CN212269509U

CN212269509U - 一种高浓度废水蒸发结晶干燥装置

Info

Publication number: CN212269509U
Application number: CN202020842489.8U
Authority: CN
Inventors: 张爱华
Original assignee: Changzhou Leyan Separation Technology Co ltd
Current assignee: Changzhou Leyan Separation Technology Co ltd
Priority date: 2020-05-19
Filing date: 2020-05-19
Publication date: 2021-01-01
Anticipated expiration: 2030-05-19

Abstract

本实用新型揭示了一种高浓度废水蒸发结晶干燥装置，包括进料单元，用以输入高浓度的废液；蒸发结晶单元，其前端与所述进料单元相连通，并干燥所述进料单元干燥输入的废液；二次冷凝单元，与所述蒸发结晶单元的后端相连通，用以传输所述蒸发结晶单元内的蒸汽；真空单元，与所述二次冷凝单元相连通，用以调节蒸汽的压力差和温度。本实用新型利用蒸发结晶单元蒸发干燥高浓度废液，设置可转动的刮板，刮下蒸发干燥过程中产生的附着于所述壳体内壁上的结晶，保证壳体内的换热面与废液之间的充分接触，从而维持蒸发结晶单元的高效运转；利用二次冷凝单元和真空单元对蒸发干燥过程中产生的蒸汽进行降温冷凝，减少排出的废液的腐蚀性，节能环保。

Description

一种高浓度废水蒸发结晶干燥装置

技术领域

本实用新型涉及高浓度废水处理技术领域，具体地涉及一种高浓度废水蒸发结晶干燥装置。

背景技术

工业废水零排放是企业必须解决的问题，高浓度废水的处理是工业废水零排放处理的最后环节，目前主流的节能型蒸发设备比如多效蒸发和MVR蒸发设备可以将部分特定的含盐废水进行蒸发结晶实现零排放的目的，但成分复杂的无机盐废水、含有有机杂质的废水以及混合型废水由于其粘度高、蒸发沸点升高较大、易结垢等特性容易导致蒸发设备运行出现故障，无法通过常规的蒸发实现处理的目的。需要外排出系统来保证蒸发设备的稳定运行。

通常此部分母液由于其成分复杂，难以定性，大多数企业无法自行处理和处置，只能当做危废委外进行处理，而昂贵的委外处理费用对企业造成沉重的负担。因此，有必要设计一种新的装置，对这部分高浓度废水进行蒸发干燥来优化高浓度废水的零排放处理，减少对环境的污染，降低企业生产废水的处理成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种高浓度废水蒸发结晶干燥装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种高浓度废水蒸发结晶干燥装置，包括

进料单元，用以输入高浓度的废液；

蒸发结晶单元，其前端与所述进料单元相连通，并干燥所述进料单元干燥输入的废液；

二次冷凝单元，与所述蒸发结晶单元的后端相连通，用以传输所述蒸发结晶单元内的蒸汽；

真空单元，与所述二次冷凝单元相连通，用以调节蒸汽的压力差和温度。

优选的，所述进料单元包括通过管道依次连通的储液罐、进料泵、进料流量计、预热器和进料控制阀，所述进料流量计控制所述进料控制阀的开闭，所述进料控制阀与所述蒸发结晶单元相连通。

优选的，所述蒸发结晶单元包括筒状壳体，所述壳体的外部设置有与之相匹配的夹套，所述壳体和夹套之间形成有容置空间，所述蒸发结晶单元外接有供热装置，所述供热装置与所述容置空间相连通。

优选的，所述供热装置为蒸汽供热，所述夹套上设置有进气口和排水口。

优选的，所述蒸汽压力为0.4～0.6MPaG，所述壳体内部的压力为-0.09MPaG。

优选的，所述壳体内同轴设置有一可自转的主轴和温度传感器，所述主轴的尾端连接有驱动其转动的驱动装置，所述主轴上设置有一组刮板，所述刮板的端部与所述壳体的内壁相贴合。

优选的，所述壳体的前端和尾端分别设置有第一端板和第二端板，所述主轴的两端分别与所述第一端板和第二端板连接；所述第一端板上设置有检修手控、进液口和检测装置；所述第二端板上设置有出气口和出料口。

