低温蒸馏设备处于38-40℃的低温环境，极易导致细菌滋生，影响蒸馏水的二次利用。

发明内容

本发明旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种低温蒸馏罐，罐体内设有填料室、沸腾室和冷凝处理室；所述填料室与所述冷凝处理室同轴，所述填料室内填充有鲍尔环和改性高分子纤维棉；所述鲍尔环设于所述改性高分子纤维棉上方；所述沸腾室设置于所述冷凝处理室下方，所述沸腾室中设有自动清洗装置，所述自动清洗装置包括曝气器和清洗喷头，所述曝气器设于罐内底部，罐壁上设有多个所述清洗喷头。

根据本发明提供的一种低温蒸馏罐，所述冷凝处理室还包括冷凝室、磁控管和冷凝盘管，所述冷凝室位于所述填料室的外围，所述冷凝盘管呈圆周盘设于冷凝室中；所述磁控管设于所述冷凝处理室的顶部，用于发射微波激发无极灯紫外光。

根据本发明提供的一种低温蒸馏罐，所述沸腾室中还包括加热盘管，所述加热盘管呈圆周盘设于所述曝气器上方。

根据本发明提供的一种低温蒸馏罐，还包括压缩机，所述压缩机的输出端与所述加热盘管相连，所述压缩机的输入端与所述冷凝盘管相连接。

根据本发明提供的一种低温蒸馏罐，还包括风冷冷凝器，所述风冷冷凝器的输入端与所述加热盘管相连，所述风冷冷凝器的输出端与冷凝盘管相连接。

根据本发明提供的一种低温蒸馏罐，还包括两个液位感应器，两个所述液位感应器设于所述曝气器下方。

本发明还提供一种低温蒸馏设备，包括冷凝罐、真空罐、蒸馏水塔、浓缩液罐、原水罐和如上所述的低温蒸馏罐；所述原水罐与所述低温蒸馏罐之间通过第一真空回路相连接；所述低温蒸馏罐与所述浓缩液罐通过第二真空回路相连接；所述低温蒸馏罐与所述真空罐通过第三真空回路相连接；所述低温蒸馏罐与所述冷凝罐通过第四真空回路相连接，所述冷凝罐设有回流管，所述回流管输出端与所述低温蒸馏罐相连接；所述冷凝罐与所述蒸馏水塔通过第五真空回路相连接；所述冷凝罐设有出水口，所述出水口设有电导率仪，所述电导率仪与所述自动清洗装置相关联。

根据本发明提供的一种低温蒸馏设备，所述第三真空回路上串联设有真空发生器和气动阀，所述真空发生器用于对所述低温蒸馏设备抽真空。

根据本发明提供的一种低温蒸馏设备，所述电导率仪测试的电导率大于或等于150μs/cm时，向所述自动清洗装置发送清洗信号。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

1.本发明提供的一种低温蒸馏设备及低温蒸馏罐，设置自动清洗装置，当出水口电导率大于或等于150μs/cm时，会向自动清洗装置发送清洗信号，不需要人工进行判断清洗标准和进行清洗工作，不但省时省力，降低了人工清洗的安全风险，而且不耽误设备的正常运行，更不会存在废水积压造成设备损坏的问题，另外，由于此时的电导率大于或等于150μs/cm，冷凝罐会停止向蒸馏水塔输送冷凝水，反而通过回流管，使冷凝水重新回到低温蒸馏罐中，通过清洗喷头对沸腾室进行清洗，直至检测到出水口的电导率小于或等于150μs/cm时，向蒸馏水塔输送冷凝水。

2.本发明提供的一种低温蒸馏设备及低温蒸馏罐，在填料室底部设置改性高分子纤维棉，经过改性的高分子纤维棉，不但吸附容量更大，而且有较好的化学稳定性和强度，还可以降解，经过氢氧化钠洗脱可重复使用。

3.本发明提供的一种低温蒸馏设备及低温蒸馏罐，在填料室底部设置改性高分子纤维棉，将仅存在鲍尔环的填料室的孔隙率由92%降低至89%，能够更加有效地阻拦沸腾室废液飞溅，并且改性高分子纤维棉能够吸附废水中的有机物，使废水中的COD较改进前降低近30%，而且仅需对高分子纤维棉进行清洗，减少了对鲍尔环和填料室的清洗频率。

