CN208700619U - 一种高浓度含盐废水的蒸发装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高浓度含盐废水的蒸发装置，包括：蒸发室、废水进料口、超声波雾化器、空气加热器、蒸发气体排出口、蒸发气体冷却器和气液分离器，其中，超声波雾化器设置在蒸发室的内部，用于将从废水进料口进入的高浓度含盐废水进行雾化，形成小液滴，并分散到蒸发室；空气加热器设置在蒸发室的外部，用于对干燥空气进行加热，并将加热的空气送入蒸发室的底部，加热的空气在上升过程中与小液滴接触传热，小液滴蒸发，形成蒸发气；蒸发气体冷却器和气液分离器设置在蒸发室的外部。根据本实用新型的蒸发装置，加热的空气在上升过程中与小液滴接触传热，实现低温高效蒸发过程，蒸发产生的气体雾沫夹带少，产生的冷凝水可直接回用或达标排放。

Description

一种高浓度含盐废水的蒸发装置

技术领域

本实用新型涉及工业废水处理技术领域，具体而言涉及一种高浓度含盐废水的蒸发装置。

背景技术

我国经济的高速发展，带来了一系列的环境问题，在石油化工行业、垃圾渗滤液等行业均面临着处理高浓度含盐废水的难题，该类水质不仅具有很高的无机盐分(包括Cl^-、Na⁺、K⁺)，还含有较高的COD(Chemical Oxygen Demand，化学需氧量)、氨氮等，因此该类水质对处理工艺和设备的要求严苛。比如高盐组分会导致常规生化系统失效，高Cl^-含量会造成设备腐蚀严重，而直接采用常规蒸发器处理会造成蒸发器结垢堵塞、设备腐蚀以及冷凝水不达标等问题。由此可见，高浓度含盐废水是目前水处理行业的一大难题。

针对这一类污水，常采用生化和物化的方式协同处理，比如采用预处理+生化+深度处理+蒸发手段，不仅可以去除COD和氨氮，还可以对高盐组分进水进行蒸发处理。直接采用预处理+蒸发处理方式也可以对该类水进行处理，通过控制蒸发条件和后续的物化或生化处理实现冷凝水达标。采用蒸发的方式处理高浓度含盐废水有望实现盐组分的完全去除，但采用常规的蒸发装置进行蒸发，冷凝水很难达标，随着蒸发温度的升高，冷凝水中COD和氨氮必然超标。这就要求蒸发装置后续必须进行二次处理，上述的方式一方面带来处理成本的上升，另一方面会由于结垢堵塞、设备腐蚀等因素造成运行的稳定性变差。

因此，有必要提供一种新的高浓度含盐废水的蒸发装置，以解决上述技术问题。

实用新型内容

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

针对目前的不足，本实用新型提供一种高浓度含盐废水的蒸发装置，包括：蒸发室、废水进料口、超声波雾化器、空气加热器、蒸发气体排出口、蒸发气体冷却器和气液分离器，其中，所述废水进料口设置在所述蒸发室的侧壁；所述超声波雾化器设置在所述蒸发室的内部，用于将从所述废水进料口进入的高浓度含盐废水进行雾化，形成小液滴，并分散到所述蒸发室；所述空气加热器设置在所述蒸发室的外部，用于对干燥空气进行加热，并将加热的空气送入所述蒸发室的底部，所述加热的空气在上升过程中与所述小液滴接触传热，所述小液滴蒸发，形成蒸发气；所述蒸发气体排出口设置在所述蒸发室的顶部，用于排出所述蒸发气；所述蒸发气体冷却器和所述气液分离器设置在所述蒸发室的外部，所述蒸发气体冷却器用于将所述蒸发气进行冷却，所述气液分离器用于将冷却的所述蒸发气进行气液分离，得到冷凝水和冷却的空气。

进一步，所述超声波雾化器的数量为若干个，并且若干个所述超声波雾化器在所述蒸发室的内部沿径向均匀分布。

进一步，所述超声波雾化器倾斜地设置在所述蒸发室的内壁。

进一步，还包括设置在所述蒸发室的外部，并与所述空气加热器连接的风机。

进一步，还包括设置在所述超声波雾化器上部的除沫器。

进一步，还包括设置在所述蒸发室的底部且位于所述蒸发室的侧壁的溢流口。

进一步，还包括由所述蒸发室的底部连接至所述废水进料口的浓缩液循环管。

进一步，所述加热的空气的温度为50℃-80℃。

进一步，所述蒸发室的材质包括聚四氟乙烯。

进一步，所述空气加热器包括太阳能加热器或电能加热器。

综上所述，根据本实用新型的高浓度含盐废水的蒸发装置，超声波雾化器将从所述废水进料口进入的高浓度含盐废水进行雾化，形成小液滴，并分散到所述蒸发室，空气加热器对干燥空气进行加热，并将加热的空气送入蒸发室的底部，加热的空气在上升过程中与小液滴接触传热，可实现热空气将热量迅速传递给小液滴，实现低温高效蒸发过程，蒸发产生的气体雾沫夹带少，蒸发产生的冷凝水可直接回用或达标排放；而且蒸发过程由热空气提供热源，因此蒸发过程不存在结垢堵塞问题。

