CN211619981U - 一种硫酸乙烯酯生产废水处理及回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种硫酸乙烯酯生产废水处理及回收系统，包括废水箱、低沸点分离器、主气液分离器、固液气液分离器和高沸点气液分离器，废水箱通过第一管路与低沸点分离器进水口相连，低沸点分离器出水口主气液分离器进液口相连，主气液分离器出液口通过第二管路连接固液气液分离器进液口，固液气液分离器出液口分别连接废水箱及高沸点气液分离器进液口，低沸点分离器气体出口连接第一冷凝系统，高沸点气液分离器气体出口连接第二冷凝系统，主气液分离器气体出口与蒸汽热交换系统蒸汽入口连接，主气液分离器设有内循环回路，内循环回路、第一管路和第二管路分别接入蒸汽热交换系统。优点：实现硫酸乙烯酯生产废水的低排放及资源回收。

Description

一种硫酸乙烯酯生产废水处理及回收系统

技术领域

本实用新型涉及废水处理技术领域，特别涉及一种硫酸乙烯酯生产废水处理及回收系统。

背景技术

随着移动电源的需求日益俱增，新兴的锂电池产业被高度重视，锂电池产量因而急剧增加，为了保障和提高锂电池的使用效果和寿命，必需在锂电池电解液中加入一种名为硫酸乙烯酯(简称DTD)的添加剂，通常每生产1吨DTD将产生10吨的废水，每年全国将产生几百万吨；该废水中含有多种盐，其中含氯化钠20％、硫酸钠3％、次氯酸钠1％、含有许多种有机物COD高达4000～50000mg/l，含二氯甲烷2％、乙二醇2％，另外还含有其它有机物和金属离子，常规的的废水生化处理技术无法解决，采用蒸发浓缩装置也由于设备极易结垢、结晶堵塞而无法使用，另外由于废水中存在低沸点和高沸点的不同物质，也造成装置无法连续运行，资源无法回收，处理后的水不达标，且运行能耗高。属于环保定性的强腐蚀性、毒性的危害废水，且属于极难处理的类型，就目前该领域还没有一种有效的解决方法。迫于生产的压力很多企业只能将废水先储存，有待于今后寻找解决方法，有的企业该废水存量已达数千吨之多，已不堪重负。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种起泡皂盒，有效的克服了现有技术的缺陷。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

提供一种硫酸乙烯酯生产废水处理及回收系统，包括废水箱、低沸点分离器、主气液分离器、固液气液分离器、高沸点气液分离器和蒸汽热交换系统，上述废水箱的出水口通过第一管路与上述低沸点分离器的进水口相连，上述低沸点分离器的出水口通过管路与上述主气液分离器的进液口相连，上述主气液分离器的出液口通过第二管路连接上述固液气液分离器的进液口，上述固液气液分离器的出液口分别通过管路连接上述废水箱的进水口以及上述高沸点气液分离器的进液口，上述低沸点分离器气体出口连接第一冷凝系统，上述高沸点气液分离器的气体出口连接第二冷凝系统，上述主气液分离器的气体出口与上述蒸汽热交换系统的蒸汽入口连接，上述主气液分离器设有用于其内部液体循环的内循环回路，上述内循环回路、第一管路和第二管路分别接入上述蒸汽热交换系统，用于与上述蒸汽热交换系统换热。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，上述蒸汽热交换系统包括第一板式蒸发器、凝结水主罐、第一板式换热器和第二板式换热器，上述第一板式蒸发器热侧的流体入口构成蒸汽入口，该蒸汽入口分别通过管路外接蒸汽气源以及上述主气液分离器的气体出口，上述第一板式蒸发器热侧的流体出口通过管路与上述凝结水主罐的入口连接，上述凝结水主罐的出口通过管路与上述第一板式换热器热侧的流体入口连接，上述第一板式换热器冷侧的流体入口及出口分别与上述第一管路连通，上述第二板式换热器冷侧的流体入口及出口分别与上述第一管路连通，上述第二板式换热器热侧的流体入口及出口分别与上述第二管路连通，上述第一板式蒸发器冷侧的流体入口及出口分别通过管路与上述主气液分离器内部液体连通，并构成上述内循环回路。

