CN215327036U - 一种板式蒸发装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种板式蒸发装置，包括：多个空气进口，设置在所述板式蒸发装置的底部；湿空气出口，设置在所述板式蒸发装置的顶部；气体分布器，设置在所述板式蒸发装置的下部，用于提供干空气；液体分布器，设置在所述板式蒸发装置的上部，用于提供加热的废水；蒸发室，贯穿所述板式蒸发装置；以及多个多层孔板，交错布置在所述蒸发室内，用于实现气液直接接触以及传质传热。该板式蒸发装置实现了高浓度含盐废水蒸发浓缩过程，通过多层孔板实现气液充分接触，传质传热效率高，且能量利用率高，同时结垢堵塞风险低，对废水进蒸发器前预处理要求低。

Description

一种板式蒸发装置

技术领域

本实用新型涉及废水处理领域，更具体地，涉及一种板式蒸发装置。

背景技术

在石油化工、煤化工、垃圾渗滤液、危废处置等行业均面临着高浓度含盐废水处理难题，该类水质不仅具有很高的无机盐分(包括Cl-、NO32-、Na+、K+)，还含有较高的COD、氨氮等，因此对处理工艺和设备要求严苛。比如高盐组分会导致常规生化系统失效，高Cl-含量造成设备腐蚀严重。直接采用常规蒸发器处理会造成蒸发器结垢堵塞、设备腐蚀以及冷凝水不达标等问题。由此可见，高浓度含盐废水是目前水处理行业的一大难题。

针对这一类污水，常采用生化+物化的方式协同处理，比如采用预处理+生化+深度处理+蒸发手段，不仅可以去除COD和氨氮，还可以对高盐组分进水蒸发处理。预处理是指为保证蒸发器稳定运行，需对高浓度含盐废水进行一定的预处理措施，比如化学软化、膜过滤等，以去除废水中影响蒸发系统稳定运行的组分。直接采用预处理+蒸发处理方式也可以对该类水进行处理，通过控制蒸发条件和后续的物化或生化处理实现冷凝水达标。

目前适用于高浓度含盐废水处理的蒸发器有强制循环型、降膜型等蒸发器。还有一种浸没式燃烧蒸发器可适用于高浓度含盐废水的处理，该蒸发器采用天然气燃烧产生的高温烟气作为热源，直接通入高盐废水中实现蒸发浓缩过程，该形式为无间壁换热，因此结垢堵塞风险较小。

采用传统蒸发器处理高浓度含盐废水有望实现盐组分的完全去除，但常规的蒸发方法冷凝水很难达标，随着蒸发温度的升高，冷凝水中COD和氨氮必然超标。这就要求蒸发系统后续必须进行二次处理，上述的方式会来处理成本的上升，而且由于采用间壁式换热模式，金属换热面上容易产生结垢，高有机物浓度会造成换热管糊堵，影响蒸发器稳定运行。

浸没式燃烧蒸发器可适用于高浓度含盐废水处理，但该过程一方面需要天然气耗量高，运行成本高，另一方面会产生大量不凝气体需要合理处置，增加运行成本。

因此，需要提供一种新型蒸发装置，其能够至少解决上述现有技术中的问题。

实用新型内容

为了解决上述问题中的至少一个，根据本实用新型的一方面，提出了一种板式蒸发装置，包括：多个空气进口，设置在所述板式蒸发装置的底部；湿空气出口，设置在所述板式蒸发装置的顶部；气体分布器，设置在所述板式蒸发装置的下部，用于提供干空气；液体分布器，设置在所述板式蒸发装置的上部，用于提供加热的废水；蒸发室，贯穿所述板式蒸发装置；以及多个多层孔板，交错布置在所述蒸发室内，用于实现气液直接接触以及传质传热。

在一些实施例中，在所述多个多层孔板上设置有均匀孔洞。

在一些实施例中，在所述多个多层孔板中的每一个的一侧上设置有槽，所述槽的高度使得所述多层孔板能够保持液位。

在一些实施例中，所述多个多层孔板与水平面成预定的倾斜角度。

在一些实施例中，所述倾斜角度自上而下逐渐增大。

本实用新型专利提供一种新型板式蒸发装置，完全适用于处理高浓度含盐废水。该板式蒸发装置为气液接触蒸发提供场所，一方面实现了高浓度含盐废水蒸发浓缩过程，通过多层孔板实现气液充分接触，传质传热效率高，且能量利用率高；另一方面蒸发过程中气液直接接触，塔板采用特殊结构设计，结垢堵塞风险低，对废水进蒸发器前预处理要求低，产水水质优于传统蒸发装置。此外，本实用新型提供的板式蒸发装置可在低温条件下实现废水的高效蒸发。由于蒸发温度较低，因此蒸发冷凝水可实现直接回用或达标排放。

