申请日2015.12.25
公开(公告)日2016.06.29
IPC分类号C02F9/10
摘要
本实用新型公开了一种高浓度有机含盐废水的节能处理系统，包括能量转化装置及连接在能量转化装置两端的第一蒸汽发生装置和第二蒸汽发生装置;第一蒸汽发生装置的气体出口与能量转化装置的热介质进口相连;第一蒸汽发生装置的液体出口与第二蒸汽发生装置的液体进口相连。废水在第一蒸汽发生装置中反应，得到高温出水和高温废气。高温废气通过能量转化装置，将废气的内能转化为机械能，机械能再转化为热能并再次利用。高温出水通过换热降温后被废气内能转化成的热能加热后，蒸发结晶，产生的盐出售或再利用，产生的低温蒸汽流入能量转化装置中，作为废气内能的受体。
摘要附图
权利要求书
1.一种高浓度有机含盐废水的节能处理系统，其特征在于：所述节能处理系统包括能量转化装置及连接在能量转化装置两端的第一蒸汽发生装置和第二蒸汽发生装置;第一蒸汽发生装置的高温气体出口与能量转化装置的热介质进口相连;第一蒸汽发生装置的液体出口与第二蒸汽发生装置的液体进口相连。
2.如权利要求1所述的高浓度有机含盐废水的节能处理系统，其特征在于：第一蒸汽发生装置包括带有废水进口的换热器、与换热器相连且带有气体进口和液体进口的气液混合器、以及与气液混合器相连的蒸汽发生器。
3.如权利要求2所述的高浓度有机含盐废水的节能处理系统，其特征在于：换热器与气液混合器之间设有加热器，加热器带有导热油加热系统。
4.如权利要求1所述的高浓度有机含盐废水的节能处理系统，其特征在于：能量转化装置包括传动装置和涡轮机;涡轮机与第一蒸汽发生装置的高温气体出口相连。
5.如权利要求1所述的高浓度有机含盐废水的节能处理系统，其特征在于：第二蒸汽发生装置包括与第一蒸汽发生装置的液体出口相连的换热器，与换热器热介质出口相连的结晶器，以及与结晶器重相出口相连的分离装置、与结晶器轻相出口相连的压缩机;压缩机与能量转化装置相连。
6.如权利要求5所述的高浓度有机含盐废水的节能处理系统，其特征在于：第二蒸汽发生装置中还包括与分离装置固相出口相连的无机盐打包装置。
7.如权利要求1所述的高浓度有机含盐废水的节能处理系统，其特征在于：所述节能处理系统还包括尾气处理装置。
说明书
一种高浓度有机含盐废水的节能处理系统
技术领域
本实用新型涉及一种废水处理领域和节能减排领域，具体涉及一种高浓度有机含盐废水的节能处理系统。
背景技术
有机化工废水产量大，具有高盐、高COD、高色度等特点，处理难度大。湿式氧化是一种应用广泛且处理效率高的处理方法。但处理过程中产生高温高压且具有腐蚀性的废气。通常通过尾气吸收后排放，尾气中带的热能和内能损失，造成浪费。
通过处理后的废水，含盐量高，无法直接排放或进入城市污水处理系统，必须进行脱盐。常用采用浓缩法，得到的无盐水进生化或直接排放，得到的无机盐可回用或出售。浓缩加热需要大量生蒸汽，同时产生大量温度较高的水蒸汽，能量消耗大，费用高。现有技术中，采用MVR系统浓缩，用压缩机将浓缩过程中产生的蒸汽进一步加热，得到的更高温度的蒸汽可代替生蒸汽加热废水。但是压缩机使用电能驱动，耗电量大，费用高。
基于上述现有技术的缺陷，本实用新型通过研究，得到一种高浓度有机含盐废水的节能处理系统，可在资源化处理废水的同时，最大限度的回收利用能量，降低处理成本。
发明内容
本实用新型公开了一种高浓度有机含盐废水的节能处理系统。通过本实用新型，废水处理过程中产生的能量得到最大限度的利用。
一种高浓度有机含盐废水的节能处理系统，其特征在于：所述节能处理系统包括能量转化装置及连接在能量转化装置两端的第一蒸汽发生装置和第二蒸汽发生装置;第一蒸汽发生装置的高温气体出口与能量转化装置的热介质进口相连;第一蒸汽发生装置的液体出口与第二蒸汽发生装置的液体进口相连。
上述高浓度有机含盐废水的节能处理系统，通过以下步骤运行操作：
(1)高浓度有机含盐废水通过第一蒸汽发生装置加热并处理，得到高温高压废气和热盐水。
(2)步骤(1)得到的高温高压废气通过能量转化装置，转化后的能量传递至第二蒸汽发生装置中。
(3)步骤(1)得到的热盐水降温后进入第二蒸汽发生装置，用步骤(2)中转化过的能量驱动盐水的浓缩结晶，得到无机盐。
优选地，第一蒸汽发生装置包括带有废水进口的换热器、与换热器相连且带有气体进口和液体进口的气液混合器、以及与气液混合器相连的蒸汽发生器。
在一个具体实施例中，第一蒸汽发生装置包括蒸汽发生器11和换热器12，以及气液混合器14。气液混合器14设有气体进口、液体进口及物料出口，气液混合器的物料出口通过管道与蒸汽发生器11的进料口相连，蒸汽发生器11设有气体出口和液体出口，气体出口通过管道与能量转化装置的热介质进口相连，液体出口通过管道与换热器12的热介质进口相连，液体通过换热器12的冷介质出口流出后，通过管道流入第二蒸汽发生装置。本实用新型中的蒸汽发生器11是可以是湿式氧化反应釜。
