申请日2010.08.24
公开(公告)日2013.06.05
IPC分类号C02F1/20
摘要
本发明公开了一种采用热泵的热力废水处理装置，包括：废水蒸发器、热泵和废水循环泵;废水蒸发器从上至下由废水除氧区、饱和蒸汽区、除雾器、高浓度废水滞留区、换热区、疏水储存区和高浓度废水分配区组成。此外，本发明还公开一种采用热泵的热力废水处理方法，将废水先蒸发成水蒸汽，利用热泵提高蒸汽参数后供给换热区的高浓度废水冷却放热后成合格的冷凝水疏水外排。高浓度废水吸收高参数蒸汽的汽化潜热后又有部分高浓度废水蒸发成水蒸汽，完成一个热量循环。本发明只在启动的过程中需要热量，其他时间利用装置内的热量循环，以降低装置能耗，本发明装置简单，占地面积小，成本低，且废水的出水位冷凝水品质能达到国家高标准。
权利要求书
1.一种采用热泵的热力废水处理装置，其特征在于，包括：废水蒸发器、热泵和废水循环泵;废水蒸发器从上至下由废水除氧区、饱和蒸汽区、除雾器、高浓度废水滞留区、换热区、疏水储存区和高浓度废水分配区组成;热泵用于将来自饱和蒸汽区的饱和蒸汽提高蒸汽参数，并将高参数蒸汽传送至换热区和废水除氧区;废水循环泵用于将来自高浓度废水滞留区的高浓度废水传送至高浓度废水分配区。
2.根据权利要求1所述的采用热泵的热力废水处理装置，其特征在于，所述高浓度废水分配区采用倒锥形结构。
3.根据权利要求1所述的采用热泵的热力废水处理装置，其特征在于，所述换热区采用管壳式换热器，该管壳式换热器的换热管采用翅片管，换热管束采用钛合金或镀搪瓷材料;该管壳式换热器外设有电加热带。
4.根据权利要求1所述的采用热泵的热力废水处理装置，其特征在于，所述热泵用于将来自饱和蒸汽区的饱和蒸汽提高蒸汽参数具体为：提高蒸汽的压力和温度，增加蒸汽与废水之间的温差传热，并提供热量。
5.根据权利要求1所述的采用热泵的热力废水处理装置，其特征在于，所述饱和蒸汽区位于高浓度废水滞留区上部，有利于饱和蒸汽的产生，并有利于提高饱和蒸汽的纯度。
6.根据权利要求1所述的采用热泵的热力废水处理装置，其特征在于，所述废水除氧区顶部设有排气孔，废水内的氧气通过该排气孔排放，排气孔还能维持废水蒸发器中高浓度废水区域的压力稳定。
7.一种采用如权利要求1所述的废水处理装置进行废水处理的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)废水通过废水除氧区进入高浓度废水滞留区，达到一定的液位后关闭 废水入口，启动废水循环泵，来自高浓度废水滞留区的高浓度废水通过废水循环泵进入高浓度废水分配区，将高浓度废水分配到换热区的换热管内，形成一个高浓度废水的循环;
(2)启动安装在换热器外的电加热带，给换热管内的高浓度废水加热，使其达到饱和温度后，饱和蒸汽充满饱和蒸汽区，停止加热;
(3)启动热泵，利用热泵提高饱和蒸汽的参数后，将该高参数蒸汽传送至换热区和废水除氧区;
(4)打开废水入口，废水和步骤(3)的高参数蒸汽进入废水除氧区进行除氧后，依靠重力进入高浓度废水滞留区;
(5)换热区的换热管内充满高浓度废水，该高浓度废水吸收步骤(3)通过热泵传来的高参数蒸汽冷却放热后形成冷凝水疏水置于疏水储存区后外排;换热区的高浓度废水吸收高参数蒸汽的汽化潜热后又有部分高浓度废水通过高浓度废水滞留区、除雾器后进入饱和蒸汽区蒸发成饱和蒸汽，形成一个热量循环。
8.根据权利要求7所述的废水处理方法，其特征在于，步骤(3)中，所述利用热泵提高蒸汽参数具体为：提高蒸汽的压力和温度，增加蒸汽与废水之间的温差传热，并提供热量。
9.根据权利要求7所述的废水处理方法，其特征在于，步骤(1)、步骤(2)和步骤(5)中，所述换热管内的高浓度废水从下至上流动。
10.根据权利要求7或9所述的废水处理方法，其特征在于，步骤(1)、步骤(2)和步骤(5)中，所述换热管内的高浓度废水从下至上流动，在顶部高浓度废水滞留区形成一个高浓度废水流化床，防止浆液沉淀。
说明书
一种采用热泵的热力废水处理装置及方法
技术领域
本发明涉及一种废水处理装置，尤其涉及一种采用热泵的热力废水处理装 置;此外，本发明还涉及一种采用热泵的热力废水处理工艺方法。
背景技术
在工业系统中，如在石灰石-石膏法湿法烟气脱硫工艺中，脱硫会产生一 定量的废水，这部分废水中含一定量的固体、氯离子、硫酸根离子及少量的重 金属等。
目前，电厂FGD(烟气脱硫)废水系统通常采用以下方案：
方案一：
废水送至废水处理系统的中和、沉降、絮凝三联箱，然后进入室内布置的 澄清器和出水箱，其间的出水位梯次布置，形成重力流。