进一步，上述蒸汽入口与上述主气液分离器的气体出口连通的管路上设有水蒸气压缩机。

进一步，上述蒸汽入口与上述主气液分离器的气体出口连通的管路上设有自动补水装置。

进一步，上述第一冷凝系统包括第一板式冷凝器，上述低沸点分离器气体出口通过管路顺次连接上述第一板式冷凝器热侧的流体入口和流体出口，上述第一板式冷凝器冷侧的流体入口和流体出口分别外接冷凝水循环系统。

进一步，上述第一冷凝系统还包括平衡罐，上述第一板式冷凝器热侧的流体出口通过管路连接上述平衡罐内部，上述平衡罐顶部安装有用于抽取其内部空气的真空。

进一步，上述第二管路上位于上述第二板式换热器热侧的流体出口以及固液气液分离器之间的管段上连通设有用于调稠液体的养晶罐。

进一步，上述第二冷凝系统包括第二板式冷凝器，上述高沸点气液分离器的气体出口依次通过管路连接上述第二板式冷凝器热侧的流体入口及出口。

进一步，上述固液气液分离器的出液口与上述高沸点气液分离器的进液口之间的管路上连接有用于对流体补充热能的辅助热交换系统。

进一步，上述辅助热交换系统包括第二板式蒸发器，上述第二板式蒸发器冷侧的流体入口及出口分别连接在上述固液气液分离器的出液口与高沸点气液分离器的进液口之间的管路上，上述第二板式蒸发器热侧的流体入口外接蒸汽气源。

本实用新型的有益效果是：系统设计合理，实现了硫酸乙烯酯生产废水的低排放，以及资源回收循环利用；整个系统运行能耗低，减排和资源回收为企业创造了效益，大幅度降低了废水对环境的污染。

附图说明

图1为本实用新型的硫酸乙烯酯生产废水处理及回收系统的系统结构图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、废水箱，2、低沸点分离器，3、主气液分离器，4、辅助热交换系统，5、固液气液分离器，6、高沸点气液分离器，7、第一冷凝系统，8、第二冷凝系统，9、蒸汽热交换系统，41、第二板式蒸发器，51、杨养罐，71、第一板式冷凝器，72、平衡罐，81、第二板式冷凝器，91、第一板式蒸发器，92、凝结水主罐，93、第一板式换热器，94、第二板式换热器，95、水蒸气压缩机，96、自动补水装置，721、真空泵。

具体实施方式

以下对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例：如图1所示，本实施例的硫酸乙烯酯生产废水处理及回收系统，其特征在于：包括废水箱1、低沸点分离器2、主气液分离器3、固液气液分离器5、高沸点气液分离器6和蒸汽热交换系统9，上述废水箱1的出水口通过第一管路与上述低沸点分离器2的进水口相连，上述低沸点分离器2的出水口通过管路与上述主气液分离器3的进液口相连，上述主气液分离器3的出液口通过第二管路连接上述固液气液分离器5的进液口，上述固液气液分离器5的出液口分别通过管路连接上述废水箱1的进水口以及上述高沸点气液分离器6的进液口，上述低沸点分离器2气体出口连接第一冷凝系统7，上述高沸点气液分离器6的气体出口连接第二冷凝系统8，上述主气液分离器3的气体出口与上述蒸汽热交换系统9的蒸汽入口连接，上述主气液分离器3设有用于其内部液体循环的内循环回路，上述内循环回路、第一管路和第二管路分别接入上述蒸汽热交换系统，用于与上述蒸汽热交换系统9换热。