4.本发明提供的一种低温蒸馏设备及低温蒸馏罐，采用真空发生器对整个设备进行抽真空处理，极大地降低了工作产生的噪音。

5.本发明提供的一种低温蒸馏设备及低温蒸馏罐，在冷凝处理室顶部设置磁控管，磁控管用于发射微波激发无极灯紫外光，采用多种微波能量同步作用于废水分子，同时能够击穿断键废气分子，有效降低废水中的COD和氨氮，将废气变成小分子无害化的二氧化碳、碳、氮气和水分子，减少蒸馏水中的细菌，利于蒸馏水的二次利用。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种低温蒸馏罐的结构示意图。

图2是本发明提供的一种低温蒸馏设备的流程示意图。

附图标记：

1、低温蒸馏罐；

11、沸腾室；111、曝气器；112、清洗喷头；113、加热盘管；12、填料室；121、鲍尔环；122、改性高分子纤维棉；13、冷凝室；14、磁控管；15、冷凝盘管；16、压缩机；17、风冷冷凝器；18、出气口；19、空气入口阀；

2、原水罐；21、入口电磁阀；

3、浓缩液罐；

4、真空罐；41、真空发生器；42、气动阀；

5、冷凝罐；51、出水口；52、电导率仪；

6、蒸馏水塔；7、离心泵；8、气动隔膜泵；9、排水阀。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，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发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“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，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，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发明实施例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须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。

下面结合图1和图2对本发明提供的一种低温蒸馏设备及低温蒸馏罐进行描述。

本发明提供一种低温蒸馏罐1，罐体内设有填料室12、沸腾室11和冷凝处理室；所述填料室12与所述冷凝处理室同轴，所述填料室12内填充有鲍尔环121和改性高分子纤维棉122；所述鲍尔环121设于所述改性高分子纤维棉122上方；所述沸腾室11设置于所述冷凝处理室下方，所述沸腾室11中设有自动清洗装置，所述自动清洗装置包括曝气器111和清洗喷头112，所述曝气器111设于罐内底部，罐壁上设有多个所述清洗喷头112。

其中，低温蒸馏罐1在启动前会首先开启真空发生器41对罐体内进行抽真空操作。

进一步地，为调节低温蒸馏罐1内的气压，低温蒸馏罐1顶部还设置出气口18，低温蒸馏罐1持续运行过程中或者低温蒸馏罐1周期结束后再次抽真空的过程中，会有空气及原液沸腾未及时冷凝的废气从出气口18排出。

其中，改性高分子纤维棉122的改性方法包括如下步骤：以硫酸铵为引发剂，N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，以丙烯酸、丙烯酰胺、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为改性剂，对棉纤维进行改性，得到含有季铵型阳离子纤维素的改性高分子纤维棉122。

其中，季铵型阳离子纤维素吸附容量大，化学稳定性和强度较好，可降解，经氢氧化钠洗脱后可重复利用。

在一个实施例中，经常规仅含有鲍尔环121的低温蒸馏罐1处理的出水水质指标与经本发明提供一种低温蒸馏罐1处理的出水水质指标对比表如表1所示。

表1 改进前后低温蒸馏罐出水水质指标对比表

根据本发明提供的一种低温蒸馏罐1，所述冷凝处理室还包括冷凝室13、磁控管14和冷凝盘管15，所述冷凝室13位于所述填料室12的外围，所述冷凝盘管15呈圆周盘设于冷凝室13中；所述磁控管14设于所述冷凝处理室的顶部，用于发射微波激发无极灯紫外光。

其中，磁控管14用于发射微波激发无极灯紫外光，采用多种微波能量同步作用于废水分子，同时能够击穿断键废气分子，有效降低废水中的COD和氨氮，将废气变成小分子无害化的二氧化碳、碳、氮气和水分子，减少蒸馏水中的细菌，利于蒸馏水的二次利用。

根据本发明提供的一种低温蒸馏罐1，所述沸腾室11中还包括加热盘管113，所述加热盘管113呈圆周盘设于所述曝气器111上方。

根据本发明提供的一种低温蒸馏罐1，还包括压缩机16，所述压缩机16的输出端与所述加热盘管113相连，所述压缩机16的输入端与所述冷凝盘管15相连接。

其中，压缩机16带动加热盘管113进行加热，加热盘管113与废液接触会进行热传导，使废液受热后蒸发；进一步地，压缩机16还带动冷凝盘管15进行制冷，蒸汽上升遇冷后凝结成水，进一步地，冷凝盘管15利用压缩氟利昂进行制冷。

