CN213326811U - 废水高效蒸发分离装置 - Google Patents

Abstract

一种废水高效蒸发分离装置，包括热烟气进气管段；文丘里段；旋转雾化器；旋转电机，旋转电机与旋转雾化喷头动力连接，用于驱动旋转雾化喷头在喉管段内旋转；蒸发分离塔，用于废水中的固体杂质分离。本实用新型利用热烟气将废水蒸发，实现水与固体杂质的分离。在文丘里段的喉管和扩散段安装旋转雾化器，需要蒸发分离的废水通过废水进口管进入旋转雾化器的废水导入腔室，然后通过旋转雾化喷头将废水旋转喷出，热烟气和废水一同进入蒸发分离塔继续进行热交换，雾化液滴进行闪蒸，从而完成固液分离。本实用新型结构简单，可以降低前期投资成本以及降低运行成本，还能够使得热烟气与废水充分混合，达到提高废水处理效率与效果的目的。

Description

废水高效蒸发分离装置

技术领域

本实用新型涉及废水处理技术领域，更具体地说，特别涉及一种废水高效蒸发分离装置。

背景技术

随着环保行业排放标准的不断提高，深度处理实现废水零排放逐步得到关注和重视。脱硫废水水质、水量波动较大，且废水中Cl—浓度较高，蒸发分离是废水零排放的重要环节。

在现有技术中，蒸发分离一般分为蒸发结晶以及烟道直喷两种方式，在工业生产中投入较为广泛的是多效蒸发和MVR高效蒸发器。虽然多效蒸发和MVR高效蒸发器能够实现废水零排放，但是设备投资费用以及建成后的运行费用较大，导致市场竞争力下降。而烟道直喷在技术方面又存在诸多弊端，例如加大了烟气湿度，对下游设备易造成腐蚀结垢等易引起安全问题。因此，雾化干燥逐步得到应用。

在雾化干燥方法中，热烟气对废水进行蒸发分离，在投资费用和运行费用方面占有很大的优势，热烟气蒸发分离装置多采用喷淋形式，结构包括筒体、塔釜、热烟气进口、热烟气出口、喷嘴等，塔身(筒体)外侧还设置有连接塔釜和喷嘴的管道，通过循环泵进行流体(废水)循环。在筒体内，废水从喷嘴喷出，与从进气口进入塔身的上升的热烟气发生换热反应，从而达到蒸发分离的目的。

虽然雾化干燥能够降低投资与运行维护成本，但是仍存在较多的不足，例如：与废水接触率低，换热效果差，分离效果不佳；废水状况不佳情况下，喷嘴易堵塞。

实用新型内容

综上所述，如何提高雾化干燥的分离效果，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种废水高效蒸发分离装置，其特征在于，包括：热烟气进气管段，用于热烟气的导入；文丘里段，用于热烟气的加速，所述文丘里段与所述热烟气进气管段连通，所述文丘里段包括喉管段；旋转雾化器，所述旋转雾化器包括废水导入腔室以及与所述废水导入腔室相通的废水进口与废水喷口，所述废水进口用于废水的导入，于所述废水喷口上安装有旋转雾化喷头，所述旋转雾化喷头可旋转地设置于所述喉管段内，于所述旋转雾化喷头上设置有多个雾化喷口；旋转电机，所述旋转电机与所述旋转雾化喷头动力连接，用于驱动所述旋转雾化喷头在所述喉管段内旋转；蒸发分离塔，所述蒸发分离塔设置于所述文丘里段的尾端，用于废水中的固体杂质分离，所述蒸发分离塔包括有蒸发分离塔出口，用于烟气与废水水雾的导出。

可选地，沿热烟气的输送方向，所述文丘里段还包括有设置于所述喉管段的后方的扩散段，所述扩散段的管径渐扩并成锥形结构；沿热烟气的输送方向，所述废水导入腔室的外侧壁的管径渐扩并成锥形结构，所述废水导入腔室设置于所述扩散段。

可选地，沿热烟气的输送方向，所述废水导入腔室的内侧壁的管径渐扩并成锥形结构；所述废水进口设置于所述废水导入腔室的侧壁上并靠近所述废水导入腔室的尾端，所述废水喷口设置于所述废水导入腔室的顶端，废水于所述废水导入腔室内的流向与热烟气于所述文丘里段的流向相冲。

