CN212024823U - 一种含油废水低温真空蒸馏处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及废水处理技术领域，具体涉及一种含油废水低温真空蒸馏处理装置。其包括依次连接的进料泵、过滤器、蒸发罐和冷凝罐，所述蒸发罐和冷凝罐内均设置换热装置，所述冷凝罐换热装置出口连接压缩机，所述压缩机出口连接所述蒸发罐换热装置进口，所述蒸发罐换热装置出口连接所述冷凝罐换热装置进口。本实用新型以氟利昂为加热、冷却循环工质，利用氟利昂液化放热的特性来加热含油废水，使含油废水中的水分气化，利用氟利昂气化吸热的特性来冷凝气化水分使形成净化水，无需消耗大量蒸汽和冷源、操作弹性大、安全、节能、环保。

Description

一种含油废水低温真空蒸馏处理装置

技术领域

本实用新型涉及废水处理技术领域，具体涉及一种含油废水低温真空蒸馏处理装置。

背景技术

含油废水主要来源于石油、石油化工、钢铁、焦化、煤气发生站、机械加工等工业部门。例如：石油化工、机械制造与食品加工企业中，所有和油类物质接触过的水，都将含有一定量的油；冶金工艺中，部分设备与材料生产时要在冷却与润滑等过程中使用水，且在运行过程中经常和材料及设备发生接触，使水中含有大量油脂、颗粒及粉尘，产生含油废水。不同企业产生的含油废水无论在特点还是性质上，都有较大差别，通常含油废水中的油含量从几十毫克每升到数万毫克每升。按照油存在形式，可将含油废水当中的油分成以下几种：

(1)浮上油，油滴粒径大于100μm，漂浮在水面上，可产生油层或者是油膜，易于从废水中分离出来。油品在废水中分散的颗粒较大，粒径大于100微米，易于从废水中分离出来。在石油污水中，这种油占水中总含油量60～80％，粒径在100μm以上；

(2)分散油，以小滴形式悬浮在水面上，状态不稳定，一段时间以后可能会变成浮油，粒径通常保持在10～100μm；

(3)乳化油，如果废水当中存在活性剂，或者是混合物在经过高速旋转以后，油滴可以变成乳化液，稳定的分散在水中，其粒径通常较小，不超过10μm，处于0.1～2.0μm，仅采用静置的方法很难实现分离；

(4)溶解油，即以某种化学方法溶解而成的油，状态分散，且粒径很小，通常在0.1μm以内。因油在水中溶解度极小，只有5～51mg/L，所以这一部分的占比通常不超过0.5％。

对于高沸点的含油类废水，现有技术多采用多效蒸发技术、MVR(机械蒸汽再压缩技术)等方法进行浓缩蒸发处理，这些处理方法无一例外都需要高温蒸汽作为热源，缺点：一是以蒸汽为热源，需要消耗大量蒸汽，二是排放的净化液是气相冷却液化过程，需要消耗大量冷源(如循环工艺水、冷冻盐水、液氮等)，三是浓缩液排放温度高。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型的技术目的在于提供一种以氟里昂为加热、冷却循环介质，无需消耗大量蒸汽和冷源、操作弹性大、安全、节能、环保的含油废水低温真空蒸馏处理装置。

为实现上述技术目的，本实用新型提供的技术方案如下：

一种含油废水低温真空蒸馏处理装置，其包括依次连接的进料泵、过滤器、蒸发罐和冷凝罐，所述蒸发罐和冷凝罐内均设置换热装置，所述冷凝罐换热装置出口连接压缩机，所述压缩机出口连接所述蒸发罐换热装置进口，所述蒸发罐换热装置出口连接所述冷凝罐换热装置进口。

上述的一种含油废水低温真空蒸馏处理装置，其所述蒸发罐换热装置和冷凝罐换热装置的出口均连接换热器，所述换热器的出口连接蒸发罐换热装置和冷凝罐换热装置的进口。

上述的一种含油废水低温真空蒸馏处理装置，其所述蒸发罐的换热装置出口连接膨胀节流器，所述膨胀节流器出口连接所述冷凝罐换热装置的进口。

上述的一种含油废水低温真空蒸馏处理装置，其所述蒸发罐和冷凝罐的出口分别设置废水循环泵和蒸馏水循环泵，所述废水循环泵的出口连接所述蒸发罐的进口，所述蒸馏水循环泵的出口连接所述冷凝罐的进口。

上述的一种含油废水低温真空蒸馏处理装置，其还包括文丘里引射器，所述文丘里引射器的一个进口连接所述冷凝罐出口的循环泵，另一个进口连接所述蒸发罐的蒸汽排出口，出口连接所述冷凝罐的进口。

上述的一种含油废水低温真空蒸馏处理装置，其所述换热装置为蛇形盘管换热装置。

上述的一种含油废水低温真空蒸馏处理装置，其所述过滤器为筒式过滤器。

本实用新型的有益效果：

本实用新型以氟利昂为加热、冷却循环工质，利用氟利昂液化放热的特性来加热含油废水，使含油废水中的水分气化，利用氟利昂气化吸热的特性来冷凝气化水分使形成净化水，无需消耗大量蒸汽和冷源、操作弹性大、安全、节能、环保。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的工艺流程图。