污泥脱水设备为板框式脱水机。澄清器底部污泥由污泥输送泵打出，送至 脱水机。部分污泥由污泥循环泵送回中和箱，回流污泥是为三连箱的结晶反应 提供晶种，回流量人工调定。
废水处理系统所用的碱采用Ca(OH)2溶液。Ca(OH)2计量箱和有机硫、混凝 剂、助凝剂、盐酸计量箱后各设计量泵，完成向三连箱及出水箱自动在线调节 计量加药。
废水处理系统的pH检测仪的电极设自动清洗装置以防止结垢而失准。
该方案的缺点是造价较高，系统复杂，占地面积大，需要化学药品，能耗 高，运行费用高，废水不能重新利用;优点：能达标排放。
方案二：
废水送至废水处理系统的中和箱，然后进入室外布置的澄清器和出水箱， 其间的出水位梯次布置，形成重力流。
废水处理系统所用的碱采用Ca(OH)2溶液。
该方案的缺点是不能达标排放，污泥需要深处理。优点：造价低，系统简 单，占地面积小，化学药品少，能耗低，运行费用低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种采用热泵的热力废水处理装置，其只 在启动的过程中需要热量，其他时间利用装置内的热量循环，降低装置能耗， 该装置简单，占地面积小，成本低，且废水的出水位冷凝水品质能达到国家高 标准。为此，本发明还提供一种采用热泵的热力废水处理方法。
为解决以上技术问题，本发明提供一种采用热泵的热力废水处理装置，包 括：废水蒸发器、热泵和废水循环泵;废水蒸发器从上至下由废水除氧区、饱 和蒸汽区、除雾器、高浓度废水滞留区、换热区、疏水储存区和高浓度废水分 配区组成;热泵用于将来自饱和蒸汽区的饱和蒸汽提高蒸汽参数，并将高参数 蒸汽传送至换热区和废水除氧区;废水循环泵用于将来自高浓度废水滞留区的 高浓度废水传送至高浓度废水分配区。
所述高浓度废水分配区采用倒锥形结构。
所述换热区采用管壳式换热器，该管壳式换热器的换热管采用翅片管，换 热管束采用钛合金或镀搪瓷材料;该管壳式换热器外设有电加热带。
所述热泵用于将来自饱和蒸汽区的饱和蒸汽提高蒸汽参数具体为：提高蒸 汽的压力和温度，增加蒸汽与废水之间的温差传热，并提供热量。
所述高浓度废水分配区、换热区和高浓度废水滞留区中间没有饱和蒸汽区， 饱和蒸汽区位于高浓度废水滞留区上部，有利于饱和蒸汽的产生，并有利于提 高饱和蒸汽的纯度。
所述废水除氧区顶部设有排气孔，废水内的氧气通过该排气孔排放，排气 孔还能部分平衡废水蒸发器中高浓度废水区域的压力稳定。
此外，本发明还提供一种采用热泵的热力废水处理方法，包括如下步骤：
(1)废水通过废水除氧区进入高浓度废水滞留区，达到一定的液位后关闭 废水入口，启动废水循环泵，来自高浓度废水滞留区的高浓度废水通过废水循 环泵进入高浓度废水分配区，将高浓度废水分配到换热区的换热管内，形成一 个高浓度废水的循环;
(2)启动安装在换热器外的电加热带，给换热管内的高浓度废水加热， 使其达到饱和温度后，饱和蒸汽充满饱和蒸汽区，停止加热;
(3)启动热泵，利用热泵提高饱和蒸汽的参数后，将该高参数蒸汽传送 至换热区和废水除氧区;
(4)打开废水入口，废水和步骤(3)的高参数蒸汽进入废水除氧区进 行除氧后，依靠重力进入高浓度废水滞留区;
(5)换热区的换热管内充满高浓度废水，该高浓度废水吸收步骤(3)通 过热泵传来的高参数蒸汽冷却放热后形成冷凝水疏水置于疏水储存区后外排; 换热区的高浓度废水吸收高参数蒸汽的汽化潜热后又有部分高浓度废水通过高 浓度废水滞留区、除雾器后进入饱和蒸汽区蒸发成饱和蒸汽，形成一个热量循 环。
步骤(3)中，所述利用热泵提高蒸汽参数具体为：提高蒸汽的压力和温度， 增加蒸汽与废水之间的温差传热，并提供热量。
步骤(1)、步骤(2)和步骤(5)中，所述换热管内的高浓度废水从下至 上流动。
步骤(1)、步骤(2)和步骤(5)中，所述换热管内的高浓度废水从下至 上流动，在顶部高浓度废水滞留区形成一个高浓度废水流化床，防止浆液沉淀。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明采用热泵技术，热量为 装置内循环，将废水先蒸发成水蒸汽，利用热泵提高蒸汽参数，后供给高浓度 废水冷却放热后成合格的冷凝水疏水外排。高浓度废水吸收高参数蒸汽的汽化 潜热后又有部分高浓度废水蒸发成水蒸汽，完成这样的一个热量循环。该装置 只在启动的过程中需要热量，其他时间利用装置内的热量循环，以降低废水装 置能耗，废水的排放水是高参数蒸气的冷凝水，品质能达到国家高标准。本发 明的能耗低、装置简单、占地小、不需要化学药剂、运行成本低及合格废水排 放的品质高，废水可以重新利用，符合环保及循环经济的要求。