CN212769940U - 一种闭式自然蒸发塘 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种闭式自然蒸发塘，包括加湿器、冷凝器、结晶罐和压缩机，所述加湿器底部设置有空气入口和混合液输出口，所述空气入口设于加湿器的左侧且与风机的出口相连，所述冷凝器的冷侧与混合液输出口相连，所述冷凝器的冷侧还与母液泵相连，所述结晶罐上端设置有溶液入口，所述溶液入口与混合液输出口相通，所述结晶罐底部设置有晶浆出口，所述晶浆出口与分离器的入口相连，所述分离器的出口与晶体罐相接，所述结晶罐底部设有蒸发器；本实用新型有效地提高了浓盐水的蒸发效率，既可以解决机械雾化蒸发塘因高浓盐水渗透对地下水资源的污染问题，又可以减少水雾对周围环境的影响，并且可以大量减少用地面积，节约宝贵的土地资源。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种蒸发塘技术领域，具体地涉及一种超级闭式自然蒸发塘。
背景技术
目前煤化工、电力、钢铁、石油等行业废水深度处理普遍采用膜技术，经膜过滤后排出的浓盐水、膜的反洗和清洗产生的废水量约占原水量的15％～30％或更高，其处理难度大、成本高，成为化工行业废水“零排放”的关键制约因素，是化工行业废水“零排放”面临的难题。
目前市场上普遍采用机械雾化蒸发塘蒸发技术来处理，因其具有处理成本低、运营维护简单稳定、使用寿命长、充分利用太阳能、抗冲击负荷好等优点成为解决这一难题的有效途径之一；但由于蒸发塘的浓盐水结垢倾向严重，而且蒸发塘都处在开放、多风的西北区域，蒸发塘中悬浮物含量较高，雾化蒸发器喷水孔径太小、容易造成结垢和污堵；同时蒸发塘周围环境恶劣，现场应用的设备要求防护等级较高，而且要便于维护，因此需要设备结构简单且紧凑；机械雾化蒸发器的应用，虽然提高了传统蒸发塘的蒸发速度，但是雾化过程中其水雾一定会漂移，而漂移过程对周围环境的影响很难评估；并且由于强腐蚀性的高浓盐水渗透造成的地下水域的污染问题同样不可避免；因此机械雾化蒸发塘的大量使用由于占地面积大、环境污染严重等问题仍需解决。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种实现封闭环境下小空间、大蒸发量的工业高浓盐水处理过程，并实现高浓度盐水的零排放。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种闭式自然蒸发塘，包括加湿器，所述加湿器底部设置有空气入口和混合液输出口，所述空气入口设于加湿器的左侧且与风机的出口相连；
冷凝器，所述冷凝器的冷侧与混合液输出口相连，所述冷凝器的冷侧还与母液泵相连；
结晶罐，所述结晶罐上端设置有溶液入口，所述溶液入口与混合液输出口相通，所述结晶罐底部设置有晶浆出口，所述晶浆出口与分离器的入口相连，所述分离器的出口与晶体罐相接，所述结晶罐底部设有蒸发器；
压缩机，所述压缩机一侧与蒸发器的热侧相连接，其另一侧与冷凝器的热侧相连接。
作为上述方案的进一步地改进，所述加湿器内设置有第一喷淋装置，所述喷淋装置下方设置有填料层。
作为上述方案的进一步地改进，所述填料层内设置有多孔介质填料，所述多孔介质填料的比表面积至少为1200m2/m3。
作为上述方案的进一步地改进，所述分离器下端的母液出口与蒸发器的冷侧相连接，
作为上述方案的进一步地改进，所述冷凝器的热侧与加湿器的上部溶液入口相连，所述冷凝器的冷侧与节流阀相连，所述节流阀与结晶罐相接。
作为上述方案的进一步地改进，所述结晶罐内还设置有第二喷淋装置，所述第二喷淋装置设于蒸发器的上方。
作为上述方案的进一步地改进，所述加湿器顶部设置有空气出口。
