CN1224697A - 用于废水的蒸发浓缩装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于废水的蒸发浓缩装置,它有一个蒸发容器(2),用来对废水进行蒸发浓缩,和一个加热器(3),用来循环地加热在蒸发容器(2)中的容器内液体,其中由蒸发容器(2)排放出所产生的蒸汽(6)的全部热能或部分热能被一个热吸收泵(29)回收,并把这些热能供应给加热器(3)。按照本发明,可以在该蒸发容器中通过有效地利用所产生的蒸汽的热能有效地进行蒸发浓缩,并且,通过稳定地保证加热蒸汽的数量可以使蒸发浓缩装置的运行稳定。

Description

用于废水的蒸发浓缩装置
本发明涉及一种用于废水的蒸发浓缩装置，更具体地说，涉及一种用于废水的蒸发浓缩装置，在该装置中来自烟道气脱硫工厂的烟道气脱硫废水的蒸发浓缩可以非常有效和稳定地进行，并且，一个小规模的装置和类似的装置是可能的。
下面将参考着图2描述一个传统的蒸发浓缩装置和采用该装置的一个处理系统。
把废水引进一个蒸发容器2或引进一个加热器3的对于已经浓缩的液体的进入管线9，并与在容器内的液体混合。借助于一个循环泵10由蒸发容器2的下部把被混合的容器内液体抽出，并做为被浓缩的液体送到加热器3，多余的已经浓缩的液体12被送到一个已经浓缩的液体罐11中。一个凝固装置14进一步做为一种已经浓缩的液体12b处理被送到已经浓缩的液体罐11的已经浓缩的液体12，并做为一种无害的固体物质15排放到系统的外面。
另外，由容器内的液体的蒸发排放出的所产生的蒸汽被送到一个冷却器7。
送到加热器3的被浓缩液体9被加热，同时通过加热器3中的加热管。加热器3是多管的圆柱形热交换器，在此装置中引进加热器3的壳体中的加热蒸汽4由于吸收潜热而凝结，潜热的这种吸收是由热交换引起的，凝结水5通过一个蒸汽俘获器被排放到系统的外面。使得已经流过加热器3的被浓缩的液体9流回到蒸发容器2中，并重复地进行蒸发浓缩。
在蒸发容器2中所产生的蒸汽6被送到冷却器7中，并在冷却器7的一个壳体中被冷却成凝结水8。冷却水(冷的)通过冷却器7的冷却管。在这些冷却水(冷的)通过热交换使所产生的蒸汽冷却以后，这些冷却水做为冷却水(热的)被排放到冷却器的外面。随后，用一个冷却塔或类似装置再次把这些冷却水(热的)冷却成冷却水(冷的)，并以循环的方式使用。一台真空泵13抽吸在冷却器7中不能凝结的气体，并排放到大气中。在这里，不能凝结的气体是指不能由于冷却而液化的气体。
使脱硫废水1与石膏一起饱和，使得加热蒸汽4的温度必须不高于75摄氏度，以防止结垢。因此，加热蒸汽4必须是低温蒸汽。
另外，由蒸发容器2所产生的蒸汽6在冷却器中凝结，并做为凝结水8返回到脱硫装置。
按照上述的先有技术，由加热器3送来的加热蒸汽的热量把在蒸发容器2中的废水加热。在蒸发容器2中被加热的所产生的蒸汽6通过热交换在冷却器7中被冷却水凝结，而所交换的热量作为在冷却塔中的蒸发热耗散到大气中。换句话说，加热蒸汽的大部分热量作为在冷却塔中的蒸发热排放到大气中。
另外，先有技术有一个缺点：由加热器3送出的加热蒸汽的数量非常大。
结果，传统的蒸发浓缩装置有一个问题，在于，做为蒸汽供应给加热器3的热能被排放到大气，使得为了再次把蒸汽4送到加热器3，需要新的热能。
另外，产生了一个问题，在于，当不能足够地把加热蒸汽供应给加热器3时，蒸发容器2中的蒸发凝结能力下降，并且，该蒸发浓缩装置的运行变得不稳定，使得不能保持废水的蒸发浓缩比不变。
鉴于上述问题，本发明进行了研究，发展了一种用于脱硫废水的蒸发浓缩装置。在此装置中，通过有效地利用所产生的蒸汽的热能，使得可以有效地在一个蒸发容器中实现蒸发浓缩，并且，通过稳定地保证加热蒸汽的数量，使蒸发浓缩装置的运行可以稳定地进行。
