技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于工業(yè)廢水回收處理用的mvr蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于處理含鹽廢水的蒸發(fā)結(jié)晶方法及實(shí)現(xiàn)該方法的裝置。

背景技術(shù)：
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在食品、化工和制藥等領(lǐng)域產(chǎn)生的廢水資源化利用過(guò)程中，目前比較廣泛采用的是mvr蒸發(fā)方法，該方法具有處理量大，效率高，適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，但蒸發(fā)溫度低，換熱溫差小也同樣是其顯著特征。而高濃度鹽水在過(guò)飽和狀態(tài)下汽沸點(diǎn)較自來(lái)水升高8℃～10℃，使用常規(guī)方法單效蒸發(fā)時(shí)，物料長(zhǎng)時(shí)間處于飽和狀態(tài)，此時(shí)有效傳熱溫差變小，導(dǎo)致蒸發(fā)器蒸發(fā)效率下降，對(duì)應(yīng)系統(tǒng)能耗增加，同時(shí)傳統(tǒng)mvr系統(tǒng)蒸發(fā)高濃度鹽水會(huì)出現(xiàn)易結(jié)垢、頻繁停機(jī)維護(hù)的問(wèn)題，為了克服以上缺點(diǎn)，加大mvr技術(shù)在高濃度含鹽廢水上的應(yīng)用研究和提高系統(tǒng)抗垢性的研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的在于提供一種用于處理含鹽廢水的蒸發(fā)結(jié)晶方法及實(shí)現(xiàn)該方法的裝置，原料液經(jīng)兩效蒸發(fā)結(jié)晶，第一效蒸發(fā)過(guò)程料液濃度相對(duì)較低，遠(yuǎn)未達(dá)到飽和狀態(tài)，此狀態(tài)下沸點(diǎn)升可以忽略，先蒸發(fā)出部分水分，并且過(guò)程中不產(chǎn)生結(jié)晶鹽，該效蒸發(fā)過(guò)程有效傳熱溫度大，蒸發(fā)效率高；蒸發(fā)后的濃溶液再與第二效蒸發(fā)器內(nèi)過(guò)飽和溶液混合后再次蒸發(fā)，此狀態(tài)下沸點(diǎn)升較高，同時(shí)發(fā)生結(jié)晶過(guò)程，因此，可以提高整體蒸發(fā)效率，降低高濃度鹽水蒸發(fā)結(jié)晶能耗。

本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種用于處理含鹽廢水的蒸發(fā)結(jié)晶方法，包括如下步驟：

(1)將含鹽廢水依次通過(guò)電磁波發(fā)射裝置和一級(jí)預(yù)熱器后，將含鹽廢水預(yù)熱至低于二效降膜蒸發(fā)器內(nèi)壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度的1℃～3℃，通入二效降膜蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，該過(guò)程的物料處于未飽和狀態(tài)，將通過(guò)二效降膜蒸發(fā)器蒸發(fā)后的一次濃縮液通入氣液分離器進(jìn)行分離，經(jīng)氣液分離器分離后的一次濃縮液經(jīng)過(guò)物料再熱器加熱到低于一效降膜蒸發(fā)器內(nèi)壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度的1℃～3℃，通入一效降膜蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，在一效降膜蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)結(jié)晶后得到的二次濃縮液處于過(guò)飽和狀態(tài)，此時(shí)的過(guò)飽和溶液沸點(diǎn)高于一效降膜蒸發(fā)器對(duì)應(yīng)壓力下的水溶液的沸點(diǎn)；將二次濃縮液通入結(jié)晶分離器結(jié)晶分離，結(jié)晶分離器得到的飽和狀態(tài)的濃溶液再次通入一效降膜蒸發(fā)器中進(jìn)行蒸發(fā)，結(jié)晶分離器得到的晶體通過(guò)固體排放裝置排出；

(2)含鹽廢水在二效降膜蒸發(fā)器蒸發(fā)濃縮后進(jìn)入一效降膜蒸發(fā)器，二效降膜蒸發(fā)器的一次濃縮液經(jīng)過(guò)氣液分離器分離后的蒸汽通過(guò)蒸汽壓縮機(jī)升壓，經(jīng)蒸汽壓縮機(jī)升壓后通入一效降膜蒸發(fā)器作為一效降膜蒸發(fā)器的熱源，一效降膜蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)后得到的二次濃縮液經(jīng)結(jié)晶分離器中得到的蒸汽，作為二效降膜蒸發(fā)器的熱源進(jìn)行蒸發(fā)過(guò)程。

本發(fā)明針對(duì)高濃度的含鹽廢水蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)程中蒸發(fā)器表面無(wú)機(jī)鹽結(jié)垢特征，在物料入口管口處增設(shè)振蕩電磁波發(fā)射裝置，產(chǎn)生120～150khz的正弦波信號(hào)，沿物料介質(zhì)傳遍整個(gè)系統(tǒng)，電磁波于溶液中為帶電粒子充電，將水中鈣、鎂等正離子與硫酸鹽、碳酸鹽等負(fù)離子結(jié)合成晶體隨水流沖走，不能于換熱管壁上結(jié)垢，從而提高本發(fā)明系統(tǒng)的抗垢性，在本發(fā)明中，振蕩電磁波發(fā)射裝置為高頻振蕩電磁波發(fā)射器。