附图说明

通过结合附图对本实用新型的实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1示出了根据本实用新型的实施例的板式蒸发装置的示意图；以及

图2示出了根据本实用新型的实施例的多层孔板的A-A局部截面图。

具体实施方式

为了使得本实用新型的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本实用新型的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是本实用新型的全部实施例，应理解，本实用新型不受这里描述的示例实施例的限制。基于本实用新型中描述的本实用新型实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本实用新型的保护范围之内。

本实用新型提供一种新型处理高浓度含盐废水的板式蒸发装置，主要解决传统间壁式换热蒸发器存在的结垢堵塞，对预处理要求高等问题，而且通过结构设计实现气液两相充分接触，提高传质传热效率，以解决能量和设备空间利用率低等问题。

本实用新型中的板式蒸发器以空气作为载气，通过在板式蒸发器内与热的高盐废水进行充分气液传质传热，干空气由于升温加湿的原理，携带大量受热蒸发的液体出蒸发器，以实现高盐废水的蒸发的过程。

下面，参照图1并结合图2来详细描述根据本实用新型的实施例的板式蒸发装置。

如图1所示，一种板式蒸发装置，包括：多个空气进口，设置在所述板式蒸发装置的底部；湿空气出口，设置在所述板式蒸发装置的顶部；气体分布器，设置在所述板式蒸发装置的下部，用于提供干空气；液体分布器，设置在所述板式蒸发装置的上部，用于提供加热的废水；蒸发室，贯穿所述板式蒸发装置；以及多个多层孔板，交错布置在所述蒸发室内，用于实现气液直接接触以及传质传热。

具体地，板式蒸发器由主要由蒸发室(3至5之间的空间)、原水进料2、气体分布器、干空气进口3、气体分布器4、液体分布器5、多个多层孔板6、人孔/手孔7、浓水收集室8、浓缩液出口9、除沫器10、湿空气出口11等组成。该板式蒸发器横截面为方形或圆形结构。高浓度含盐废水经升温至70～95℃后，通过液体分布器5，充分均匀布水后进入蒸发室。其中，液体分布器5设置多个喷淋孔，实现进水在蒸发室截面上的均匀分布。与此同时，干燥空气通过空气进口3进入蒸发室底部，设置多个空气进口以保证气体充分分布。

进一步地，气体分布器和液体分布器利用分布管及均匀开孔分别保证进料气体和液体充分分布，均匀进入蒸发器。多个多层孔板提供气液充分接触场所，使得气液充分传质与传热。除沫器设置在蒸发室出口，用于去除气体中夹带微小液滴，以保证出水水质的装置。冷凝器通过间壁换热冷却热空气，得到蒸发冷凝水的装置。

空气经多层孔板接触后形成饱和湿空气经除沫器10去除空气夹带的小液滴，经排气管11送出蒸发室核心区1。蒸发气体输出经冷却装置冷却后，冷凝水达标排放或回用。

热水经蒸发室内浓缩后，至蒸发室底部液体收集室8收集后，通过浓水排水口9排出系统。此外，蒸发器底部浓缩液若浓度还未达到浓缩要求，则上清液直接经泵输送回流至蒸发室核心区1继续蒸发。

本实用新型中的板式蒸发器利用增湿蒸发的原理，以干空气在载气，通过板式蒸发器提供气液接触环境，使得加热的高盐废水与干空气在板式蒸发器内逆流接触。通过特殊的塔板设计，一方面实现气液充分接触，实现废水的蒸发；另一方面使得蒸发浓缩过程中可能出现的结晶、结垢颗粒堵塞气体通道的可能性显著降低。蒸发器顶部湿空气进入下一个单元冷凝后得到纯水，蒸发器底部浓缩液排出系统或可循环浓缩。