工作原理如下：

进入废水箱1的废水与蒸汽热交换系统9换热，换热后废水温度已经提高60℃，随后进入负压状态的低沸点分离器2，在低沸点分离器2内沸点低的物质二氯甲烷等分离为蒸汽会同少量的水蒸气、空气经第一冷凝系统7冷凝为液体，并收集存储，该冷凝液体即为二氯甲烷水溶液可以回收利用；同时，在低沸点分离器2中下部的废水则通过管道进入主气液分离器3，再由主气液分离器3经管路与蒸汽热交换系统9换热，蓄能升温后的废水再回流至主气液分离器3内部，蓄能后的废水在主气液分离器3内瞬时分离为汽液两相，汽相经过器内除沫除液装置处理后成为蒸汽(习惯上称其为二次蒸汽)，通过连接管道进入蒸汽热交换系统9内(在此之前可预先对二次蒸汽增压增温，使其压力、温度和饱和度达到设定的再生蒸汽参数)，作为换热气源，完全替代原有的生蒸汽，去完成与主气液分离器3内废水的加热，而再生蒸汽也因为与废水的热交换而相变为凝结水，凝结水水质符合生活和工业水质标准(即为蒸馏水)；同时，在主气液分离器3分离出的液体分布于主气液分离器3的下部，通过管道向外输出，浓缩液再与蒸汽热交换系统9换热，而后进入固液气液分离器5，在固液气液分离器5内分离出固体复合盐和母液，复合盐可以作为工业原料回用，母液的2/3量会合废水箱1内的废水重新进入蒸发浓缩循环，另一部分约1/3量母液则进入高沸点气液分离器6内，经补充热量后，母液在高沸点气液分离器6内被分离为乙二醇与水的混和蒸汽和含盐为主的浓缩液，浓缩液再汇集到废水箱1参与下一轮的蒸发浓缩，混和蒸汽进经第二冷凝系统8后，冷却为乙二醇水溶液凝结水，回收再利用，整个系统实现了硫酸乙烯酯生产废水的低排放，以及资源回收循环利用；运行能耗低，减排和资源回收为企业创造了效益，大幅度降低了废水对环境的污染。

作为一种优选的实施方式，上述蒸汽热交换系统9包括第一板式蒸发器91、凝结水主罐92、第一板式换热器93和第二板式换热器94，上述第一板式蒸发器91热侧的流体入口构成蒸汽入口，该蒸汽入口分别通过管路外接蒸汽气源以及上述主气液分离器3的气体出口，上述第一板式蒸发器91热侧的流体出口通过管路与上述凝结水主罐92的入口连接，上述凝结水主罐92的出口通过管路与上述第一板式换热器93热侧的流体入口连接，上述第一板式换热器93冷侧的流体入口及出口分别与上述第一管路连通，上述第二板式换热器94冷侧的流体入口及出口分别与上述第一管路连通，上述第二板式换热器94热侧的流体入口及出口分别与上述第二管路连通，上述第一板式蒸发器91冷侧的流体入口及出口分别通过管路与上述主气液分离器3内部液体连通，并构成上述内循环回路，整个蒸汽热交换系统9充分利用废水分离产生的蒸汽热能进行热交换，能耗较低，外部输入的生蒸汽在整个系统启动时提供热能，通常在启动后几分钟内即可由通过系统回收的二次蒸汽所制成的再生蒸汽所替代，生蒸汽的用量由生蒸汽控制组件完成，其运行过程如下：

具体的，进入废水箱1的废水通过第一板式换热器93的冷侧与同时流过热侧的凝结水换热，废水再进入第二板式换热器94的冷测与同时流过热侧浓缩液换热，此时废水温度已经提高60℃，进入负压状态的低沸点分离器2，在低沸点分离器2内沸点低的物质二氯甲烷等分离为蒸汽会同少量的水蒸气、空气经第一冷凝系统7冷凝为液体，并收集存储，该冷凝液体即为二氯甲烷水溶液可以回收利用；同时，在低沸点分离器2中下部的废水则通过管道进入主气液分离器3，再由主气液分离器3经管路与第一板式蒸发器91，蓄能升温后的废水再回流至主气液分离器3内部，蓄能后的废水在主气液分离器3内瞬时分离为汽液两相，汽相经过器内除沫除液装置处理后成为蒸汽(习惯上称其为二次蒸汽)，随后二次蒸汽依旧通过管道输出进入第一板式蒸发器91的热侧(在此之前可预先对二次蒸汽增压增温，使其压力、温度和饱和度达到设定的再生蒸汽参数)，完全替代原有的生蒸汽，通过去完成与主气液分离器3内废水的加热，而再生蒸汽也因为经第一板式蒸发器91与废水换冷却而相变为凝结水，凝结水水质符合生活和工业水质标准；同时，在主气液分离器3分离出的液体分布于主气液分离器3的下部，通过管道向外输出，浓缩液经过第一板式换热器93热侧与冷测的废水换热，而后进入固液气液分离器5，分离出固体复合盐和母液，复合盐可以作为工业原料回用，母液的2/3量会合废水箱1内的废水重新进入蒸发浓缩循环，另一部分约1/3量母液则进入高沸点气液分离器6内，经补充热量后，母液在高沸点气液分离器6内被分离为乙二醇与水的混和蒸汽和含盐为主的浓缩液，浓缩液再汇集到废水箱1参与下一轮的蒸发浓缩，混和蒸汽进经第二冷凝系统8后，冷却为乙二醇水溶液凝结水，回收再利用。