本实用新型的有益效果为：这种闭式自然蒸发塘仅需要少量土地面积便能实现大量高浓盐水的蒸发结晶，具有十分明显的社会效益；采用耐腐蚀但成本较低的材料建造的多孔介质填料大大降低了生产成本，经济性显著；通过耦合热泵技术实现填料区外部结晶，进而简化操作流程，使得系统长期平稳运行；整个蒸发过程中，由于多孔介质填料的高比表面积特性(比表面积可达1200m2/m3)，不需要挖掘面积巨大的“塘”，浓缩所得的盐及母液都处于封闭空间内，最大化降低环境污染，实现真正意义上的“零排放”；
采用闭式自然蒸发塘代替现有的浓盐水处理技术，有效地提高了浓盐水的蒸发效率，既可以解决机械雾化蒸发塘因高浓盐水渗透对地下水资源的污染问题，又可以减少水雾对周围环境的影响，并且可以大量减少用地面积，节约宝贵的土地资源，可以广泛应用于煤化工、电力、钢铁、石油等行业。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的一种闭式自然蒸发塘的结构示意图；
图2是蒸发过程焓湿图。
附图各部件的标记如下：
加湿器10；混合液输出口11；风机12；第一喷淋装置13；填料层
14；空气出口15；
冷凝器20；母液泵21；节流阀22；
结晶罐30；分离器31；晶体罐32；蒸发器33；第二喷淋装置34；
压缩机40。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例
根据图1和图2所示，一种闭式自然蒸发塘，包括加湿器10、冷凝器20、结晶罐30和压缩机40。
具体地，所述加湿器10底部设置有空气入口和混合液输出口11，所述空气入口设于加湿器10的左侧且与风机12的出口相连，所述冷凝器20的冷侧与混合液输出口11相连，所述冷凝器20的冷侧还与母液泵21相连，所述结晶罐30上端设置有溶液入口，所述溶液入口与混合液输出口11相通，所述结晶罐30底部设置有晶浆出口，所述晶浆出口与分离器31的入口相连，所述分离器31的出口与晶体罐32相接，所述结晶罐30底部设有蒸发器33，所述压缩机40一侧与蒸发器33的热侧相连接，其另一侧与冷凝器20的热侧相连接。
本实施例中，所述加湿器10内设置有第一喷淋装置13，所述喷淋装置13下方设置有填料层14，所述填料层14内设置有多孔介质填料，所述多孔介质填料的比表面积至少为1200m2/m3，多孔介质填料可采用耐腐蚀但成本较低的材料建造，如高分子材料，陶瓷等，所述分离器31下端的母液出口与蒸发器33的冷侧相连接，所述冷凝器20的热侧与加湿器10的上部溶液入口相连，所述冷凝器20的冷侧与节流阀22相连，所述节流阀22与结晶罐30相接，所述结晶罐30内还设置有第二喷淋装置34，所述第二喷淋装置34设于蒸发器33的上方，所述加湿器10顶部设置有空气出口15。
进一步地，所述闭式自然蒸发塘主要由三个子系统组成，分别为：蒸发系统，结晶系统和热泵系统，其中蒸发系统工作方法为：空气从加湿器10的下部空气入口流入，与逆流式的高浓盐水发生传热传质后，从加湿器10上部的空气出口15排入环境中；未参与结晶的高浓盐水与结晶后剩余的清母液和补充液汇合后形成混合溶液从混合液输出口11流出后流向冷凝器20的冷侧，吸收其热侧低沸点工质放出的热量后，从加湿器10上部溶液入口流入第一喷淋装置13，被雾化成细小液滴，然后在填料层14中逆流的空气直接接触传热传质，水分减少温度降低后的浓缩液从加湿器10下部的混合液输出口11流出；结晶系统：从加湿器10的底部流出的浓缩液一部分流入结晶罐30，向冷侧的低沸点工质放热后析出晶体，形成晶浆；当晶浆密度符合条件时，晶浆流入分离器31进行固液分离，分离出的晶体储存在晶体罐32中，分离出的母液则回流至蒸发器33的冷侧，完成一次循环；热泵系统：经节流后的有机工质从结晶罐30中的蒸发器33冷侧入口流入，吸收浓缩液放出的热量后变成低温蒸汽，低温蒸汽经压缩机40升温升压后，从冷凝器20热侧入口流入，向其冷侧混合溶液释放热量后经节流阀22节流，降温降压，变成初始低温状态，完成一次循环，风机12和压缩机40为整个蒸发塘系统提供循环动力，系统只需少量电量供应，用于驱动蒸发器空气循环风机及热泵系统压缩机，运行成本在5-10元/吨。