本实用新型专利提供一种新型板式蒸发装置，完全适用于处理高浓度含盐废水。该板式蒸发装置为气液接触蒸发提供场所，一方面实现了高浓度含盐废水蒸发浓缩过程，通过多层孔板实现气液充分接触，传质传热效率高，且能量利用率高；另一方面蒸发过程中气液直接接触，塔板采用特殊结构设计，结垢堵塞风险低，对废水进蒸发器前预处理要求低，产水水质优于传统蒸发装置。此外，本实用新型提供的板式蒸发装置可在低温条件下实现废水的高效蒸发。由于蒸发温度较低，因此蒸发冷凝水可实现直接回用或达标排放。由于蒸发温度较低，因此蒸发冷凝水可实现直接回用或达标排放。结构为塔盘式蒸发器，空气与待蒸发物流直接在塔盘上接触传质传热

在一些实施例中，在所述多个多层孔板上设置有均匀孔洞。具体地，参照图2，空气与水在蒸发室内的多层孔板6上进行充分气液接触，完成传质传热过程。其中，多层孔板A-A截面见图2所示，该多层孔板设置均匀孔洞，上行气体和下行液体在孔板上形成气液接触层。

在一些实施例中，在所述多个多层孔板中的每一个的一侧上设置有槽，所述槽的高度使得所述多层孔板能够保持液位。具体地，如图2所示，倾斜的孔板上会形成积累一定的液量，并通过孔板一端槽的高度，使得孔板上保持一定液位，为气液提供接触场所，以实现高浓度含盐废水的蒸发和降温。

在一些实施例中，所述多个多层孔板与水平面成预定的倾斜角度。具体地，倾斜的多层孔板与水平面具有一定夹角，一般在20～70°范围内。孔板的倾斜角度一方面影响液体切向流速，另一方面影响孔板上形成的液位高度。

在一些实施例中，所述倾斜角度自上而下逐渐增大。具体地，多层孔板的倾斜角度自上而下夹角随蒸发过程的不同而呈现一定的变化。具体地，针对蒸发器自上而下不同区域蒸发过程和状态的不同，孔板与水平面夹角呈现变化。这是因为蒸发器下部浓缩倍数较高，易发生结晶或结垢现象，因此一般蒸发器底部孔板与水平面夹角设置更大，从而显著提高系统运行效率和系统运行稳定性。

本实用新型中所提供的板式蒸发装置通过其结构的设计，在板式蒸发装置内完成热水与空气在蒸发室内的充分传质传热，实现高效蒸发过程。同时，通过多层孔板的特殊结构设计，提高了蒸发系统运行稳定性，使得蒸发温度低，蒸发过程空气中雾沫夹带少，蒸发冷凝水可直接达标。

本实用新型提出的板式蒸发装置通过设置多个多层孔板提供空气与水充分接触面，实现热水气化并以饱和湿空气的方式蒸发带出蒸发器，可实现高效蒸发过程。该板式蒸发装置占地面积小，投资成本和运行成本低，处理效率高。该板式蒸发装置的板式塔结构简单，且采用简单的多层孔板，相比于传统的填料塔作为气液传质设备而言，装置更易清洗维护。

本实用新型提出的蒸发装置气液主要在多层孔板上实现气液接触，由于多层孔板的特殊结构设计，在实现传质传热过程的同时，在多层孔板上形成加速液体湍流，减少了孔板上结垢等堵塞物质的形成，因此该板式蒸发器对废水进蒸发器前预处理要求低，产水水质优于传统蒸发装置。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本实用新型的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本实用新型的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本实用新型的范围之内。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本实用新型并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个，在对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本实用新型的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其实用新型点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种板式蒸发装置，其特征在于，包括：

多个空气进口，设置在所述板式蒸发装置的底部；

湿空气出口，设置在所述板式蒸发装置的顶部；

气体分布器，设置在所述板式蒸发装置的下部，用于提供干空气；

液体分布器，设置在所述板式蒸发装置的上部，用于提供加热的废水；

蒸发室，贯穿所述板式蒸发装置；以及

多个多层孔板，交错布置在所述蒸发室内，用于实现气液直接接触以及传质传热。

2.根据权利要求1所述的板式蒸发装置，其特征在于，在所述多个多层孔板上设置有均匀孔洞。

3.根据权利要求1所述的板式蒸发装置，其特征在于，在所述多个多层孔板中的每一个的一侧上设置有槽，所述槽的高度使得所述多层孔板能够保持液位。

4.根据权利要求1所述的板式蒸发装置，其特征在于，所述多个多层孔板与水平面成预定的倾斜角度。

5.根据权利要求4所述的板式蒸发装置，其特征在于，所述倾斜角度自上而下逐渐增大。

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