本發(fā)明涉及蒸餾淡化及石化、鋼鐵行業(yè)廢熱溶液蒸發(fā)濃縮領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來工業(yè)用水日益緊張，石油化工、鋼鐵等行業(yè)作為耗水和排水大戶，持續(xù)開展節(jié)能減排措施最終實現(xiàn)污水“零排放”勢在必行。石化、鋼鐵企業(yè)含鹽污水是一種難處理的特種污水，一直是制約石化、鋼鐵企業(yè)“零排放”的瓶頸問題。多效蒸發(fā)技術(shù)以其設(shè)備簡單、可利用工廠中的低溫廢熱等優(yōu)點，成為一種廣泛被采用的脫鹽技術(shù)。

多效蒸發(fā)工藝是由多個蒸發(fā)器組合而成的操作過程。多效蒸發(fā)時后效的操作壓力和溶液的沸點均較前效低。引入前效的二次蒸汽作為后效的加熱介質(zhì)，即后效的加熱室成為前效二次蒸汽的冷凝器。多效蒸發(fā)流程只在第一效使用了蒸汽，故節(jié)約了蒸汽的需求量，有效地利用了二次蒸汽中的熱量，降低了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。按照操作流程，多效蒸發(fā)可分為順流進(jìn)料流程、逆流進(jìn)料流程與平流進(jìn)料流程。其中，順流流程具有顯著的特點：高濃度鹽水處于低溫區(qū)，有利于減輕結(jié)垢，三種流程中，順流具有最好的抗結(jié)垢性能；各效蒸發(fā)器壓力逐漸減低，可以利用效間壓差，物料溶液輸送泵選擇較小揚(yáng)程，節(jié)省泵功；由于各效溫度也是依次降低，故料液在效間流動時發(fā)生閃蒸，這樣也可以產(chǎn)生一些蒸汽，提高造水比。

順流分組進(jìn)料是將順流和平流結(jié)合起來的進(jìn)料方式。即將蒸發(fā)器分為若干個蒸發(fā)組，原料水首先進(jìn)入到最前面的蒸發(fā)組，平行進(jìn)入到此組的各效蒸發(fā)器噴淋蒸發(fā)；此組蒸發(fā)器剩余的濃鹽水匯總，經(jīng)效間泵打入后一個蒸發(fā)組，依此類推。這種進(jìn)料方式有效避免由于噴淋不均出現(xiàn)的干壁而導(dǎo)致結(jié)垢現(xiàn)象的發(fā)生。另外，還避免了每一效都會出現(xiàn)的高濃水現(xiàn)象，可將濃度高的濃水只集中在某幾效，其他效濃水鹽度引起的沸點升溫度降低，從而減小了結(jié)垢傾向，傳熱系數(shù)降低幅度小，節(jié)約預(yù)熱傳熱面積，提高傳熱管潤濕率。

目前投入應(yīng)用的蒸餾法淡化裝置多是以商品蒸汽作為熱量來源，這樣就需要消耗大量的化石燃料來滿足淡化裝置的能量需求，從而導(dǎo)致蒸餾法淡化的造水成本較高。如果采用石化、鋼鐵等行業(yè)的廢熱水等余熱作為淡化裝置的熱源，替代商品蒸汽，將大大降低蒸餾淡化的造水成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能就地取石化、鋼鐵企業(yè)廢熱水中的熱量作為熱源，同時就地取廢熱水作為淡化的原料水源，回收熱量達(dá)到能源充分利用，濃縮后廢熱水減量甚是“零排放”的處理廢熱溶液的順流蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)。

本發(fā)明的第二個目的提供一種處理廢熱溶液的順流蒸發(fā)濃縮方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下：