总而言之，根据上述实施例中所述的一种闭式自然蒸发塘仅需要少量土地面积便能实现大量高浓盐水的蒸发结晶，具有十分明显的社会效益；采用耐腐蚀但成本较低的材料建造的多孔介质填料大大降低了生产成本，经济性显著；通过耦合热泵技术实现填料区外部结晶，进而简化操作流程，使得系统长期平稳运行；整个蒸发过程中，由于多孔介质填料的高比表面积特性(比表面积可达1200m2/m3)，不需要挖掘面积巨大的“塘”，浓缩所得的盐及母液都处于封闭空间内，最大化降低环境污染，实现真正意义上的“零排放”；
采用闭式自然蒸发塘代替现有的浓盐水处理技术，有效地提高了浓盐水的蒸发效率，既可以解决机械雾化蒸发塘因高浓盐水渗透对地下水资源的污染问题，又可以减少水雾对周围环境的影响，并且可以大量减少用地面积，节约宝贵的土地资源，可以广泛应用于煤化工、电力、钢铁、石油等行业。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，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，各实施例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。
Claims (7)
1.一种闭式自然蒸发塘，其特征在于：包括
加湿器(10)，所述加湿器(10)底部设置有空气入口和混合液输出口(11)，所述空气入口设于加湿器(10)的左侧且与风机(12)的出口相连；
冷凝器(20)，所述冷凝器(20)的冷侧与混合液输出口(11)相连，所述冷凝器(20)的冷侧还与母液泵(21)相连；
结晶罐(30)，所述结晶罐(30)上端设置有溶液入口，所述溶液入口与混合液输出口(11)相通，所述结晶罐(30)底部设置有晶浆出口，所述晶浆出口与分离器(31)的入口相连，所述分离器(31)的出口与晶体罐(32)相接，所述结晶罐(30)底部设有蒸发器(33)；
压缩机(40)，所述压缩机(40)一侧与蒸发器(33)的热侧相连接，其另一侧与冷凝器(20)的热侧相连接。
2.根据权利要求1所述的一种闭式自然蒸发塘，其特征在于：所述加湿器(10)内设置有第一喷淋装置(13)，所述喷淋装置(13)下方设置有填料层(14)。
3.根据权利要求2所述的一种闭式自然蒸发塘，其特征在于：所述填料层(14)内设置有多孔介质填料，所述多孔介质填料的比表面积至少为1200m2/m3。
4.根据权利要求1所述的一种闭式自然蒸发塘，其特征在于：所述分离器(31)下端的母液出口与蒸发器(33)的冷侧相连接。
5.根据权利要求1所述的一种闭式自然蒸发塘，其特征在于：所述冷凝器(20)的热侧与加湿器(10)的上部溶液入口相连，所述冷凝器(20)的冷侧与节流阀(22)相连，所述节流阀(22)与结晶罐(30)相接。
6.根据权利要求1所述的一种闭式自然蒸发塘，其特征在于：所述结晶罐(30)内还设置有第二喷淋装置(34)，所述第二喷淋装置(34)设于蒸发器(33)的上方。
7.根据权利要求1所述的一种闭式自然蒸发塘，其特征在于：所述加湿器(10)顶部设置有空气出口(15)。
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2020
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