CN205773844U - 一种无需冷却水的高盐废水三效蒸发结晶装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种无需冷却水的高盐废水三效蒸发结晶装置，属于蒸发结晶技术领域。本实用新型的一种无需冷却水的高盐废水三效蒸发结晶装置，包括蒸发结晶单元、固液分离单元、冷凝单元和真空单元，高盐废水原液进入凉水池中汇集换热后通过中间泵依次逆流经过冷凝单元的冷凝器、以及三效蒸发器、二效蒸发器和一效蒸发器预热后进入三效蒸发结晶单元中；同时，利用凉水池汇集废水并通过冷却循环泵为多效蒸发结晶装置产生的二次蒸汽冷凝，无需额外的冷却水系统冷凝，节省了能源和设备投资成本，具有蒸发温度低、能耗低、蒸发结晶效率高、能连续稳定生产、操作简单、治理过程不需添加其他助剂、运行费用低、环保效益明显等诸多优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种蒸发结晶装置，更具体地说，涉及一种无需冷却水的高盐废水三效蒸发结晶装置。
背景技术
在某企业生产中，产生的高盐废水的盐总含量为10％，pH值为7，这些高盐废水如果没有得到正确的处理就行排放，势必会对环境造成不可逆转的损害；另一方面，上述高盐废水中含有大量的盐，该废水进入生化池也可能导致生化池内的细菌无法存活，目前业内都在寻求一种高效节能除盐的处理技术。根据该企业的生产状况，每天需要处理高盐废水量达100吨，要求处理设备的处理能力达到5吨/小时，处理设备的工作负荷较大，传统蒸发结晶装置需要消耗蒸汽量多，而且需要专门配备冷却水池及其配套的冷却水循环泵和冷却塔等，造成设备投资成本高、能源消耗多、运行费用高，难以达到企业对该类高盐废水的处理要求。
发明内容
1.实用新型要解决的技术问题
本实用新型的目的在于克服现有高盐废水蒸发结晶装置存在的上述不足，提供一种无需冷却水的高盐废水三效蒸发结晶装置，采用本实用新型的技术方案，具有蒸发温度低、能耗低、蒸发结晶效率高、能连续稳定生产、操作简单、治理过程不需添加其他助剂、运行费用低、环保效益明显等诸多优点，可以广泛用于盐卤、芒硝、硫酸钾、氟化钠、烧碱、亚硫酸钠、硫酸锰、氯化纳、氯化钡、氯化钙、氧化铝、硫酸铵、氯化铵、硝酸钠、硫酸钠、硫酸镁、硫酸锌等高盐废水溶液的蒸发结晶。
2.技术方案
为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：
本实用新型的一种无需冷却水的高盐废水三效蒸发结晶装置，包括蒸发结晶单元、固液分离单元、冷凝单元和真空单元，其中，
所述的蒸发结晶单元包括一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器、一效分离器、二效结晶分离器和三效结晶分离器，高盐废水原液进入凉水池中汇集换热后通过中间泵依次逆流经过冷凝单元的冷凝器、以及三效蒸发器、二效蒸发器和一效蒸发器预热，之后进入一效分离器内，该一效分离器与一效蒸发器形成蒸发浓缩循环，一效分离器内的浓缩液靠压差顺流进入二效结晶分离器内，该二效结晶分离器与二效蒸发器通过二效循环泵形成蒸发浓缩循环，二效结晶分离器内的浓缩晶浆液通过二效出料泵打入三效结晶分离器，该三效结晶分离器与三效蒸发器通过三效循环泵形成蒸发浓缩循环，三效结晶分离器内的浓缩晶浆液通过三效出料泵打入固液分离单元中；所述的一效分离器内的二次蒸汽进入二效蒸发器的壳程加热，所述的二效结晶分离器内的二次蒸汽进入三效蒸发器的壳程加热，所述的三效结晶分离器内的二次蒸汽进入冷凝单元中；来自锅炉生蒸汽进入一效蒸发器的壳程加热后形成的蒸汽冷凝水依次经过二效蒸发器、三效蒸发器和冷凝单元的冷凝蒸发分离器闪蒸后进入储水罐；