處理廢熱溶液的順流蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，包括第一蒸發(fā)組I、第二蒸發(fā)組II、冷凝器8、淡水閃蒸罐、產(chǎn)品水平衡罐16、濃鹽水閃蒸罐、濃鹽水平衡罐21、第一蒸發(fā)組進(jìn)料泵17，冷卻水泵23，冷卻水排放泵24、產(chǎn)品水泵25，濃鹽水泵26，第二蒸發(fā)組進(jìn)料泵27，真空系統(tǒng)18；第一蒸發(fā)組I包括有N個蒸發(fā)器；第二蒸發(fā)組II包括M個蒸發(fā)器；淡水閃蒸罐為N+M個；濃鹽水閃蒸罐為M-1個；第一蒸發(fā)組進(jìn)料泵17通過進(jìn)料管分別與第一蒸發(fā)組I的N個蒸發(fā)器連接；第一蒸發(fā)組I的N個蒸發(fā)器分別通過管道與第二蒸發(fā)組進(jìn)料泵27連接；第二蒸發(fā)組進(jìn)料泵27通過進(jìn)料管分別與第二蒸發(fā)組II的M個蒸發(fā)器連接；第一蒸發(fā)組I的首個蒸發(fā)器1通過管道與首個淡水閃蒸罐9連接，首個淡水閃蒸罐9通過管道與首效凝結(jié)水平衡罐22連接后通過首效冷凝水返回泵28返回至用戶；冷卻水泵23通過冷卻水進(jìn)料管與冷凝器8連接，冷凝器8通過管道與冷卻水排放泵24連接；首效凝結(jié)水平衡罐22通過不凝氣管道與第一蒸發(fā)組I的首個蒸發(fā)器連接；第一蒸發(fā)組I的蒸發(fā)器、第二蒸發(fā)組II的蒸發(fā)器和冷凝器8，分別通過不凝氣管道與真空系統(tǒng)18連接；第一蒸發(fā)組I的首個蒸發(fā)器1通過二次蒸汽管道依次與相鄰的蒸發(fā)器連接后，再與第二蒸發(fā)組II的蒸發(fā)器依次連接，再與冷凝器8連接；各個淡水閃蒸罐通過管道與對應(yīng)的蒸發(fā)器連接；產(chǎn)品水平衡罐16通過管道與冷凝器8連接；濃鹽水平衡罐21通過管道與冷凝器8連接；廢熱溶液余熱熱源29通過管道與第一蒸發(fā)組I的首個蒸發(fā)器1連接；從第一蒸發(fā)組I的次個蒸發(fā)器起的所有蒸發(fā)器通過產(chǎn)品水管道分別與對應(yīng)的淡水閃蒸罐連接；冷凝器8通過產(chǎn)品水管道與產(chǎn)品水平衡罐16連接；相鄰的淡水閃蒸罐之間通過管道連接；末效淡水閃蒸罐15經(jīng)產(chǎn)品水管道與產(chǎn)品水平衡罐16連接后再與產(chǎn)品水泵25連接；第二蒸發(fā)組II的首個蒸發(fā)器通過管道與首個濃鹽水閃蒸罐連接，相鄰的濃水閃蒸罐之間通過管道連接；各個濃鹽水閃蒸罐通過管道與對應(yīng)的蒸發(fā)器相鄰的下一個蒸發(fā)器連接；第一蒸發(fā)組I進(jìn)料管和第二蒸發(fā)組II的進(jìn)料管之間通過設(shè)置有第一閥門30的管道連接；冷卻水進(jìn)料管和第二蒸發(fā)組II的進(jìn)料管之間通過設(shè)置有第二閥門31的管道連接；末效濃鹽水閃蒸罐20經(jīng)濃水管道與濃鹽水平衡罐21連接后再與濃鹽水泵26連接；N＝2～5個，M＝2～5個。