本發(fā)明提出的處理含鹽廢水的蒸發(fā)結(jié)晶方法具體包括如下步驟：

(1)將無(wú)機(jī)鹽質(zhì)量濃度在(5±1)％的含鹽廢水依次通過(guò)電磁波發(fā)射裝置、一級(jí)預(yù)熱器和二級(jí)預(yù)熱器預(yù)熱到低于二效降膜蒸發(fā)器內(nèi)壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度的1℃～3℃(例如二效降膜蒸發(fā)器內(nèi)壓力為47.4kpa，對(duì)應(yīng)蒸發(fā)溫度為80℃，則經(jīng)二級(jí)預(yù)熱器預(yù)熱后的含鹽廢水的溫度為78℃)，通入二效降膜蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，該過(guò)程的物料處于未飽和狀態(tài)，將通過(guò)二效降膜蒸發(fā)器蒸發(fā)后的一次濃縮液通入氣液分離器進(jìn)行分離，此時(shí)一次濃縮液無(wú)機(jī)鹽含量在(9±1)％，沸點(diǎn)升高不明顯，經(jīng)氣液分離器分離后的一次濃縮液經(jīng)過(guò)物料再熱器加熱到低于一效蒸發(fā)器內(nèi)壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度的1℃～3℃(例如一效降膜蒸發(fā)器內(nèi)壓力為70.1kpa，對(duì)應(yīng)蒸發(fā)溫度為90℃，則經(jīng)二級(jí)預(yù)熱器預(yù)熱后的含鹽廢水的溫度為88℃)，通入一效降膜蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，經(jīng)過(guò)氣液分離器分離后的一次濃縮液在一效降膜蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)結(jié)晶后得到的二次濃縮液處于過(guò)飽和狀態(tài)，無(wú)機(jī)鹽質(zhì)量濃度超過(guò)35％，此時(shí)的過(guò)飽和溶液沸點(diǎn)要高于對(duì)應(yīng)壓力下的水溶液的沸點(diǎn)，沸點(diǎn)升高(8±1)℃；將二次濃縮液通入結(jié)晶分離器結(jié)晶分離，結(jié)晶分離器得到的飽和狀態(tài)的濃溶液再次通入一效降膜蒸發(fā)器中進(jìn)行蒸發(fā)，結(jié)晶分離器得到的晶體通過(guò)固體排放裝置排出；

(2)高濃度無(wú)機(jī)鹽廢水在二效降膜蒸發(fā)器蒸發(fā)濃縮后進(jìn)入一效降膜蒸發(fā)器，二效降膜蒸發(fā)器內(nèi)壓力下蒸發(fā)溫度為80℃，二效降膜蒸發(fā)器的一次濃縮液經(jīng)過(guò)氣液分離器分離后的蒸汽通過(guò)蒸汽壓縮機(jī)的升壓到130kpa左右，該壓力對(duì)應(yīng)下飽和溫度為106℃，通入一效降膜蒸發(fā)器作為一效降膜蒸發(fā)器的熱源，一效降膜蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)后得到的二次濃縮液經(jīng)結(jié)晶分離器中得到的蒸汽，作為二效降膜蒸發(fā)器的熱源進(jìn)行蒸發(fā)過(guò)程，此時(shí)作為熱源的蒸汽溫度為(90±1)℃左右。本發(fā)明把高濃度鹽水蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)程分為未飽和蒸發(fā)過(guò)程和過(guò)飽和結(jié)晶過(guò)程，即二效降膜蒸發(fā)器中的蒸發(fā)過(guò)程為未飽和蒸發(fā)過(guò)程，一效降膜蒸發(fā)器中的蒸發(fā)過(guò)程為過(guò)飽和結(jié)晶過(guò)程，保證物料在相對(duì)低的濃度下先蒸發(fā)一部分水分，降低了過(guò)飽和鹽水沸點(diǎn)升高帶來(lái)的蒸發(fā)器內(nèi)換熱溫差減小，蒸發(fā)效果下降和對(duì)應(yīng)能耗增加的影響。

優(yōu)選地，步驟(1)中將含鹽廢水依次通過(guò)電磁波發(fā)射裝置、一級(jí)預(yù)熱器和二級(jí)預(yù)熱器后，通入二效降膜蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)。常溫含鹽廢水通過(guò)物料泵進(jìn)入一級(jí)預(yù)熱器，物料出口分成兩路，一路進(jìn)入二級(jí)預(yù)熱器繼續(xù)預(yù)熱，另一路直接進(jìn)入二效降膜蒸發(fā)器直接進(jìn)行蒸發(fā)，物料是否需要二級(jí)預(yù)熱器繼續(xù)預(yù)熱，根據(jù)實(shí)際情況通過(guò)調(diào)節(jié)閥的關(guān)閉可以決定是否需要二級(jí)預(yù)熱器預(yù)熱。

優(yōu)選地，所述的一效降膜蒸發(fā)器中的蒸汽作為熱源加熱后產(chǎn)生的高溫冷凝水通過(guò)物料再熱器釋放出一部分熱量，仍具有較高溫度，再進(jìn)入一級(jí)預(yù)熱器進(jìn)行預(yù)熱，以低溫冷凝水的方式排出系統(tǒng)外。

