CN116999864B - 一种高盐有机废水处理蒸发塔及其捕沫器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高盐有机废水处理蒸发塔及其捕沫器，所提出的捕沫器包括竖直相对布置的第一端板、第二端板和安装在两个端板之间的多个折流板，第一端板和第二端板具有同轴布置的圆形结构，第一端板中部设有开口且多个折流板围绕所述开口沿环形分布。通过上述优化设计的高盐有机废水处理蒸发塔用捕沫器，通过多个折流板环形分布形成滚筒状结构，在工作时实现对不同方向上的高效捕沫，并且便于对不同方向的折流板进行清洗，大大提高清洗便利性和清洗效果。通过在塔体内布置滚筒状捕沫器，可实现捕沫器在蒸发塔内原位清洗，提高捕沫器的清洗便利性，并且便于清洗废水的集中处理。

Description

一种高盐有机废水处理蒸发塔及其捕沫器

技术领域

本发明涉及高盐有机废水处理技术领域，尤其涉及一种高盐有机废水处理蒸发塔及其捕沫器。

背景技术

高盐有机废水蒸发浓缩系统应用在工业高盐废水蒸发浓缩处理过程中，能够在常压、中低温(不超过55℃)条件下进行表面蒸发(非沸腾)，具有节能、浓缩倍率高、出水水质优、容易维护等特点。

然而，现有有机废水蒸发浓缩系统也存在一定不足。当需要处理某些含有复杂高分子有机物的高盐废水时，蒸发后的气体会携带较多雾滴、飞沫(主要是有机物)，需要通过捕沫器进行拦截，以保证蒸发塔的出水水质。现有的捕沫器为平铺式折流板结构，捕沫器需要有一定的厚度，使雾滴或飞沫在穿过折流板间隙时能够形成有效碰撞，汇集成较大液滴，在重力作用下回落至蒸发塔内，以达到除沫的目的。在运行过程中，液滴或飞沫在热风的作用下会不断形成结晶物在折流板表面附着累积，使折流板间隙逐渐减小，风阻增大，使系统冷端与热端换热效果变差，热平衡逐渐不能维持，因此需要对捕沫器进行清洗，以恢复捕沫器通风能力。常规的清洗方法有两种：第一种为人工用高压水枪对捕沫器正反两面进行清洗，清洗效果良好，但费时费力；第二种是捕沫器上方安装高压喷嘴，接入系统产生的冷凝水进行冲洗，需要配置较多数量的喷嘴，以确保冲洗水能够将捕沫器上方全部覆盖，但由于折流板的阻碍作用，冲洗水的冲刷力仅对捕沫器中上部有较好的清洗效果，对捕沫器下部和底部基本没有清洗效果；第三种是在第二种基础上，在捕沫器底部安装喷嘴(喷嘴向上)，但受重力影响，喷嘴向上喷的效果会大打折扣，同时从捕沫器回落的含有结晶物的液滴也会堵塞喷嘴。

发明内容

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种高盐有机废水处理蒸发塔及其捕沫器。

本发明提出的一种高盐有机废水处理蒸发塔用捕沫器，包括竖直相对布置的第一端板、第二端板和安装在两个端板之间的多个折流板，第一端板和第二端板具有同轴布置的圆形结构，第一端板中部设有开口且多个折流板围绕所述开口沿环形分布。

优选地，折流板与所述圆周的径向呈预设夹角。

优选地，第二端板上设有水平伸出的转轴，转轴外壁设有限位凸起。

本发明中，所提出的高盐有机废水处理蒸发塔用捕沫器，包括竖直相对布置的第一端板、第二端板和安装在两个端板之间的多个折流板，第一端板和第二端板具有同轴布置的圆形结构，第一端板中部设有开口且多个折流板围绕所述开口沿环形分布。通过上述优化设计的高盐有机废水处理蒸发塔用捕沫器，通过多个折流板环形分布形成滚筒状结构，在工作时实现对不同方向上的高效捕沫，并且便于对不同方向的折流板进行清洗，大大提高清洗便利性和清洗效果。