可选地，于所述文丘里段的尾端设置有混合段，所述混合段与所述文丘里段同轴设置，所述混合段的内径大于或等于或小于所述文丘里段的尾端的内径；所述蒸发分离塔的顶部与所述混合段连通。

可选地，所述蒸发分离塔的轴线与所述混合段的轴线垂直。

可选地，所述蒸发分离塔的底部为锥形结构，用于收集从废水中分离出的固体杂质，于所述蒸发分离塔的底端开设有外排阀；所述蒸发分离塔出口为管状结构，所述蒸发分离塔出口设置于所述蒸发分离塔的侧壁上并靠近底部。

可选地，所述旋转电机的输出轴伸入所述混合段内；于所述旋转电机的输出轴外侧设置有保温层。

可选地，所述热烟气进气管段与所述文丘里段同轴；于所述热烟气进气管内设置有烟气挡板门。

可选地，所述文丘里段包括入口段、收缩段、所述喉管以及所述扩散段；所述入口段的管径与所述热烟气进气管段的管径相同，所述入口段与所述热烟气进气管段对接；沿热烟气的输送方向，所述收缩段的管径渐缩并成与所述扩散段反向的锥形结构；所述收缩段的锥角角度为20°-25°，所述扩散段的锥角角度为10°-15°。

可选地，所述旋转雾化喷头包括雾化盘，所述雾化盘上开设有所述雾化喷口，所述雾化喷口的直径为5mm-10mm，所述雾化喷口的圆周阵列角为45°-60°。

本实用新型提供了一种废水高效蒸发分离装置，包括热烟气进气管段；文丘里段，用于热烟气的加速；旋转雾化器，用于将废水喷出；旋转电机，旋转电机与旋转雾化喷头动力连接，用于驱动旋转雾化喷头在喉管段内旋转；蒸发分离塔，用于废水中的固体杂质分离。本实用新型所提供的废水高效蒸发分离装置利用热烟气将废水蒸发，实现水与固体杂质的分离。热烟气进入文丘里段，在文丘里段的喉管和扩散段安装旋转雾化器，需要蒸发分离的废水通过废水进口管进入旋转雾化器的废水导入腔室，然后通过旋转雾化喷头将废水旋转喷出，喷出的废水与文丘里喉管段的高速热烟气充分逆流接触完成闪蒸，然后热烟气和废水(水雾状态)一同进入蒸发分离塔继续进行热交换，雾化液滴进行闪蒸，从而完成固液分离。本实用新型结构简单，可以降低前期投资成本以及降低运行成本。另外，本实用新型能够使得热烟气与废水充分混合，达到提高废水处理效率与效果的目的。同时，本实用新型还解决了因废水蒸发所造成的烟道腐蚀、结垢现象，避免出现影响后续工艺正常运行、延误生产的情况出现，解决了安全隐患的技术问题。本实用新型对于废水的处理量调节灵活，系统运行稳定，对废水的处理不需添加药品即可实现固液分离。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。其中：

图1为本实用新型实施例中废水高效蒸发分离装置的结构示意图。

在图1中，部件名称与附图标记的对应关系为：

热烟气进气管段1；文丘里段2、喉管段21、扩散段22、入口段23、收缩段24；废水导入腔室3；废水进口4；旋转雾化喷头5；烟气挡板门6；蒸发分离塔7；蒸发分离塔出口8；混合段9；保温层10；输出轴11。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。各个示例通过本实用新型的解释的方式提供而非限制本实用新型。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本实用新型的范围或精神的情况下，可在本实用新型中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本实用新型包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。

在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”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，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须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。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参考图1，图1为本实用新型实施例中废水高效蒸发分离装置的结构示意图。

本实用新型提供了一种废水高效蒸发分离装置，用于实现废水的高效分离。

在本实用新型中，该废水高效蒸发分离装置包括如下组成部分：

1、热烟气进气管段1

热烟气进气管段用于热烟气的输送，主要是用于将热烟气输送到文丘里段2，从而实现热烟气与废水水雾的热交换，用于废水水分的闪蒸，完成废水分离处理。

在本实用新型的一个实施方式中，热烟气进气管段1采用圆管结构设计，其内部为一条直圆通道，并且内壁光滑，这样可以保证热烟气流通的流畅性，从而为热烟气与废水水雾对冲、混合提供良好的流通条件。

