本發(fā)明涉及一種利用太陽能的空氣加濕除濕式脫硫廢水處理裝置，屬于廢水處理技術領域。

背景技術：

燃煤電廠常用石灰石-石膏法進行煙氣脫硫。該法在脫硫工序后會產生弱酸性的脫硫廢水。廢水中含有硫化物、氯化物、硝酸鹽和部分重金屬離子等可溶性物質。廢水中還含有較多的懸浮物和部分小顆粒。

目前廢水處理的方法有兩種，一是加入堿性化學試劑，在廢水中生成硫酸鹽或氫氧化物沉淀，然后分離沉淀得到凈水。二是采用蒸發(fā)結晶技術，得到蒸餾水和固體殘渣，實現(xiàn)廢水處理與蒸餾水回收。第二類方法可真正實現(xiàn)脫硫廢水的“零排放”，但是傳統(tǒng)的鹽水蒸發(fā)濃縮技術要消耗大量的燃料或電力資源，投資和運行費用高。利用可再生能源－太陽能進行廢水蒸發(fā)，可以避免大量燃料和電力資源消耗帶來的能源和環(huán)境問題。但是太陽能是一種低品質熱能，如果不采用復雜的聚光裝置，太陽能僅能將工質加熱到一定的溫度。如果直接蒸餾廢水，需配置多臺真空泵才能完成蒸餾過程。增濕－去濕廢水蒸發(fā)技術利用氣體飽和濕度差進行廢水蒸發(fā)，可以有效利用太陽能。

專利號為cn103982903a的中國發(fā)明專利公開了一種利用煙氣余熱處理末端廢水的系統(tǒng)及其方法。設置廢水噴霧蒸發(fā)器，利用熱煙氣吸濕能力，實現(xiàn)水分蒸發(fā)，同時得到固體殘渣。廢水有較強的腐蝕性，用于霧化廢水的噴嘴極易遭到腐蝕。廢水和煙氣接觸時間有限，可能導致廢水蒸發(fā)量偏少，造成熱量損失。另外，廢水噴霧蒸發(fā)器置于空預器和除塵器之間，含有大量水分的煙氣必將加重空預器后所有煙氣管道和設備的腐蝕。

專利號為cn102330278a的中國發(fā)明專利公開了協(xié)同促進pm2.5團聚長大和蒸發(fā)處理脫硫廢水的方法和裝置。將脫硫廢水用粘結劑處理后再霧化噴入空預器和除塵器之間的煙道，利用熱煙氣吸濕能力使得水分蒸發(fā)。該法同樣會降低煙氣溫度，導致后續(xù)煙氣管道和設備的腐蝕。同時當火電廠排煙溫度較低時，煙氣熱量不足以完全蒸發(fā)脫硫水分。另外，隨著低低溫工藝的強制普及，可有效用以蒸發(fā)水分的煙道長度縮小，蒸發(fā)水量也會受到限制。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于上述情況作出的，其目的在于提出一種利用太陽能的空氣加濕除濕式脫硫廢水處理裝置，利用不同溫度下空氣飽和濕度差進行廢水處理。該裝置在常壓下運行，無需真空泵，無需濃液儲存處理裝置，具有較高的蒸發(fā)和冷凝效率，可根據(jù)太陽能集熱器廢水溫度和空氣流量自動調節(jié)蒸發(fā)器出口濕空氣溫度和生成冷凝水量。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的，一種利用太陽能的空氣加濕除濕式脫硫廢水處理裝置，該裝置包括太陽能集熱器、流化床蒸發(fā)器、布袋除塵器、橫管降膜冷凝器、流量控制器、廢水泵、鼓風機；所述的太陽能集熱器為太陽能采集裝置并為脫硫廢水提供加熱能量；

所述的流化床蒸發(fā)器包括：殼體、氣體進口噴嘴、廢水進口、床料和濕空氣出口，所述氣體進口噴嘴固定于殼體底部，且其與橫管降膜冷凝器中的受熱空氣出口相連接，廢水進口設置于殼體內的頂部，且其與太陽能集熱器出水口通過導管相連接，床料放置于殼體內，濕空氣出口設置于殼體上部；

所述橫管降膜冷凝器包括冷凝器箱體、上橫管和下橫管，所述冷凝器箱體頂部設有進口，底部設有出口，上橫管通廢水，設置廢水進、出口，下橫管通空氣，設置氣體進、出口，冷凝器箱體的進口通過導管與流化床蒸發(fā)器的濕空氣出口相連接，上橫管的廢水進口和廢水泵相連接，廢水出口和太陽能集熱器進水口相連接，氣體進口和鼓風機相連接，氣體出口和流化床蒸發(fā)器的氣體進口噴嘴相連接；

所述流量控制器設于太陽能集熱器出水口與流化床蒸發(fā)器頂部的廢水進口之間的導管上，用以控制進口廢水量。所述布袋除塵器設于冷凝器箱體的進口與流化床蒸發(fā)器的濕空氣出口之間的導管上，用以收集濕空氣中的固態(tài)殘渣。