優(yōu)選地，所述的二效降膜蒸發(fā)器中的蒸汽作為熱源加熱后產(chǎn)生的冷凝水直接排出，或者該冷凝水進(jìn)入二級(jí)預(yù)熱器吸熱后，再將該冷凝水排出。二效蒸發(fā)器的冷凝水一部分進(jìn)入二級(jí)預(yù)熱器進(jìn)行預(yù)熱，一部分直接排出系統(tǒng)，調(diào)節(jié)進(jìn)入二效降膜蒸發(fā)器的物料溫度。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種實(shí)現(xiàn)用于處理含鹽廢水的蒸發(fā)結(jié)晶方法的裝置，包括電磁波發(fā)射裝置、一級(jí)預(yù)熱器、二級(jí)預(yù)熱器、二效降膜蒸發(fā)器、氣液分離器、物料再熱器、一效降膜蒸發(fā)器和結(jié)晶分離器，一級(jí)預(yù)熱器與第一物料輸送管路連通，所述的電磁波發(fā)射裝置設(shè)置于第一物料輸送管路上，所述的一級(jí)預(yù)熱器和二級(jí)預(yù)熱器通過(guò)第二物料輸送管路連通，所述的一級(jí)預(yù)熱器和二效降膜蒸發(fā)器通過(guò)第三物料輸送管路連通，所述的第二物料輸送管路和第三物料輸送管路并聯(lián)連接，所述的二效降膜蒸發(fā)器和氣液分離器通過(guò)第四物料輸送管路連通，所述的氣液分離器和物料再熱器通過(guò)第五物料輸送管路連通，所述的物料再熱器和一效降膜蒸發(fā)器通過(guò)第六物料輸送管路連通，所述的一效降膜蒸發(fā)器和結(jié)晶分離器通過(guò)第七物料輸送管路連通；所述的一效降膜蒸發(fā)器底部設(shè)置有第一物料出口，一效降膜蒸發(fā)器內(nèi)的一級(jí)濃縮液經(jīng)第一物料出口通過(guò)第八物料輸送管路輸送至設(shè)置于一效降膜蒸發(fā)器頂部的第一物料入口，使一級(jí)濃縮液在一效降膜蒸發(fā)器內(nèi)結(jié)晶，所述的二效降膜蒸發(fā)器底部設(shè)置有第二物料出口，二效降膜蒸發(fā)器內(nèi)的含鹽廢水經(jīng)第二物料出口通過(guò)第九物料輸送管路輸送至設(shè)置于二效降膜蒸發(fā)器頂部的第二物料入口，使含鹽廢水在二效降膜蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)；氣液分離器頂部設(shè)置有第一蒸汽出口，將氣液分離器內(nèi)的蒸汽通過(guò)第一蒸汽管路輸送至蒸汽壓縮機(jī)，將蒸汽升高到指定的溫度和壓力，再通過(guò)第二蒸汽管路輸送至一效降膜蒸發(fā)器作為熱源，結(jié)晶分離器頂部設(shè)置有第二蒸汽出口，將結(jié)晶分離器內(nèi)的蒸汽通過(guò)第三蒸汽管路輸送至設(shè)置于所述的二效降膜蒸發(fā)器外側(cè)的第一蒸汽入口，二效降膜蒸發(fā)器的第二蒸汽入口通過(guò)第四蒸汽管路與蒸汽發(fā)生器連通。

蒸汽發(fā)生器通過(guò)第四蒸汽管路為系統(tǒng)補(bǔ)充蒸汽和啟動(dòng)蒸汽。電磁波發(fā)射裝置與第一物料輸送管路連通，于溶液中為帶電粒子充電，將水中鈣、鎂等正離子與硫酸鹽、碳酸鹽等負(fù)離子結(jié)合成晶體隨水流沖走，不能于換熱管壁上結(jié)垢。

在物料進(jìn)口處安裝高頻電磁波發(fā)射裝置，產(chǎn)生的雙向高頻振蕩電磁波沿物料流程傳遞到整個(gè)系統(tǒng)，可以防止一級(jí)降膜蒸發(fā)器、二級(jí)降膜蒸發(fā)器內(nèi)相變換熱過(guò)程中硫酸鹽和碳酸鹽垢的形成，提高蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的抗垢性。二效降膜蒸發(fā)器經(jīng)過(guò)氣液分離器與蒸汽壓縮機(jī)進(jìn)口連通，形成負(fù)壓環(huán)境蒸發(fā)。

二效降膜蒸發(fā)器濃溶液物料出口與物料再熱器受熱側(cè)連通，一效降膜蒸發(fā)器冷凝水出口與物料再熱器加熱側(cè)連通，濃縮后的物料再次加熱與一效降膜蒸發(fā)器底部過(guò)飽和鹽溶液混合。

優(yōu)選地，所述的一效降膜蒸發(fā)器的第一冷凝水出口依次與所述的物料再熱器和一級(jí)預(yù)熱器通過(guò)第一冷凝水管路和第二冷凝水管路連通，所述的二效降膜蒸發(fā)器的第二冷凝水出口與儲(chǔ)水罐的冷凝水入口通過(guò)第四冷凝水管路連通，所述的儲(chǔ)水罐的第三冷凝水出口與二級(jí)預(yù)熱器通過(guò)第五冷凝水管路連通，所述的二效降膜蒸發(fā)器的第二冷凝水出口通過(guò)第三冷凝水管路與冷凝水排放口連通，所述的第三冷凝水管路和所述的第四冷凝水管路并聯(lián)連接。二效降膜蒸發(fā)器冷凝水側(cè)與儲(chǔ)水罐連通，并設(shè)有旁路可以直接排除系統(tǒng)外，通過(guò)改變二級(jí)物料預(yù)熱器加熱側(cè)水量，達(dá)到調(diào)節(jié)一效蒸發(fā)器物料進(jìn)口溫度的目的。

