申请日2016.09.06
公开(公告)日2016.12.07
IPC分类号C02F1/44; F22D11/06
摘要
本发明公开了一种间接空冷机组热回收及水处理装置，原水进入预处理装置，预处理装置出水端与调节池进水端相连，调节池出水端通过第一水泵与凝汽器进水端相连，凝汽器出水端与中间水池进水端相连;乏汽进入凝汽器，冷凝水回流到锅炉;第二水泵进水端与中间水池出水端相连，第二水泵出水端与膜蒸馏装置进水端相连，膜蒸馏装置出水端与产水池相连;或，中间水池出水端与膜蒸馏装置进水端相连，膜蒸馏装置出水端与产水池相连，第二水泵进水端与膜蒸馏装置出水端相连，第二水泵出水端与调节池进水端相连。本发明还提供了一种间接空冷机组热回收及水处理方法。本发明的有益效果：充分利用乏汽余热，避免能源浪费，可进行废水处理或生产高品质淡水资源。
摘要附图
权利要求书
1.一种间接空冷机组热回收及水处理装置，其特征在于，包括预处理装置(1)、调节池(2)、第一水泵(3)、凝汽器(4)、中间水池(5)、锅炉(6)、膜蒸馏装置(8)、第二水泵(9)、产水池(10);
其中，
待处理的原水进入所述预处理装置(1)的进水端，所述预处理装置(1)的出水端与所述调节池(2)的进水端相连，所述调节池(2)的出水端通过所述第一水泵(3)与所述凝汽器(4)的进水端相连，所述凝汽器(4)的出水端与所述中间水池(5)的进水端相连;
乏汽进入所述凝汽器(4)，所述凝汽器(4)内冷凝后产生的冷凝水回流到所述锅炉(6);
所述第二水泵(9)位于所述中间水池(5)和所述膜蒸馏装置(8)之间，所述第二水泵(9)的进水端与所述中间水池(5)的出水端相连，所述第二水泵(9)的出水端与所述膜蒸馏装置(8)的进水端相连，所述膜蒸馏装置(8)的产水端与所述产水池(11)相连;或，所述中间水池(5)的出水端与所述膜蒸馏装置(8)的进水端相连，所述膜蒸馏装置(8)的产水端与所述产水池(11)相连，所述第二水泵(9)的进水端与所述膜蒸馏装置(8)的出水端相连，所述第二水泵(9)的出水端与所述调节池(2)的进水端相连。
2.根据权利要求1所述的间接空冷机组热回收及水处理装置，其特征在于，还包括辅助加热装置(7)，待处理的原水进入所述预处理装置(1)的进水端，所述预处理装置(1)的出水端与所述调节池(2)的进水端相连，所述调节池(2)的出水端通过所述第一水泵(3)与所述凝汽器(4)的进水端相连，所述凝汽器(4)的出水端与所述中间水池(5)的进水端相连，所述中间水池(5)的出水端与所述辅助加热装置(7)的进水端相连;
乏汽进入所述凝汽器(4)，所述凝汽器(4)内冷凝后产生的冷凝水回流到所述锅炉(6)中;
所述第一水泵(9)位于所述辅助加热装置(7)和所述膜蒸馏装置(8)之间，所述第一水泵(9)的进水端与所述辅助加热装置(7)的出水端相连，所述第一水泵(9)的出水端与所述膜蒸馏装置(8)的进水端相连，所述膜蒸馏装置(8)的产水端与所述产水池(11)相连;或，所述辅助加热装置(7)的出水端与所述膜蒸馏装置(8)的进水端相连，所述膜蒸馏装置(8)的产水端与所述产水池(11)相连，所述第一水泵(9)的进水端所述膜蒸馏装置(8)的出水端，所述第一水泵(9)的出水端与所述调节池(2)的进水端相连。
3.根据权利要求2所述的间接空冷机组热回收及水处理装置，其特征在于，所述辅助加热装置(7)为蒸汽加热装置或烟气加热装置或电加热装置。
4.根据权利要求1所述的间接空冷机组热回收及水处理装置，其特征在于，所述调节池(2)中设有搅拌装置。
5.根据权利要求1或2所述的间接空冷机组热回收及水处理装置，其特征在于，所述预处理装置(1)为沉淀池、隔油池、氧化池、软化池、过滤器和生化池中的一种或几种的组合。
6.根据权利要求1或2所述的间接空冷机组热回收及水处理装置，其特征在于，所述膜蒸馏装置(8)采用气隙式膜蒸馏装置、气扫式膜蒸馏装置、真空气隙式膜蒸馏装置和直接接触式膜蒸馏装置中的一种或几种的组合。
7.根据权利要求1或2所述的间接空冷机组热回收及水处理装置，其特征在于，所述凝汽器(4)中设有真空监测和控制系统，并与备用冷却水系统相连。
