申请日2017.12.30
公开(公告)日2018.06.19
IPC分类号C02F1/04; B01J2/04; B01D50/00; F26B21/00; F26B25/00
摘要
一种氯化钙废水浓缩干燥热能耦合装置，主要由蒸发浓缩系统、造粒干燥系统两大部分组成，蒸发浓缩系统包括三效蒸发及分离单元、中间泵，增浓效蒸发器、增浓效分离器、增浓效循环泵、浓浆出料泵，废热双效蒸发及分离单元、冷凝器、凉水塔、循环冷却水泵、蒸发冷凝水泵、真空泵，蒸汽冷凝水罐、蒸汽冷凝水泵等，造粒干燥系统包括喷浆造粒干燥机、分级筛、粉碎机、冷却机、提升机、螺旋输送机、旋风除尘器、料斗、自动包装机，浓浆储罐、浓浆泵、压缩空气加热器，鼓风机、空气预热器、空气加热器、燃气热风炉、湿式除尘器、除尘循环泵、引风机等，可推广应用到化工、冶金、石油、造纸、发酵、新能源、环保等行业的溶液浓缩干燥。
权利要求书
1.一种氯化钙废水浓缩干燥热能耦合装置,其特征在于：来自废水池的氯化钙水进入凉水池，凉水池中的氯化钙水通过安装在管道上的循环冷却水泵进入冷凝器的第一入口，冷凝器的第一出口一路通过管道与设置在凉水池顶部的凉水塔的入口相连通、另一路通过安装在管道上的废热二效循环泵与废热二效蒸发器的一入口相连通，冷凝器的第二出口与真空泵的入口相连通、第三出口通过安装在管道上的蒸发冷凝水泵排出蒸发冷凝液回用，废热二效蒸发器的出口通过管道与废热二效分离器的入口相连通，废热二效分离器的一出口通过管道与冷凝器的第二入口相连通、另一出口通过安装在管道上的废热二效循环泵和废热一效循环泵与废热一效蒸发器的一入口相连通，废热一效蒸发器的一出口通过管道与废热一效分离器的入口相连通，废热一效分离器的一出口通过管道与废热二效蒸发器的另一入口相连通、另一出口通过安装在管道上的废热一效循环泵和三效循环泵与三效蒸发器的第一入口相连通，三效蒸发器的第二出口通过管道与三效分离器的入口相连通，三效分离器的一出口通过管道与冷凝器的第二入口相连通、另一出口通过安装在管道上的中间泵与预热器的一入口相连通，预热器的一出口通过管道与一效蒸发器的一入口相连通、另一出口与蒸汽冷凝水罐的入口相连通，蒸汽冷凝水罐的出口通过蒸汽冷凝水泵将蒸汽冷凝水送回锅炉，一效蒸发器的一出口通过管道与一效分离器的入口相连通、另一出口通过管道与预热器的另一入口相连通，一效分离器一出口通过管道与二效蒸发器的入口相连通、另一出口通过安装在管道上的一效循环泵与二效分离器一入口相连通，二效蒸发器的第一出口通过管道与冷凝器的第二入口相连通、第二出口通过管道与二效分离器的另一入口相连通、第三出口通过管道与三效蒸发器的第二入口相联通，二效分离器的一出口通过管道与三效蒸发器的第三入口相连通、另一出口通过安装在管道上的二效循环泵与浓浆储罐的入口相连通，三效蒸发器的第三出口通过管道与冷凝器的第二入口相连通、第三出口通过管道与冷凝器的第三入口相连通，三效分离器的一出口通过安装在管道上的三效循环泵一路通过浓浆出料泵进入浓浆储罐、另一路通过增浓效循环泵与增浓效蒸发器的一入口相连通，增浓效蒸发器的出口通过管道与增浓效分离器的入口相连通，增浓效分离器的一出口通过管道与冷凝器的第二入口相连通、另一出口通过安装在管道上的浓浆出料泵与浓浆储罐的入口相连通，来自锅炉的生蒸汽分别进入一效蒸发器、增浓效蒸发器的另一入口;
来自锅炉的蒸汽进入浓浆储罐，浓浆储罐的出口通过安装在管道上的浓浆泵进入喷浆造粒干燥机，来自空压站的压缩空气经过压缩空气加热器进入喷浆造粒干燥机，喷浆造粒干燥机的物料送入提升机，提升机将物料送入分级筛，分级筛中的物料一路送入冷却机、另一路送入粉碎机，粉碎机的物料一路送入螺旋输送机、另一路送入旋风除尘器，螺旋输送机的物料一路送入旋风除尘器、另一路送入喷浆造粒干燥机，旋风除尘器中的固体物料送入螺旋输送机、气体送入湿式除尘器的入口，冷却机中的物料经过料斗送入自动包装机;
来自锅炉的蒸汽进入空气加热器的进气口和压缩空气加热器进气口以及喷浆造粒干燥机的进气口，冷空气经过鼓风机进入空气预热器的一入口，废热一效蒸发器的另一出口通过管道与空气预热器的另一入口相连通，空气预热器的一出口与引风机相连通、另一出口与空气加热器相连通，空气加热器的出口与燃气热风炉的入口相连通，燃气热风炉的一出口与喷浆造粒干燥机的进气口相连通、另一出口与湿式除尘器的一入口相连通，湿式除尘器的一出口通过管道与废热一效蒸发器的另一入口相连通、另一出口通过安装在管道上的除尘循环泵与湿式除尘器的另一入口相连通，废热一效分离器的出口通过管道与湿式除尘器的另一入口相连通。
说明书
氯化钙废水 浓缩干燥热能耦合装置
技术领域
本发明属于废水处理装置或设备技术领域，具体涉及到一种氯化钙废水浓缩干燥热能耦合装置。