處理廢熱溶液的順流蒸發(fā)濃縮的方法，包括如下步驟：

1)使用上述處理廢熱溶液的順流蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)；

2)將石化、鋼鐵廠產(chǎn)生的廢熱溶液經(jīng)過預(yù)熱后被加熱到70±2℃；預(yù)熱后的廢熱溶液通過第一蒸發(fā)組進(jìn)料泵17被平行分配至第一蒸發(fā)組I的各個蒸發(fā)器中；同時，將廢熱溶液源29閃蒸產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)到第一蒸發(fā)組I的首個蒸發(fā)器1中，首個蒸發(fā)器1產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)入與其相鄰的下一個蒸發(fā)器中，如此向末個蒸發(fā)器操作，呈溫度階梯流動；經(jīng)第一蒸發(fā)組I的各個蒸發(fā)器蒸發(fā)后的濃鹽水匯集，通過第二蒸發(fā)組進(jìn)料泵27平行分配至第二蒸發(fā)組II的各個蒸發(fā)器中；第二蒸發(fā)組II的首個蒸發(fā)器蒸發(fā)后產(chǎn)生的濃鹽水流入濃鹽水閃蒸罐19，閃蒸出的蒸汽進(jìn)入相鄰后一效的蒸發(fā)器內(nèi)，剩余濃鹽水進(jìn)入相鄰后一效的濃鹽水閃蒸罐20中，如此向末個濃鹽水閃蒸罐操作，呈溫度階梯流動并逐級閃蒸冷卻，末個濃鹽水閃蒸罐閃蒸后剩余的濃鹽水輸入濃鹽水平衡罐21中，從濃鹽水平衡罐21排出的濃鹽水經(jīng)濃鹽水泵26排出；第一蒸發(fā)組I的首個蒸發(fā)器1的冷凝液輸入首個淡水閃蒸罐9中，閃蒸產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入首個蒸發(fā)器1，閃蒸后剩余的冷凝液分為兩股，一股進(jìn)入首效凝結(jié)水平衡罐22，再通過首效冷凝水返回泵28返回至鍋爐，另一股與相鄰的后一效蒸發(fā)器2的產(chǎn)品水匯集進(jìn)入后一效蒸發(fā)器的淡水閃蒸罐10中，閃蒸產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入蒸發(fā)器2中，蒸發(fā)后剩余的產(chǎn)品水與和它相鄰的后一效蒸發(fā)器3的產(chǎn)品水匯集進(jìn)入相鄰的后一效的蒸發(fā)器淡水閃蒸罐11中，如此依次向末個效組操作，呈溫度階梯流動并逐級閃蒸冷卻，末個淡水閃蒸罐15蒸發(fā)后剩余的產(chǎn)品水和冷凝器8產(chǎn)生的凝液經(jīng)產(chǎn)品水平衡罐16后用產(chǎn)品水泵25輸送至用戶，產(chǎn)品水平衡罐16的不凝氣進(jìn)入冷凝器8中；首效凝結(jié)水平衡罐22的不凝氣進(jìn)入第一蒸發(fā)組(I)的首個蒸發(fā)器1中；冷卻水經(jīng)過冷卻水泵23進(jìn)入冷凝器8被加熱后通過冷卻水排放泵24排放；濃鹽水平衡罐21的不凝氣進(jìn)入冷凝器8中，不凝氣通過真空系統(tǒng)18從與各個蒸發(fā)器、冷凝器8連接的不凝氣管路中抽出。

本發(fā)明的優(yōu)點：

1)就地取材低成本生產(chǎn)淡水。就地取廢熱水中的熱量作為熱源；就地取廢熱水作為淡化的原料水源，回收熱量達(dá)到能源充分利用，濃縮后廢熱水減量甚是“零排放”。

2)抗垢。在工藝流程中，含鹽量高的濃水處于溫度較低的區(qū)域，有利于避開硫酸鈣結(jié)晶析出，減輕結(jié)垢，故順流流程具有最好的抗結(jié)垢性。

3)省功。各效蒸發(fā)器的操作壓力逐漸降低，可以利用效間壓差，物料溶液輸送泵選擇較小揚(yáng)程，節(jié)省泵功。

4)提高造水比。雖然由于物料溶液的不斷蒸發(fā)會使其濃度逐漸升高，造成沸點有所升高，但是由于濃度變化引起的沸點升高遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于效間壓差的作用，因此，物料在效間流動時會發(fā)生閃蒸，提高造水性能。

本發(fā)明專利可就地取廢熱水中的熱量作為熱源，同時就地取廢熱水作為淡化的原料水源，回收熱量達(dá)到能源充分利用，濃縮后廢熱水減量甚是“零排放”，同時生產(chǎn)出一定量的淡水供生產(chǎn)使用。