优选地，能量转化装置包括传动装置和涡轮机;涡轮机与第一蒸汽发生装置的高温气体出口相连。
在一个具体实施例中，能量转化装置包括涡轮机21和传动装置22。涡轮机设有气体进口和气体出口、液体出口。产生的能量通过传动装置传递至第二蒸汽发生装置。
优选地，第二蒸汽发生装置包括与第一蒸汽发生装置的液体出口相连的换热器，与换热器热介质出口相连的结晶器，以及与结晶器重相出口相连的分离装置、与结晶器轻相出口相连的压缩机;压缩机与能量转化装置相连。
在一个具体实施例中，第二蒸汽发生装置包括压缩机31，换热器32、蒸发结晶器33及分离装置34。压缩机31设有能量接收端和气体进口、气体出口，以及液体出口。换热器32具有冷介质出口、冷介质进口、热介质进口和热介质出口。换热器32的热介质进口与压缩机31的气体出口相连;冷介质出口与排水系统相连;冷介质进口与第一蒸汽发生装置的换热器12的冷介质出口相连;热介质出口与蒸发结晶器33进口相连。蒸发结晶器33的轻相出口通过管道与压缩机31的气体进口相连，蒸发结晶器33的重相出口与分离装置34的进口连通。第二蒸汽发生装置中还可以包括与分离装置34的固相出口相连的无机盐打包装置。分离装置34的液体出口与换热器32的冷介质进口相连。
作为优选，第一蒸汽发生装置中还包括加热器13，设在换热器12和气液混合器14之间。加热器13带有导热油加热系统。
第一蒸汽发生装置中还包括减压器，一个减压器可以设在蒸汽发生器气体出口与能量转化装置相连的管路上。另一个减压器设在蒸汽发生器液体出口与换热器12相连的管路上。
能量转化装置中还包括尾气处理装置，尾气处理系统的气体进口与涡轮机21气体出口相连，尾气处理系统的气体出口与大气相连。
再优选，第一蒸汽发生装置中还包括换热器17。换热器17串联在换热器12的前面，换热器17的热介质出口与换热器12的冷介质进口连通，换热器17的热介质进口与涡轮机21的气体出口连通，换热器17的冷介质出口与尾气处理装置23的气体进口相连。
再优选，第二蒸汽发生装置的压缩机31的气体出口与第一蒸汽发生装置的换热器17的热介质进口相连。
进一步优选，第二蒸汽发生装置中还包括后处理装置，后处理装置的进口与换热器12的冷介质出口相连，后处理装置的出口与换热器32的冷介质进口连通。
采用上述节能处理系统对高浓度有机含盐废水进行处理的方法：高浓度有机含盐废水在第一蒸汽发生装置中反应，得到高温废气和高温出水;高温废气进入能量转化装置，在能量转化装置中高温废气的内能被转化为热量，供给第二蒸汽发生装置的进水;高温出水通过换热降温后流入第二蒸汽发生装置，被高温废气内能转化成的热能加热后，蒸发结晶，产生的低温蒸汽流入能量转化装置中，作为废气内能的受体。
具体可以通过以下步骤实施：
(1)含盐有机废水通过换热器加热后与气体混合进入湿式氧化反应釜，高温高压反应，反应过程中产生的废气进入涡轮直驱压缩机，反应出水进入MVR系统;
(2)步骤(1)得到的废气在涡轮压缩机的涡轮系统内膨胀做功，得到的一部分能量转化为机械能，传递至涡轮压缩机的压缩系统，对MVR系统产生的低温蒸汽做功，得到高温蒸汽。
(3)步骤(1)中得到的含盐出水进入MVR系统，蒸发结晶产生的低温蒸汽进入步骤(2)所述的涡轮压缩机的压缩系统，通过压缩升温后加热MVR进水。
步骤(1)反应得到的反应出水通过换热器，与步骤(1)的进水进行热交换，温度降至MVR蒸发系统所需温度或所需温度以下后进入MVR，蒸发浓缩，得到无机盐和低温蒸汽。
步骤(3)中通过压缩得到的蒸汽用来加热MVR进水时，还有部分富余，富余蒸汽可出售或作为湿式氧化的进水加热介质。
第二蒸汽发生装置中还包括后处理装置，后处理装置设置在第一蒸汽发生装置的液体出口与第二蒸汽发生装置的液体进口之间。步骤(1)中得到的热盐水降温后，经过后处理再进行蒸发结晶。所述后处理为中和、絮凝、过滤、吸附中的一种或几种。进一步优选，步骤(1)中的热盐水降温至蒸发温度以下、结晶温度以上。具体温度随热盐水中无机盐的种类、浓度及蒸发系统条件的不同而不同。
本处理系统进水为有机含盐废水，废水在蒸汽发生器11中发生的反应为放热反应。所以，系统运行之初需要开启加热器13，当系统连续运行后，加热器13可以关闭或间歇开启。
对比现有技术，本实用新型具有以下特点：
(1)通过本处理系统不仅可以将废水处理至达标排放，还可将废水中的资源回收利用;
(2)该系统将废水处理过程中产生的能量最大限度的利用，减少废气的排放量，降低了温室气体和致酸雨的气体的排放量;
(3)本系统充分利用了废气中的热能和内能，减少了耗电量。
(4)本系统将废水处理系统和能源循环利用系统有机结合，操作简单，废水处理效率高。
(5)本系统连续运行时，几乎不需要额外供给能量，运行成本低