CN202605748U

CN202605748U - 一种循环浓缩装置

Info

Publication number: CN202605748U
Application number: CN 201220097979
Authority: CN
Inventors: 李国文; 包长春; 姬小龙; 赵恩涛; 柳萌; 马书
Original assignee: Beijing Biotechina Environment Corpltd
Current assignee: CAMDEX (BEIJING) ENERGY ENVIRONMENT SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd.
Priority date: 2012-03-15
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2022-03-15

Abstract

本实用新型公开了一种循环浓缩装置，所述腔体从上至下为依次连通的抽气装置、筒体、浓缩室，所述筒体从上至下依次包括：布水层，包括布水干管，以及与其连接的多个布水支管，所述布水支管向下设置有多个雾化喷头；蒸发层，包括蒸发填料及支撑，所述填料的间距为50-150mm；缓冲层，所述缓冲层为一空腔，在其侧壁上开有进风口；所述浓缩室被一溢流板隔成浓水沉淀室和浓水循环室，所述浓水沉淀室和缓冲层连通，所述浓水沉淀室内设有浓水沉淀器；所述浓水循环室设有浓水循环口，所述浓水循环口通过循环系统和布水干管连通。含盐水进入循环浓缩装置后在浓水排放口可以得到任意浓度的含盐水，整套装置的运行温度低于60℃、压力为常压。

Description

一种循环浓缩装置

技术领域

本实用新型涉及一种浓缩装置，更准确地说，涉及一种可以应用于各行各业含盐水浓缩的循环浓缩装置。

背景技术

随着近年来经济的快速发展，各行各业对水资源的回收达到了新的阶段，为提高水的回收效率，膜技术被广泛采用，在进行回收水资源的同时产生大量的含盐量在5‰以上的废水；针对这些废水常规的处理方式有直接排放、直接回用、特殊膜浓缩、蒸发、结晶等多种方式。

直接排放，将盐分含量增加后再排放至受纳水体，在污染物的总量上没能实现减少，反而增加了受纳水体的含盐浓度。

直接回用，将含盐水用作冲灰水等对水质要求不严格的场所，但是这一方法对含盐水的消化能力有限。

特殊膜浓缩，将含盐水利用特殊的高压膜进行浓缩，进一步回收盐分，这种方式对其预处理要求比较严格，同时浓盐水的含盐量最高能够提高到8％左右，难以进一步提高。

蒸发结晶，包括自然蒸发和强制蒸发两种方式。采用自然蒸发要求有大量的闲置土地和较高的蒸发量，一般的单位很难提供大面积的土地供使用；另一方面，自然蒸发还受到地域的限制，在我国北方少雨，且蒸发量也很大的地方可以应用，在南方多雨的地方一般不适用；由于环境的复杂性，自然蒸发产生的盐类物质品相较低，其回收利用的价值不高，同时，对自然蒸发场地的管理也很复杂；再次，采用自然蒸发对水资源和土地资源也是一种巨大的浪费，这和资源越来越紧缺的今天是背道而驰的。采用强制蒸发结晶方式是通过外加能量的方式加快废水的蒸发速度，从而实现水的蒸发。调查显示，将废水强制蒸发投资和吨水处理成本均较高，同时，由于废水组成的复杂性，导致在利用MEE(多效蒸发)、MVR(蒸汽再压缩蒸发)以及闪蒸等方式时，导致换热器受热不均、蒸发效率降低等现象，使得最终的结果难以令人满意；受到工艺本身的限制，使得这些蒸发方式能够得到浓盐水的浓度也受到一定的限制，调查显示，采用强制蒸发得到浓盐水的最高浓度一般以30％为上限，难以有进一步的提高，使其应用范围受到很大的制约。

结晶：将盐分从溶液中提取出来的过程。结晶的运行要求将含盐水浓缩到一定的浓度才能利用，同时对温度、压力、设备材质等方面要求严格，调查显示很多应用结晶阶段的设备不能正常工作的概率在60％以上，往往成了整个工艺的瓶颈。

综上，针对含盐水的浓缩，如何实现正常运行并得到既定浓度的含盐水变得至关重要。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有盐水浓缩技术中的问题，提供一种运行稳定、工作温度低、工作压力低、使用寿命长、可以得到任意高于进水浓度的含盐水、并得到结晶盐的在低温、低压下运行的一种循环浓缩装置。