所述的固液分离单元包括旋液分离器、稠厚器、离心机和母液罐，来自三效出料泵的浓缩晶浆液进入旋液分离器内，旋液分离器内的浓缩液回流到三效结晶分离器内，旋液分离器内的浓缩晶浆进入稠厚器内结晶增浓，稠厚器内的浓缩液进入母液罐内，并通过母液泵回流到三效结晶分离器内，稠厚器内的晶浆进入离心机中分离出盐粉体，离心液回流到母液罐内；
所述的冷凝单元包括冷凝器和冷凝蒸发分离器，来自三效结晶分离器内的二次蒸汽进入冷凝器的壳程换热冷凝，冷凝器内的不凝气体进入真空单元，冷凝器内冷凝下来的冷凝液流入冷凝蒸发分离器内，凉水池通过冷却循环泵与冷凝器、冷凝蒸发分离器形成冷却循环；冷凝蒸发分离器内的冷凝液通过污冷凝液泵进入污冷凝液处理中心；
所述的真空单元包括气液分离罐和真空泵，所述的冷凝器的不凝气体出口通过气液分离罐连接至真空泵。
更进一步地，所述的一效蒸发器、二效蒸发器和三效蒸发器均采用列管式蒸发器。
更进一步地，所述的一效分离器上设有观察孔、温度计和真空表。
更进一步地，所述的二效结晶分离器和三效结晶分离器的底部均设有OSLO结晶器，且二效结晶分离器和三效结晶分离器上还设有观察孔、温度计和真空表。
更进一步地，所述的冷凝器采用列管式冷凝器。
更进一步地，所述的冷凝蒸发分离器采用鼓风式喷雾冷却塔。
更进一步地，所述的二效循环泵、三效循环泵、二效出料泵、三效出料泵、母液泵、中间泵、冷却循环泵和污冷凝液泵均采用单级单吸悬臂式化工离心泵。
更进一步地，所述的真空泵采用水环式真空泵。
更进一步地，所述的离心机采用卧式螺旋卸料过滤离心机。
3.有益效果
采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：
本实用新型的一种无需冷却水的高盐废水三效蒸发结晶装置，其利用凉水池汇集废水并通过冷却循环泵为多效蒸发结晶装置产生的二次蒸汽冷凝，无需额外的冷却水系统冷凝，从而省去了冷却塔等设备，节省了能源和设备投资成本，具有蒸发温度低、能耗低、蒸发结晶效率高、能连续稳定生产、操作简单、治理过程不需添加其他助剂、运行费用低、环保效益明显等诸多优点，可以广泛用于盐卤、芒硝、硫酸钾、氟化钠、烧碱、亚硫酸钠、硫酸锰、氯化纳、氯化钡、氯化钙、氧化铝、硫酸铵、氯化铵、硝酸钠、硫酸钠、硫酸镁、硫酸锌等高盐废水溶液的蒸发结晶。
附图说明
图1为本实用新型的一种无需冷却水的高盐废水三效蒸发结晶装置的结构示意图。
示意图中的标号说明：
E201、一效蒸发器；E202、二效蒸发器；E203、三效蒸发器；E204、冷凝器；S200、离心机；S201、一效分离器；S202、冷凝蒸发分离器；A201、二效结晶分离器；A202、三效结晶分离器；XY201、旋液分离器；V101、凉水池；V201、稠厚器；V202、母液罐；V203、气液分离罐；VP201、真空泵；P201、二效循环泵；P202、三效循环泵；P203、二效出料泵；P204、三效出料泵；P205、母液泵；P206、中间泵；P207、冷却循环泵；P208、污冷凝液泵。
具体实施方式
为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。
实施例
本实施例的一种无需冷却水的高盐废水三效蒸发结晶装置，实质上是一种溶液中溶质和溶剂分离的物理过程，它的基本原理是将含有盐等溶质的水溶液，在真空状态下加热，使溶液中可挥发性的汽和水一起蒸发，通过冷凝器利用废水原液冷凝，形成冷凝水；随着溶液的体积减小，溶液中不可挥发的溶质盐的浓度增加，形成盐的过饱和溶液；通过旋液分离、稠厚晶浆进入离心机进行固液分离，提取固形物。结合图1所示，本实施例的蒸发结晶装置具体包括蒸发结晶单元、固液分离单元、冷凝单元和真空单元，其中，