结果，本发明人发现：这些问题可以被一种用于废水的蒸发浓缩装置解决，该装置有一个蒸发容器，和一个用来循环地加热的加热器，其中由蒸发容器排放出的所产生的蒸汽的全部热能或部分热能被一个热吸收泵回收，并把这些热能供应给加热器。
基于这一观点实现了本发明。
这就是说，本发明提供了一种用于废水的蒸发浓缩装置，它有一个蒸发容器，用来对废水进行蒸发浓缩，和一个加热器，用来循环地加热在所述蒸发容器中的容器内液体，其中由蒸发容器排放出的所产生的蒸汽的全部热能或部分热能被一个热吸收泵回收，并把这些热能供应给加热器。
在这里，最好，所述热吸收泵使用水(H2O)做为一种致冷剂，并使用溴化锂(LiBr)溶液做为一种吸收剂(吸收液体)，该泵包括一个蒸发器，由来自所产生的蒸汽的热能使致冷剂蒸发，一个吸收器，用来吸收所述吸收剂中的致冷剂蒸汽，和一个再生换热器，用来靠使用一个驱动热源由吸收剂中蒸发致冷剂使吸收剂被浓缩，从而使它在吸收器中可以再次使用。另外，该热吸收泵可以设有一个凝结器，通过使用在再生换热器中产生的致冷剂蒸汽把循环热水再次加热。
最好，所述驱动热源是蒸汽，或是燃料燃烧的直接火焰，或燃烧气体，并且，在所述蒸发容器中的压力比大气压力低。按照本发明的用于废水的蒸发浓缩装置在下述情况下是最有效的：被所述蒸发容器蒸发浓缩的废水是把煤或油燃烧排气中的硫的氧化物除去的湿法脱硫的废水。
按照本发明的蒸发浓缩装置，与传统装置相比，可以明显地减少用于蒸发浓缩废水所必须的加热蒸汽的数量。另外，与传统装置相比，可以明显地减少用于凝结由蒸发容器所产生的蒸汽所必须的冷却器和冷却塔装置的能力。
还有，按照本发明的装置，驱动热源的蒸汽的凝结水是干净的，没有被污染，所以可以把它送回到蒸汽产生工厂，重新使用。
图1为一个设置图，示出了按照本发明的用于废水的蒸发浓缩装置的一个实施例；以及
图2为一个传统的用于废水的蒸发浓缩装置的设置图。
在图中，标号1表示脱硫废水，2表示一个蒸发容器，3表示一个加热器，4表示蒸汽，5表示凝结水，6表示所产生的蒸汽，7表示一个冷却器，8a和8b表示被凝结的水，9表示已经浓缩的水，10表示一个循环泵，11表示一个已经浓缩的液体的罐，12和12b表示已经浓缩的液体，13a表示一个真空泵，13b表示一台泵，14表示凝固装置，15表示固体物质，16表示凝结水罐，17a表示冷却水(冷的)，17b表示冷却水(热的)，18表示蒸发器，19表示吸收器，20表示再生换热器，21表示工厂蒸汽，22表示凝结水，23表示被加热的水，24表示循环水罐，25a和25b表示循环的热水，26a和26b表示泵，27表示循环的热水，28表示凝结器，以及29表示热吸收泵。
下面将参考着图1描述按照本发明的一种蒸发浓缩装置和采用此浓缩装置的一个处理系统。
在图1所示的蒸发浓缩装置与在图2中所示的传统装置不同，由蒸发容器排出的所产生的蒸汽中的全部热能或部分热能被一个热吸收泵回收，并把这些热能供应给一个加热器。
在此实施例中，如在图2中关于先有技术所解释的那样，把废水1引进一个蒸发容器2，并与在容器内的液体混合。由一个加热器3送出的循环水把被混合的容器内的液体加热，水的一部分蒸发并被浓缩。
借助于一个循环泵10由该蒸发容器2的下部把被浓缩的容器内液体抽出，并做为被浓缩的液体9送到加热器3。多余的已经浓缩的液体12被排放到系统的外面，被一个凝固装置14或类似装置处理成一种无害的固体物质。由容器内液体的蒸发所排放出的蒸汽6的全部或一部分被送到一个热吸收泵29，其余部分被送到一个冷却器7。