本发明还提出一种高盐有机废水处理蒸发塔，包括：塔体、废水喷淋机构、蒸发管组和上述的捕沫器；

塔体底部设有排液口且顶部设有出风口，塔体侧壁设有进风口，废水喷淋机构、蒸发管组和捕沫器位于塔体内，废水喷淋机构位于蒸发管组上方，捕沫器水平安装在蒸发管组上方。

优选地，塔体内设有进风腔、排液腔和出风腔，进风腔和出风腔并排布置且二者底部通过排液腔连通，所述进风口位于进风腔顶部，所述出风口位于出风腔顶部，所述排液口位于排液腔底部；

蒸发管组包括位于所述进风腔内的至少一个第一蒸发管和位于所述出风腔内的至少一个第二蒸发管，废水喷淋机构包括位于第一蒸发管上方的第一喷淋单元和位于第二蒸发管上方的第二喷淋单元，捕沫器位于所述出风腔内且位于第二喷淋单元上方。

优选地，还包括：清洗喷淋机构，捕沫器可转动安装在所述出风腔内，清洗喷淋机构安装在所述出风腔内用于清洗捕沫器。

优选地，清洗喷淋机构包括内壁喷淋单元和外壁喷淋单元，外壁喷淋单元位于捕沫器上方，内壁喷淋单元一端穿过第一端板的开口伸入捕沫器内部。

优选地，塔体内设有用于安装捕沫器的支撑架，支撑架上设有分别用于支撑第一端板和第二端板的第一轨道轮组和第二轨道轮组，每个轨道轮组的轨道轮围绕其对应端板分布。

优选地，还包括锁紧盖，塔体外壁设有向外伸出的安装部，所述安装部中部设有供转轴穿出的安装孔且外壁设有外螺纹，所述限位凸起位于所述安装部远离第二端板一侧，所述安装部朝向所述限位凸起一侧设有与限位凸起配合的周向限位结构，锁紧盖位于所述限位凸起远离所述安装部一侧，锁紧盖中部设有开口且通过所述开口套设在转轴外部螺纹安装在所述安装部上。

优选地，还包括压差传感器，所述出气腔侧壁设有第一检测口和第二检测口，第一检测口位于捕沫器上方，第二检测口位于捕沫器和第二喷淋单元之间，压差传感器安装在第一检测口和第二检测口之间的检测管路上。

本发明中，所提出的高盐有机废水处理蒸发塔，通过在塔体内布置滚筒状捕沫器，可实现捕沫器在蒸发塔内原位清洗，提高捕沫器的清洗便利性，并且便于清洗废水的集中处理。

附图说明

图1为本发明提出的一种高盐有机废水处理蒸发塔用捕沫器的一种实施方式的结构示意图。

图2为本发明提出的一种高盐有机废水处理蒸发塔的一种实施方式的结构示意图。

图3为本发明提出的一种高盐有机废水处理蒸发塔的一种实施方式的内部结构示意图。

图4为本发明提出的一种高盐有机废水处理蒸发塔的一种实施方式的内部立体结构示意图。

图5为本发明提出的一种高盐有机废水处理蒸发塔的一种实施方式中捕沫器与塔体安装的局部结构示意图。

具体实施方式

如图1至5所示，图1为本发明提出的一种高盐有机废水处理蒸发塔用捕沫器的一种实施方式的结构示意图，图2为本发明提出的一种高盐有机废水处理蒸发塔的一种实施方式的结构示意图，图3为本发明提出的一种高盐有机废水处理蒸发塔的一种实施方式的内部结构示意图，图4为本发明提出的一种高盐有机废水处理蒸发塔的一种实施方式的内部立体结构示意图，图5为本发明提出的一种高盐有机废水处理蒸发塔的一种实施方式中捕沫器与塔体安装的局部结构示意图。

参照图1，本发明提出的一种高盐有机废水处理蒸发塔用捕沫器4，包括竖直相对布置的第一端板41、第二端板42和安装在两个端板之间的多个折流板43，第一端板41和第二端板具有同轴布置的圆形结构，第一端板41中部设有开口且多个折流板43围绕所述开口沿环形分布。