蒸发结晶单元包括一效蒸发器E201、二效蒸发器E202、三效蒸发器E203、一效分离器S201、二效结晶分离器A201和三效结晶分离器A202，高盐废水原液进入凉水池V101中汇集换热后通过中间泵P206依次逆流经过冷凝单元的冷凝器E204、以及三效蒸发器E203、二效蒸发器E202和一效蒸发器E201预热，之后进入一效分离器S201内，该一效分离器S201与一效蒸发器E201形成蒸发浓缩循环，一效分离器S201内的浓缩液靠压差顺流进入二效结晶分离器A201内，该二效结晶分离器A201与二效蒸发器E202通过二效循环泵P201形成蒸发浓缩循环，二效结晶分离器A201内的浓缩晶浆液通过二效出料泵P203打入三效结晶分离器A202，该三效结晶分离器A202与三效蒸发器E203通过三效循环泵P202形成蒸发浓缩循环，三效结晶分离器A202内的浓缩晶浆液通过三效出料泵P204打入固液分离单元中；一效分离器S201内的二次蒸汽进入二效蒸发器E202的壳程加热，二效结晶分离器A201内的二次蒸汽进入三效蒸发器E203的壳程加热，三效结晶分离器A202内的二次蒸汽进入冷凝单元中；来自锅炉生蒸汽进入一效蒸发器E201的壳程加热后形成的蒸汽冷凝水依次经过二效蒸发器E202、三效蒸发器E203和冷凝单元的冷凝蒸发分离器S202闪蒸后进入储水罐。高盐废水原液直接经过冷凝单元的冷凝器E204、以及三效蒸发器E203、二效蒸发器E202和一效蒸发器E201预热，充分利用的蒸汽的热能，提高了蒸发浓缩效率，更加节能环保。二效结晶分离器A201与二效蒸发器E202通过二效循环泵P201强制循环，三效结晶分离器A202与三效蒸发器E203通过三效循环泵P202强制循环，物料流速高，冲刷力强，延缓或避免了蒸发器换热管结垢。
固液分离单元包括旋液分离器XY201、稠厚器V201、离心机S200和母液罐V202，来自三效出料泵P204的浓缩晶浆液进入旋液分离器XY201内，旋液分离器XY201内的浓缩液回流到三效结晶分离器A202内，旋液分离器XY201内的浓缩晶浆进入稠厚器V201内结晶增浓，稠厚器V201内的浓缩液进入母液罐V202内，并通过母液泵P205回流到三效结晶分离器A202内，稠厚器V201内的晶浆进入离心机S200中分离出盐粉体，离心液回流到母液罐V202内。
冷凝单元包括冷凝器E204和冷凝蒸发分离器S202，来自三效结晶分离器A202内的二次蒸汽进入冷凝器E204的壳程换热冷凝，冷凝器E204内的不凝气体进入真空单元，冷凝器E204内冷凝下来的冷凝液流入冷凝蒸发分离器S202内，凉水池V101通过冷却循环泵P207与冷凝器E204、冷凝蒸发分离器S202形成冷却循环；冷凝蒸发分离器S202内的冷凝液通过污冷凝液泵P208进入污冷凝液处理中心。
真空单元包括气液分离罐V203和真空泵VP201，冷凝器E204的不凝气体出口通过气液分离罐V203连接至真空泵VP201。
本实施例的一种无需冷却水的高盐废水三效蒸发结晶装置，采用真空外循环浓缩，一是降低蒸发温度；二是提高蒸发速度；三是降低能耗；四是降低物料的结垢，保证蒸发装置的正常运行和使用寿命。
在本实施例中，一效蒸发器E201、二效蒸发器E202和三效蒸发器E203均采用列管式蒸发器，蒸发器的管程均采用Φ32×2mm无缝管，壳程材质均采用Q235B/10mm材料；其中：一效蒸发器E201和二效蒸发器E202的蒸发有效面积为60m2，三效蒸发器E203的蒸发有效面积为75m2；一效蒸发器E201、二效蒸发器E202和三效蒸发器E203上特殊设计有预热器。
一效分离器S201上设有观察孔、温度计和真空表，其材质均采用Q235B/12mm材料，外形尺寸均为Φ1200×4000mm。
二效结晶分离器A201和三效结晶分离器A202的底部均设有OSLO结晶器，结晶效率高，不易堵塞结垢，且二效结晶分离器A201和三效结晶分离器A202上还设有观察孔、温度计和真空表，其材质均采用Q235B/16mm材料，其中二效结晶分离器A201的外形尺寸为Φ1400×6500mm；三效结晶分离器A202的外形尺寸为Φ1600×6500mm。