優(yōu)選地，所述的結(jié)晶分離器底部設(shè)置有液體輸送管，所述的液體輸送管高度高于晶體的堆放高度，所述的液體輸送管通過(guò)第十物料輸送管路與所述的第八物料輸送管路連通。液體輸送管的高度高于晶體的堆放高度，保證液體不會(huì)有晶體的進(jìn)入，液體再次加熱與一效降膜蒸發(fā)器底部過(guò)飽和鹽溶液混合，通過(guò)第八物料輸送管路輸送至一效降膜蒸發(fā)器中蒸發(fā)。

優(yōu)選地，所述的第二物料輸送管路和第三物料輸送管路中設(shè)置有調(diào)節(jié)物料流量的第二調(diào)節(jié)閥和第三調(diào)節(jié)閥，所述的第八物料輸送管路和第九物料輸送管路中均設(shè)置有物料循環(huán)泵。

優(yōu)選地，所述的第四蒸汽管路上設(shè)置有調(diào)節(jié)蒸汽流量的第四調(diào)節(jié)閥。

本發(fā)明的有益效果是：

1、為高濃度含鹽廢水采用mvr技術(shù)資源化處理，提供了一種單位功耗低、蒸發(fā)效率高、抗垢能力強(qiáng)的方法；

2、采用單級(jí)分效蒸發(fā)結(jié)晶方法，可以同時(shí)獲取濃鹽水溶液和結(jié)晶鹽顆粒；

3、采用一臺(tái)蒸汽壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)雙效蒸發(fā)過(guò)程，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資成本低，市場(chǎng)前景廣闊；

4、加裝高頻振蕩電磁波發(fā)射裝置，增強(qiáng)本發(fā)明系統(tǒng)對(duì)碳酸鹽、硫酸鹽等無(wú)機(jī)鹽的抗垢性；

5、通過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶分離過(guò)程，化工、食品等行業(yè)產(chǎn)生的高鹽廢水達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)回收無(wú)機(jī)鹽顆粒，帶來(lái)額外收益。

附圖說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)用于處理含鹽廢水的蒸發(fā)結(jié)晶方法的裝置示意圖；

附圖標(biāo)記說(shuō)明：1、一級(jí)預(yù)熱器；2、二級(jí)預(yù)熱器；3、儲(chǔ)水罐；4、二效降膜蒸發(fā)器；5、氣液分離器；6、羅茨蒸汽壓縮機(jī)；7、高頻電磁波發(fā)射器；8、物料再熱器；9、一效降膜蒸發(fā)器；10、結(jié)晶分離器；11、蒸汽發(fā)生器；12、第一物料輸送管路；13、第二物料輸送管路；14、第三物料輸送管路；15、第四物料輸送管路；16、第五物料輸送管路；17、第六物料輸送管路；18、第七物料輸送管路；19、第八物料輸送管路；20、第九物料輸送管路；21、第十物料輸送管路；22、第一蒸汽管路；23、第二蒸汽管路；24、第三蒸汽管路；25、第四蒸汽管路；26、第一冷凝水管路、27、第二冷凝水管路；28、第三冷凝水管路；29、第四冷凝水管路；30、第五冷凝水管路；31、第一調(diào)節(jié)閥；32、第二調(diào)節(jié)閥；33、第三調(diào)節(jié)閥；34、第四調(diào)節(jié)閥；35、第一物料泵；36、第二物料循環(huán)泵；37、第三物料泵；38、第四物料循環(huán)泵。

具體實(shí)施方式：

以下實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。

除特別說(shuō)明，本發(fā)明中的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和試劑均為本技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)市購(gòu)產(chǎn)品。圖1中調(diào)節(jié)閥qv01、qv02、qv03、qv04、qv05、qv06、qv07、qv08、qv09、qv10、qv11和qv12，標(biāo)號(hào)是為了便于區(qū)分各個(gè)調(diào)節(jié)閥的安裝位置以及用途，各調(diào)節(jié)閥是一樣的型號(hào)，該調(diào)節(jié)閥只要能滿(mǎn)足實(shí)際的需要均可；物料泵p01、p02、p03、p04、p05和p06標(biāo)號(hào)是為了便于區(qū)分各個(gè)物料泵的安裝位置以及用途，其中p02和p04是物料循環(huán)泵，其余為常用物料輸送泵，也可以是滿(mǎn)足實(shí)際處理的流程的需要均可，sg01為取料閥門(mén)，結(jié)晶分離罐內(nèi)晶粒到指定高度時(shí)，打開(kāi)閥門(mén)，排出無(wú)機(jī)鹽顆粒。圖1中的箭頭表示物料、冷凝水或者蒸汽的流動(dòng)方向。