本实用新型的技术方案是：一种循环浓缩装置，包括腔体，所述腔体从上至下为依次连通的抽气装置、筒体、浓缩室，所述筒体从上至下依次包括：

布水层，包括布水干管，以及与其连接的多个布水支管，所述布水支管向下设置有多个雾化喷头；

蒸发层，包括蒸发填料及支撑，所述填料的间距为50-150mm；

缓冲层，所述缓冲层为一空腔，在其侧壁上开有进风口；

所述浓缩室被一溢流板隔成浓水沉淀室和浓水循环室，所述浓水沉淀室和缓冲层连通，所述浓水沉淀室内设有浓水沉淀器；所述浓水循环室设有浓水循环口，所述浓水循环口通过循环系统和布水干管连通。

优选的是，所述循环系统包括依次连通的循环水泵、浓水循环管、供水管、循环水泵进水管、循环水泵出水管；所述浓水循环管和浓水循环口连通；所述循环水泵出水管和布水干管连通；所述进水管上设有监测其进水流量的流量计。

优选的是，所述循环水泵出水管上设有流量计及流量调节阀。

优选的是，所述循环水泵的工作压力低于1.6MPa，工作温度低于60℃。

优选的是，所述抽气装置外形为双曲线形，内部设置变频蒸汽抽吸机。

优选的是，在所述布水层和抽气装置之间还设有除泡层，所述除泡层设有蒸汽能够快速通过的多孔型无机材质板。

优选的是，在所述缓冲层和浓缩室之间还设有收缩段，所述收缩段为内径渐小的腔体，所述收缩段内设置有导流装置，所述导流装置为两端宽度不同的明渠，其一端宽度和缓冲层下部的宽度相同并紧密结合，另一端宽度与浓水沉淀室顶部宽的度相同并紧密结合。

优选的是，所述浓水沉淀器为斜板沉淀器。

优选的是，所述浓水循环室内设置有加热器及搅拌机。

优选的是，所述搅拌机为桨式搅拌机。

优选的是，所述加热器为管式加热器，包括设置在浓水循环室内的加热管，以及连通加热管的热介质进口和热介质出口。

优选的是，所述循环系统中设有加热装置。

优选的是，所述进风口包括湿度仪和受控于风门的风口。

优选的是，还设有控制整个循环浓缩装置的自动控制系统。

本实用新型的有益效果是：含盐水进入循环浓缩装置后在浓水排放口可以得到任意浓度的含盐水，整套装置的运行温度低于60℃、压力为常压。可以实现全自动控制，系统运行稳定、故障率低。

附图说明

图1为本实用新型循环浓缩装置的结构示意图。

图2为本实用新型循环水泵处的局部放大图。

图3为本实用新型抽气装置处的局部放大图。

图4为本实用新型筒体处的局部放大图。

图5为本实用新型布水系统的结构示意图。

图6为本实用新型进风口的结构示意图。

图7为本实用新型收缩段的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。

如图1所示，本实用新型为一种循环浓缩装置，其包括循环系统1、腔体2，本实用新型还可以包括装置的自动控制系统3。所述循环系统1由循环水泵11、浓水循环管12、供水管13、循环水泵进水管14及循环水泵出水管15组成；所述腔体2从上至下由抽气装置21、筒体22、收缩段23及浓缩室24组成；所述自动控制系统3由电脑31(含控制软件)、数据采集系统32、数据线33构成。

如图2所示，所述供水管13上设有电磁流量计131、温度计132，优选的是，流量和温度可以通过传感器及数据线和自动控制系统3相关联；所述循环泵出水管15上设置的电磁流量计151、流量调节阀152、温度计153及压力传感器154均可与自动控制系统3相关联；所述循环泵11优选采用变频控制泵，其工作状态由自动控制系统3控制，所述循环泵进水管14和供水管13和浓水循环管12连接，所述浓水循环管12上设置流量调节阀121及温度计122并和自动控制系统相关联。

如图3所示，所述抽气装置21由抽气口211及设置在抽气口211内的抽气机212组成，所述抽气口为双曲线瓶口型，但不仅限于双曲线瓶口型，所述抽气机212为变频控制并与自动控制系统3相关联。

如图4所示，抽气装置21下方的是筒体22，所述筒体22从上至下依次包括除泡层221、布水层222、蒸发层223、缓冲层224。所述除泡层221包括支撑2212，以及位于其上的除泡介质2211，优选的是，还可以设置检修人孔2213。所述除泡介质2211的孔径是均匀的，根据来水情况孔径在1-3mm之间选择，除泡介质的材料根据含盐水的腐蚀性进行选择，所述除泡介质厚度为50-100mm。所述布水层222由布水系统2221、检修人孔2222及进水口2223组成。所述蒸发层223由蒸发填料2231及支撑2232组成，所述蒸发填料为表面不平整但不仅限于表面不平整的波纹但不仅限于波纹组成的波纹板。其间距为50-150mm，倾角为60°，高度为1000mm。所述缓冲层224由进风口2241及检修人孔2242组成。