为了详细说明本实施例的捕沫器的具体工作方式，参照图2和3，本实施例还提出一种高盐有机废水处理蒸发塔，包括：塔体1、废水喷淋机构、蒸发管组和上述的捕沫器4；

塔体底部设有排液口且顶部设有出风口，塔体侧壁设有进风口，废水喷淋机构、蒸发管组和捕沫器位于塔体1内，废水喷淋机构位于蒸发管组上方，捕沫器水平安装在蒸发管组上方。

具体地，塔体1内设有进风腔、排液腔和出风腔，进风腔和出风腔并排布置且二者底部通过排液腔连通，所述进风口位于进风腔顶部，所述出风口位于出风腔顶部，所述排液口位于排液腔底部；

蒸发管组包括位于所述进风腔内的至少一个第一蒸发管31和位于所述出风腔内的至少一个第二蒸发管32，废水喷淋机构包括位于第一蒸发管31上方的第一喷淋单元51和位于第二蒸发管32上方的第二喷淋单元52，捕沫器位于所述出风腔内且位于第二喷淋单元52上方。

本实施例的高盐有机废水处理蒸发塔在正常运行工况下：

首先，向蒸发塔进风口通入常压状态下40℃-50℃的干燥风，通过废水喷淋机构通入一定压力的废水，通过喷淋头喷淋至所有蒸发盘组上，向蒸发管组内通入高温高压气态冷媒，通过蒸发管组与废水换热，废水转化为饱和蒸汽，随风依次经过进风腔、排液腔和出风腔带出蒸发塔，气态冷媒转化为高温高压液态冷媒，从蒸发管组回流，浓缩后的废水通过蒸发塔底部的排液口排出。

当含有雾沫的气体以一定速度流经捕沫器时，由于气体的惯性撞击作用，雾沫与折流板相碰撞而被聚的雾沫大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时，雾沫就从折流板表面上被分离下来。折流板的多折向结构以及周向分布，增加了雾沫被捕集的机会，从而大大提高了除折流板除雾器雾效率。

在蒸发塔的运行过程中，液滴或飞沫在热风的作用下会不断形成结晶物在折流板表面附着累积。此时，可将捕沫器拆下，通过转动捕沫器对捕沫器周向进行冲洗。由于捕沫器的折流板周向分布，相对于多层折流板层叠布置，有效避免中部折流板难以彻底清洗，形成残留死角。此外，由于捕沫器清洗废液中含有废水蒸发出的有机物，因此需要对清洗废水进行回收排放，因此也可在蒸发塔内对捕沫器进行原位清洗，清洗废液直接下落经由排液口排出。

在折流板的具体布置方式中，折流板43与所述圆周的径向呈预设夹角，保证各个方向捕沫效果。

本发明中，所提出的高盐有机废水处理蒸发塔用捕沫器，包括竖直相对布置的第一端板、第二端板和安装在两个端板之间的多个折流板，第一端板和第二端板具有同轴布置的圆形结构，第一端板中部设有开口且多个折流板围绕所述开口沿环形分布。通过上述优化设计的高盐有机废水处理蒸发塔用捕沫器，通过多个折流板环形分布形成滚筒状结构，在工作时实现对不同方向上的高效捕沫，并且便于对不同方向的折流板进行清洗，大大提高清洗便利性和清洗效果。

为了实现捕沫器在蒸发塔内的原位清洗，可将捕沫器可转动安装在蒸发塔内。参照图4，在捕沫器的具体安装方式中，塔体1内还设有用于安装捕沫器的支撑架44，第一端板41和第二端板42具有同轴布置的圆形结构，支撑架44上设有分别用于支撑第一端板41和第二端板42的第一轨道轮45组和第二轨道轮45组，每个轨道轮45组的轨道轮45围绕其对应端板分布。喷淋时，可通过手动或电动的方式中转动捕沫器。通过轨道轮的设计，便于滚筒状捕沫器的拆卸，同时在周向清洗时，避免中部设计转轴支架影响冲洗效果。

