專利名稱：一種廢水零排放處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢水處理領(lǐng)域，尤其是涉及一種低溫多效蒸發(fā)與豎管降膜蒸發(fā)過程的耦合實(shí)現(xiàn)廢水的零排放的技術(shù)方法。
背景技術(shù)：
目前，煤礦中的礦井水、化工企業(yè)中的工業(yè)廢水多采用豎管降膜蒸發(fā)技術(shù)，該技術(shù)單效蒸發(fā)器的傳熱溫差要在15°C以上，通常要保證20°C，對(duì)于利用O. 5MPa，140°C的蒸汽汽源，豎管降膜蒸發(fā)的蒸發(fā)器效數(shù)通常采用2效，最多也不超過4效，因此其蒸發(fā)能耗較高。低溫多效蒸發(fā)器具有小溫差傳熱的特點(diǎn)，可在50°C _66°C的溫差范圍內(nèi)布置多效蒸發(fā)器， 實(shí)現(xiàn)對(duì)蒸汽熱量的重復(fù)利用，故將低溫多效蒸發(fā)器與豎管降膜蒸發(fā)器相結(jié)合的多效廢水蒸發(fā)器技術(shù)是實(shí)現(xiàn)降低廢水蒸發(fā)能耗的有效途徑，即利用末效豎管降膜蒸發(fā)器生成的通常被廢棄的二次蒸汽作為低溫多效蒸發(fā)系統(tǒng)的加熱蒸汽，使廢水在低溫多效蒸發(fā)系統(tǒng)中被濃縮后，其中的大部分水分被蒸發(fā)后的濃縮廢水作為豎管降膜蒸發(fā)器的進(jìn)料水，大幅度降低了豎管降膜蒸發(fā)器中消耗的高壓蒸汽。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是提供一種廢水零排放處理系統(tǒng)，尤其適合有礦山礦井，同時(shí)也有大量的高污染的礦井水需要處理的環(huán)境。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種廢水零排放處理系統(tǒng)，系統(tǒng)由廢氣余熱利用系統(tǒng)、低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)和蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)構(gòu)成，低溫多效水平管蒸懼系統(tǒng)即MED系統(tǒng)。所述廢氣余熱利用系統(tǒng)包括燃燒可燃?xì)怏w從而排放高溫?zé)煔獾娜細(xì)廨啓C(jī)，以及利用所述高溫?zé)煔獾挠酂釓亩玫礁邷卣羝挠酂徨仩t。所述低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)包括低溫多效蒸發(fā)器和冷凝器。所述蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)包括利用所述高溫蒸汽淡化廢水的豎管降膜蒸發(fā)器和干燥裝置。所述余熱鍋爐的蒸汽出口與所述豎管降膜蒸發(fā)器的蒸汽入口連接，所述豎管降膜蒸發(fā)器的蒸汽出口與所述低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)的蒸汽入口相連。所述豎管降膜蒸發(fā)器和低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)的冷凝水出口與所述余熱鍋爐的冷凝水入口相連。進(jìn)一步，所述豎管降膜蒸發(fā)器為兩效蒸發(fā)器，包括順次連接的第一效豎管蒸發(fā)器、第一效氣液分離器、第二效豎管蒸發(fā)器和第二效氣液分離器；所述低溫多效蒸發(fā)器為四效水平管蒸發(fā)器，包括順次連接的一效水平管蒸發(fā)器、二效水平管蒸發(fā)器、三效水平管蒸發(fā)器和四效水平管蒸發(fā)器。進(jìn)一步，廢水預(yù)處理裝置設(shè)置在所述低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)的廢水進(jìn)口前端。進(jìn)一步，廢氣預(yù)處理裝置設(shè)置在所述燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣口前端。
進(jìn)一步，所述豎管降膜蒸發(fā)器和所述低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)均設(shè)有冷卻水入口和冷卻水出口。進(jìn)一步，所述豎管降膜蒸發(fā)器和所述低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)均設(shè)有蒸餾水出水□。進(jìn)一步，所述干燥裝置為離心機(jī)。進(jìn)一步，所述低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)的氣側(cè)管道上設(shè)置真空泵。進(jìn)一步，所述低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)的各效蒸發(fā)器和冷凝器的物料水出水管路合并后分別與所述豎管降膜蒸發(fā)器的所述第一效豎管氣液分離器和所述第二效豎管氣液分離器相連。