8.一种利用权利要求1所述的一种间接空冷机组热回收及水处理装置的热回收及水处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1，待处理的原水经过所述预处理装置(1)的预处理后，进入所述调节池(2)中，其中，预处理为化学沉底、化学氧化、生物处理、过滤和吸附中的一种或几种;
步骤2，所述调节池(2)的出水经所述第一水泵(3)进入所述凝汽器(4)中，55℃～65℃的乏汽进入所述凝汽器(4)，所述调节池(2)的出水经换热后温度升高至40℃～55℃，然后进入所述中间水池(5)，同时，所述凝汽器(4)内冷凝后产生的冷凝水经过回热和除氧处理后回流到所述锅炉(6)中;
步骤3，所述中间水池(5)的出水在所述第二水泵(9)的抽吸作用下被抽吸进入所述膜蒸馏装置(8)进行膜蒸馏浓缩处理;或，所述中间水池(5)的出水在所述第二水泵(9)的压力作用下进入所述膜蒸馏装置(8)进行膜蒸馏浓缩处理;
步骤4，所述膜蒸馏装置(8)产生的浓水通过所述第二水泵(9)的作用下回流至所述调节池(2)中，并重复步骤2和步骤3;
步骤5，所述膜蒸馏装置(8)产生的蒸馏水进入所述产水池(10)，作为生产用水或生活用水。
9.根据权利要求8所述的热回收及水处理方法，其特征在于，步骤3替换为：
所述中间水池(5)的出水进入所述辅助加热装置(7)加热至70℃～95℃，所述辅助加热装置(7)加热后的出水在所述第二水泵(9)的抽吸作用下被抽吸进入所述膜蒸馏装置(8)进行膜蒸馏浓缩处理;或，所述辅助加热装置(7)加热后的出水在所述第二水泵(9)的压力作用下进入所述膜蒸馏装置(8)进行膜蒸馏浓缩处理。
10.根据权利要求8或9所述的热回收及水处理方法，其特征在于，步骤2之前还包括：开启所述调节池(2)中的搅拌装置，保证所述调节池(2)内的水质和水温均匀。
说明书
一种间接空冷机组热回收及水处理装置与方法
技术领域
本发明涉及节能环保技术领域，具体而言，涉及一种间接空冷机组热回收及水处理装置与方法。
背景技术
燃煤发电是我国主要的电力供给形式，在我国缺水地区，一些燃煤电厂采用空冷机组发电，空冷机组一般分为直接空冷机组和间接空冷机组。间接空冷分为海勒式和哈蒙式两种，其循环水系统都是闭式的。带表面式凝汽器的间接空冷系统——亦称哈蒙系统，由表面式凝汽器、空冷散热器、循环水泵以及充氮保护系统、循环水补充水系统、散热器清洗等系统与空冷塔构成。该系统与常规的湿冷系统基本相仿，不同之处是用空冷塔代替湿冷塔，用密闭式循环冷却水系统代替敞开式循环冷却水系统，循环水采用除盐水。表面式凝汽器间接空冷系统的工艺流程为：循环水进入表面式凝汽器的水侧通过表面换热，冷却凝汽器汽侧的汽轮机排汽，受热后的循环水由循环水泵送至空冷塔，通过空冷散热器与空气进行表面换热，循环水被空气冷却后再返回凝汽器去冷却汽轮机排汽，构成了密闭循环。因此，乏汽中大量热量通过空冷系统进入大气中，这不仅造成了能源浪费，同时还会引起大气污染问题，因此，如何回收利用乏汽中的热量，一直是节能领域重点研究领域。
膜蒸馏(MD)技术是一种高效的膜分离技术，是通过控制废水温度，以疏水性微孔膜为分离介质，以膜两侧蒸汽压差为传质推动力，实现废水浓缩和纯水回收的过程，MD技术与传统膜分离技术相比具有众多优点，如对盐的截留效率极高，对绝大多数非挥发性物质具有近100%截留效率，以及对进水水质要求低、操作条件温和(不需要高压设备)、运行维护方便、不容易发生膜污染和能耗比传统蒸发低等。此外，膜蒸馏对废水中含盐量变化适应性强，理论上只要溶质不饱和析出，膜组件都可以正常运行。由于膜蒸馏需要对原水进行加热，因此能耗相对较高，这也是限制MD工艺大规模应用的重要因素之一。
因此，为了减少甚至避免间接空冷机组中乏汽热量浪费，回收能源，将膜蒸馏技术与间接空冷机组冷却系统相结合，开发经济高效的热能回收和水处理工艺具有重要意义。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种间接空冷机组热回收及水处理装置与方法，将间接空冷机组乏汽冷凝与膜蒸馏工艺相结合，充分利用乏汽余热作为膜蒸馏系统的热源。