附圖說明

圖1為處理廢熱溶液的順流蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)示意圖。

圖示：

1～7—蒸發(fā)器 8—冷凝器 9～15—淡水閃蒸罐 16—產(chǎn)品水平衡罐 17—第一蒸發(fā)組進(jìn)料泵 18—真空系統(tǒng) 19～20—濃鹽水閃蒸罐 21—濃鹽水平衡罐 22—首效凝結(jié)水平衡罐 23—冷卻水泵 24—冷卻水排放泵 25—產(chǎn)品水泵 26—濃鹽水泵 27—第二蒸發(fā)組進(jìn)料泵 28—首效冷凝水返回泵 29—廢熱溶液余熱熱源 30—第一閥門 31—第二閥門

具體實施方式

以下通過附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

以第一蒸發(fā)組I為4個蒸發(fā)器(N＝4)，第二蒸發(fā)組II為3個蒸發(fā)器(M＝3)為例。

在圖1中第一蒸發(fā)組I的4個蒸發(fā)器分別為1、2、3、4；第二蒸發(fā)組II為3個蒸發(fā)器分別為5、6、7；

淡水閃蒸罐為7個，在圖1中分別為9、10、11、12、13、14、15；

濃鹽水閃蒸罐為2個，在圖1中分別為19、20。

處理廢熱溶液的順流蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，包括第一蒸發(fā)組I、第二蒸發(fā)組II、冷凝器8、淡水閃蒸罐、產(chǎn)品水平衡罐16、濃鹽水閃蒸罐、濃鹽水平衡罐21、第一蒸發(fā)組進(jìn)料泵17，冷卻水泵23，冷卻水排放泵24、產(chǎn)品水泵25，濃鹽水泵26，第二蒸發(fā)組進(jìn)料泵27，真空系統(tǒng)18；第一蒸發(fā)組I包括有4個蒸發(fā)器；第二蒸發(fā)組II包括3個蒸發(fā)器；淡水閃蒸罐為7個；濃鹽水閃蒸罐為2個；第一蒸發(fā)組進(jìn)料泵17通過進(jìn)料管分別與第一蒸發(fā)組I的4個蒸發(fā)器連接；第一蒸發(fā)組I的4個蒸發(fā)器分別通過管道與第二蒸發(fā)組進(jìn)料泵27連接；第二蒸發(fā)組進(jìn)料泵27通過進(jìn)料管分別與第二蒸發(fā)組II的3個蒸發(fā)器連接；第一蒸發(fā)組I的首個蒸發(fā)器1通過管道與首個淡水閃蒸罐9連接，首個淡水閃蒸罐9通過管道與首效凝結(jié)水平衡罐22連接后通過首效冷凝水返回泵28返回至用戶；冷卻水泵23通過冷卻水進(jìn)料管與冷凝器8連接，冷凝器8通過管道與冷卻水排放泵24連接；首效凝結(jié)水平衡罐22通過不凝氣管道與第一蒸發(fā)組I的首個蒸發(fā)器連接；第一蒸發(fā)組I的蒸發(fā)器、第二蒸發(fā)組II的蒸發(fā)器和冷凝器8，分別通過不凝氣管道與真空系統(tǒng)18連接；第一蒸發(fā)組I的首個蒸發(fā)器1通過二次蒸汽管道依次與相鄰的蒸發(fā)器連接后，再與第二蒸發(fā)組II的蒸發(fā)器依次連接，再與冷凝器8連接；各個淡水閃蒸罐通過管道與對應(yīng)的蒸發(fā)器連接；產(chǎn)品水平衡罐16通過管道與冷凝器8連接；濃鹽水平衡罐21通過管道與冷凝器8連接；廢熱溶液余熱熱源29通過管道與第一蒸發(fā)組I的首個蒸發(fā)器1連接；從第一蒸發(fā)組I的次個蒸發(fā)器起的所有蒸發(fā)器通過產(chǎn)品水管道分別與對應(yīng)的淡水閃蒸罐連接；冷凝器8通過產(chǎn)品水管道與產(chǎn)品水平衡罐16連接；相鄰的淡水閃蒸罐之間通過管道連接；末效淡水閃蒸罐15經(jīng)產(chǎn)品水管道與產(chǎn)品水平衡罐16連接后再與產(chǎn)品水泵25連接；第二蒸發(fā)組II的首個蒸發(fā)器通過管道與首個濃鹽水閃蒸罐連接，相鄰的濃水閃蒸罐之間通過管道連接；各個濃鹽水閃蒸罐通過管道與對應(yīng)的蒸發(fā)器相鄰的下一個蒸發(fā)器連接；第一蒸發(fā)組I進(jìn)料管和第二蒸發(fā)組II的進(jìn)料管之間通過設(shè)置有第一閥門30的管道連接；冷卻水進(jìn)料管和第二蒸發(fā)組II的進(jìn)料管之間通過設(shè)置有第二閥門31的管道連接；末效濃鹽水閃蒸罐20經(jīng)濃水管道與濃鹽水平衡罐21連接后再與濃鹽水泵26連接。