本發(fā)明提出的用于處理含鹽廢水的蒸發(fā)結(jié)晶方法的具體步驟為：

(1)將無(wú)機(jī)鹽含量在(5±1)％的含鹽廢水依次通過(guò)電磁波發(fā)射裝置、一級(jí)預(yù)熱器和二級(jí)預(yù)熱器預(yù)熱到低于二效降膜蒸發(fā)器內(nèi)壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度的1℃～3℃(如二效降膜蒸發(fā)器內(nèi)壓力為47.4kpa，對(duì)應(yīng)蒸發(fā)溫度為80℃)，通入二效降膜蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，該過(guò)程的物料處于未飽和狀態(tài)，將通過(guò)二效降膜蒸發(fā)器蒸發(fā)后的一次濃縮液通入氣液分離器進(jìn)行分離，此時(shí)一次濃縮液無(wú)機(jī)鹽含量在(9±1)％，沸點(diǎn)升高不明顯，經(jīng)氣液分離器分離后的一次濃縮液經(jīng)過(guò)物料再熱器加熱到低于一效蒸發(fā)器內(nèi)壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度的1℃～3℃(如一效降膜蒸發(fā)器壓力為70.1kpa，對(duì)應(yīng)蒸發(fā)溫度為90℃)，通入一效降膜蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，經(jīng)過(guò)氣液分離器分離后的一次濃縮液在一效降膜蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)結(jié)晶后得到的二次濃縮液處于過(guò)飽和狀態(tài)，質(zhì)量濃度超過(guò)35％，此時(shí)的過(guò)飽和溶液沸點(diǎn)要高于對(duì)應(yīng)壓力下的水溶液，沸點(diǎn)升高(8±1)℃；將二次濃縮液通入結(jié)晶分離器結(jié)晶分離，結(jié)晶分離器得到的飽和狀態(tài)的濃溶液再次通入一效降膜蒸發(fā)器中進(jìn)行蒸發(fā)，結(jié)晶分離器得到的晶體通過(guò)固體排放裝置排出；

(2)高濃度無(wú)機(jī)鹽廢水在二效降膜蒸發(fā)器蒸發(fā)濃縮后進(jìn)入一效降膜蒸發(fā)器，二效降膜蒸發(fā)器內(nèi)壓力下蒸發(fā)溫度為80℃，二效降膜蒸發(fā)器的一次濃縮液經(jīng)過(guò)氣液分離器分離后的蒸汽通過(guò)蒸汽壓縮機(jī)的升壓到130kpa左右，該壓力下對(duì)應(yīng)的飽和溫度為106℃，通入一效降膜蒸發(fā)器作為一效降膜蒸發(fā)器的熱源，一效降膜蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)后得到的二次濃縮液經(jīng)結(jié)晶分離器中得到的蒸汽，作為二效降膜蒸發(fā)器的熱源進(jìn)行蒸發(fā)過(guò)程，此時(shí)作為熱源的蒸汽溫度在(90±1)℃。

實(shí)現(xiàn)用于處理含鹽廢水的蒸發(fā)結(jié)晶方法的裝置，包括電磁波發(fā)射裝置、一級(jí)預(yù)熱器、二級(jí)預(yù)熱器、二效降膜蒸發(fā)器、氣液分離器、物料再熱器、一效降膜蒸發(fā)器和結(jié)晶分離器，一級(jí)預(yù)熱器與第一物料輸送管路連通，電磁波發(fā)射裝置設(shè)置于第一物料輸送管路上，一級(jí)預(yù)熱器和二級(jí)預(yù)熱器通過(guò)第二物料輸送管路連通，一級(jí)預(yù)熱器和二效降膜蒸發(fā)器通過(guò)第三物料輸送管路連通，第二物料輸送管路和第三物料輸送管路并聯(lián)連接，二效降膜蒸發(fā)器和氣液分離器通過(guò)第四物料輸送管路連通，氣液分離器和物料再熱器通過(guò)第五物料輸送管路連通，物料再熱器和一效降膜蒸發(fā)器通過(guò)第六物料輸送管路連通，一效降膜蒸發(fā)器和結(jié)晶分離器通過(guò)第七物料輸送管路連通；一效降膜蒸發(fā)器底部設(shè)置有第一物料出口，一效降膜蒸發(fā)器內(nèi)的一級(jí)濃縮液通過(guò)第八物料輸送管路輸送至設(shè)置于一效降膜蒸發(fā)器頂部的第一物料入口，使一級(jí)濃縮液在一效降膜蒸發(fā)器內(nèi)結(jié)晶，二效降膜蒸發(fā)器底部設(shè)置有第二物料出口，二效降膜蒸發(fā)器內(nèi)的含鹽廢水通過(guò)第二物料出口通過(guò)第九物料輸送管路輸送至設(shè)置于二效降膜蒸發(fā)器頂部的第二物料入口，使含鹽廢水在二效降膜蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)；氣液分離器頂部設(shè)置有第一蒸汽出口，將氣液分離器內(nèi)的蒸汽通過(guò)第一蒸汽管路輸送至蒸汽壓縮機(jī)，將蒸汽升高到指定的溫度和壓力，再通過(guò)第二蒸汽管路輸送至一效降膜蒸發(fā)器作為熱源，結(jié)晶分離器頂部設(shè)置有第二蒸汽出口，將結(jié)晶分離器內(nèi)的蒸汽通過(guò)第三蒸汽管路輸送至設(shè)置于所述的二效降膜蒸發(fā)器外側(cè)的第一蒸汽入口，二效降膜蒸發(fā)器的第二蒸汽入口通過(guò)第四蒸汽管路與蒸汽發(fā)生器連通。