進(jìn)一步，所述燃?xì)廨啓C(jī)連接發(fā)電機(jī)。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是由于采用上述技術(shù)方案，可以利用低品質(zhì)的能量作為加熱熱源，實(shí)現(xiàn)熱量的多次重復(fù)利用，大幅度降低蒸餾能耗；實(shí)現(xiàn)了對(duì)苦咸水的濃縮，使結(jié)晶鹽與蒸餾水的分離、苦咸水的零排放。


圖1是本發(fā)明的廢水零排放處理系統(tǒng)示意圖
圖2是本發(fā)明的多效混合式廢水蒸發(fā)器的流程示意圖
圖中
1、豎管降膜蒸發(fā)器2、低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)
11、第一效豎管蒸發(fā)器12、第一效汽液分離室
13、第二效豎管蒸發(fā)器14、第二效汽液分離室
21、I效蒸發(fā)器22、2效蒸發(fā)器
23、3效蒸發(fā)器24、4效蒸發(fā)器
25、冷凝器3、氣側(cè)管道
4、物料水總管5、冷凝水總管
a、蒸汽b、礦井廢水
b ’物料水b "結(jié)晶鹽
C、冷凝水d、蒸餾水
e、冷卻水具體實(shí)施方式
如圖1所示，本發(fā)明介紹一種廢水零排放處理系統(tǒng)，系統(tǒng)由廢氣余熱利用系統(tǒng)、低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)2和蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)構(gòu)成，低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)即MED系統(tǒng)；
所述廢氣余熱利用系統(tǒng)包括燃燒可燃?xì)怏w(甲烷等天然氣)從而排放高溫?zé)煔獾娜細(xì)廨啓C(jī)，以及利用所述高溫?zé)煔獾挠酂釓亩玫礁邷卣羝挠酂徨仩t；
所述低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)包括低溫多效蒸發(fā)器和冷凝器25。
所述蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)包括利用所述高溫蒸汽淡化廢水的豎管降膜蒸發(fā)器I和干燥裝置；
所述余熱鍋爐的蒸汽出口與所述豎管降膜蒸發(fā)器I的蒸汽入口連接，所述豎管降膜蒸發(fā)器I的蒸汽出口與所述低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)2的蒸汽入口相連；所述豎管降膜蒸發(fā)器I和低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)2的冷凝水出口與所述余熱鍋爐的冷凝水入口相連。所述豎管降膜蒸發(fā)器為兩效蒸發(fā)器，包括順次連接的第一效豎管蒸發(fā)器11、第一效氣液分離器12、第二效豎管蒸發(fā)器13和第二效氣液分離器14 ;所述低溫多效蒸發(fā)器為四效水平管蒸發(fā)器，包括順次連接的一效水平管蒸發(fā)器21、二效水平管蒸發(fā)器22、三效水平管蒸發(fā)器23和四效水平管蒸發(fā)器24。廢水預(yù)處理裝置設(shè)置在所述低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)的廢水進(jìn)口前端。廢氣預(yù)處理裝置設(shè)置在所述燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣口前端。所述豎管降膜蒸發(fā)器和所述低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)均設(shè)有冷卻水入口和冷卻 水出口。所述豎管降膜蒸發(fā)器和所述低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)均設(shè)有蒸餾水出水口。所述干燥裝置為離心機(jī)。所述低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)的氣側(cè)管道3上設(shè)置真空泵。所述低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)的各效蒸發(fā)器和冷凝器的物料水出水管路合并為物料水總管4后分別與所述豎管降膜蒸發(fā)器的所述第一效豎管氣液分離器和所述第二效豎管氣液分離器相連。所述燃?xì)廨啓C(jī)連接發(fā)電機(jī)。