另外，热烟气进气管段1还具有用于安装其他辅助设备的作用，例如：于热烟气进气管内设置有烟气挡板门6，烟气挡板门6用于控制热烟气进气管段的流通截面面积，以实现热烟气流通量的调控。

2、文丘里段2

文丘里段2根据文丘里管进行设计，其应用于本实用新型中，主要功能是用于热烟气的加速，热烟气气流增速后，其局部压力降低从而形成局部负压，能够对废水提供吸引力将废水吸入到文丘里段2中与热烟气进行混合，同时还能够使热烟气与废水(水雾状态)充分混合。

文丘里段2与热烟气进气管段1连通，这样热烟气进气管段中的热烟气就能够进入到文丘里段2中，文丘里段2包括有入口段23，优选地，入口段23为直圆管结构，入口段23与热烟气进气管段1对接。

具体地，文丘里段2包括入口段23、收缩段24、喉管以及扩散段22，其中，入口段23采用直圆管结构，入口段23的管径与热烟气进气管段1的管径相同；沿热烟气的输送方向，收缩段24设置于入口段23的后方，收缩段24的管径渐缩并呈与扩散段22(扩散段22的管径逐渐扩大)反向的锥形结构；喉管段21为直圆管结构，喉管段21的两端分别设置收缩段24以及扩散段22；沿热烟气的输送方向，扩散段22的管径渐扩并呈锥形结构。

进一步地，收缩段24的锥角角度为20°-25°，优选为20°、21°、22°、23°、24°、25°，喉管段21的直径为入口段23的直径的1/3，扩散段22的锥角角度为10°-15°优选为10°、11°、12°、13°、14°、15°。

在对文丘里段2各管段进行结构设计后，文丘里段2采用一体式结构设计。

3、旋转雾化器

旋转雾化器包括废水导入腔室3以及与废水导入腔室3相通的废水进口4与废水喷口，废水进口4用于废水的导入，于废水喷口上安装有旋转雾化喷头5，旋转雾化喷头5可旋转地设置于喉管段21内，于旋转雾化喷头5上设置有多个雾化喷口，废水导入腔室3内的废水能够通过雾化喷口喷出。

具体地，沿热烟气的输送方向，废水导入腔室3的内侧壁的管径渐扩并成锥形结构，其中，废水导入腔室3与文丘里段2同轴，并且，废水导入腔室3的外侧壁的管径渐扩并呈锥形结构，废水导入腔室3设置于扩散段22，扩散段22的锥角角度大于废水导入腔室3的外侧壁的锥角角度，扩散段22的内侧壁与废水导入腔室3的外侧壁形成一条通过间隙逐渐增加的环形通道结构，这样扰动气流，使得热烟气与废水水雾的混合更加充分。

废水进口4为圆管结构，废水进口4设置于废水导入腔室3的侧壁上并靠近废水导入腔室3的尾端，废水喷口设置于废水导入腔室3的顶端，废水于废水导入腔室3内的流向与热烟气于文丘里段2的流向相冲。

于文丘里段2的尾端设置有混合段9，混合段9与文丘里段2同轴设置，通过设置混合段9，能够进一步地增加热烟气与废水水雾混合的均匀性。

旋转雾化喷头包括雾化盘，雾化盘上开设有雾化喷口，雾化喷口的直径为5mm-10mm，优选为5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm，雾化喷口的圆周阵列角为45°-60°，优选为45°、50°、55°、60°。

通过文丘里段2的高速热烟气与通过旋转雾化器喷出的雾化废水逆流接触，能够缩短蒸发分离接触时间，有效减小蒸发分离塔7容积，减少烟气中含水量，降低腐蚀强度，降低投资和运行成本。

4、旋转电机

旋转电机(图1中未示出)与旋转雾化喷头5动力连接，具体为旋转电机的输出轴11与旋转雾化喷头5动力连接，用于驱动旋转雾化喷头5在喉管段21内旋转。

在本实用新型中，旋转电机设置在旋转雾化器的尾端并位于混合段9的外侧，旋转电机的输出轴11为一根长度较长的圆轴，输出轴11伸入至混合段9中与旋转雾化喷头5连接，在输出轴11的外侧设置了保温层10，用于隔绝热烟气的热量，起到对输出轴11的保护作用。输出轴11与旋转雾化喷头5连接后，能够带动旋转雾化喷头5旋转，由旋转雾化喷头5喷出的污水水雾分散较为均匀，可以提高污水水雾与热烟气的混合程度，从而提高净化分离效果。