送到加热器3的被浓缩液体9由于热交换而被加热，同时通过加热器3中的加热管。对于加热器3通常采用多管的圆柱形热交换器，在此装置中，引进加热器3的壳体中的循环热水(热的)由于吸收潜热而被冷却成循环热水(冷的)25b，潜热的这种吸收是由热交换引起的。循环热水(冷的)25b的大部分被送到热吸收泵29，其余部分被送到蒸汽产生工厂。
在已经流过加热器3的被浓缩的液体9被容许流回到蒸发容器中以后，重复进行蒸发浓缩。在这里，供应给加热器3的循环热水25a最好是有70到80摄氏度的饱和温度的热水。
在上面的处理过程中，在蒸发容器2中的运行条件被设定成下面的值：蒸发温度：正常：45到90摄氏度
      最好：50到70摄氏度蒸发的蒸汽压力：正常：70到530乇
            最好：90到190乇
例如，如果蒸发温度低于45摄氏度，必须使蒸发容器2的内部为高真空，从而产生一个问题：需要一台高性能的真空泵，这是不经济的。如果此温度超过90摄氏度，缺点在于：石膏垢增加，在蒸发浓缩过程中用来加热的热量将增加。
在本发明中，在蒸发容器2中产生的蒸汽6的全部或一部分被送到热吸收泵29中。
热吸收泵29通常使用水做为致冷剂，而使用溴化锂做为一种吸收剂，此泵包括一个致冷剂蒸发器18，由来自所产生的蒸汽6的热能使致冷剂蒸发，一个吸收器19，用来吸收吸收剂中的致冷剂蒸汽，和一个再生换热器20，用来通过由吸收剂中蒸发致冷剂使吸收剂被浓缩，从而使它在吸收器中可以再次使用。另外，最好，热吸收泵29设有一个凝结器28，用来由再生换热器中产生的致冷剂蒸汽再次加热循环热水27。
在图1中，把所产生的蒸汽6的全部或一部分引进在热吸收泵29中的蒸发器18中。在该蒸发器18中，水被所产生的蒸汽6加热，产生低温的致冷剂蒸汽，并把这些致冷剂蒸汽供应给吸收器19。通过在热吸收泵29中致冷剂蒸汽的运动所引起的热交换，被引进的所产生的蒸汽6由于致冷剂的蒸发耗散掉热能，而在凝结器18中被凝结，随后做为一种凝结水8b由蒸发器18排出。
用在蒸发器18中产生的低压致冷剂蒸汽和来自再生换热器20的被浓缩的吸收剂供应上述的吸收器19。在此吸收器19中，被浓缩的溴化锂吸收剂吸收低压致冷剂蒸汽，转变成一种稀的溶液，并排出吸收热。这就是说，致冷剂蒸汽被吸收在有高的溴化锂浓度的被浓缩的吸收剂中，同时保存蒸汽的热焓。
把上述的有低的溴化锂浓度的稀的溶液送到再生换热器20中，并在该再生换热器20中被工厂蒸汽21加热。通过这一加热，在稀溶液中的致冷剂蒸汽(水蒸汽)被蒸发，并供应给凝结器28。另外，稀溶液被浓缩成一种浓缩的吸收剂，有高的溴化锂浓度。把这种浓缩的吸收剂再次供应给吸收器19。
把循环热水27引进吸收器19中，并被吸收热加热，进而被引进凝结器28中，在那里它被致冷剂蒸汽再次加热。随后，循环热水27做为一种高温的被加热的水23由凝结器28中排出。
给予被加热的水23的热能通常达到工厂蒸汽21的大约1.7倍，它的温度通常达到70到90摄氏度，此温度取决于被加热的水23的数量和温度。
这里，在凝结器28中已经加热了循环热水27的致冷剂蒸汽(水蒸汽)被凝结成水，如果必要，把它供应给蒸发器18。另外，在该吸收器19中已经吸收了低压致冷剂蒸汽的稀溶液被供应给再生换热器20。
这样，在热吸收泵中两次被加热的热水23被送到一个循环水罐24，并与罐24中的工厂蒸汽21的凝结水22结合。
一台泵26a把在循环水罐24中的热水做为循环热水(热的)25a送到加热器3中。引进加热器3的循环热水25a由于热交换引起的吸收潜热而被冷却，并做为循环热水(冷的)25b流出。它的一部分被做为循环热水27送到热吸收泵29中，其它部分被送到蒸汽产生工厂。