优选的，所述二次冷凝单元包括相连通的除沫装置和冷凝器，所述除沫装置设置于所述壳体的尾端并与所述壳体相连通。

优选的，所述真空单元包括顺次连通的喷射器、离心泵和冷凝水罐，所述喷射器与所述冷凝器相连通。

优选的，还包括自动控制单元，所述自动控制单元与所述进料单元、蒸发结晶单元、二次冷凝单元和真空单元之间连接通信。

本实用新型的有益效果主要体现在：

1、利用蒸发结晶单元蒸发干燥高浓度废液，设置可转动的刮板，刮下蒸发干燥过程中产生的附着于所述壳体内壁上的结晶，保证壳体内的换热面与废液之间的充分接触，从而维持蒸发结晶单元的高效运转；利用二次冷凝单元和真空单元对蒸发干燥过程中产生的蒸汽进行降温冷凝，可以减少废气的排放，减少排出的废液的腐蚀性，节能环保，降低企业的处理成本。

2、进料流量计和进料控制阀的设置可以自动控制高浓度废液输入蒸发结晶单元，减少人工，提高工作效率。

3、采用生蒸汽进行供热，可以使得壳体内的废液均匀受热。

4、壳体内产生的二次蒸汽与预热器相连通，可以利用二次蒸汽的余热对预热器内的废液进行加热，提高了二次蒸汽的利用率，减少了预热器的能源消耗，节能环保。

5、二次冷凝单元和真空单元可以降低蒸发结晶单元内输出的蒸汽温度，从而降低输出蒸汽的腐蚀性，提高设备的使用寿命。

6、真空单元可以维持蒸发干燥单元处于负压工况下，有效提高蒸发干燥的传热温差，提高蒸发干燥的效率。

附图说明

下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明：

图1：本实用新型实施例的示意图；

图2：图1中A部分的放大图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限于本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。

如图1至图2所示，本实用新型揭示了一种高浓度废水蒸发结晶干燥装置，包括进料单元，用以输入高浓度的废液；蒸发结晶单元，其前端与所述进料单元相连通，并干燥所述进料单元干燥输入的废液；二次冷凝单元，与所述蒸发结晶单元的后端相连通，用以传输所述蒸发结晶单元内的蒸汽；真空单元，与所述二次冷凝单元相连通，用以调节蒸汽的压力差和温度。

具体的，所述进料单元包括通过管道1依次连通的储液罐2、进料泵3、进料流量计4、预热器5和进料控制阀6，所述进料流量计4控制所述进料控制阀6的开闭，所述进料控制阀6与所述蒸发结晶单元相连通。所述储液罐2用于存储待处理的高浓度废液，所述储液罐2为常压储液罐，所述储液罐2内的废液在所述进料泵3的作用下，依次流经所述进料流量计4、预热器5和进料控制阀6。所述储液罐2内的废液原始温度为25℃，所述预热器5蒸发流经的所述废液，所述废液与所述预热器5内部的产生的二次蒸汽进行热交换，使其温度升温达到55℃左右，所述进料控制阀6控制所述废液进入所述蒸发结晶单元内。所述进料流量计4会累计计算流经的废液体积，当废液流量达到3m³之后，所述进料流量计4关闭所述进料控制阀6，结束进料。

如图1所示，所述蒸发结晶单元包括筒状壳体7，所述壳体7的外部设置有与之相匹配的夹套8，所述壳体7和夹套8之间形成有容置空间9。所述蒸发结晶单元外接有供热装置10，所述供热装置10与所述容置空间9相连通。在本优选实施例中，所述供热装置10采用蒸汽供热，所述夹套8上设置有进气口801和排水口802。所述供热装置10输出的生蒸汽从所述进气口801进入所述容置空间9内，与所述壳体7相接触以提高所述壳体7内的温度。生蒸汽与所述壳体7相接触放热产生的冷凝水从所述排水口802排出。本实用新型采用蒸汽供热，蒸汽可以与所述壳体7的外壁充分接触，可以最大程度地均匀加热所述壳体7。本优选实施例中所述蒸发结晶单元的蒸发原理为：所述生蒸汽的压力为0.4～0.6MPaG，温度不低于152℃。所述壳体7的内部真空度为-0.09MPaG，在此压力下，所述废液的沸点为60℃。当所述废液进入所述壳体7内后，所述废液与所述壳体7的内壁相接触进行热交换，吸收所述壳体7外部的生蒸汽产生的热量，被迅速加热至60℃产生蒸发。

所述废液蒸发后，会浓缩在所述壳体7的内壁上产生结晶，为了去除结晶，所述壳体7内同轴设置有一可自转的主轴701，所述主轴701的尾端连接有驱动其转动的驱动装置11，所述主轴701上设置有一组刮板702，所述刮板702的端部与所述壳体7的内壁相贴合。所述驱动装置11驱动所述主轴701旋转，所述刮板702跟随所述主轴701同步旋转，所述刮板702的端部将所述壳体7内壁上的结晶刮下，以保证所述废液始终与所述壳体7的内壁充分接触，使所述蒸发结晶单元保持较高的蒸发效率。