5、蒸发分离塔7

蒸发分离塔7是实现污水水雾蒸发时，水与杂质分离的设备，蒸发分离塔7设置于文丘里段2的尾端，用于废水中的固体杂质分离，蒸发分离塔7包括有蒸发分离塔出口8，用于烟气与废水水雾的导出。

在设置有混合段9的结构设计中，蒸发分离塔7的顶部与混合段9的侧壁连通，使得混合段9和蒸发分离塔7在竖直方向上相互连通，并且，蒸发分离塔7的轴线与混合段9的轴线垂直。该竖直方向即为蒸发分离塔7的轴线。混合段9的内径大于或小于或等于文丘里段的尾端的内径，优选地，二者是大于或等于，该内径指的是垂直于混合段轴线方向或文丘里段轴线方向的长度。

蒸发分离塔7的底部为锥形结构，用于收集从废水中分离出的固体杂质，于蒸发分离塔7的底端开设有外排阀，用于分离出的固体杂质外排。

蒸发分离塔出口8为管状结构，蒸发分离塔出口8设置于蒸发分离塔7的侧壁上并靠近底部，用于热烟气以及水雾的排出。

本实用新型所提供的废水高效蒸发分离装置利用热烟气将废水蒸发，实现水与固体杂质的分离。热烟气进入文丘里段2，在文丘里段2的喉管和扩散段22安装旋转雾化器，需要蒸发分离的废水通过废水进口4管进入旋转雾化器的废水导入腔室3，然后通过旋转雾化喷头5将废水旋转喷出，喷出的废水与文丘里喉管段21的高速热烟气充分逆流接触完成闪蒸，然后热烟气和废水(水雾状态)一同进入蒸发分离塔7继续进行热交换，雾化液滴进行闪蒸，从而完成固液分离。本实用新型结构简单，可以降低前期投资成本以及降低运行成本。另外，本实用新型能够使得热烟气与废水充分混合，达到提高废水处理效率与效果的目的。同时，本实用新型还解决了因废水蒸发所造成的烟道腐蚀、结垢现象，避免出现影响后续工艺正常运行、延误生产的情况出现，解决了安全隐患的技术问题。本实用新型对于废水的处理量调节灵活，系统运行稳定，对废水的处理不需添加药品即可实现固液分离。

在本实用新型中，热烟气从高效蒸发分离装置的热烟气进口(热烟气进气管段1)引入并通过烟气挡板门6，其中烟气挡板门6的开度根据引入高效蒸发分离装置的废水量和热烟气流量进行调整。为保证热烟气在管道内的强度和均匀分布，热烟气经过烟气挡板门6后进入文丘里段2。

热烟气进入文丘里段2，文丘里段2由入口段23、收缩段24、喉管、扩散段22组成，其中收缩段24呈锥形管形式，锥角角度为20°-25°，喉管直径为入口段23直径的1/3，扩散段22呈锥形管形式，锥角为10°-15°。在文丘里段2的喉管和扩散段22安装旋转雾化器，雾化部分放置在喉管的中间位置，需要蒸发分离的废水通过废水进口4管路进入蒸发分离装置，通过旋转雾化喷头5将废水旋转喷出，与文丘里喉管段21的高速热烟气充分逆流接触完成闪蒸，然后热烟气和废水一同进入蒸发分离塔7继续进行热交换，雾化液滴进行闪蒸后，雾化小液滴中的固体物质被蒸干变成飞灰和杂盐，水蒸气随热烟气从蒸发分离塔7的烟气出口排出，部分固体杂质被烟气携带走，其余部分固体物质落入蒸发分离塔7的椎体段(蒸发分离塔7的底部为锥形结构)，定期进行外排集中处理。为保证分离液的顺利蒸发分离塔7底部的锻体锥角为45°-50°。