根据本发明提供的一种低温蒸馏罐1，还包括风冷冷凝器17，所述风冷冷凝器17的输入端与所述加热盘管113相连，所述风冷冷凝器17的输出端与冷凝盘管15相连接。

其中，风冷冷凝器17可以辅助压缩机16带动加热盘管113进行加热，或者辅助压缩机16带动制冷盘管进行制冷。

根据本发明提供的一种低温蒸馏罐1，还包括两个液位感应器，两个所述液位感应器设于所述曝气器111下方。

其中，低温蒸馏罐1罐体底部存在两个液位感应器，分别为最低液位感应器和最高液位感应器，此外，低温蒸馏罐1罐体底部还安装有真空断路器，当最高液位感应器感应到罐体液位达到最大值时，通过真空断路器自动中断进液；进一步地，当最低液位感应器感应到罐内废液低于最低工作液位时，则入口电磁阀21自动开启，由于此时低温蒸馏罐1外部压力大于内部压力，原水会从原水罐2中从入口电磁阀21进入低温蒸馏罐1体内，达到最低液位感应器的上限后，入口电磁阀21自动关闭，离心泵7启动，设备进入工作状态。如果入口处的原水罐2内液体不足，则无法抽入液体，低温蒸馏罐1内液体低于最低液位感应器则会停止工作；如果液位过高或者有气泡时，空气入口阀19开启，允许空气进入沸腾室11，从而终止真空状态，进一步地，可以防止废水进入冷凝室13。

本发明还提供一种低温蒸馏设备，包括冷凝罐5、真空罐4、蒸馏水塔6、浓缩液罐3、原水罐2和如上所述的低温蒸馏罐1；所述原水罐2与所述低温蒸馏罐1之间通过第一真空回路相连接；所述低温蒸馏罐1与所述浓缩液罐3通过第二真空回路相连接；所述低温蒸馏罐1与所述真空罐4通过第三真空回路相连接；所述低温蒸馏罐1与所述冷凝罐5通过第四真空回路相连接，所述冷凝罐5设有回流管，所述回流管输出端与所述低温蒸馏罐1相连接；所述冷凝罐5与所述蒸馏水塔6通过第五真空回路相连接；所述冷凝罐5设有出水口51，所述出水口51设有电导率仪52，所述电导率仪52与所述自动清洗装置相关联。

其中，设备启动时，第三真空回路上的真空发生器41和气动阀42联动工作，对低温蒸馏设备整体进行抽真空，主要是抽取低温蒸馏罐1内的空气，空气沿第三真空回路达到真空罐4，从真空罐4排气口排出。原水从原水罐2进入低温蒸馏罐1中，原水先经过沸腾室11，其中的水被蒸发为水蒸气，剩余的原水浓液由第二真空回路上的气动隔膜泵8抽入至浓缩液罐3中；进一步地，产生的水蒸气先进入填料室12内，再进入冷凝室13内，水蒸气受冷凝结为冷凝水，冷凝室13内的冷凝水液位达到一定高度后，通过第四真空回路上的离心泵7抽至冷凝罐5中。当冷凝罐5出水口51处设置的电导率仪52测试的冷凝水的电导率小于或等于150μs/cm时，冷凝罐5向蒸馏水塔6输送冷凝水，最后打开排水阀9，冷凝水从蒸馏水塔6中排出。

在一个实施例中，经过低温蒸馏设备处理后的含油有机废液进入一体化MBR处理设备，采用“水解酸化+厌氧+MBR”处理工艺，大分子有机物经水解酸化后，生成小分子有机物，可生化性较好，该步骤可以改变原污水的可生化性，减少反应时间和处理能耗，产生的剩余污泥很少。水解酸化后的废水进入厌氧生物滤池，进行厌氧反应。

一体化MBR处理设备出水进行DTRO膜处理：进一步处理废水，能够做到达标排放，排放水质达到《污水综合排放标准》（DB12/356-2018）三级标准，同时满足企业回用标准。

根据本发明提供的一种低温蒸馏设备，所述第三真空回路上串联设有真空发生器41和气动阀42，所述真空发生器41用于对所述低温蒸馏设备抽真空。

需要进行解释的是，低温蒸馏设备在运行过程中需要保持真空度为-0.8Bar，真空罐4中设置真空传感器，当检测到真空罐4中的真空度低于-0.8Bar时，真空发生器41启动，气动阀42始终运行。

