CN217516711U - 一种基于热泵的低能耗废水浓缩系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于热泵的低能耗废水浓缩系统，包括：蒸发装置、热泵系统、循环泵和循环风机。其中：所述蒸发装置的下部与上部之间通过循环水管连通，该循环水管与热泵系统的热泵热端之间换热式连接，所述循环泵设置在循环水管上，以便于将蒸发装置下部的废水提升至上部。所述蒸发装置的下部和顶端之间通过循环空气管道连通，且该循环空气管道与热泵系统的热泵冷端换热式连接。所述循环风机设置在循环空气管道上，以便为空气的循环流动提供驱动力。本实用新型的废水浓缩系统能够充分利用循环空气中水分的冷凝潜热，降低蒸发装置入口的空气温度，从而显著降低浓缩能耗，提高浓缩倍率。

Description

一种基于热泵的低能耗废水浓缩系统

技术领域

本实用新型涉及废水处理领域，尤其涉及一种基于热泵的低能耗废水浓缩系统。

背景技术

电厂脱硫废水因其成分复杂，而且多变，是目前最难处理的末端废水。常规脱硫废水处理工艺利用烟气余热将脱硫废水完全蒸发，通过雾化喷嘴或旋转雾化器将浓缩后的脱硫废水喷入烟道或旁路烟道内，雾化后经烟气加热蒸发，溶解性盐结晶析出，随烟气中的烟尘一起被除尘器捕集。上述工艺会较大影响电厂系统的经济性，因此需要进行浓缩减量处理。

膜法浓缩减量工艺为常用的一种工艺，但需对脱硫废水进行预软化处理，成本高、工艺复杂。而传统的烟气浓缩减量工艺需与原脱硫系统串联，系统复杂且回影响脱硫效率。以空气为载体的浓缩减量系统虽然为独立装置，但能耗较高，浓缩倍率较低。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于热泵的低能耗废水浓缩系统，该系统能够有效降低废水浓缩减量能耗，提高对废水水质浓缩倍率。为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下。

一种基于热泵的低能耗废水浓缩系统，包括：蒸发装置、热泵系统、循环泵和循环风机。其中：所述蒸发装置的下部与上部之间通过循环水管连通，该循环水管与热泵系统的热泵热端之间换热式连接，所述循环泵设置在循环水管上，以便于将蒸发装置下部的废水提升至上部。所述蒸发装置的下部和顶端之间通过循环空气管道连通，且该循环空气管道与热泵系统的热泵冷端换热式连接。所述循环风机设置在循环空气管道上，以便为空气的循环流动提供驱动力。

进一步地，所述蒸发装置的下部设置有进水口，以便于将需要浓缩的废水送入蒸发装置中。

进一步地，所述蒸发装置内上部设置有布水器，所述循环水管的上端与该布水器连通。

进一步地，所述蒸发装置内的顶部设置有除雾器，且该除雾器位于所述布水器的上方。

进一步地，所述蒸发装置的底部设置有出液口，以便于排出浓缩后的高浓度液体。

进一步地，所述出液口和结晶装置连接，以便于对经过浓缩的高浓度液体进一步浓缩结晶。

进一步地，所述热泵热端具有加热器，以便于对所述循环水管中的液体进行加热。

进一步地，所述热泵冷端为箱式结构，其中设置有冷凝器，所述循环空气管道与该热泵冷端连通，从而对输入热泵冷端的高温高湿度空气进行冷凝。

进一步地，所述箱式结构的热泵冷端具有冷凝水排出口，以排出其中的冷凝水。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型的基于热泵的低能耗废水浓缩系统能够充分利用空气中水分的冷凝潜热，降低了蒸发装置入口的空气温度，显著降低能耗并提高浓缩倍率。使用时，蒸发装置中的液体经过热泵热端加热后成为高温废水，然后从蒸发装置的上部向下降落，与逆流而上的空气接触、换热后，空气成为高温高湿度空气，其从蒸发装置的顶部进入热泵冷端进行冷却，冷凝的液体进入热泵冷端的下部存储、排出，而经过冷却的空气成为低温低湿空气再次进入蒸发装置，与下落的高温废水进行接触、换热，蒸发装置底部的废水不断循环得到浓缩，当达到设定浓度后即可排出进入下一道工序。通过上述方式，本实用新型的废水浓缩系统充分利用循环空气中水分的冷凝潜热，降低了蒸发装置入口的空气温度，从而显著降了浓缩能耗，提高了浓缩倍率。

附图说明

构成本实用新型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。

图1为实施例中基于热泵的低能耗废水浓缩系统的结构示意图，图中标记代表：1-蒸发装置、1.1-循环水管、1.2-循环空气管道，2-热泵系统、2.1-热泵热端、2.2-热泵冷端、2.3-加热器、2.4-冷凝器，3-循环泵，4-循环风机，5-进水口，6-布水器，7-除雾器，8-出液口，9-冷凝水排出口。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本实用新型使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，并不对结构起限定作用，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的设备或元件需要具有特定的方位，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。现结合说明书附图和实施例对本实用新型的技术方案进一步说明。

参考图1，示例一种基于热泵的低能耗废水浓缩系统，包括：蒸发装置1、热泵系统2、循环泵3和循环风机4。其中：

所述蒸发装置1的主体为塔状结构，为玻璃钢材质或其他耐腐蚀材质。该蒸发装置1的下部为蓄液区，通过蒸发装置1的下部的进水口5进入的电厂脱硫废水进入后存储在所述蓄液区。同时，所述蒸发装置1的底部还设置有出液口8，以便于排出经过浓缩后的高浓度液体。