作为一种优选的实施方式，上述蒸汽入口与上述主气液分离器3的气体出口连通的管路上设有水蒸气压缩机95，由于二次蒸汽的温度和压力存在低于废水加热所需热源蒸汽的数值从而不能直接回用的可能，因此，通过用电力驱动的蒸汽压缩机95将二次蒸汽的温度和压力提升至热源蒸汽的等级，使的二次蒸汽的压力、温度和饱和度达到设定的再生蒸汽参数，随后依旧通过管道输出进入第一板式蒸发器91的热侧，完全替代原有的生蒸汽，从而降低能耗，起到节约成本及资源的目的。

作为一种优选的实施方式，上述蒸汽入口与上述主气液分离器3的气体出口连通的管路上设有自动补水装置96，该自动补水装置9位于水蒸气压缩机95的上游，自动补水装置9与管路连接处还设有控制组件V2，该设计主要对于蒸汽进行补充，确保热交换系统的有效。

作为一种优选的实施方式，上述第一冷凝系统7包括第一板式冷凝器71，上述低沸点分离器2气体出口通过管路顺次连接上述第一板式冷凝器71热侧的流体入口和流体出口，上述第一板式冷凝器71冷侧的流体入口和流体出口分别外接冷凝水循环系统，其设计合理，操作比较简单、方便，在低沸点分离器2内沸点低的物质二氯甲烷等分离为蒸汽会同少量的水蒸气、空气经进入第一板式冷凝器71的热侧被冷侧的冷却水冷凝为液体，之后回收再利用。

更佳的，上述第一冷凝系统7还包括平衡罐72，上述第一板式冷凝器71热侧的流体出口通过管路连接上述平衡罐72内部，上述平衡罐72顶部安装有用于抽取其内部空气的真空泵721，在低沸点分离器2内沸点低的物质二氯甲烷等分离为蒸汽会同少量的水蒸气、空气经进入第一板式冷凝器71的热侧被冷侧的冷却水冷凝为液体，在真空泵721负压的作用下该冷凝液和少量的不凝气体进入平衡罐72，罐内上部的不凝气被真空泵721抽排，罐下部冷凝液即为二氯甲烷水溶液可以回收利用，该设计主要目的是方便二氯甲烷水溶液的收集，并且排出不凝气体，收集的二氯甲烷水溶液较为纯净。

需要说明的是：废水中的低沸点物质主要有二氯甲烷等，在系统中形成的低沸点蒸汽近似不凝气作用，它的存在将大幅度降低蒸发器的效率，直至蒸发终止，本实施例中采用低沸点分离器2、板式冷凝器、平衡罐72和真空泵721(水环真空泵)有效的排除了系统中的不凝气，全部回收了低沸点二氯甲烷等。

作为一种优选的实施方式，上述第二管路上位于上述第二板式换热器94热侧的流体出口以及固液气液分离器5之间的管段上连通设有用于调稠液体的养晶罐51，实际处理过程中，浓缩液经过第一板式换热器93热侧与冷测的废水换热，而后进入养晶罐51，在养晶罐51内调稠养晶后输入固液气液分离器5，分离出固体复合盐和母液，复合盐可以作为工业原料回用，母液的2/3量会合废水箱1内的废水重新进入蒸发浓缩循环，该设计的目的主要是浓缩液养晶和浓缩处理后，利于后续分离。