冷凝器E204采用列管式冷凝器，其管程采用Φ32×2mm无缝管，壳程材质采用Q235B/12mm材料，冷凝有效面积为75m2；并且，冷凝器E204的底部加装有储水罐。
冷凝蒸发分离器S202采用鼓风式喷雾冷却塔，型号为YJDWL-G-300，材质为玻璃钢，外形尺寸为4500×4500×7000mm，风机功率11KW。
二效循环泵P201、三效循环泵P202、二效出料泵P203、三效出料泵P204、母液泵P205、中间泵P206、冷却循环泵P207和污冷凝液泵P208均采用单级单吸悬臂式化工离心泵。其中，二效循环泵P201、三效循环泵P202和冷却循环泵P207的型号为HJ150-125-250A，铸铁材质，机械密封，流量为182m3/h，扬程为10米，配套功率为18.5KW；二效出料泵P203、三效出料泵P204、母液泵P205和污冷凝液泵P208的型号为HJ65-40-315，铸铁材质，机械密封，流量为12.5m3/h，扬程为32米，配套功率：5.5KW；中间泵P206的型号为HJ50-32-250B，铸铁材质，机械密封，流量为11m3/h，扬程为50米，配套功率为11KW。
真空泵VP201采用水环式真空泵(2SK-12)，材质为铸铁，机械密封，抽气速率为12m3/min，极限真空为33hPa，配套功率为22KW。
离心机S200采用卧式螺旋卸料过滤离心机(LWL-450型)，装料容积400L，配备功率为22KW。
采用本实施例的一种无需冷却水的高盐废水三效蒸发结晶装置，还具有以下优点：
A、节能：蒸汽耗量0.28kg汽/kg废水；
B、顺流蒸发，低温出料；
C、二效、三效蒸发器采用强制循环，蒸发器内物料流速高，冲刷力强，延缓或避免蒸发器换热管结垢；
D、结晶器采用OSLO结晶器，结晶效率高，不易堵塞结垢；
E、工艺流程简单，自动控制，易于操作。
本实用新型的一种无需冷却水的高盐废水三效蒸发结晶装置，其利用凉水池汇集废水并通过冷却循环泵为多效蒸发结晶装置产生的二次蒸汽冷凝，无需额外的冷却水系统冷凝，从而省去了冷却塔等设备，节省了能源和设备投资成本，还具有蒸发温度低、能耗低、蒸发结晶效率高、能连续稳定生产、操作简单、治理过程不需添加其他助剂、运行费用低、环保效益明显等诸多优点，可以广泛用于盐卤、芒硝、硫酸钾、氟化钠、烧碱、亚硫酸钠、硫酸锰、氯化纳、氯化钡、氯化钙、氧化铝、硫酸铵、氯化铵、硝酸钠、硫酸钠、硫酸镁、硫酸锌等高盐废水溶液的蒸发结晶。
以上示意性地对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种无需冷却水的高盐废水三效蒸发结晶装置，其特征在于：包括蒸发结晶单元、固液分离单元、冷凝单元和真空单元，其中，
所述的蒸发结晶单元包括一效蒸发器(E201)、二效蒸发器(E202)、三效蒸发器(E203)、一效分离器(S201)、二效结晶分离器(A201)和三效结晶分离器(A202)，高盐废水原液进入凉水池(V101)中汇集换热后通过中间泵(P206)依次逆流经过冷凝单元的冷凝器(E204)、以及三效蒸发器(E203)、二效蒸发器(E202)和一效蒸发器(E201)预热，之后进入一效分离器(S201)内，该一效分离器(S201)与一效蒸发器(E201)形成蒸发浓缩循环，一效分离器(S201)内的浓缩液靠压差顺流进入二效结晶分离器(A201)内，该二效结晶分离器(A201)与二效蒸发器(E202)通过二效循环泵(P201)形成蒸发浓缩循环，二效结晶分离器(A201)内的浓缩晶浆液通过二效出料泵(P203)打入三效结晶分离器(A202)，