图中：1-进料泵、2-筒式过滤器、3-蒸发罐、4-废水循环泵、5-换热器、6-压缩机、7-膨胀节流器、8-换热器、9-冷凝罐、10-蒸馏水循环泵、11-文丘里引射器。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

实施例：

参照图1，本实用新型包括依次连接的进料泵1、筒式过滤器2、蒸发罐3、两个换热器8和冷凝罐9，蒸发罐3和冷凝罐9内均设置蛇形盘管换热装置，冷凝罐9的蛇形盘管出口连接压缩机6，压缩机6出口连接蒸发罐3蛇形盘管进口，蒸发罐3蛇形盘管的出口连接膨胀节流器7，膨胀节流器7出口连接冷凝罐9蛇形盘管的进口。蒸发罐3蛇形盘管的出口和冷凝罐9蛇形盘管的出口各连接一台换热器5、8，两台换热器5、8的出口分别连接蒸发罐3蛇形盘管的进口和冷凝罐9蛇形盘管的进口。蒸发罐3和冷凝罐9的出口分别设置废水循环泵4和蒸馏水循环泵10，废水循环泵4的出口连接蒸发罐3的进口，蒸馏水循环泵10的出口连接冷凝罐9的进口。文丘里引射器11的一个进口连接冷凝罐9出口的蒸馏水循环泵10，另一个进口连接蒸发罐3的蒸汽排出口，出口连接冷凝罐9的进口。

参照图2，本实用新型的一种含油废水低温真空蒸馏处理装置的处理方法，包括以下步骤：

(1)将储存在废水池中的含油废水通过进料泵1增压后输入筒式过滤器2中粗过滤，分离含油废水中较大的固体颗粒，主要去除浮油杂质(如去除50微米以上的悬浮物、胶质物和微生物大分子)。筒式过滤器2设置两套，一开一备，通过筒式过滤器2顶部的压力表来判断，若阻力过大进料困难时切换；

(2)过滤后的废水输入蒸发罐3，蒸发罐3的蛇形盘管换热装置内输入来自冷凝罐9的加压换热介质氟利昂，氟利昂被压缩机6压缩成温度70～90℃、压力2.3MPa的高温高压气体，输入蒸发罐3的蛇形盘管换热装置。蒸发罐3加热含油废水至35～40℃。为保证含油废水加热的均匀性和加快含油废水中洁净水的蒸发速度，在蒸发罐3底部设置含油废水循环泵4，其作用是将蒸发罐3中的含油废水通过循环泵4增压后再从蒸发罐3顶部以雾滴形式喷洒，一部分雾滴气化形成干净的低温蒸汽自蒸发罐3顶部负压96KPa抽出，另一部分未气化雾滴落入蒸发罐3中继续与设置在蒸发罐3的蛇形盘管中加热工质间接换热作用下，形成含油废水闭路循环。蒸发罐3中含油废水的量通过液位控制，保持一定液位浓缩蒸发，当含油废水浓缩到一定程度后(如固含量约90％时)，通过循环泵4的旁路排出，另做处理(例如干燥或膜浓缩)。蒸发罐3的蛇形盘管换热装置输出的氟利昂经过膨胀节流器7进一步减压形成低温低压的液态氟利昂输入冷凝罐9的换热装置；

(3)自蒸发罐3顶部抽出的低温蒸汽输入冷凝罐9，冷凝罐9的蛇形盘管换热装置内输入来自蒸发罐3的换热介质氟利昂，冷凝形成蒸馏水。为保证形成一定的真空抽吸和低温干净蒸汽冷凝成蒸馏水，一是在冷凝罐9中设置蛇形盘管，蛇形盘管中装有冷却工质，其作用是将低温干净蒸汽冷凝成蒸馏水，二是在冷凝罐9底部设置蒸馏水循环泵10，其作用是将冷凝罐9中的蒸馏水通过蒸馏水循环泵10增压，在蒸馏水循环泵10出口设置文丘里引射器11，蒸馏水作为引射液，低温干净蒸汽作为被引射气，在文丘里引射器11中，低温干净蒸汽与蒸馏水直接混合的同时被冷凝成水，从冷凝罐9顶部进入，蒸馏水与冷凝罐9的蛇形盘管中的循环冷却工质间接换热，冷却蒸馏水，同时冷却后的蒸馏水再冷却负压抽吸来的干净蒸发气，冷却后的干净蒸发气形成气液混合物后被文丘里引射器11抽出与蒸馏水混合再冷凝，形成闭路循环过程。冷凝后的多余蒸馏水从冷凝罐9上部溢流排出，作为干净水排出。