N還可以是2、3或5個，M＝2、4、5個。

處理廢熱溶液的順流蒸發(fā)濃縮的方法，包括如下步驟：

1)使用上述處理廢熱溶液的順流蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)；

2)將石化、鋼鐵廠產(chǎn)生的廢熱溶液經(jīng)過預(yù)熱后被加熱到70±2℃；預(yù)熱后的廢熱溶液通過第一蒸發(fā)組進(jìn)料泵17被平行分配至第一蒸發(fā)組I的各個蒸發(fā)器中；同時，將廢熱溶液源29閃蒸產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)到第一蒸發(fā)組I的首個蒸發(fā)器1中，首個蒸發(fā)器1產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)入與其相鄰的下一個蒸發(fā)器中，如此向末個蒸發(fā)器操作，呈溫度階梯流動；經(jīng)第一蒸發(fā)組I的各個蒸發(fā)器蒸發(fā)后的濃鹽水匯集，通過第二蒸發(fā)組進(jìn)料泵27平行分配至第二蒸發(fā)組II的各個蒸發(fā)器中；第二蒸發(fā)組II的首個蒸發(fā)器蒸發(fā)后產(chǎn)生的濃鹽水流入濃鹽水閃蒸罐19，閃蒸出的蒸汽進(jìn)入相鄰后一效的蒸發(fā)器內(nèi)，剩余濃鹽水進(jìn)入相鄰后一效的濃鹽水閃蒸罐20中，如此向末個濃鹽水閃蒸罐操作，呈溫度階梯流動并逐級閃蒸冷卻，末個濃鹽水閃蒸罐閃蒸后剩余的濃鹽水輸入濃鹽水平衡罐21中，從濃鹽水平衡罐21排出的濃鹽水經(jīng)濃鹽水泵26排出；第一蒸發(fā)組I的首個蒸發(fā)器1的冷凝液輸入首個淡水閃蒸罐9中，閃蒸產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入首個蒸發(fā)器1，閃蒸后剩余的冷凝液分為兩股，一股進(jìn)入首效凝結(jié)水平衡罐22，再通過首效冷凝水返回泵28返回至鍋爐，另一股與相鄰的后一效蒸發(fā)器2的產(chǎn)品水匯集進(jìn)入后一效蒸發(fā)器的淡水閃蒸罐10中，閃蒸產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入蒸發(fā)器2中，蒸發(fā)后剩余的產(chǎn)品水與和它相鄰的后一效蒸發(fā)器3的產(chǎn)品水匯集進(jìn)入相鄰的后一效的蒸發(fā)器淡水閃蒸罐11中，如此依次向末個效組操作，呈溫度階梯流動并逐級閃蒸冷卻，末個淡水閃蒸罐15蒸發(fā)后剩余的產(chǎn)品水和冷凝器8產(chǎn)生的凝液經(jīng)產(chǎn)品水平衡罐16后用產(chǎn)品水泵25輸送至用戶，產(chǎn)品水平衡罐16的不凝氣進(jìn)入冷凝器8中；首效凝結(jié)水平衡罐22的不凝氣進(jìn)入第一蒸發(fā)組(I)的首個蒸發(fā)器1中；冷卻水經(jīng)過冷卻水泵23進(jìn)入冷凝器8被加熱后通過冷卻水排放泵24排放；濃鹽水平衡罐21的不凝氣進(jìn)入冷凝器8中，不凝氣通過真空系統(tǒng)18從與各個蒸發(fā)器、冷凝器8連接的不凝氣管路中抽出。

以上所述的具體實施方式對本發(fā)明進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。