專利名稱：一種蒸汽壓縮污水處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污水處理的技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種采用蒸汽壓 縮技術(shù)來處理高濃度污水的處理系統(tǒng)。
技術(shù)背景-
在目前污水處理領(lǐng)域中,一般較易處理的污水，如居民生活污水、 食品、輕工、鋼鐵廢水等都獲得了較為成熟與可靠的治理，形成了較 為固定的處理方法和工藝流程。
然而,對于有些工業(yè)廢水，如高濃度有機(jī)廢水，含有高鹽、高油的 油田采油廢水及某些含有毒、有害物質(zhì)，COD含量高達(dá)數(shù)十萬的特 殊廢水，對這類廢水用常規(guī)的水處理工藝已無濟(jì)于事。即使僥幸找到 處理的工藝，其高昂的土建費(fèi)用，設(shè)備費(fèi)用及運(yùn)行費(fèi)用也使業(yè)主難以 接受。如何另辟蹊徑，尋找一種行之有效辦法來對付此類廢水，成了 業(yè)內(nèi)人士的努力方向。 一種古老而又新型的技術(shù)一壓氣蒸餾工藝，得 到了廣泛的重視。
現(xiàn)代壓氣蒸餾工藝主要運(yùn)用了 "機(jī)械蒸汽壓縮"技術(shù)，英文名
(Mechanical Vapor Compression),簡禾爾MVC。
該項(xiàng)技術(shù)目前在海水淡化領(lǐng)域已得到應(yīng)用，和傳統(tǒng)的多效降 膜蒸發(fā)器相比，優(yōu)點(diǎn)非常顯著
(1) 壓氣蒸餾工藝能耗少，將一噸水轉(zhuǎn)化為蒸汽的電力消
耗約為7 11KW/h，費(fèi)用4.2 6.6.元；多效蒸發(fā)器轉(zhuǎn)
3化一噸水的蒸汽消耗330KG，費(fèi)用37元；
(2) 壓氣蒸餾工藝運(yùn)行時(shí)不需要冷卻水和蒸汽，適用于缺少水和蒸汽的地區(qū)；
(3) 壓氣蒸餾工藝可以長期無故pi運(yùn)行，人工和維修成本
低；
(4) 運(yùn)行比較靈活，裝置的產(chǎn)水量可以通過控制元件的設(shè)置進(jìn)行調(diào)節(jié)；
(5) 壓氣蒸餾工藝所需能源單一 (電能)，設(shè)備簡單緊湊，占地面積小。
(6) 對二次蒸汽進(jìn)行回收利用，體現(xiàn)出循環(huán)經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。但現(xiàn)有的海水淡化的壓氣蒸餾工藝還不能完全應(yīng)用在各類高濃度
污水的治理上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的蒸汽壓縮污水處理系統(tǒng)，名稱為"二次蒸汽機(jī)械壓縮蒸發(fā)"，英文縮寫為"DMVC" (DoubleMechanical Vapor Compression),它可克服現(xiàn)有技術(shù)中海水淡化的壓氣蒸餾工藝還不能完全應(yīng)用在各類高濃度污水的治理上的一些不足。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種蒸汽壓縮污水處理系統(tǒng)，它主要包括換熱器，其特征在于換熱器連接有第一、第二蒸發(fā)器單元，每個(gè)蒸發(fā)器單元由一蒸發(fā)器、 一循環(huán)泵和一蒸汽壓縮機(jī)構(gòu)成，蒸發(fā)器與一水汽分離器相連，蒸發(fā)器與水汽分離器之間并聯(lián)有循環(huán)泵和蒸汽壓縮機(jī)。
使用時(shí)第一蒸發(fā)器3排出物經(jīng)汽水分離器處理后， 一部分濃縮液回入第一蒸發(fā)器3繼續(xù)蒸餾濃縮， 一部分濃縮液進(jìn)入第二蒸發(fā)器9。
4分離出的蒸汽經(jīng)蒸汽壓縮機(jī)6壓縮升溫回入第一蒸發(fā)器3作蒸發(fā)熱源用。第二蒸發(fā)器9的排出物經(jīng)汽水分離器處理后，分離出的濃縮液一
部分回入第二蒸汽器9繼續(xù)濃縮，另一部分進(jìn)入下道工序。分離出的蒸汽經(jīng)蒸汽壓縮機(jī)壓11縮升溫后，回入蒸發(fā)器,9作蒸發(fā)熱源用。所以本發(fā)明具有(l)能耗少，運(yùn)行費(fèi)用低；(2)不需要冷卻水；(3)無故障運(yùn)行時(shí)間長；(4)所需能源單一，設(shè)備簡單緊湊，占地面積小等諸多優(yōu)點(diǎn)。在污水治理領(lǐng)域有很大的發(fā)展前途。


圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。本發(fā)明主要包括換熱器1，其與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別在于換熱器將污水加熱后輸送至與其相連的第一、第二蒸發(fā)器單元，每個(gè)蒸發(fā)器單元由一蒸發(fā)器、 一循環(huán)泵和一蒸汽壓縮機(jī)構(gòu)成，蒸發(fā)器與一水汽分離器相連，蒸發(fā)器與水汽分離器之間連接有循環(huán)泵和蒸汽壓縮機(jī)。第一蒸發(fā)器單元的第一蒸發(fā)器3內(nèi)設(shè)有水平換熱管4，第二蒸發(fā)器單元的
第二蒸發(fā)器9內(nèi)設(shè)有垂直換熱管10，第一蒸發(fā)器單元的循環(huán)泵7與第二單元的第二蒸發(fā)器9相連。第一蒸發(fā)器3和第二蒸發(fā)器9與一真空泵8相連，第一蒸發(fā)器3和第二蒸發(fā)器9的底部與冷凝水管相連。換熱器與第一蒸發(fā)器單元的第一蒸發(fā)器3相連，第二蒸發(fā)器單元的循環(huán)泵13與一干燥器14相連。上述的各個(gè)部件之間均采用蒸汽管道2相連接。上述各元器件之間通過管道相連接。
第一蒸發(fā)器單元采用水平管式降膜噴淋蒸發(fā)器。該蒸發(fā)器的特點(diǎn)是料液經(jīng)液體分布器處理后，均勻噴淋在水平換熱管頂排管束上，并依靠重力以薄膜形式向下流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)料液在底排管束的再分布，因而
5液膜分布薄且均勻，傳熱系數(shù)高。利用該蒸發(fā)器傳熱系數(shù)高的特點(diǎn)，通過合理選擇濃縮倍數(shù)，以減少配套蒸汽壓縮機(jī)的流量參數(shù)和蒸發(fā)器的換熱面積，從而降低設(shè)備造價(jià)。水平管式降膜噴淋蒸發(fā)器的換熱管外溫度低于管內(nèi)溫度，適用于物料流速慢、流動(dòng)性較好的場合。
第二蒸發(fā)器單元采用垂直管降膜噴淋蒸發(fā)器。該蒸發(fā)器的特點(diǎn)是物料自蒸發(fā)器頂部進(jìn)入，在換熱管表面形成下降的液膜，在受熱至沸點(diǎn)后，部分物料氣化，產(chǎn)生向上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能；加上未氣化的物料己氣化的物料之間又產(chǎn)生了重度差，便造成物料的上下循環(huán)，物料得到得熱量越多，溫差越大，沸騰越好，循環(huán)速度也越大。這種工作狀態(tài)產(chǎn)生了二個(gè)積極后果 一是換熱表面不易結(jié)垢，二是裝置濃縮倍數(shù)較大。當(dāng)然，該單元所配置的循環(huán)泵功率大，蒸汽壓縮機(jī)功率也大。垂直管降膜噴淋蒸發(fā)器的換熱管外溫度高于管內(nèi)溫度，適用于物料流速快、因含固率高而流動(dòng)性較差的場合。
在具應(yīng)用中，對二種各有長處的單元進(jìn)行這樣的配置，使整個(gè)系統(tǒng)在二個(gè)工況點(diǎn)運(yùn)行，針對性強(qiáng)，操作靈活，過程控制較為簡單。
在實(shí)施中，已經(jīng)過預(yù)處理的廢水進(jìn)入換熱器1，由初始蒸汽將其加熱至所需溫度，同時(shí)進(jìn)入第一蒸發(fā)器3(水平管式降膜噴淋蒸發(fā)
器)和第二蒸發(fā)器9進(jìn)行第一階段蒸發(fā)濃縮。廢水進(jìn)入第一蒸發(fā)器3的液膜分布器，沿水平蒸發(fā)管4換熱表面掛下。飽和蒸汽和飽和水經(jīng)第一蒸發(fā)器單元的水氣分離器5的分離，飽和蒸汽由第一蒸發(fā)器單元的蒸汽壓縮機(jī)6壓縮升溫再進(jìn)入第一蒸發(fā)器單元的第一蒸發(fā)器3，并在水平蒸發(fā)管4的內(nèi)表面被冷凝，冷凝水排出。經(jīng)第一蒸發(fā)器單元的水氣分離器5分離出的飽和水經(jīng)第一蒸發(fā)器單元的循環(huán)泵7提升后，一部分回流到第一蒸發(fā)器單元的第一蒸發(fā)器3重復(fù)蒸發(fā)濃縮， 一部分進(jìn)入到第二蒸發(fā)器單元的第二蒸發(fā)器9進(jìn)行第二階段蒸發(fā)濃縮。第二蒸發(fā)器單元的第二蒸發(fā)器9的排出物經(jīng)第二蒸發(fā)器單元的汽水分離