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。

附图中：

图1为本实用新型实施例的高浓度含盐废水的蒸发装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的超声波雾化器的分布图。

附图标记说明：

100、高浓度含盐废水的蒸发装置 101、蒸发室

102、废水进料口 103、超声波雾化器

104、空气加热器 105、蒸发气体排出口

106、蒸发气体冷却器 107、气液分离器

108、风机 109、除沫器

110、浓缩液循环管 111、溢流口

112、冷凝水排出口

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出具体的实施方案，以便阐释本实用新型如何改进目前存在的问题。显然，本实用新型的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。

采用蒸发的方式处理高浓度含盐废水有望实现盐组分的完全去除，但采用常规的蒸发装置进行蒸发，冷凝水很难达标，随着蒸发温度的升高，冷凝水中COD和氨氮必然超标。这就要求蒸发装置后续必须进行二次处理，上述的方式一方面带来处理成本的上升，另一方面会由于结垢堵塞、设备腐蚀等因素造成运行的稳定性变差。

示例性实施例

图1示出了本实用新型的实施例的一种高浓度含盐废水的蒸发装置100的结构示意图。下面参照图1来具体描述该高浓度含盐废水的蒸发装置100。

如图1所示，本实用新型提供一种用于垃圾焚烧炉蒸汽空气加热器的高浓度含盐废水的蒸发装置100，包括：蒸发室101、废水进料口102、超声波雾化器103、除沫器109、风机108、空气加热器104、蒸发气体排出口105、蒸发气体冷却器106、气液分离器107、浓缩液循环管110、溢流口111和冷凝水排出口112，其中，所述废水进料口102设置在所述蒸发室101的侧壁；所述超声波雾化器103设置在所述蒸发室101的内部，用于将从所述废水进料口102进入的高浓度含盐废水进行雾化，形成小液滴，并分散到所述蒸发室101；所述空气加热器104设置在所述蒸发室101的外部，用于对干燥空气进行加热，并将加热的空气送入所述蒸发室101的底部，所述加热的空气在上升过程中与所述小液滴接触传热，所述小液滴蒸发，形成蒸发气；所述蒸发气体排出口105设置在所述蒸发室101的顶部，用于排出所述蒸发气；所述蒸发气体冷却器106和所述气液分离器107设置在所述蒸发室101的外部，所述蒸发气体冷却器106用于将所述蒸发气进行冷却，所述气液分离器107用于将冷却的所述蒸发气进行气液分离，得到冷凝水和冷却的空气。

根据本实用新型的高浓度含盐废水的蒸发装置，超声波雾化器103将从所述废水进料口102进入的高浓度含盐废水进行雾化，形成小液滴，并分散到所述蒸发室101，空气加热器104对干燥空气进行加热，并将加热的空气送入蒸发室101的底部，加热的空气在上升过程中与小液滴接触传热，可实现热空气将热量迅速传递给小液滴，实现低温高效蒸发过程，蒸发产生的气体雾沫夹带少，蒸发产生的冷凝水可直接回用或达标排放；而且蒸发过程由热空气提供热源，因此蒸发过程不存在结垢堵塞问题。

所述超声波雾化器103是利用超声能量使液体在气相中形成微细雾滴的雾化装置。具体地，如图1所示，所述超声波雾化器103靠近所述废水进料口102设置，并且所述超声波雾化器103的数量为若干个。图2示出了超声波雾化器103在所述蒸发室101的横截面内的分布图，如图2所示，所述超声波雾化器103的数量为4-6个，在本实用新型中，所述超声波雾化器103的数量为6个。若干个所述超声波雾化器103在所述蒸发室101的内部沿径向均匀分布。并且所述超声波雾化器103倾斜地设置在所述蒸发室101的内壁，超声波雾化器103的这种分布方式，可与上行的热空气存在轴向和径向上的错流接触，可实现液滴的快速气化。

进一步地，所述风机108设置在所述蒸发室101的外部，并与所述空气加热器104连接，所述风机108用于将干燥空气输送到所述空气加热器104进行加热。

进一步地，所述除沫器109设置在所述超声波雾化器103的上部，用于去除蒸发气中夹带的微小液滴和结晶小液滴。

进一步地，所述溢流口111设置在所述蒸发室101的底部且位于所述蒸发室101的侧壁，当所述蒸发室101的液位超过一定值时，可通过所述溢流口111排出。所述浓缩液循环管110由所述蒸发室101的底部连接至所述废水进料口102，在位于所述蒸发室101底部的浓缩液未达到浓缩要求时，则浓缩液中的上清液通过所述浓缩液循环管110输送回流至所述废水进料口102，继续蒸发。冷凝水排出口112与所述气液分离器107连接，用于排出经所述气液分离器107的气液分离得到的冷凝水。经所述气液分离器107的气液分离得到的冷却的空气经由风机108进入蒸发装置进行循环。