该三效结晶分离器(A202)与三效蒸发器(E203)通过三效循环泵(P202)形成蒸发浓缩循环，三效结晶分离器(A202)内的浓缩晶浆液通过三效出料泵(P204)打入固液分离单元中；所述的一效分离器(S201)内的二次蒸汽进入二效蒸发器(E202)的壳程加热，所述的二效结晶分离器(A201)内的二次蒸汽进入三效蒸发器(E203)的壳程加热，所述的三效结晶分离器(A202)内的二次蒸汽进入冷凝单元中；来自锅炉生蒸汽进入一效蒸发器(E201)的壳程加热后形成的蒸汽冷凝水依次经过二效蒸发器(E202)、三效蒸发器(E203)和冷凝单元的冷凝蒸发分离器(S202)闪蒸后进入储水罐；
所述的固液分离单元包括旋液分离器(XY201)、稠厚器(V201)、离心机(S200)和母液罐(V202)，来自三效出料泵(P204)的浓缩晶浆液进入旋液分离器(XY201)内，旋液分离器(XY201)内的浓缩液回流到三效结晶分离器(A202)内，旋液分离器(XY201)内的浓缩晶浆进入稠厚器(V201)内结晶增浓，稠厚器(V201)内的浓缩液进入母液罐(V202)内，并通过母液泵(P205)回流到三效结晶分离器(A202)内，稠厚器(V201)内的晶浆进入离心机(S200)中分离出盐粉体，离心液回流到母液罐(V202)内；
所述的冷凝单元包括冷凝器(E204)和冷凝蒸发分离器(S202)，来自三效结晶分离器(A202)内的二次蒸汽进入冷凝器(E204)的壳程换热冷凝，冷凝器(E204)内的不凝气体进入真空单元，冷凝器(E204)内冷凝下来的冷凝液流入冷凝蒸发分离器(S202)内，凉水池(V101)通过冷却循环泵(P207)与冷凝器(E204)、冷凝蒸发分离器(S202)形成冷却循环；冷凝蒸发分离器(S202)内的冷凝液通过污冷凝液泵(P208)进入污冷凝液处理中心；
所述的真空单元包括气液分离罐(V203)和真空泵(VP201)，所述的冷凝器(E204)的不凝气体出口通过气液分离罐(V203)连接至真空泵(VP201)。
2.根据权利要求1所述的一种无需冷却水的高盐废水三效蒸发结晶装置，其特征在于：所述的一效蒸发器(E201)、二效蒸发器(E202)和三效蒸发器(E203)均采用列管式蒸发器。
3.根据权利要求1所述的一种无需冷却水的高盐废水三效蒸发结晶装置，其特征在于：所述的一效分离器(S201)上设有观察孔、温度计和真空表。
4.根据权利要求1所述的一种无需冷却水的高盐废水三效蒸发结晶装置，其特征在于：所述的二效结晶分离器(A201)和三效结晶分离器(A202)的底部均设有OSLO结晶器，且二效结晶分离器(A201)和三效结晶分离器(A202)上还设有观察孔、温度计和真空表。
5.根据权利要求1所述的一种无需冷却水的高盐废水三效蒸发结晶装置，其特征在于：所述的冷凝器(E204)采用列管式冷凝器。
6.根据权利要求1所述的一种无需冷却水的高盐废水三效蒸发结晶装置，其特征在于：所述的冷凝蒸发分离器(S202)采用鼓风式喷雾冷却塔。
7.根据权利要求1所述的一种无需冷却水的高盐废水三效蒸发结晶装置，其特征在于：所述的二效循环泵(P201)、三效循环泵(P202)、二效出料泵(P203)、三效出料泵(P204)、母液泵(P205)、中间泵(P206)、冷却循环泵(P207)和污冷凝液泵(P208)均采用单级单吸悬臂式化工离心泵。
8.根据权利要求1所述的一种无需冷却水的高盐废水三效蒸发结晶装置，其特征在于：所述的真空泵(VP201)采用水环式真空泵。
9.根据权利要求1所述的一种无需冷却水的高盐废水三效蒸发结晶装置，其特征在于：所述的离心机(S200)采用卧式螺旋卸料过滤离心机。
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