废水进口4通过废水导入腔室3与旋转雾化喷头5上的雾化喷口连通，旋转雾化喷头5为雾化盘，雾化盘上设置有直径为5mm-10mm的雾化孔，为保证雾化充分，液滴均匀，雾化孔按圆周阵列布置，圆周阵列角为45°-60°。旋转雾化喷头5经高速旋转电机带动旋转，废水经雾化孔喷出后在高速旋转电机的作用下分散为小液滴，与热烟气进行均匀充分地接触，进行热交换，实现废水的闪蒸。为防止热烟气损坏旋转电机，电机外部表面覆盖保温层10。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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)

1.一种废水高效蒸发分离装置，其特征在于，包括：

热烟气进气管段(1)，用于热烟气的导入；

文丘里段(2)，用于热烟气的加速，所述文丘里段与所述热烟气进气管段连通，所述文丘里段包括喉管段(21)；

旋转雾化器，所述旋转雾化器包括废水导入腔室(3)以及与所述废水导入腔室相通的废水进口(4)与废水喷口，所述废水进口用于废水的导入，于所述废水喷口上安装有旋转雾化喷头(5)，所述旋转雾化喷头可旋转地设置于所述喉管段内，于所述旋转雾化喷头上设置有多个雾化喷口；

旋转电机，所述旋转电机与所述旋转雾化喷头动力连接，用于驱动所述旋转雾化喷头在所述喉管段内旋转；

蒸发分离塔(7)，所述蒸发分离塔设置于所述文丘里段的尾端，用于废水中的固体杂质分离，所述蒸发分离塔包括有蒸发分离塔出口(8)，用于烟气与废水水雾的导出。

2.根据权利要求1所述的废水高效蒸发分离装置，其特征在于，

沿热烟气的输送方向，所述文丘里段还包括有设置于所述喉管段的后方的扩散段(22)，所述扩散段的管径渐扩并成锥形结构；

沿热烟气的输送方向，所述废水导入腔室的外侧壁的管径渐扩并成锥形结构，所述废水导入腔室设置于所述扩散段。

3.根据权利要求2所述的废水高效蒸发分离装置，其特征在于，

沿热烟气的输送方向，所述废水导入腔室的内侧壁的管径渐扩并成锥形结构；

所述废水进口设置于所述废水导入腔室的侧壁上并靠近所述废水导入腔室的尾端，所述废水喷口设置于所述废水导入腔室的顶端，废水于所述废水导入腔室内的流向与热烟气于所述文丘里段的流向相冲。

4.根据权利要求2所述的废水高效蒸发分离装置，其特征在于，

于所述文丘里段的尾端设置有混合段(9)，所述混合段与所述文丘里段同轴设置，所述混合段的内径大于或等于或小于所述文丘里段的尾端的内径；

所述蒸发分离塔的顶部与所述混合段连通。

5.根据权利要求4所述的废水高效蒸发分离装置，其特征在于，

所述蒸发分离塔的轴线与所述混合段的轴线垂直。

6.根据权利要求1所述的废水高效蒸发分离装置，其特征在于，

所述蒸发分离塔的底部为锥形结构，用于收集从废水中分离出的固体杂质，于所述蒸发分离塔的底端开设有外排阀；

所述蒸发分离塔出口为管状结构，所述蒸发分离塔出口设置于所述蒸发分离塔的侧壁上并靠近底部。

7.根据权利要求4所述的废水高效蒸发分离装置，其特征在于，

所述旋转电机的输出轴(11)伸入所述混合段内；

于所述旋转电机的输出轴外侧设置有保温层(10)。

8.根据权利要求4所述的废水高效蒸发分离装置，其特征在于，

所述热烟气进气管段与所述文丘里段同轴；

于所述热烟气进气管内设置有烟气挡板门(6)。

9.根据权利要求8所述的废水高效蒸发分离装置，其特征在于，

所述文丘里段包括入口段(23)、收缩段(24)、所述喉管以及所述扩散段；

所述入口段的管径与所述热烟气进气管段的管径相同，所述入口段与所述热烟气进气管段对接；

沿热烟气的输送方向，所述收缩段的管径渐缩并成与所述扩散段反向的锥形结构；

所述收缩段的锥角角度为20°-25°，所述扩散段的锥角角度为10°-15°。

10.根据权利要求1至9任一项所述的废水高效蒸发分离装置，其特征在于，

所述旋转雾化喷头包括雾化盘，所述雾化盘上开设有所述雾化喷口，所述雾化喷口的直径为5mm-10mm，所述雾化喷口的圆周阵列角为45°-60°。

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