如图5所示，所述布水系统2221包括布水干管22211，以及与其连接的多个布水支管22212，所述布水支管22212向下设置有多个雾化喷头22213。

如图6所示，本图为位于缓冲层周边中部的进风口2241，缓冲层为一空腔，起作用为保证蒸发层残留液的均匀布置及进风口进风的均匀分布，所述进风口2241由风口22411、风门22412及湿度仪22413组成，进风口2241为自动但不仅限于自动控制，单个风口为矩形但不仅限于矩形，面积根据供水量情况在0.5-10m²变化，风口在缓冲层四周同一高度均匀分布。

如图7所示，所述收缩段23包括收缩呈一定锥度的腔体231以及检修人孔232。收缩段腔体内含导流装置2311，导流装置由两端宽度不同的明渠构成，其一端宽度和缓冲层下部的宽度相同并紧密结合，另一端宽度与浓水沉淀室顶部宽的度相同并紧密结合，从而使蒸发层降落下来的浓缩液经其导流进入到浓水沉淀室中。收缩段23的下端连接有浓缩室24，所述浓缩室24由浓水沉淀室241及浓水循环室242组成，本实用新型的浓水沉淀室241及浓水循环室242分别平行位于浓缩室的左右侧，也可以理解为所述浓缩室24被一溢流板隔开，一侧为浓水沉淀室241，另一侧为浓水循环室242。所述浓水沉淀室241内设有浓水沉淀器2411，下端设有浓水排出口2412，液位计2413组成；所述浓水沉淀器2411由斜板(含支撑)但不仅限于斜板组成。所述浓水循环室242由加热器2421、搅拌机2422及浓水循环口2423组成，浓水循环口2423连接到浓水循环管12中。所述加热器2421为管式但不仅限于管式加热器，由加热管24211、热介质进口24212、热介质出口24213组成，所述热介质进口24212上可以设置温度计(图中未显示)及流量调节阀(图中未显示)，流量计及流量调节阀通过变送器及数据线与自动控制系统3相关联并接受其控制，所述搅拌机2422为桨式但不仅限于浆式搅拌机，所述搅拌机2422为变频控制，通过传感器及数据线和自动控制系统相关联并接受其控制。在循环的过程中，水逐渐变凉，因此，此处的加热器主要是为了给循环的水进行加热，所以，也可以在循环系统1中单设一个加热器。并不一定非要在浓水循环室内设置加热器。

本实用新型的工作原理及使用方法：浓缩时，来自供水管提供的污水通过浓水循环管进入到浓水循环室中对浓水循环室进行补水，补水深度需淹没加热管的最高点，然后打开加热器进水阀门进行加温，当浓水循环室内温度上升至合理范围时启动循环水泵，循环水泵出水管中流量、压力通过流量调节阀进行调节，循环水泵出水经过布水管上的雾化喷头进行雾化，同时开启抽汽机将雾化后形成的蒸汽抽出循环浓缩系统，蒸汽经过除泡层时蒸汽中携带的气泡被打破形成水滴以防止气泡携带含盐水溢出循环浓缩系统，其他未能变成蒸汽的水分自由下降到蒸发层进行蒸发，蒸发层的蒸发动力来自于缓冲层进风口进来的非饱和空气，非饱和空气经过蒸发层吸收蒸发层表面的蒸汽，形成饱和蒸汽，在抽风机的作用下溢出循环浓缩系统，经过蒸发层蒸发浓缩后的含盐水自由下降至收缩段进行收集，收集的含盐水通过导流装置进入到浓水循环室的浓水沉淀室进行沉淀，沉淀室产生的上清液进入到浓水循环室，当浓缩水经过安装在浓水循环室内的换热器时浓水温度上升，为保证浓水循环室内的温度是均匀的，利用搅拌机对浓水循环室内的浓水进行搅拌，浓水温度由循环泵出水管上的温度计检测，并与设定的温度进行调整，通过加热器上的流量调节阀调整加热介质的流量，以满足加热需求。浓水循环室出水进入浓缩循环管，如此循环反复，含盐水不断被浓缩，当盐水浓度超过其饱和浓度时将产生结晶物，结晶物通过沉淀室斜板沉淀后通过浓水排出管回收；通过调整循环流量、抽气机转速、进风口进风量及加热温度等参数可以在浓水排放口得到任意浓度的浓缩液，如果需要得到结晶物需将沉淀室得到的晶体混合液可以进行脱水回收。