为了实现捕沫器周向彻底清洗，在喷淋过程中转动捕沫器。在具体设计方式中，清洗喷淋机构包括内壁喷淋单元61和外壁喷淋单元62，外壁喷淋单元62位于捕沫器4上方，内壁喷淋单元61一端穿过所述开口伸入捕沫器内部。通过内壁喷淋单元和外壁喷淋单元的设置，保证每个折流板的两侧清洗效果。进一步设计时，为了避免冲洗废水下落腐蚀喷淋头，内壁喷淋单元和外壁喷淋单元的喷淋头均朝下布置。具体地，内壁喷淋单元的多个喷淋头沿捕沫器的轴向依次布置，且外壁喷淋单元的多个喷淋头沿捕沫器的轴向依次布置，以最少的喷淋头设置满足整体的清洗要求，从而节省清洗水量。

在捕沫器的具体清洗过程中，通过手动或电动驱动捕沫器以预设线速度缓慢均匀旋转，同时通过清洗喷淋机构向捕沫器的内周和外周喷淋冷凝水或外部无杂质水源，达到设定的清洗时间后，即停止清洗。

为了保证蒸发工况下捕沫器的效果，在工作时捕沫器需要固定。因此，参照图5，在捕沫器的具体安装方式中，捕沫器的第二端板42上设有水平伸出的转轴47，转轴47外壁设有限位凸起470。塔体1外壁设有向外伸出的安装部，塔体1外壁设有向外伸出的安装部，所述安装部中部设有供转轴47穿出的安装孔且外壁设有外螺纹，所述限位凸起470位于所述安装部远离第二端板42一侧，所述安装部朝向所述限位凸起470一侧设有与限位凸起470配合的周向限位结构101，锁紧盖46位于所述限位凸起470远离所述安装部一侧，锁紧盖46中部设有开口且通过所述开口套设在转轴47外部螺纹安装在所述安装部上。

蒸发工况下，通过锁紧盖将限位凸起压紧在所述安装部的周向限位结构101上，限制转轴转动，进而保证捕沫效果。在清洗工况下，将锁紧盖放松，通过手动或电动驱动捕沫器转动，以实现全面清洗。具体地，在周向限位结构的具体设计时，可在安装部端部设置橡胶垫，锁定时通过锁紧盖将限位凸起压紧在橡胶垫上实现周向限位，同时保证安装部开口处的密封。

在判断捕沫器的清洗临界点时，本实施例的蒸发塔还包括压差传感器10，所述出气腔侧壁设有第一检测口和第二检测口，第一检测口位于捕沫器上方，第二检测口位于捕沫器和第二喷淋单元52之间，压差传感器10安装在第一检测口和第二检测口之间的检测管路上。通过压差传感器检测捕沫器上下压差，来判断捕沫器的通过效率。

在本实施例中，所提出的高盐有机废水处理蒸发塔，通过在塔体内布置滚筒状捕沫器，可实现捕沫器在蒸发塔内原位清洗，提高捕沫器的清洗便利性，并且便于清洗废水的集中处理。

此外，在蒸发塔运行过程中，每运行一定时间后蒸发塔内的蒸发盘管表面就会附着一定厚度的结晶物，导致蒸发效率显著衰减，系统热平衡不能够维持。这些结晶物位非板结、可溶解的，主要集中在蒸发盘管的中下层，常规顶部喷淋的喷淋水冲刷强度只能满足对盘管上层有较好的自清洗效果。因此，为了对下层盘管上的结晶物进行彻底清理，需要停机清洗蒸发盘管。清洗时，需要向盘管上方的喷淋管路泵入系统自身产生的冷凝水，以冲刷、溶解附着在盘管表面的结晶物，以此达到清洗盘管的效果。清洗过程需要停机且需要消耗一定时间，同时产生的清洗废水也需要回至系统中处理，导致系统的实际处理能力受到较大影响。

随着蒸发的持续进行，蒸发管表面附着的结晶物不断累积，蒸发效率逐渐下降。为了实现蒸发管的在线清洗，参照图4和5，本实施例的蒸发塔内部的具体设计方式中，塔体1内设有多个并排布置的隔板，隔板从所述进风腔经过所述排液腔沿进风方向伸入所述出风腔，在所述进风腔内形成并排布置的多个顺流蒸发区，在所述排液腔内形成多个并排布置的排液区，在所述出风腔内形成多个并排布置的逆流蒸发区；