具體實(shí)施例方式澳大利亞有大量礦山礦井，同時(shí)也有大量的高污染的礦井水需要處理。結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，我們做了全新的礦井水處理的技術(shù)方案。礦井廢水(溫度20°C，濃度15000ppm)處理的總體目標(biāo)為零排放。一般來說，MED系統(tǒng)可以把礦井廢水從15000ppm濃縮到60000ppm,再利用升膜蒸溜系統(tǒng),飽和或過飽和的濃水經(jīng)過離心機(jī)烘干，得到結(jié)晶鹽b。 由于該地有豐富的甲烷資源，我們選擇燃汽輪機(jī)，一方面發(fā)電可供礦山工業(yè)使用，另外，高溫?zé)煔馔ㄟ^余熱鍋爐再利用，得到可供熱蒸餾系統(tǒng)利用的熱源，即余熱鍋爐提供較高壓力(中壓蒸汽，O. 7MPa左右)的蒸汽a，蒸汽a作為蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的熱源，而豎管降膜蒸發(fā)器會(huì)產(chǎn)生背壓蒸汽(70°C的飽和氣體)作為低溫多效蒸發(fā)器(MED系統(tǒng))的熱源。多效混合式廢水蒸發(fā)器的流程如圖2所示，由四效水平管降膜蒸發(fā)器和二效豎管降膜蒸發(fā)器兩部分組成。下面介紹一下系統(tǒng)中各物質(zhì)的流動(dòng)情況。蒸汽a流程二效豎管降膜蒸發(fā)器內(nèi)的二次蒸汽作為加熱蒸汽進(jìn)入到第一效蒸發(fā)器的傳熱管內(nèi)并在管內(nèi)凝結(jié)為水，排到蒸發(fā)器外，管外物料水蒸發(fā)，生成二次蒸汽，進(jìn)入下一效傳熱管。蒸發(fā)、冷凝過程在各效蒸發(fā)器內(nèi)重復(fù)，末效蒸發(fā)器內(nèi)的生成的二次蒸汽在冷凝器中被物料水凝結(jié)。礦井廢水b的流程礦井廢水預(yù)處理后，首先進(jìn)入MED系統(tǒng)，經(jīng)過濃縮后變成較濃的鹽水，然后進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，進(jìn)一步濃縮，變?yōu)轱柡鸵汉?，進(jìn)過離心裝置，變成結(jié)晶鹽b "。物料水b ;的流程
物料水在冷凝器中完成預(yù)熱后并行進(jìn)入到蒸發(fā)器的各效中。物料水進(jìn)入蒸發(fā)器后，經(jīng)布液器被均勻分布到蒸發(fā)器的管束上，物料水被管內(nèi)蒸汽加熱而產(chǎn)生部分蒸發(fā)，生成的二次蒸汽經(jīng)汽液分離器后進(jìn)入下一效蒸發(fā)器的管內(nèi)作為加熱蒸汽，剩余的物料水逐效進(jìn)入下一效蒸發(fā)器中閃蒸，濃縮后的物料水在溫度最低的末效蒸發(fā)器中離開裝置。冷凝水c的流程余熱鍋爐的蒸汽進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，蒸汽凝結(jié)的冷凝水回到鍋爐，作為鍋爐的物料補(bǔ)充水。蒸餾水d的流程MED系統(tǒng)和蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)都能產(chǎn)生蒸餾水，作為產(chǎn) 品淡水。冷卻水e的流程礦井廢水可以作為冷卻水。在夏季或礦井水溫度較高時(shí)，MED系統(tǒng)和蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)則都需要一定的冷卻水。冷卻水經(jīng)系統(tǒng)使用后，排放返回。氣體側(cè)流程為了保證各效蒸發(fā)器和冷凝器能夠穩(wěn)定運(yùn)行，需要將每一效蒸發(fā)器的蒸發(fā)室和冷凝器的汽側(cè)，通過氣側(cè)管道與真空泵相連接，從而將蒸發(fā)過程產(chǎn)生的少量不凝氣抽出。二效豎管降膜蒸發(fā)流程高壓蒸汽進(jìn)入到一效加熱室。在加熱室受熱后的鹵水在蒸發(fā)室中蒸發(fā)出大量飽和水蒸汽，這些二次飽和水蒸汽進(jìn)入下效蒸發(fā)罐加熱室，下效蒸發(fā)罐加熱室起著對(duì)上效蒸汽冷凝器的作用，同時(shí)蒸汽冷凝成水，各效的冷凝水c經(jīng)閃蒸器閃發(fā)產(chǎn)生二次蒸汽進(jìn)入第二效，第二效的二次蒸汽作為多效水平管降膜蒸發(fā)的第一效蒸發(fā)器的加熱蒸汽。多效水平管降膜蒸發(fā)器濃縮后的物料水b '平行進(jìn)入到豎管降膜蒸發(fā)器中進(jìn)一步濃縮。以上對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)由廢氣余熱利用系統(tǒng)、低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)和蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)構(gòu)成，低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)即MED系統(tǒng)；所述廢氣余熱利用系統(tǒng)包括燃燒可燃?xì)怏w從而排放高溫?zé)煔獾娜細(xì)廨啓C(jī)，以及利用所述高溫?zé)煔獾挠酂釓亩玫礁邷卣羝挠酂徨仩t；所述低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)包括低溫多效蒸發(fā)器和冷凝器；所述蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