實(shí)施例1

使用如圖1所示的裝置處理高濃度含鹽廢水，包括如下步驟：

(1)將化工、食品等行業(yè)產(chǎn)生的nacl廢水，質(zhì)量濃度5％，依次通過(guò)電磁波發(fā)射裝置、第一物料輸送管路12后進(jìn)入一級(jí)預(yù)熱器1進(jìn)行初步預(yù)熱，再通過(guò)第二物料輸送管路13進(jìn)入二級(jí)預(yù)熱器，加熱到78℃，然后通過(guò)第三物料輸送管路14通入二效降膜蒸發(fā)器4內(nèi)與底部物料混合后進(jìn)行蒸發(fā)，二效降膜蒸發(fā)器內(nèi)壓力為47.4kpa，物料的質(zhì)量濃度達(dá)9.5％，此過(guò)程物料一直處于低濃度狀態(tài)下，物料沸點(diǎn)與普通水相同，再將通過(guò)二效降膜蒸發(fā)器4蒸發(fā)后的一次濃縮液通過(guò)第四物料輸送管路15通入氣液分離器5，將一次濃縮液經(jīng)過(guò)氣液分離器5分離，經(jīng)氣液分離器5分離后的一次濃縮液通過(guò)第五物料輸送管路16在物料再熱器8中加熱到88℃，將通過(guò)物料再熱器8加熱后的一次濃縮液通過(guò)第六物料輸送管路17通入一效降膜蒸發(fā)器9內(nèi)與過(guò)飽和料液混合進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，一效降膜蒸發(fā)器壓力為70.1kpa，得到二次濃縮物料的質(zhì)量濃度超過(guò)35％，該階段的蒸發(fā)過(guò)程的物料一直處于過(guò)飽和狀態(tài)，此時(shí)的二次濃縮料液沸點(diǎn)升為6℃，將二次濃縮液通過(guò)第七物料輸送管路18通入結(jié)晶分離器10結(jié)晶，結(jié)晶分離器10得到的液體通過(guò)第十物料輸送管路再次通入一效降膜蒸發(fā)器9中進(jìn)行蒸發(fā)，結(jié)晶分離器10得到的晶體通過(guò)固體排放裝置排出；二效降膜蒸發(fā)器4底部設(shè)置有第二物料出口，二效降膜蒸發(fā)器4內(nèi)的含鹽廢水經(jīng)第二物料出口通過(guò)第九物料輸送管路20輸送至設(shè)置于二效降膜蒸發(fā)器4頂部的第二物料入口，使含鹽廢水在二效降膜蒸發(fā)器4內(nèi)蒸發(fā)；一效降膜蒸發(fā)器9底部設(shè)置有第一物料出口，一效降膜蒸發(fā)器內(nèi)的一級(jí)濃縮液經(jīng)第一物料出口通過(guò)第八物料輸送管路19輸送至設(shè)置于一效降膜蒸發(fā)器9頂部的第一物料入口，使一級(jí)濃縮液在一效降膜蒸發(fā)器9內(nèi)蒸發(fā)；

(2)經(jīng)蒸汽發(fā)生器11產(chǎn)生的蒸汽通過(guò)第四蒸汽管路25通入二效降膜蒸發(fā)器4中，作為裝置啟動(dòng)用蒸汽進(jìn)入二效降膜蒸發(fā)器4，作為含鹽廢水在二效降膜蒸發(fā)器4蒸發(fā)時(shí)的熱源，二效降膜蒸發(fā)器4的加熱側(cè)蒸汽入口溫度設(shè)定為90℃，經(jīng)過(guò)二效降膜蒸發(fā)器4蒸發(fā)后的一次濃縮液經(jīng)過(guò)氣液分離器5分離后的蒸汽，約為80℃通過(guò)第一蒸汽管路22通入蒸汽壓縮機(jī)中，升溫到106℃左右，對(duì)應(yīng)壓力為132.4kpa，通過(guò)第二蒸汽管路23將蒸汽壓縮機(jī)壓縮的后蒸汽通入一效降膜蒸發(fā)器9作為一效降膜蒸發(fā)器9的熱源，一效降膜蒸發(fā)器9內(nèi)蒸發(fā)后得到的二次濃縮液經(jīng)結(jié)晶分離器10中得到蒸汽，約為90℃，將結(jié)晶分離器10中得到的蒸汽通過(guò)第三蒸汽管路24通入二效降膜蒸發(fā)器作為二效降膜蒸發(fā)器4的熱源進(jìn)行蒸發(fā)，直至二效降膜蒸發(fā)器4和一效降膜蒸發(fā)器9均達(dá)到設(shè)定的壓力后，關(guān)閉蒸汽發(fā)生器11開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)進(jìn)入正常蒸發(fā)結(jié)晶階段。

本發(fā)明把高濃度鹽水蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)程分為未飽和蒸發(fā)過(guò)程和過(guò)飽和結(jié)晶過(guò)程，即二效降膜蒸發(fā)器中的蒸發(fā)過(guò)程為未飽和蒸發(fā)過(guò)程，一效降膜蒸發(fā)器中的蒸發(fā)過(guò)程為過(guò)飽和結(jié)晶過(guò)程，保證物料在相對(duì)低的濃度下先蒸發(fā)一部分水分，降低了過(guò)飽和鹽水沸點(diǎn)升高帶來(lái)的蒸發(fā)器內(nèi)換熱溫差減小，蒸發(fā)效果下降和對(duì)應(yīng)能耗增加的影響。原料液(含鹽廢水)經(jīng)兩效蒸發(fā)后結(jié)晶，第一效蒸發(fā)過(guò)程料液濃度相對(duì)較低，遠(yuǎn)未達(dá)到飽和狀態(tài)，此狀態(tài)下沸點(diǎn)升可以忽略，先蒸發(fā)出部分水分，并且過(guò)程中不產(chǎn)生結(jié)晶鹽，該效蒸發(fā)過(guò)程有效傳熱溫度大，蒸發(fā)效率高；蒸發(fā)后的濃溶液再與第二效蒸發(fā)器內(nèi)過(guò)飽和溶液混合后再次蒸發(fā)，此狀態(tài)下沸點(diǎn)升較高，同時(shí)發(fā)生結(jié)晶過(guò)程。因此，可以提高整體蒸發(fā)效率30％，降低高濃度鹽水蒸發(fā)結(jié)晶能耗。