作为一种优选的实施方式，上述第二冷凝系统8包括第二板式冷凝器81，上述高沸点气液分离器6的气体出口依次通过管路连接上述第二板式冷凝器81热侧的流体入口及出口，生产过程中，母液在高沸点气液分离器6内被分离为乙二醇与水的混和蒸汽和含盐为主的浓缩液，浓缩液再汇集到废水箱1参与下一轮的蒸发浓缩，混和蒸汽进入第二板式冷凝器81的热侧换热后，冷却为乙二醇水溶液凝结水，回收再利用，该设计的目的是方便冷凝收集乙二醇水溶液。

需要说明的是：废水中含有2～3％的乙二醇，由于其沸点高(约为180℃)，将留存于母液中且富集，最终影响脱盐的进行，本实施例采用了板式蒸发器、高沸点分离器6、板式冷凝器的组合方式将母液中的乙二醇溶液回收，母液返回到废水箱在参与浓缩。

作为一种优选的实施方式，上述固液气液分离器5的出液口与上述高沸点气液分离器6的进液口之间的管路上连接有用于对流体补充热能的辅助热交换系统4，该辅助热交换系统4的目的是使得另一部分约1/3量母液在进入高沸点气液分离器6前进行一次热交换(蓄能过程)，使得该部分母液温度能达到在高沸点气液分离器6内分离的条件(该条件即就是温度约为180℃)。

作为一种优选的实施方式，上述辅助热交换系统4包括第二板式蒸发器41，上述第二板式蒸发器41冷侧的流体入口及出口分别连接在上述固液气液分离器5的出液口与高沸点气液分离器6的进液口之间的管路上，上述第二板式蒸发器41热侧的流体入口外接蒸汽气源，另一部分约1/3量母液在进入高沸点气液分离器6前经第二板式蒸发器41的冷侧与热侧进行热交换，并完成蓄能升温的过程，其设计合理，操作使用方便。

本实施例中，在内循环回路、凝结水主罐92与第一板式换热器93之间的管路、第一管路、第二管路、固液气液分离器5出液口所在管路上分别设有泵组(如图1所示，泵组M1、M2、M3、M4、M5，附图中箭头标识为流体流动方向)，促进整个系统内部流体流动，顺畅的完成废水处理的过程。

此外，在蒸汽入口、内循环管路、凝结水主罐92与第一板式换热器93之间的管路、低沸点分离器2与第一冷凝系统连接的管路、以及第二板式蒸发器41热侧蒸汽入口所在管路上均可设置控制组件(如附图1所示，控制组件为V1、V3、V4、V5、V6、V7，附图中箭头标识为流体流动方向)，从而控制调节流体的流量及压力大小。

整个实施例中，板式蒸发器应用：该应用时通过数学模型建立的计算软件设计选择出具备所对应物料特性的板式蒸发器，其同时具备有良好的内偶和特性，在热交换过程中同时进行连续的相变，过程稳定可靠且易操作；传热系数高，压降小，换热板表面自清作用强，不结垢不堵塞。可拆卸结构方便维护和保养。采用强制正循环+升膜+逆流的流程模式保证了高效率、低能耗，特别是确保了不堵塞现象出现。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种硫酸乙烯酯生产废水处理及回收系统，其特征在于：包括废水箱(1)、低沸点分离器(2)、主气液分离器(3)、固液气液分离器(5)、高沸点气液分离器(6)和蒸汽热交换系统(9)，所述废水箱(1)的出水口通过第一管路与所述低沸点分离器(2)的进水口相连，所述低沸点分离器(2)的出水口通过管路与所述主气液分离器(3)的进液口相连，所述主气液分离器(3)的出液口通过第二管路连接所述固液气液分离器(5)的进液口，所述固液气液分离器(5)的出液口分别通过管路连接所述废水箱(1)的进水口以及所述高沸点气液分离器(6)的进液口，所述低沸点分离器(2)气体出口连接第一冷凝系统(7)，所述高沸点气液分离器(6)的气体出口连接第二冷凝系统(8)，所述主气液分离器(3)的气体出口与所述蒸汽热交换系统(9)的蒸汽入口连接，所述主气液分离器(3)设有用于其内部液体循环的内循环回路，所述内循环回路、第一管路和第二管路分别接入所述蒸汽热交换系统，用于与所述蒸汽热交换系统换热。