在另一方面，在蒸发容器2中产生的蒸汽6的其它部分被送到冷却器7，并在该冷却器7的壳体里被冷却成凝结水8a。在该冷却器7的冷却管中通常流过冷却水(冷的)，通过热交换冷却所产生的蒸汽6，随后做为冷却水(热的)17b被排放到该装置的外面。此后，冷却塔或类似装置再次把冷却水(热的)17b冷却成冷却水(冷的)，这样，水被循环使用。
一台真空泵13a抽吸在冷却器7中不能凝结的气体，并排放到大气中。在这里，不能凝结的气体是指不能通过冷却被液化的气体。
把由冷却器7送出的凝结水8a与由热吸收泵29送出的凝结水8b一起引进凝结水罐16中。在此凝结水罐16中也用该真空泵13a抽吸所产生的不能凝结的气体，并排放到大气中。借助于一台泵13b把在凝结水罐16中的凝结水送到一个脱硫装置中。
按照本发明的用于废水的蒸发浓缩装置不限于上述实施例，在本发明的技术概念范围内它可以有多种改变。
在按照本发明的用于废水的蒸发浓缩装置中，可以在一个蒸发容器中通过有效地利用所产生的蒸汽的热能有效地进行蒸发浓缩，并且，通过稳定地保证加热蒸汽的数量可以使蒸发浓缩装置的运行稳定。
这就是说，按照本发明，把由所产生的蒸汽得到的热能取出用来加热循环的热水，靠这样，可以以大的数量有效地供应用于加热器的加热蒸汽。于是，与传统装置相比，可以明显地减少(大约40％到50％)用于蒸发浓缩废水所必须的新的加热蒸汽的数量。另外，此蒸发浓缩装置可以稳定地运行，并可以使废水蒸发浓缩比保持常数。还有，与传统装置相比，可以明显地减少(大约40％到50％)用于凝结由蒸发容器所产生的蒸汽所必须的冷却器和冷却塔装置的能力。
还有，按照本发明的装置，驱动热源的蒸汽的凝结水是干净的，没有被污染，所以可以把它送回到蒸汽产生工厂，再次使用。

Claims (9)

1．一种用于废水的蒸发浓缩装置，它有一个蒸发容器，用来对废水进行蒸发浓缩，和一个加热器，用来循环地加热在所述蒸发容器中的容器内液体，其中由所述蒸发容器排放出所产生的蒸汽的全部热能或部分热能被一个热吸收泵回收，并把所述热能供应给所述加热器。
2．按照权利要求1所述的用于废水的蒸发浓缩装置，其特征在于，所述热吸收泵使用水做为一种致冷剂，并使用溴化锂溶液做为一种吸收剂，该泵包括一个蒸发器，由来自所产生的蒸汽的热能使致冷剂蒸发，一个吸收器，用来吸收所述吸收剂中的致冷剂蒸汽，和一个再生换热器，用来靠使用一个驱动热源由吸收剂中蒸发致冷剂使吸收剂浓缩，从而使它在吸收器中可以再次使用。
3．按照权利要求1或2所述的用于废水的蒸发浓缩装置，其特征在于，所述驱动热源是蒸汽，燃料燃烧的直接火焰，或燃料的燃烧气体。
4．按照权利要求1或2所述的用于废水的蒸发浓缩装置，其特征在于，所述驱动热源是蒸汽，通过采用所述热吸收泵把靠凝结所述蒸汽得到的凝结水的热能供应到所述加热器。
5．按照权利要求1所述的用于废水的蒸发浓缩装置，其特征在于，在所述蒸发容器中的压力比大气压力低。
6．按照权利要求1或2所述的用于废水的蒸发浓缩装置，其特征在于，被所述蒸发容器蒸发浓缩的废水是把煤或油燃烧排气中的硫的氧化物除去的湿法脱硫的废水。
7．按照权利要求3所述的用于废水的蒸发浓缩装置，其特征在于，被所述蒸发容器蒸发浓缩的废水是把煤或油燃烧排气中的硫的氧化物除去的湿法脱硫的废水。
8．按照权利要求4所述的用于废水的蒸发浓缩装置，其特征在于，被所述蒸发容器蒸发浓缩的废水是把煤或油燃烧排气中的硫的氧化物除去的湿法脱硫的废水。
9．按照权利要求5所述的用于废水的蒸发浓缩装置，其特征在于，被所述蒸发容器蒸发浓缩的废水是把煤或油燃烧排气中的硫的氧化物除去的湿法脱硫的废水。
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