器12處理后，分離出的濃縮液經(jīng)第二蒸發(fā)器單元的循環(huán)泵13處理，一部分回入第二蒸發(fā)器單元的第二蒸發(fā)器9繼續(xù)濃縮，另一部份進(jìn)入
下一道工藝提取固體物；如果濃縮液有足夠的，度，也可以直接被燃
燒掉。第二蒸發(fā)器單元的汽水分離器12分離出的蒸汽由第二蒸發(fā)器
單元的蒸汽壓縮機(jī)11壓縮升溫，回入第二蒸發(fā)器單元的第二蒸發(fā)器
9作為蒸發(fā)熱源，繼續(xù)濃縮其中的濃縮液。如此不斷的循環(huán)，使第二蒸發(fā)器單元的第二蒸發(fā)器9排出的濃縮液含固量越來越大。
得到初步濃縮的廢水在第二階段重復(fù)了相同的過程。不同之處有二點(diǎn)，(1)第二蒸發(fā)器單元的蒸發(fā)器采用垂直管降膜噴淋蒸發(fā)的形
式，更適用于因含固率高而造成流動(dòng)性差的廢水。(2)第二蒸發(fā)器單元的循環(huán)泵12提升的飽和水，可以稱為濃縮液， 一部分回流到第二蒸發(fā)器單元的第二蒸發(fā)器9的垂直換熱管內(nèi)表面重復(fù)蒸發(fā)濃縮， 一部分進(jìn)入干燥裝置提取固體物。
每階段的蒸發(fā)量可以視不同的廢水預(yù)先設(shè)定，例如，第一階段的蒸發(fā)量為總蒸發(fā)量的80%，第二階段的蒸發(fā)量為總蒸發(fā)量的20%。
權(quán)利要求
1、一種蒸汽壓縮污水處理系統(tǒng)，它主要包括換熱器，其特征在于換熱器連接有第一、第二蒸發(fā)器單元，每個(gè)蒸發(fā)器單元由一蒸發(fā)器、一循環(huán)泵和一蒸汽壓縮機(jī)構(gòu)成，蒸發(fā)器與一水汽分離器相連，蒸發(fā)器與水汽分離器之間并聯(lián)有循環(huán)泵和蒸汽壓縮機(jī)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蒸汽壓縮污水處理系統(tǒng)，其特征 在于第一蒸發(fā)器單元的第一蒸發(fā)器(3)內(nèi)設(shè)有水平換熱管，第二 蒸發(fā)器單元的第二蒸發(fā)器(9)內(nèi)設(shè)有垂直換熱管，第一蒸發(fā)器單元的循環(huán)泵(7)與第二單元的第二蒸發(fā)器(9)相連。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蒸汽壓縮污水處理系統(tǒng)，其特征在于第一蒸發(fā)器(3)和第二蒸發(fā)器(9)與一真空泵相連，第一蒸發(fā)器(3)和第二蒸發(fā)器(9)的底部與冷凝水管相連。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蒸汽壓縮污水處理系統(tǒng)，其特征在于換熱器與第一蒸發(fā)器單元的第一蒸發(fā)器(3)相連，第二蒸發(fā)器單元的循環(huán)泵(13)與一干燥器相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種蒸汽壓縮污水處理系統(tǒng)，其特征在于換熱器連接有第一、第二蒸發(fā)器單元，每個(gè)蒸發(fā)器單元由一蒸發(fā)器、一循環(huán)泵和一蒸汽壓縮機(jī)構(gòu)成，蒸發(fā)器與一水汽分離器相連，蒸發(fā)器與水汽分離器之間并聯(lián)有循環(huán)泵和蒸汽壓縮機(jī)。本發(fā)明具有(1)能耗少，運(yùn)行費(fèi)用低；(2)不需要冷卻水；(3)無故障運(yùn)行時(shí)間長；(4)所需能源單一，設(shè)備簡單緊湊，占地面積小等諸多優(yōu)點(diǎn)。在污水治理領(lǐng)域有很大的發(fā)展前途。
文檔編號(hào)C02F1/04GK101497466SQ20081003346
公開日2009年8月5日 申請日期2008年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月2日
發(fā)明者勇 吳, 魏艷平, 黃永寬 申請人:上海達(dá)源環(huán)境科技工程有限公司