所述蒸发装置1的下部与上部之间通过循环水管1.1连通，即循环水管1.1的上下两端分别与蒸发装置1的侧壁下部和侧壁上部连通，从而使所述蓄液区中的废水不断循环，通过不断带走废水中的水分提高浓度。所述循环泵3设置在循环水管1.1上，以便于将蒸发装置1下部的废水提升至蒸发装置1的上部。

为了提高废水的温度加速其中水分的蒸发，所述循环水管1.1与热泵系统2的热泵热端2.1之间换热式连接，所述热泵热端2.1具有加热器2.3，利用该加热器对所述循环水管1.1中的液体进行加热(如加热到50～70℃)，从而使低温废水变成高温废水后从蒸发装置1的上方向喷淋，进而与逆流而上的低温空气接触、换热，利用空气带走其中的部分水蒸气和热量。

为了实现对所述空气携带的水蒸气和热量的回收，使高温高湿度的空气恢复为低温低湿的空气，以循环利用该空气进行废水的浓缩，所述蒸发装置1的下部和顶端之间通过循环空气管道1.2连通，且该循环空气管道1.2与热泵系统2的热泵冷端2.2换热式连接；所述循环风机4设置在循环空气管道1.2上，以便为空气的循环流动提供驱动力。具体地：所述热泵冷端2.2为箱式结构，其中设置有冷凝器2.4，所述循环空气管道1.2为两段，其中一段的两端分别与蒸发装置1的顶部、热泵冷端2.2的进气口连通，以便于将输入的高温高湿度空气进行冷却，进行气液分离以及潜热的回收。循环空气管道1.2的另一段的两端分别与热泵冷端2.2出气口、蒸发装置1的下部(液面以上)连通，以便于恢复低温低湿的空气再次进入蒸发装置1的下部，进而逆流而上，与降落的高温废水进行接触、换热。经过热泵冷端2.2冷却形成的冷凝水可从热泵冷端2.2的冷凝水排出口9排出后用作脱硫工艺用水或经处理后作为锅炉补水。

在另一实施例中，上述实施例的基于热泵的低能耗废水浓缩系统中，所述蒸发装置1内上部设置有布水器6或者喷淋装置，所述循环水管1.1的上端与该布水器6连通，以便于对蒸发装置1下部的废水进行分散喷淋，增加与逆流而上的空气之间的接触。

在另一实施例中，上述实施例的基于热泵的低能耗废水浓缩系统中，所述蒸发装置1内的顶部设置有除雾器7，且该除雾器7位于所述布水器6的上方，以便于去除水雾中的液态雾点及其中的含盐成分。

在另一实施例中，上述实施例的基于热泵的低能耗废水浓缩系统中，所述出液口8和结晶装置连接，以便于通过水泵和管道将经过浓缩的高浓度液体输送到结晶装置进一步浓缩结晶。使用时，蒸发装置1中的液体经过热泵热端2.1加热后成为高温废水，然后从蒸发装置1的上部向下降落，与逆流而上的空气接触、换热后，空气成为高温高湿度空气，其从蒸发装置1的顶部进入热泵冷端2.2进行冷却，冷凝的液体进入热泵冷端2.2的下部存储、排出，而经过冷却的空气成为低温低湿空气再次进入蒸发装置1，与下落的高温废水进行接触、换热，蒸发装置1底部的废水不断循环得到浓缩，当达到设定浓度后即可排出进入下一道工序。所述废水浓缩系统充分利用循环空气中水分的冷凝潜热，降低了蒸发装置入口的空气温度，从而显著降了浓缩能耗，提高了浓缩倍率。

最后，需要说明的是，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。上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种基于热泵的低能耗废水浓缩系统，其特征在于，包括：蒸发装置、热泵系统、循环泵和循环风机；其中：所述蒸发装置的下部与上部之间通过循环水管连通，该循环水管与热泵系统的热泵热端之间换热式连接，所述循环泵设置在循环水管上；所述蒸发装置的下部和顶端之间通过循环空气管道连通，且该循环空气管道与热泵系统的热泵冷端换热式连接；所述循环风机设置在循环空气管道上。

2.根据权利要求1所述的基于热泵的低能耗废水浓缩系统，其特征在于，所述蒸发装置的下部设置有进水口。

3.根据权利要求1所述的基于热泵的低能耗废水浓缩系统，其特征在于，所述蒸发装置内上部设置有布水器，所述循环水管的上端与该布水器连通。

4.根据权利要求3所述的基于热泵的低能耗废水浓缩系统，其特征在于，所述蒸发装置内的顶部设置有除雾器，且该除雾器位于所述布水器的上方。

5.根据权利要求1所述的基于热泵的低能耗废水浓缩系统，其特征在于，所述蒸发装置的底部设置有出液口。

6.根据权利要求5所述的基于热泵的低能耗废水浓缩系统，其特征在于，所述出液口和结晶装置连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的基于热泵的低能耗废水浓缩系统，其特征在于，所述热泵热端具有加热器。

8.根据权利要求1-6任一项所述的基于热泵的低能耗废水浓缩系统，其特征在于，所述热泵冷端为箱式结构，其中设置有冷凝器，所述循环空气管道与该热泵冷端连通。

9.根据权利要求8所述的基于热泵的低能耗废水浓缩系统，其特征在于，所述箱式结构的热泵冷端具有冷凝水排出口。

Images