具体的，所述壳体7的前端和尾端分别设置有第一端板12和第二端板13，所述主轴701的两端分别与所述第一端板12和第二端板13连接，为了保证所述壳体7内部的密封性，所述主轴701的两端分别穿过所述第一端板12和第二端板13，并与所述第一端板12和第二端板13之间密封连接，在本优选实施例中，所述第一端板12和第二端板13上与所述主轴701相连接处设置有密封装置，包括密封外壳19和密封圈20，所述密封圈20设置于所述主轴701的两端与所述密封外壳19之间，所述密封外壳19与所述第一端板12和第二端板13的表面紧密贴合。

如图2所示，所述第一端板12上设置有检修手控(图中未示出)、进液口1201和检测装置1202，所述进液口1201连通所述壳体7和所述进料控制阀6，所述检修手控和所述检测装置1202用于检测所述壳体7内部的正常运转，此为现有技术，不是本实用新型的重点，此处不做赘述。所述第二端板13上设置有出气口1301和出料口1302，所述出气口1301调节所述容置空间9内部的压力，所述出料口1302用于排出所述壳体7内部的结晶。

如图1所示，所述驱动装置11与所述主轴701的右端通过联轴器1101连接，所述驱动装置11还包括减速机1102、皮带轮1103、电机1104，所述电机1104固设于机座上，所述减速机1102与所述电机1104之间通过所述皮带轮1103连接，所述电机1104驱动所述皮带轮1103带动所述减速机1102转动，所述减速机1102通过所述联轴器1101带动所述主轴701转动。

此外，为了实现所述壳体7的内部的自动运转，所述壳体7内部设置有温度传感器(图中未示出)，用于检测所述壳体7内部的温度，当待检测的温度达到100℃后，即停止加热，打开所述出料口1302，在所述刮板702和重力的共同作用下，排出所述壳体7内部的结晶。

如图1所示，所述二次冷凝单元包括相连通的除沫装置14和冷凝器15，所述除沫装置14设置于所述壳体7的尾端并与所述壳体7相连通。所述壳体7内产生的二次蒸汽先经过所述除沫装置14除沫，随后输入所述冷凝器15内，所述冷凝器15采用循环冷水对其内部的蒸汽进行热交换，所述冷凝器15上具有进水口1501和出水口1502。在本优选实施例中，所述冷凝器15采用的循环冷水为32℃，在其他实施例中，所述循环冷水也可以具有其他适宜的温度。所述循环冷水从所述进水口1501进入所述冷凝器15并在热交换后从所述出水口1502排出，所述冷凝器15内的蒸汽冷凝成50℃的水后进入所述真空单元。所述冷凝器15采用循环冷水进行冷却蒸汽，节能环保。此外，为了进一步提高本实用新型的能源利用效率，所述除沫装置4与所述预热器5相连通，使得从所述除沫装置4排出的高温蒸汽可以进入所述预热器2内，利用高温蒸汽的余热给所述预热器2内的废液进行加热。

如图1所示，所述真空单元包括顺次连通的喷射器16、离心泵17和冷凝水罐18，所述喷射器16与所述冷凝器15相连通。所述喷射器16将所述冷凝器15内蒸汽产生的冷凝水吸入所述冷凝水罐18内，在所述离心泵13的作用下，所述冷凝水在所述喷射器16、离心泵17和冷凝水罐18三者之间形成循环。为了避免所述冷凝水罐18内的冷凝水过多，所述冷凝水罐18上设置有液位计21，用于检测所述冷凝水罐18内的水位高度；所述真空单元还包括冷凝水排水阀22。当所述液位计21检测到所述冷凝水罐18内的冷凝水达到设定的位置后，开启所述冷凝水排水阀22，排出冷凝水。所述真空单元的设置可以有效提高蒸发干燥的传热温差，从而提高蒸发干燥的效率；还可以降低排出废液的温度，以降低排出的废液的腐蚀性，提高装置的使用寿命。

本实用新型还包括自动控制单元，所述自动控制单元与所述进料单元、蒸发结晶单元、二次冷凝单元和真空单元之间连接通信，以实现对本实用新型内的废液的进料流量、液位、温度、压力等相关指标的自动控制，以实现本实用新型的自动化运作，例如自动运转、自动停止、自动清洁等。所述自动控制单元可为计算机、工控机等任意可以进行自动化管理的设备，此为现有技术，不是本实用新型的重点，此处不做赘述。