所述殼體為不銹鋼、聚丙烯或玻璃鋼材料制成，殼體外部包裹石棉保溫層。

所述床料為粒徑為350μm的石英砂顆粒。顆粒被空氣流化，將熱廢水分散為液滴，并將液滴黏附在其表面完成蒸發(fā)過程。顆粒對廢水的分散和黏附作用擴大了空氣和廢水的接觸面積，并提高了廢水液滴在流化床蒸發(fā)器中的停留時間，同時顆粒在床內的流化導致氣液間的傳熱、傳質系數(shù)得到很大的提高，從而提高了廢水蒸發(fā)效率。廢水在流化床蒸發(fā)器中完全蒸發(fā)，因此無需設置高濃度廢水儲存處理裝置。

所述冷凝器箱體的出口設有氣液分離器，用以分離冷凝水。

所述氣液分離器出液口和出氣口分別連接有冷凝水存儲箱和引風機，引風機用以提供氣流動力。

有意效果：本發(fā)明裝置利用流化床蒸發(fā)器進行空氣吸濕，利用橫管降膜冷凝器進行空氣除濕，使得廢水在蒸發(fā)和冷凝中都有很高的傳熱傳質效率，在常壓下運行，無需真空泵。脫硫廢水單獨處理，保證了煙氣脫硫過程的穩(wěn)定性。采用半干法蒸發(fā)流程，通過布袋除塵器回收固體殘渣，無需濃液儲存處理裝置。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種利用太陽能的空氣加濕除濕式脫硫廢水處理裝置的結構示意圖。

圖中：1為太陽能集熱器、2為流化床蒸發(fā)器、3為布袋除塵器、4為橫管降膜冷凝器、5為氣液分離器、6為流量控制器、7為廢水泵、8為鼓風機、9為引風機、10為冷凝水存儲箱、11為殼體、12為床料。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施例作詳細說明。本實施例在以本發(fā)明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方案和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例1

如圖1所示，一種利用太陽能的空氣加濕除濕式脫硫廢水處理裝置，該裝置包括太陽能集熱器1、流化床蒸發(fā)器2、布袋除塵器3、橫管降膜冷凝器4、流量控制器6、廢水泵7、鼓風機8；

流化床蒸發(fā)器2包括：殼體11、氣體進口噴嘴、廢水進口、床料12和濕空氣出口，氣體進口噴嘴固定于殼體底部，且其與橫管降膜冷凝器4中的受熱空氣出口相連接，廢水進口設置于殼體11內的頂部，且其與太陽能集熱器1出水口通過導管相連接，床料12放置于殼體內，濕空氣出口設置于殼體11上部；

橫管降膜冷凝器4包括冷凝器箱體、上橫管和下橫管，冷凝器箱體頂部設有進口，底部設有出口，上橫管通廢水，設置廢水進、出口，下橫管通空氣，設置氣體進、出口，冷凝器箱體的進口通過導管與流化床蒸發(fā)器2的濕空氣出口相連接，廢水進口和廢水泵7相連接，廢水出口和太陽能集熱器1進水口相連接，氣體進口和鼓風機8相連接，氣體出口和流化床蒸發(fā)器2的氣體進口噴嘴相連接；從流化床蒸發(fā)器中蒸發(fā)產生的濕空氣掠過冷凝器殼程，在上下橫管外壁冷凝放熱，這種橫管降膜冷凝方式有效降低了管內外的傳導熱阻，增大管外對流換熱系數(shù)，使得冷凝器中的放熱冷凝非常高效。

流量控制器6設于太陽能集熱器1出水口與流化床蒸發(fā)器2頂部的廢水進口之間的導管上，用以控制進口廢水量，布袋除塵器3設于冷凝器箱體的進口與流化床蒸發(fā)器2的濕空氣出口之間的導管上，用以收集濕空氣中的固態(tài)殘渣。

殼體11為不銹鋼、聚丙烯或玻璃鋼等材料制成，殼體11外部包裹石棉保溫層。

床料12為粒徑為100μm-500μm的石英砂顆粒。顆粒被空氣流化，將熱廢水分散為液滴，并將液滴黏附在其表面完成蒸發(fā)過程。顆粒對廢水的分散和黏附作用擴大了空氣和廢水的接觸面積，并提高了廢水液滴在流化床蒸發(fā)器中的停留時間，同時顆粒在床內的流化導致氣液間的傳熱、傳質系數(shù)得到很大的提高，從而提高了廢水蒸發(fā)效率。廢水在流化床蒸發(fā)器中完全蒸發(fā)，因此無需設置高濃度廢水儲存處理裝置。

冷凝器箱體的出口設有氣液分離器5，用以分離冷凝水。

氣液分離器5出液口和出氣口分別連接有冷凝水存儲箱10和引風機9，引風機9用以提供氣流動力。

本發(fā)明通過以下方式進行工作：太陽能集熱器用于加熱廢水，廢水在太陽能集熱器中受熱后，從頂部導管進入流化床蒸發(fā)器，空氣從底部噴嘴進入流化床蒸發(fā)器，流化床料，熱廢水被流化后的床料分散為液滴，部分黏附在床料表面蒸發(fā)，部分直接蒸發(fā)。顆粒在床內的劇烈運動加大了廢水的蒸發(fā)面積和蒸發(fā)效率，并且提高了廢水在蒸發(fā)器中的停留時間。吸濕后的空氣首先進入布袋除塵器除去固體殘渣，然后進入橫管降膜冷凝器冷凝。同時水蒸汽的冷凝熱用于預熱空氣和廢水，不會造成熱量的浪費。經(jīng)冷凝后的氣液經(jīng)過氣液分離器分離氣體和冷凝水，該冷凝水可回收利用。