在本實(shí)施例中，電磁波發(fā)射裝置為高頻電磁波發(fā)射器7，在物料進(jìn)口處安裝高頻電磁波發(fā)射裝置，產(chǎn)生120～150khz的正弦波信號(hào)，產(chǎn)生的雙向高頻振蕩電磁波沿物料介質(zhì)傳遍整個(gè)系統(tǒng)，電磁波于溶液中為帶電粒子充電，促使水中鈣、鎂等正離子與硫酸鹽、碳酸鹽等負(fù)離子結(jié)合成晶體隨水流沖走，不能在換熱管壁上結(jié)垢，可以防止一級(jí)降膜蒸發(fā)器、二級(jí)降膜蒸發(fā)器內(nèi)相變換熱過(guò)程中硫酸鹽和碳酸鹽垢的形成，提高蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的抗垢性。

二效降膜蒸發(fā)器4經(jīng)過(guò)氣液分離器5與蒸汽壓縮機(jī)進(jìn)口連通，形成負(fù)壓環(huán)境蒸發(fā)；一效降膜蒸發(fā)器9與蒸汽壓縮機(jī)出口連通，通過(guò)壓縮蒸汽、控制液位和安裝高差等保證一級(jí)降膜蒸發(fā)器9的壓力環(huán)境。

經(jīng)一級(jí)預(yù)熱器1后的含鹽廢水通入二效降膜蒸發(fā)器4內(nèi)蒸發(fā)，如果經(jīng)測(cè)定通過(guò)一級(jí)預(yù)熱器1預(yù)熱后的含鹽廢水溫度未達(dá)到指定溫度，可將通過(guò)一級(jí)預(yù)熱器1的含鹽廢水再通過(guò)第三物料輸送管路14經(jīng)過(guò)二級(jí)預(yù)熱器2的預(yù)熱達(dá)到指定溫度后，再通入二效降膜蒸發(fā)器4內(nèi)蒸發(fā)。

一效降膜蒸發(fā)器9物料出口與物料再熱器8受熱側(cè)連通，一效降膜蒸發(fā)器9冷凝水出口與物料再熱器8加熱側(cè)連通，濃縮后的物料再次加熱與一效降膜蒸發(fā)器9底部過(guò)飽和鹽溶液混合。

在本實(shí)施例中，蒸汽壓縮機(jī)為羅茨蒸汽壓縮機(jī)6，其可以滿(mǎn)足系統(tǒng)中蒸汽升壓的需求。一效降膜蒸發(fā)器9的第一冷凝水出口依次與物料再熱器8和一級(jí)預(yù)熱器1通過(guò)第一冷凝水管路26和第二冷凝水管路27連通，二效降膜蒸發(fā)器4的第二冷凝水出口與儲(chǔ)水罐3的冷凝水入口通過(guò)第四冷凝水管路29連通，儲(chǔ)水罐3的第三冷凝水出口與二級(jí)預(yù)熱器2通過(guò)第五冷凝水管路30連通，二效降膜蒸發(fā)器4的第二冷凝水出口通過(guò)第三冷凝水管路28與冷凝水排放口連通，第三冷凝水管路28和第四冷凝水管路29并聯(lián)連接。二效降膜蒸發(fā)器4冷凝水出口與儲(chǔ)水罐3連通，并設(shè)有旁路可以直接排除系統(tǒng)外，通過(guò)改變二級(jí)預(yù)熱器2加熱水量，達(dá)到調(diào)節(jié)一效降膜蒸發(fā)器9物料進(jìn)口溫度的目的。

結(jié)晶分離器10底部設(shè)置有液體輸送管，液體輸送管的高度高于晶體的堆放高度，保證液體不會(huì)有晶體的進(jìn)入，液體輸送管通過(guò)第十物料輸送管路21與第八物料輸送管路19混合輸送至一效降膜蒸發(fā)器9中蒸發(fā)。

在本發(fā)明中，第一物料輸送管路12、第二物料輸送管路13、第三物料輸送管路14、第四物料輸送管路15、第五物料輸送管路16、第六物料輸送管路17、第七物料輸送管路18、第八物料輸送管路19、第九物料輸送管路20和第十物料輸送管路21中均可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置有調(diào)節(jié)物料流量的調(diào)節(jié)閥和利于物料流動(dòng)的物料泵。在本實(shí)施例中，第二物料輸送管路13上設(shè)置有第二調(diào)節(jié)閥32，第三物料輸送管路14上設(shè)置有第三調(diào)節(jié)閥33，第五物料輸送管路16上設(shè)置有第三物料泵37，第八物料輸送管路19上設(shè)置有第四物料循環(huán)泵38，第九物料輸送管路20上設(shè)置有第二物料循環(huán)泵36，均采用強(qiáng)制循環(huán)泵，保證物料在蒸發(fā)器內(nèi)循環(huán)蒸發(fā)至設(shè)定濃度或循環(huán)結(jié)晶到設(shè)定狀態(tài)。

第一冷凝水管路26、第二冷凝水管路27、第三冷凝水管路28、第四冷凝水管路29和第五冷凝水管路30中均可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置調(diào)節(jié)閥和利于冷凝水流動(dòng)的水泵。