进一步地，所述蒸发室101的材质为聚四氟乙烯(PTFE)，可以避免高浓度含盐废水对所述蒸发室101造成腐蚀。

所述空气加热器104包括太阳能加热器或电能加热器，投资成本和运行成本低，处理效率高，进而实现高能量利用效率。

本实用新型的工作原理在于，高浓度含盐废水通过超声波雾化器103，高度雾化后分散至蒸发室101，与此同时，干燥空气经风机108输送至空气加热器104，经空气加热器104加热到一定温度后(50℃-80℃)送入蒸发室101底部；此时热空气垂直上升过程中与充分雾化的小液滴接触，经高效传热后完成蒸发过程；空气携带蒸汽一起经除沫器109去除小液滴和结晶小颗粒，经蒸发气体排出口105送出蒸发室101；蒸发气体经过蒸发气体冷却器106充分冷却后送入气液分离器107，得到冷凝水和冷却的空气，冷凝水经由冷凝水排出口112达标排放或回用，而冷却的空气继续在蒸发装置内循环。此外，若蒸发室101底部的浓缩液的浓度还未达到浓缩要求，则上清液直接经浓缩液循环管110输送回流至蒸发室101继续蒸发。蒸发室101的液位超过一定值则通过溢流口111排出。本实用新型的蒸发装置可在低温条件下实现高浓度含盐废水的高效蒸发，由于蒸发温度较低，因此蒸发冷凝水可实现直接回用或达标排放；占地面积小、运行稳定性好、热量利用率高。

综上所述，根据本实用新型的高浓度含盐废水的蒸发装置，超声波雾化器将从所述废水进料口进入的高浓度含盐废水进行雾化，并分散到所述蒸发室，空气加热器对干燥空气进行加热，并将加热的空气送入蒸发室的底部，加热的空气在上升过程中与雾化的高浓度含盐废水接触传热，可实现热空气将热量迅速传递给雾化的高浓度含盐废水，实现低温高效蒸发过程，蒸发产生的气体雾沫夹带少，蒸发产生的冷凝水可直接回用或达标排放；而且蒸发过程由热空气提供热源，因此蒸发过程不存在结垢堵塞问题；若干个超声波雾化器在蒸发室的内部沿径向均匀分布，并且所述超声波雾化器倾斜地设置在蒸发室的内壁，超声波雾化器的这种分布方式，可与上行的热空气存在轴向和径向上的错流接触，可实现液滴的快速气化。

本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (10)

1.一种高浓度含盐废水的蒸发装置，其特征在于，包括：蒸发室、废水进料口、超声波雾化器、空气加热器、蒸发气体排出口、蒸发气体冷却器和气液分离器，

其中，所述废水进料口设置在所述蒸发室的侧壁；

所述超声波雾化器设置在所述蒸发室的内部，用于将从所述废水进料口进入的高浓度含盐废水进行雾化，形成小液滴，并分散到所述蒸发室；

所述空气加热器设置在所述蒸发室的外部，用于对干燥空气进行加热，并将加热的空气送入所述蒸发室的底部，所述加热的空气在上升过程中与所述小液滴接触传热，所述小液滴蒸发，形成蒸发气；

所述蒸发气体排出口设置在所述蒸发室的顶部，用于排出所述蒸发气；

所述蒸发气体冷却器和所述气液分离器设置在所述蒸发室的外部，所述蒸发气体冷却器用于将所述蒸发气进行冷却，所述气液分离器用于将冷却的所述蒸发气进行气液分离，得到冷凝水和冷却的空气。

2.根据权利要求1所述的蒸发装置，其特征在于，所述超声波雾化器的数量为若干个，并且若干个所述超声波雾化器在所述蒸发室的内部沿径向均匀分布。

3.根据权利要求2所述的蒸发装置，其特征在于，所述超声波雾化器倾斜地设置在所述蒸发室的内壁。

4.根据权利要求1所述的蒸发装置，其特征在于，还包括设置在所述蒸发室的外部，并与所述空气加热器连接的风机。

5.根据权利要求1所述的蒸发装置，其特征在于，还包括设置在所述超声波雾化器上部的除沫器。

6.根据权利要求1所述的蒸发装置，其特征在于，还包括设置在所述蒸发室的底部且位于所述蒸发室的侧壁的溢流口。

7.根据权利要求1所述的蒸发装置，其特征在于，还包括由所述蒸发室的底部连接至所述废水进料口的浓缩液循环管。

8.根据权利要求1所述的蒸发装置，其特征在于，所述加热的空气的温度为50℃-80℃。

9.根据权利要求1所述的蒸发装置，其特征在于，所述蒸发室的材质包括聚四氟乙烯。

10.根据权利要求1所述的蒸发装置，其特征在于，所述空气加热器包括太阳能加热器或电能加热器。