实施例1

以处理量为5m³/h的循环浓缩装置为例，主要技术参数如下：

处理量：5m³/h，Na₂SO₄含量5‰，pH值7.0，悬浮物小于10mg/L，COD小于50mg/L；循环水泵流量100m³/h，扬程50m，功率18kw；供水管管径DN50，浓水循环管管径DN200，循环泵进水管管径DN200、出水管管径DN150；腔体长5m宽5m，高4m，材质为玻璃钢复合材料；抽气机功率7.5Kw；除泡层厚度50mm，材质PE纤维；布水干管管径DN100，布水支管管径DN50，雾化喷头管径DN10；蒸发层材质玻璃钢，厚度1.5mm，间距50mm，高度为1000mm；缓冲段风口规格1000x500mm，材质玻璃钢；收缩段材质玻璃钢；浓缩室长度5m，宽度3m，浓水循环室材质玻璃钢，沉淀室沉淀负荷为15m/s，斜板材料玻璃钢，间距50mm，高度1000mm；加热器加热面积20m²，加热介质为热水，压力0.4MPa，进水温度105℃，出水温度65℃；搅拌机搅拌直径3m，搅拌功率为5.5kw；系统工作温度50摄氏度，工作压力为常压；除泡层清洗周期：未清洗。

下表为经过本实用新型循环浓缩装置处理后的数据：

结论：通过改变不同的循环泵流量，可以得到不同浓度的含盐水，验证了专利权要求，运行过程稳定，全自动管理。

综上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本实用新型的技术范畴。

Claims

1.一种循环浓缩装置，其特征是：包括腔体，所述腔体从上至下为依次连通的抽气装置、筒体、浓缩室，所述筒体从上至下依次包括：

蒸发层，包括蒸发填料及支撑，所述填料的间距为50-150mm；

缓冲层，所述缓冲层为一空腔，在其侧壁上开有进风口；

2.根据权利要求1所述的循环浓缩装置，其特征是：所述循环系统包括依次连通的循环水泵、浓水循环管、供水管、循环水泵进水管、循环水泵出水管；所述浓水循环管和浓水循环口连通；所述循环水泵出水管和布水干管连通；所述进水管上设有监测其进水流量的流量计。

3.根据权利要求2所述的循环浓缩装置，其特征是：所述循环水泵出水管上设有流量计及流量调节阀。

4.根据权利要求2所述的循环浓缩装置，其特征是：所述循环水泵的工作压力低于1.6MPa，工作温度低于60℃。

5.根据权利要求1所述的循环浓缩装置，其特征是：所述抽气装置外形为双曲线形，内部设置变频蒸汽抽吸机。

6.根据权利要求1所述的循环浓缩装置，其特征是：在所述布水层和抽气装置之间还设有除泡层，所述除泡层设有蒸汽能够快速通过的多孔型无机材质板。

7.根据权利要求1所述的循环浓缩装置，其特征是：在所述缓冲层和浓缩室之间还设有收缩段，所述收缩段为内径渐小的腔体，所述收缩段内设置有导流装置，所述导流装置为两端宽度不同的明渠，其一端宽度和缓冲层下部的宽度相同并紧密结合，另一端宽度与浓水沉淀室顶部宽的度相同并紧密结合。

8.根据权利要求1所述的循环浓缩装置，其特征是：所述浓水沉淀器为斜板沉淀器。

9.根据权利要求1所述的循环浓缩装置，其特征是：所述浓水循环室内设置有加热器及搅拌机。

10.根据权利要求9所述的循环浓缩装置，其特征是：所述搅拌机为桨式搅拌机。

11.根据权利要求9所述的循环浓缩装置，其特征是：所述加热器为管式加热器，包括设置在浓水循环室内的加热管，以及连通加热管的热介质进口和热介质出口。

12.根据权利要求1所述的循环浓缩装置，其特征是：所述循环系统中设有加热装置。

13.根据权利要求1所述的循环浓缩装置，其特征是：所述进风口包括湿度仪和受控于风门的风口。

14.根据权利要求1-13任一项所述的循环浓缩装置，其特征是：还设有控制整个循环浓缩装置的自动控制系统。