根据本发明提供的一种低温蒸馏设备，所述电导率仪52测试的电导率大于或等于150μs/cm时，向所述自动清洗装置发送清洗信号。

其中，根据《金属切削液现场管理及再生回用规范》中要求，切削液回用水的标准电导率为150μs/cm，因此设置当电导率大于或等于150μs/cm时，向所述自动清洗装置发送清洗信号，企业因为可以根据实际情况，对电导率回用水标准调整。

进一步地，当电导率仪52测试的出水口51电导率大于或等于150μs/cm时，向所述自动清洗装置发送清洗信号，随后清洗系统启动，清洗系统与冷凝罐5联动，收到清洗信号后，由于此时的电导率大于或等于150μs/cm，冷凝罐5会停止向蒸馏水塔6输送冷凝水，清洗系统通过回流管上设置的离心泵7，抽取冷凝罐5中的冷凝水，使冷凝水重新回到低温蒸馏罐1中，通过清洗喷头112对沸腾室11进行清洗，同时，曝气器111启动，确保低温蒸馏罐1底部不会沉积废物，直至检测到出水口51的电导率小于或等于150μs/cm时，向蒸馏水塔6输送冷凝水，在清洗过程中，低温蒸馏设备处于正常工作状态。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种低温蒸馏罐，其特征在于，罐体内设有填料室、沸腾室和冷凝处理室；所述填料室与所述冷凝处理室同轴，所述填料室内填充有鲍尔环和改性高分子纤维棉；所述鲍尔环设于所述改性高分子纤维棉上方；所述沸腾室设置于所述冷凝处理室下方，所述沸腾室中设有自动清洗装置，所述自动清洗装置包括曝气器和清洗喷头，所述曝气器设于罐内底部，罐壁上设有多个所述清洗喷头；所述自动清洗装置和电导率仪相关联，所述电导率仪设于冷凝罐的出水口处；

其中，改性高分子纤维棉的改性方法包括如下步骤：以硫酸铵为引发剂，N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，以丙烯酸、丙烯酰胺、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为改性剂，对棉纤维进行改性，得到含有季铵型阳离子纤维素的改性高分子纤维棉。

2.根据权利要求1所述的低温蒸馏罐，其特征在于，所述冷凝处理室还包括冷凝室、磁控管和冷凝盘管，所述冷凝室位于所述填料室的外围，所述冷凝盘管呈圆周盘设于冷凝室中；所述磁控管设于所述冷凝处理室的顶部，用于发射微波激发无极灯紫外光。

3.根据权利要求2所述的低温蒸馏罐，其特征在于，所述沸腾室中还包括加热盘管，所述加热盘管呈圆周盘设于所述曝气器上方。

4.根据权利要求3所述的低温蒸馏罐，其特征在于，还包括压缩机，所述压缩机的输出端与所述加热盘管相连，所述压缩机的输入端与所述冷凝盘管相连接。

5.根据权利要求3所述的低温蒸馏罐，其特征在于，还包括风冷冷凝器，所述风冷冷凝器的输入端与所述加热盘管相连，所述风冷冷凝器的输出端与冷凝盘管相连接。

6.根据权利要求3所述的低温蒸馏罐，其特征在于，还包括两个液位感应器，两个所述液位感应器设于所述曝气器下方。

7.一种低温蒸馏设备，其特征在于，包括冷凝罐、真空罐、蒸馏水塔、浓缩液罐、原水罐和如权利要求1-6任一项所述的低温蒸馏罐；所述原水罐与所述低温蒸馏罐之间通过第一真空回路相连接；所述低温蒸馏罐与所述浓缩液罐通过第二真空回路相连接；所述低温蒸馏罐与所述真空罐通过第三真空回路相连接；所述低温蒸馏罐与所述冷凝罐通过第四真空回路相连接，所述冷凝罐设有回流管，所述回流管输出端与所述低温蒸馏罐相连接；所述冷凝罐与所述蒸馏水塔通过第五真空回路相连接；所述冷凝罐设有出水口，所述出水口设有电导率仪，所述电导率仪与所述自动清洗装置相关联。

8.根据权利要求7所述的低温蒸馏设备，其特征在于，所述第三真空回路上串联设有真空发生器和气动阀，所述真空发生器用于对所述低温蒸馏设备抽真空。

9.根据权利要求7所述的低温蒸馏设备，其特征在于，所述电导率仪测试的电导率大于或等于150μs/cm时，向所述自动清洗装置发送清洗信号。