每个顺流蒸发区分别与一个排液区和一个逆流蒸发区依次连通形成一个蒸发流道，每个排液腔底部设有排液口，所述排液口处设有排放阀，第一喷淋单元包括多个第一喷淋头51，每个第一喷淋头51和第一蒸发管31分别位于一个顺流蒸发区内，第二喷淋单元包括多个第二喷淋头52，每个第二喷淋头52和第二蒸发管32分别位于一个逆流蒸发区内；

每个第一超声波发生装置用于对一个顺流蒸发区内的第一蒸发管进行超声波清洗，每个第二超声波发生装置用于对一个逆流蒸发区内的第二蒸发管进行超声波清洗。

通过隔板设计，将蒸发塔内分隔为多个独立工作的蒸发通道，每个蒸发通道包括依次连通的顺流蒸发区、排液区和逆流蒸发区。在实际设计时，可通过系统内压缩机的高低压值、冷凝水流量变化情况等来判断蒸发管组是否到达清洗临界点。

在实际操作时，采用不停机在线清洗方式，即清洗期间的蒸发管路的冷媒管路、塔体的风路和排液水路保持运行状态。预先设计蒸发管组的总换热面积留有一定余量，在其中一个蒸发室的蒸发管不参与蒸发的前提下，也能正常运行，不会破坏系统的热平衡。每次只清洗一个蒸发室内对应布置的第一蒸发管和第二蒸发管，每个蒸发室依次轮流清洗。

在蒸发管的清洗工况下，清洗时，关闭该蒸发室底部排放阀。由于，蒸发管上方的喷淋头处于持续喷淋状态，使蒸发室内的液位不断上升，淹没第一蒸发管、第二蒸发管及其相应的超声波发生器。然后，启动超声波发生器，使超声波震棒产生频率为20kHz以上的超声波，利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用，使附着在蒸发盘管上的结晶物被分散、剥离，从而达到清洗目的。超声波清洗完成后，关闭超声波发生器，打开底部的排放阀，将蒸发室内的清洗废水排出，然后该蒸发室内的蒸发管即恢复到废水正常换热蒸发状态。按照以上步骤，启动下一个蒸发室的蒸发管的清洗，直至完成所有蒸发室的蒸发管清洗。

为了保证蒸发效果，第一蒸发管31包括多个盘管部，所述多个盘管部依次连通且沿进风方向平行布置，第二蒸发管32包括多个第二盘管部，所述多个盘管部依次连通且沿进风方向平行布置。

相应地，

第一超声波发生装置包括第一超声波发生器和与第一超声波发生器连接的第一超声振动棒81，第一超声振动棒81沿垂直于所述盘管部的方向延伸。第二超声波发生装置包括第二超声波发生器和与第二超声波发生器连接的第二超声振动棒82，第二超声振动棒82沿垂直于所述盘管部的方向延伸。第一超声波发生器81和/或第二超声波发生器82采用超声波震棒，超声波震棒沿垂直于所述盘管部的方向延伸，在清洗时保证每个盘管部的清洗效果。

具体设计方式中，第一超声振动棒81位于第一蒸发管31下方，第二超声振动棒82位于第二蒸发管32下方。在实际设计时，为了便于管路连接，多个蒸发室内的蒸发管通过总管路持续供应冷媒。因此，在一个蒸发室内的蒸发管组清洗过程中，随着底部排放阀关闭，废水在蒸发室内逐渐升高，由于蒸发管的作用，废水积累热量导致温度升高。因此，在隔板的具体设计方式中，隔板包括依次连接的进风部11、隔液部12和出风部13，所述进风部11位于进风腔内，所述隔液部12位于排液腔内，所述出风部13位于出风腔内，所述进风部11的高度大于所述出风部13的高度。当蒸发室液位达到与相邻逆流蒸发区之间隔板高度后，在高度差和进风风压的作用下，废水开始从该蒸发室的逆流蒸发区向相邻蒸发室的逆流蒸发区溢流，且该蒸发室内的废水会保持从顺流蒸发区流向逆流蒸发区的流动状态，减少热量的聚积。