蒸发罐3中设置蛇形盘管中循环工质与冷凝罐9中设置蛇形盘管中为同一循环工质，工作原理采用了空调压缩机的工质加热与冷却的循环工作原理，说明如下：

循环工质制热时，自冷凝罐9中蛇形盘管循环中出来的循环工质-气态氟利昂经分离器气液分离后，气态氟利昂被压缩机6压缩成高温高压气体(大约温度70～90℃、压力～2.3MPa)，进入蒸发罐3的蛇形盘管中与蒸发罐3容器中的含油废水间接换热，将含油废水加热至35～40℃，同时气态氟利昂冷凝液化放热成为气液氟利昂混合物(大约温度～45℃、压力～1.5MPa)，从蒸发罐3中蛇形盘管出来的气液氟利昂混合物经膨胀节流器7进一步减压形成低温低压的液态氟利昂(大约温度～7℃、压力～0.5MPa)，液态氟利昂进入冷凝罐9的蛇形盘管中与蒸发罐3容器中的蒸馏水间接换热，将蒸馏水冷却至10～20℃，同时液态氟利昂气化吸热成为气液氟利昂混合物(大约温度～15℃、压力～0.5MPa)，经分离器气液分离后再进入压缩机6压缩成高温高压气体(大约温度～75℃、压力～2.3MPa)，形成加热/冷却工质的闭路循环系统，通过循环工质氟利昂的气化和液化过程，使热量在蒸发罐3的蛇形盘管中释放，在冷凝罐9的蛇形盘管中吸取，从而实现热量的转移，达到原料含油废水的加热和干净蒸馏水的冷凝目的。

为实现循环工质氟利昂在运行过程中节能降耗，进一步降低设备的运行费用，拟采用双变频技术：一方面，通过蒸发罐3内液体的温度来控制换热器5风扇的工作电压频率；另一方面，通过冷凝罐9内蒸发冷凝水的温度来控制换热器8风扇的工作电压频率。

本实用新型特点：

(1)操作弹性大

含油废水进水浓度无要求，废水浓度范围操作弹性大，可实现废水最大化浓缩，即废水中的废弃物最小化；如100％进料量的废水处理后，可得到90～95％的蒸馏水(回用或达标排放)，只有5～10％的浓缩物委托处理(如干燥成固体等)。

(2)节能，无热量损失

低温真空蒸馏过程中的制热和制冷能量循环利用，原料进水温度和蒸馏水、浓缩液排出温度保持一样，几乎无热量损失，整个系统外界需要提供的能量少，且需要的能量只由清洁能源工业电380V/3相/50Hz提供。

(3)低温蒸发、负压操作

废水浓缩蒸发的温度控制在～37℃，抽吸负压控制在负压～96kPa，主系统无高温高压操作过程，虽循环工质氟利昂的操作压力较高，但此技术已广泛应用于空调制冷制热的领域，技术成熟可靠，无风险。

(4)设备简单、系统集成

本系统中设备如蒸发罐3、冷凝罐9等为非标常规设备，进料泵1、循环泵4、换热器5、压缩机6、膨胀器7、换热器8、循环泵10、文丘里引射器11等设备为标准常规设备，因此本系统是由简单设备组成的集成再创新工艺技术，技术可靠、简单。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种含油废水低温真空蒸馏处理装置，其特征在于，包括依次连接的进料泵、过滤器、蒸发罐和冷凝罐，所述蒸发罐和冷凝罐内均设置换热装置，所述冷凝罐换热装置出口连接压缩机，所述压缩机出口连接所述蒸发罐换热装置进口，所述蒸发罐换热装置出口连接所述冷凝罐换热装置进口。

2.根据权利要求1所述的一种含油废水低温真空蒸馏处理装置，其特征在于，所述蒸发罐换热装置和冷凝罐换热装置的出口均连接换热器，所述换热器的出口连接蒸发罐换热装置和冷凝罐换热装置的进口。

3.根据权利要求1所述的一种含油废水低温真空蒸馏处理装置，其特征在于，所述蒸发罐的换热装置出口连接膨胀节流器，所述膨胀节流器出口连接所述冷凝罐换热装置的进口。

4.根据权利要求1所述的一种含油废水低温真空蒸馏处理装置，其特征在于，所述蒸发罐和冷凝罐的出口分别设置废水循环泵和蒸馏水循环泵，所述废水循环泵的出口连接所述蒸发罐的进口，所述蒸馏水循环泵的出口连接所述冷凝罐的进口。

5.根据权利要求4所述的一种含油废水低温真空蒸馏处理装置，其特征在于，还包括文丘里引射器，所述文丘里引射器的一个进口连接所述冷凝罐出口的循环泵，另一个进口连接所述蒸发罐的蒸汽排出口，出口连接所述冷凝罐的进口。

6.根据权利要求1所述的一种含油废水低温真空蒸馏处理装置，其特征在于，所述换热装置为蛇形盘管换热装置。

7.根据权利要求1所述的一种含油废水低温真空蒸馏处理装置，其特征在于，所述过滤器为筒式过滤器。

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