本发明提供了一种间接空冷机组热回收及水处理装置，包括预处理装置、调节池、第一水泵、凝汽器、中间水池、锅炉、膜蒸馏装置、第二水泵、产水池;
其中，
待处理的原水进入所述预处理装置的进水端，所述预处理装置的出水端与所述调节池的进水端相连，所述调节池的出水端通过所述第一水泵与所述凝汽器的进水端相连，所述凝汽器的出水端与所述中间水池的进水端相连;
乏汽进入所述凝汽器，所述凝汽器内冷凝后产生的冷凝水回流到所述锅炉;
所述第二水泵位于所述中间水池和所述膜蒸馏装置之间，所述第二水泵的进水端与所述中间水池的出水端相连，所述第二水泵的出水端与所述膜蒸馏装置的进水端相连，所述膜蒸馏装置的产水端与所述产水池相连;或，所述中间水池的出水端与所述膜蒸馏装置的进水端相连，所述膜蒸馏装置的产水端与所述产水池相连，所述第二水泵的进水端与所述膜蒸馏装置的出水端相连，所述第二水泵的出水端与所述调节池的进水端相连。
作为本发明进一步的改进，还包括辅助加热装置，待处理的原水进入所述预处理装置的进水端，所述预处理装置的出水端与所述调节池的进水端相连，所述调节池的出水端通过所述第一水泵与所述凝汽器的进水端相连，所述凝汽器的出水端与所述中间水池的进水端相连，所述中间水池的出水端与所述辅助加热装置的进水端相连;
乏汽进入所述凝汽器，所述凝汽器内冷凝后产生的冷凝水回流到所述锅炉中;
所述第一水泵位于所述辅助加热装置和所述膜蒸馏装置之间，所述第一水泵的进水端与所述辅助加热装置的出水端相连，所述第一水泵的出水端与所述膜蒸馏装置的进水端相连，所述膜蒸馏装置的产水端与所述产水池相连;或，所述辅助加热装置的出水端与所述膜蒸馏装置的进水端相连，所述膜蒸馏装置的产水端与所述产水池相连，所述第一水泵的进水端所述膜蒸馏装置的出水端，所述第一水泵的出水端与所述调节池的进水端相连。
作为本发明进一步的改进，所述辅助加热装置为蒸汽加热装置或烟气加热装置或电加热装置。
作为本发明进一步的改进，所述调节池中设有搅拌装置。
作为本发明进一步的改进，所述预处理装置为沉淀池、隔油池、氧化池、软化池、过滤器和生化池中的一种或几种的组合。
作为本发明进一步的改进，所述膜蒸馏装置采用气隙式膜蒸馏装置、气扫式膜蒸馏装置、真空气隙式膜蒸馏装置和直接接触式膜蒸馏装置中的一种或几种的组合。
作为本发明进一步的改进，所述凝汽器中设有真空监测和控制系统，并与备用冷却水系统相连。
本发明还提供了一种间接空冷机组热回收及水处理方法，该方法包括以下步骤：
步骤1，待处理的原水经过所述预处理装置的预处理后，进入所述调节池中;
步骤2，所述调节池的出水经所述第一水泵进入所述凝汽器中，55℃～65℃的乏汽进入所述凝汽器，所述调节池的出水经换热后温度升高至40℃～55℃，然后进入所述中间水池，同时，所述凝汽器内冷凝后产生的冷凝水经过回热和除氧处理后回流到所述锅炉中;
步骤3，所述中间水池的出水在所述第二水泵的抽吸作用下被抽吸进入所述膜蒸馏装置进行膜蒸馏浓缩处理;或，所述中间水池的出水在所述第二水泵的压力作用下进入所述膜蒸馏装置进行膜蒸馏浓缩处理;
步骤4，所述膜蒸馏装置产生的浓水通过所述第二水泵的作用下回流至所述调节池中，并重复步骤2和步骤3;
步骤5，所述膜蒸馏装置产生的蒸馏水进入所述产水池，作为生产用水或生活用水。
作为本发明进一步的改进，步骤3替换为：
所述中间水池的出水进入所述辅助加热装置加热至70℃～95℃，所述辅助加热装置加热后的出水在所述第二水泵的抽吸作用下被抽吸进入所述膜蒸馏装置进行膜蒸馏浓缩处理;或，所述辅助加热装置加热后的出水在所述第二水泵的压力作用下进入所述膜蒸馏装置进行膜蒸馏浓缩处理。
作为本发明进一步的改进，步骤2之前还包括：开启所述调节池中的搅拌装置，保证所述调节池内的水质和水温均匀。
本发明的有益效果为：
1、将电厂乏汽为作为膜蒸馏系统的热源，充分利用乏汽余热，有效避免大部分热量进入大气而造成能源浪费，同时大幅降低膜蒸馏处理的运行成本，可以利用乏汽余热进行废水处理或生产高品质的水资源，提高整个电厂的热利用效率;
2、辅助加热系统的设置，可以有效提高该工艺的适应性和灵活性。