在实际操作时，可在排液口处设置压力传感器9，用于检测蒸发室内废水的压力，当蒸发室底部的压力到达某一值且不再发生变化时，即判断蒸发室的液位已满，蒸发管和超声波发生器处于完全浸没状态，超声波发生器即可开始清洗。

为了避免蒸发后的废液从底部排液口排出时对风路的扰动影响，在排液区的具体设计方式中，所述隔液部12上设有的导风板2，导风板2具有从顺流蒸发区向逆流蒸发区方向延伸的弧形结构，保证进风口的通入的风依次经过进风腔、排液腔和出风腔的气流走向。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高盐有机废水处理蒸发塔，其特征在于，包括：塔体（1）、废水喷淋机构、蒸发管组和捕沫器（4）；

捕沫器（4）包括竖直相对布置的第一端板（41）、第二端板（42）和安装在两个端板之间的多个折流板（43），第一端板（41）和第二端板具有同轴布置的圆形结构，第一端板（41）中部设有开口且多个折流板（43）围绕所述开口沿环形分布；

塔体（1）底部设有排液口且顶部设有出风口，塔体（1）侧壁设有进风口，废水喷淋机构、蒸发管组和捕沫器位于塔体（1）内，废水喷淋机构位于蒸发管组上方，捕沫器水平安装在蒸发管组上方；

塔体（1）内设有进风腔、排液腔和出风腔，进风腔和出风腔并排布置且二者底部通过排液腔连通，所述进风口位于进风腔顶部，所述出风口位于出风腔顶部，所述排液口位于排液腔底部；

蒸发管组包括位于所述进风腔内的至少一个第一蒸发管（31）和位于所述出风腔内的至少一个第二蒸发管（32），废水喷淋机构包括位于第一蒸发管（31）上方的第一喷淋单元和位于第二蒸发管（32）上方的第二喷淋单元，捕沫器（4）位于所述出风腔内且位于第二喷淋单元上方；

还包括：清洗喷淋机构，捕沫器（4）可转动安装在所述出风腔内，清洗喷淋机构安装在所述出风腔内用于清洗捕沫器；

清洗喷淋机构包括内壁喷淋单元（61）和外壁喷淋单元（62），外壁喷淋单元（62）位于捕沫器上方，内壁喷淋单元（61）一端穿过第一端板（41）的开口伸入捕沫器内部，内壁喷淋单元（61）和外壁喷淋单元（62）的喷淋头均朝下布置。

2.根据权利要求1所述的高盐有机废水处理蒸发塔，其特征在于，折流板（43）与圆周的径向呈预设夹角。

3.根据权利要求1所述的高盐有机废水处理蒸发塔，其特征在于，第二端板（42）上设有水平伸出的转轴（47），转轴（47）外壁设有限位凸起（470）。

4.根据权利要求1所述的高盐有机废水处理蒸发塔，其特征在于，塔体（1）内设有用于安装捕沫器（4）的支撑架（44），支撑架（44）上设有分别用于支撑第一端板（41）和第二端板（42）的第一轨道轮组和第二轨道轮组，每个轨道轮组的轨道轮（45）围绕其对应端板分布。

5.根据权利要求3所述的高盐有机废水处理蒸发塔，其特征在于，还包括锁紧盖（46），塔体（1）外壁设有向外伸出的安装部，所述安装部中部设有供转轴（47）穿出的安装孔且外壁设有外螺纹，所述限位凸起（470）位于所述安装部远离第二端板（42）一侧，所述安装部朝向所述限位凸起（470）一侧设有与限位凸起（470）配合的周向限位结构（101），锁紧盖（46）位于所述限位凸起（470）远离所述安装部一侧，锁紧盖（46）中部设有开口且通过所述开口套设在转轴（47）外部螺纹安装在所述安装部上。

6.根据权利要求1所述的高盐有机废水处理蒸发塔，其特征在于，还包括压差传感器（10），所述出风腔侧壁设有第一检测口和第二检测口，第一检测口位于捕沫器（4）上方，第二检测口位于捕沫器（4）和第二喷淋单元（52）之间，压差传感器（10）安装在第一检测口和第二检测口之间的检测管路上。