2.根据权利要求1所述的一种硫酸乙烯酯生产废水处理及回收系统，其特征在于：所述蒸汽热交换系统(9)包括第一板式蒸发器(91)、凝结水主罐(92)、第一板式换热器(93)和第二板式换热器(94)，所述第一板式蒸发器(91)热侧的流体入口构成蒸汽入口，该蒸汽入口分别通过管路外接蒸汽气源以及所述主气液分离器(3)的气体出口，所述第一板式蒸发器(91)热侧的流体出口通过管路与所述凝结水主罐(92)的入口连接，所述凝结水主罐(92)的出口通过管路与所述第一板式换热器(93)热侧的流体入口连接，所述第一板式换热器(93)冷侧的流体入口及出口分别与所述第一管路连通，所述第二板式换热器(94)冷侧的流体入口及出口分别与所述第一管路连通，所述第二板式换热器(94)热侧的流体入口及出口分别与所述第二管路连通，所述第一板式蒸发器(91)冷侧的流体入口及出口分别通过管路与所述主气液分离器(3)内部液体连通，并构成所述内循环回路。

3.根据权利要求2所述的一种硫酸乙烯酯生产废水处理及回收系统，其特征在于：所述蒸汽入口与所述主气液分离器(3)的气体出口连通的管路上设有水蒸气压缩机(95)。

4.根据权利要求2所述的一种硫酸乙烯酯生产废水处理及回收系统，其特征在于：所述蒸汽入口与所述主气液分离器(3)的气体出口连通的管路上设有自动补水装置(96)。

5.根据权利要求1所述的一种硫酸乙烯酯生产废水处理及回收系统，其特征在于：所述第一冷凝系统(7)包括第一板式冷凝器(71)，所述低沸点分离器(2)气体出口通过管路顺次连接所述第一板式冷凝器(71)热侧的流体入口和流体出口，所述第一板式冷凝器(71)冷侧的流体入口和流体出口分别外接冷凝水循环系统。

6.根据权利要求5所述的一种硫酸乙烯酯生产废水处理及回收系统，其特征在于：所述第一冷凝系统(7)还包括平衡罐(72)，所述第一板式冷凝器(71)热侧的流体出口通过管路连接所述平衡罐(72)内部，所述平衡罐(72)顶部安装有用于抽取其内部空气的真空泵(721)。

7.根据权利要求2所述的一种硫酸乙烯酯生产废水处理及回收系统，其特征在于：所述第二管路上位于所述第二板式换热器(94)热侧的流体出口以及固液气液分离器(5)之间的管段上连通设有用于调稠液体的养晶罐(51)。

8.根据权利要求1所述的一种硫酸乙烯酯生产废水处理及回收系统，其特征在于：所述第二冷凝系统(8)包括第二板式冷凝器(81)，所述高沸点气液分离器(6)的气体出口依次通过管路连接所述第二板式冷凝器(81)热侧的流体入口及出口。

9.根据权利要求1至8任一项所述的一种硫酸乙烯酯生产废水处理及回收系统，其特征在于：所述固液气液分离器(5)的出液口与所述高沸点气液分离器(6)的进液口之间的管路上连接有用于对流体补充热能的辅助热交换系统(4)。

10.根据权利要求9所述的一种硫酸乙烯酯生产废水处理及回收系统，其特征在于：所述辅助热交换系统(4)包括第二板式蒸发器(41)，所述第二板式蒸发器(41)冷侧的流体入口及出口分别连接在所述固液气液分离器(5)的出液口与高沸点气液分离器(6)的进液口之间的管路上，所述第二板式蒸发器(41)热侧的流体入口外接蒸汽气源。

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