本發(fā)明提出的應(yīng)用于處理含鹽廢水的蒸發(fā)結(jié)晶方法的工藝流程是：常溫原液通過(guò)第一物料循環(huán)泵(p01)35進(jìn)入一級(jí)預(yù)熱器1，含鹽廢水出口分成兩路，一路進(jìn)入二級(jí)預(yù)熱器2繼續(xù)預(yù)熱，另一路直接進(jìn)入二效降膜蒸發(fā)器4直接進(jìn)行蒸發(fā)，根據(jù)進(jìn)料溫度和濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)保證進(jìn)入二效降膜蒸發(fā)器物料溫度接近蒸發(fā)溫度。含鹽廢水第一次蒸發(fā)后為一次濃縮液，一次濃縮液濃度增加，經(jīng)氣液分離器5分離后的濃料液進(jìn)入物料再熱器8再次加熱，升溫后進(jìn)入一效降膜蒸發(fā)器9，一效降膜蒸發(fā)器9內(nèi)發(fā)生結(jié)晶過(guò)程，部分飽和狀態(tài)的料液經(jīng)第四物料循環(huán)泵(p02)38進(jìn)入一效降膜蒸發(fā)器9內(nèi)繼續(xù)蒸發(fā)，部分料液攜帶結(jié)晶鹽進(jìn)入結(jié)晶分離器10，分離出無(wú)機(jī)鹽顆?；厥眨Ｓ嗟臐饬弦和ㄟ^(guò)下部液體輸送管匯入二效蒸發(fā)器4底部濃料液管道再次循環(huán)蒸發(fā)。

氣液分離器8的蒸汽經(jīng)羅茨壓縮機(jī)6升溫升壓后，作為一次蒸汽進(jìn)入一效降膜蒸發(fā)器9進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)程，此過(guò)程處于正壓力狀態(tài)，蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)程中產(chǎn)生的蒸汽作為熱源進(jìn)入二效蒸發(fā)器4進(jìn)行未飽和溶液的蒸發(fā)過(guò)程，此過(guò)程處于負(fù)壓力狀態(tài)。

一效降膜蒸發(fā)器9的高溫冷凝水進(jìn)入物料再熱器8放出部分熱量，仍具有較高溫度，再進(jìn)入一級(jí)預(yù)熱器1進(jìn)行預(yù)熱，以低溫冷凝水的方式排出系統(tǒng)外。

二效降膜蒸發(fā)器5的冷凝水一部分進(jìn)入二級(jí)預(yù)熱器2進(jìn)行預(yù)熱，一部分直接排出系統(tǒng)，調(diào)節(jié)進(jìn)入二效降膜蒸發(fā)器4的物料溫度。

自來(lái)水經(jīng)蒸汽發(fā)生器(s101)11產(chǎn)生高溫蒸汽，作為系統(tǒng)啟動(dòng)用生蒸汽進(jìn)入二效降膜蒸發(fā)器4，經(jīng)過(guò)氣液分離器5被吸入羅茨蒸汽壓縮機(jī)6，升溫升壓后進(jìn)入一效降膜蒸發(fā)器9，沿著蒸汽回路循環(huán)，直至一效降膜蒸發(fā)器9內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定狀態(tài)，關(guān)閉自來(lái)水進(jìn)水閥qv07和蒸汽發(fā)生器(s101)11開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)進(jìn)入正常蒸發(fā)結(jié)晶階段。

對(duì)比例1

參考實(shí)施例1，不同之處在于。

將化工、食品等行業(yè)產(chǎn)生的nacl廢水，質(zhì)量濃度為5％，使用常規(guī)單級(jí)mvr蒸發(fā)結(jié)晶方法，將原料加熱至88℃，原料液直接與濃縮液混合變成飽和溶液后，進(jìn)入一效降膜蒸發(fā)器(一效降膜蒸發(fā)器壓力為70.1kpa)內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，這種蒸發(fā)過(guò)程溶液的沸點(diǎn)升高影響因素一直明顯存在。

傳統(tǒng)的廢水蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)程，把5％濃度的含鹽廢水直接與過(guò)飽和料液混合后成為飽和料液，然后通入降膜蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，這種方法蒸發(fā)過(guò)程下物料溶液的沸點(diǎn)升6℃～8℃，而蒸發(fā)過(guò)程中的理論換熱量q＝m*h*a*δt,m，h，a，δt分別為物料質(zhì)量，蒸發(fā)器換熱面積，蒸發(fā)換熱器傳熱系數(shù)，加熱側(cè)與受熱側(cè)的平均溫差。當(dāng)溶液沸點(diǎn)升明顯存在時(shí)，蒸發(fā)過(guò)程中實(shí)際換熱量q¹＝m*h*a*(δt-8)，mvr系統(tǒng)傳熱溫差較小，取δt＝20℃；而采用本發(fā)明中所述方法，先進(jìn)行低濃度物料蒸發(fā)過(guò)程，再進(jìn)行飽和料液結(jié)晶過(guò)程，可以有效降低高濃度含鹽廢水蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)程中沸點(diǎn)升對(duì)蒸發(fā)過(guò)程蒸發(fā)強(qiáng)度的影響，此時(shí)實(shí)際換熱量可近似表示為q²＝0.5*m*h*a*δt+0.5*m*h*a*(δt-8)，蒸發(fā)器內(nèi)換熱量提高約30％，蒸發(fā)強(qiáng)度也大幅度提高。

本發(fā)明所述的單級(jí)二效蒸發(fā)結(jié)晶方法針對(duì)高濃度鹽水蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)程分成低濃度蒸發(fā)過(guò)程和過(guò)飽和結(jié)晶過(guò)程，可以梯級(jí)利用高溫蒸汽，提高能源利用效率及整體蒸發(fā)效率。

以上的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的技術(shù)方案及其核心思想，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。