本实用新型的工作原理为：

首先，高浓度废液从储液罐2预热后进入壳体7内。

其次，供热装置10加热所述壳体7，以蒸发是壳体7内的废液。所述废液进行蒸发浓缩，产生的结晶从所述出料口1302排出，产生的二次蒸汽除沫后进入冷凝器15内。

最后，冷凝器15内产生的冷凝水进入所述真空单元后降温排出。

本实用新型处理的硫酸铵废水含量以及结晶产量如表1所示。

表1

物料名称	硫酸铵废水
		含量(％)	40
蒸发温度(℃)	60
		蒸发量(/次)	2340
产量(kg/次)	1560
		原液总量(kg/次)	3900

从上表可看出，采用本装置对可将高浓度的硫酸铵废水进行蒸发、结晶和干燥处理，将废水的溶质和溶剂进行分离得到固体的产品和冷凝水。

本实用新型利用蒸发结晶单元蒸发干燥高浓度废液，设置可转动的刮板，刮下蒸发干燥过程中产生的附着于所述壳体内壁上的结晶，保证壳体内的换热面与废液之间的充分接触，从而维持蒸发结晶单元的高效运转；利用二次冷凝单元和真空单元对蒸发干燥过程中产生的蒸汽进行降温冷凝，可以减少废气的排放，减少排出的废液的腐蚀性，节能环保。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种高浓度废水蒸发结晶干燥装置，其特征在于：包括

进料单元，用以输入高浓度的废液；

2.根据权利要求1所述的一种高浓度废水蒸发结晶干燥装置，其特征在于：所述进料单元包括通过管道（1）依次连通的储液罐（2）、进料泵（3）、进料流量计（4）、预热器（5）和进料控制阀（6），所述进料流量计（4）控制所述进料控制阀（6）的开闭，所述进料控制阀（6）与所述蒸发结晶单元相连通。

3.根据权利要求1所述的一种高浓度废水蒸发结晶干燥装置，其特征在于：所述蒸发结晶单元包括筒状壳体（7），所述壳体（7）的外部设置有与之相匹配的夹套（8），所述壳体（7）和夹套（8）之间形成有容置空间（9），所述蒸发结晶单元外接有供热装置（10），所述供热装置（10）与所述容置空间（9）相连通。

4.根据权利要求3所述的一种高浓度废水蒸发结晶干燥装置，其特征在于：所述供热装置（10）为蒸汽供热，所述夹套（8）上设置有进气口（801）和排水口（802）。

5.根据权利要求4所述的一种高浓度废水蒸发结晶干燥装置，其特征在于：所述蒸汽压力为0.4~0.6MPaG，所述壳体（7）内部的压力为-0.09 MPaG。

6.根据权利要求5所述的一种高浓度废水蒸发结晶干燥装置，其特征在于：所述壳体（7）内同轴设置有一可自转的主轴（701）和温度传感器，所述主轴（701）的尾端连接有驱动其转动的驱动装置（11），所述主轴（701）上设置有一组刮板（702），所述刮板（702）的端部与所述壳体（7）的内壁相贴合。

7.根据权利要求6所述的一种高浓度废水蒸发结晶干燥装置，其特征在于：所述壳体（7）的前端和尾端分别设置有第一端板（12）和第二端板（13），所述主轴（701）的两端分别与所述第一端板（12）和第二端板（13）连接；所述第一端板（12）上设置有检修手控、进液口（1201）和检测装置（1202）；所述第二端板（13）上设置有出气口（1301）和出料口（1302）。

8.根据权利要求5所述的一种高浓度废水蒸发结晶干燥装置，其特征在于：所述二次冷凝单元包括相连通的除沫装置（14）和冷凝器（15），所述除沫装置（14）设置于所述壳体（7）的尾端并与所述壳体（7）相连通。

9.根据权利要求8所述的一种高浓度废水蒸发结晶干燥装置，其特征在于：所述真空单元包括顺次连通的喷射器（16）、离心泵（17）和冷凝水罐（18），所述喷射器（16）与所述冷凝器（15）相连通。

10.根据权利要求1所述的一种高浓度废水蒸发结晶干燥装置，其特征在于：还包括自动控制单元，所述自动控制单元与所述进料单元、蒸发结晶单元、二次冷凝单元和真空单元之间连接通信。