)包括利用所述高溫蒸汽淡化廢水的豎管降膜蒸發(fā)器和干燥裝置；所述余熱鍋爐的蒸汽出口與所述豎管降膜蒸發(fā)器的蒸汽入口連接，所述豎管降膜蒸發(fā)器的蒸汽出口與所述低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)的蒸汽入口相連；所述豎管降膜蒸發(fā)器和低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)的冷凝水出口與所述余熱鍋爐的冷凝水入口相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于所述豎管降膜蒸發(fā)器為兩效蒸發(fā)器，包括順次連接的第一效豎管蒸發(fā)器、第一效氣液分離器、第二效豎管蒸發(fā)器和第二效氣液分離器；所述低溫多效蒸發(fā)器為四效水平管蒸發(fā)器，包括順次連接的一效水平管蒸發(fā)器、二效水平管蒸發(fā)器、三效水平管蒸發(fā)器和四效水平管蒸發(fā)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于廢水預(yù)處理裝置設(shè)置在所述低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)的廢水進(jìn)口前端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于廢氣預(yù)處理裝置設(shè)置在所述燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣口前端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于所述豎管降膜蒸發(fā)器和所述低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)均設(shè)有冷卻水入口和冷卻水出口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于所述豎管降膜蒸發(fā)器和所述低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)均設(shè)有蒸餾水出水口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于所述干燥裝置為離心機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于所述低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)的氣側(cè)管道上設(shè)置真空泵。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于所述低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)的各效蒸發(fā)器和冷凝器的物料水出水管路合并后分別與所述豎管降膜蒸發(fā)器的所述第一效豎管氣液分離器和所述第二效豎管氣液分離器相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于所述燃?xì)廨啓C(jī)連接發(fā)電機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種廢水零排放處理系統(tǒng)，系統(tǒng)由廢氣余熱利用系統(tǒng)、低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)和蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)構(gòu)成，低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)即MED系統(tǒng)；所述廢氣余熱利用系統(tǒng)包括燃燒可燃?xì)怏w從而排放高溫?zé)煔獾娜細(xì)廨啓C(jī)，以及利用所述高溫?zé)煔獾挠酂釓亩玫礁邷卣羝挠酂徨仩t；所述低溫多效水平管蒸餾系統(tǒng)包括低溫多效蒸發(fā)器和冷凝器。所述蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)包括利用所述高溫蒸汽淡化廢水的豎管降膜蒸發(fā)器和干燥裝置。本發(fā)明的有益效果是可以利用低品質(zhì)的能量作為加熱熱源，實(shí)現(xiàn)熱量的多次重復(fù)利用，大幅度降低蒸餾能耗；實(shí)現(xiàn)了對(duì)苦咸水的濃縮，使結(jié)晶鹽與蒸餾水的分離、苦咸水的零排放。
文檔編號(hào)C02F1/04GK102992427SQ201210541019
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者唐剛, 陳輝, 朱銘, 唐文文, 朱佳裔 申請(qǐng)人:眾和海水淡化工程有限公司