背景技术
蒸发浓缩实质上是一种溶液中溶质和溶剂分离的物理过程。它的基本原理是将含有氯化钙等溶质的水溶液，在真空状态下加热，使溶液中可挥发性的水溶剂蒸发，通过冷凝器利用冷却水冷凝，形成蒸发冷凝液;随着水分的蒸发，溶液的体积减小，溶液中不可挥发氯化钙等溶质的浓度增加，形成设计需要的氯化钙浓缩液。
造粒干燥实质是通过凝集涂层造粒方式进行造粒造粉，一定浓度的料液经过不同形式雾化喷嘴雾化后成为不同大小的液滴，一部分液滴粘附并浸润在较大颗粒的表面(涂层)，一部分液滴包覆在较小颗粒的表面(涂层)，一部分液滴粘附细粉(凝集)，一部分液滴自成晶种。
通过适当改变运行参数及调整喷嘴雾化颗粒大小，使雾化后的液滴迅速直接干燥成为氯化钙细粉，在风的夹带作用下，直接在旋风分离器进行收集然后冷却成为成品。分段采用不同的流化速度，保证了造粒干燥过程运行稳定。采用大口径喷嘴，确保喷嘴雾化的通畅性，可以连续运行。采用外部可拆卸不锈钢喷嘴，可以在不停机的情况下检修喷嘴。流化床干燥机为免维修设备，因为没有运转性设备,特别是没有高强度的振动器件,与其他设备特别是振动流化床干燥机相比，不需要维修,运行稳定，运行费用低。物料在造粒干燥过程中干燥品质稳定均匀，具有极大的操作稳定性。目前,氯化钙蒸发浓缩装置存在的主要问题：装置系统运行不稳定;装置热量利用不充分，造成热量浪费;浓缩后的氯化钙浓度较低，造成后面干燥能耗很高;干燥系统运行不稳定，造粒不好控制等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有装置的不足,提供一种设计合理、工艺简单、便于自动化控制、浓缩干燥效率高的氯化钙废水浓缩干燥热能耦合装置。
解决上述技术问题采用的技术方案是：来自废水池的氯化钙水进入凉水池，凉水池中的氯化钙水通过安装在管道上的循环冷却水泵进入冷凝器的第一入口，冷凝器的第一出口一路通过管道与设置在凉水池顶部的凉水塔的入口相连通、另一路通过安装在管道上的废热二效循环泵与废热二效蒸发器的一入口相连通，冷凝器的第二出口与真空泵的入口相连通、第三出口通过安装在管道上的蒸发冷凝水泵排出蒸发冷凝液回用，废热二效蒸发器的出口通过管道与废热二效分离器的入口相连通，废热二效分离器的一出口通过管道与冷凝器的第二入口相连通、另一出口通过安装在管道上的废热二效循环泵和废热一效循环泵与废热一效蒸发器的一入口相连通，废热一效蒸发器的一出口通过管道与废热一效分离器的入口相连通，废热一效分离器的一出口通过管道与废热二效蒸发器的另一入口相连通、另一出口通过安装在管道上的废热一效循环泵和三效循环泵与三效蒸发器的第一入口相连通，三效蒸发器的第二出口通过管道与三效分离器的入口相连通，三效分离器的一出口通过管道与冷凝器的第二入口相连通、另一出口通过安装在管道上的中间泵与预热器的一入口相连通，预热器的一出口通过管道与一效蒸发器的一入口相连通、另一出口与蒸汽冷凝水罐的入口相连通，蒸汽冷凝水罐的出口通过蒸汽冷凝水泵将蒸汽冷凝水送回锅炉，一效蒸发器的一出口通过管道与一效分离器的入口相连通、另一出口通过管道与预热器的另一入口相连通，一效分离器一出口通过管道与二效蒸发器的入口相连通、另一出口通过安装在管道上的一效循环泵与二效分离器一入口相连通，二效蒸发器的第一出口通过管道与冷凝器的第二入口相连通、第二出口通过管道与二效分离器的另一入口相连通、第三出口通过管道与三效蒸发器的第二入口相联通，二效分离器的一出口通过管道与三效蒸发器的第三入口相连通、另一出口通过安装在管道上的二效循环泵与浓浆储罐的入口相连通，三效蒸发器的第三出口通过管道与冷凝器的第二入口相连通、第三出口通过管道与冷凝器的第三入口相连通，三效分离器的一出口通过安装在管道上的三效循环泵一路通过浓浆出料泵进入浓浆储罐、另一路通过增浓效循环泵与增浓效蒸发器的一入口相连通，增浓效蒸发器的出口通过管道与增浓效分离器的入口相连通，增浓效分离器的一出口通过管道与冷凝器的第二入口相连通、另一出口通过安装在管道上的浓浆出料泵与浓浆储罐的入口相连通，来自锅炉的生蒸汽分别进入一效蒸发器、增浓效蒸发器的另一入口;
来自锅炉的蒸汽进入浓浆储罐，浓浆储罐的出口通过安装在管道上的浓浆泵进入喷浆造粒干燥机，来自空压站的压缩空气经过压缩空气加热器进入喷浆造粒干燥机，喷浆造粒干燥机的物料送入提升机，提升机将物料送入分级筛，分级筛中的物料一路送入冷却机、另一路送入粉碎机，粉碎机的物料一路送入螺旋输送机、另一路送入旋风除尘器，螺旋输送机的物料一路送入旋风除尘器、另一路送入喷浆造粒干燥机，旋风除尘器中的固体物料送入螺旋输送机、气体送入湿式除尘器的入口，冷却机中的物料经过料斗送入自动包装机;
来自锅炉的蒸汽进入空气加热器的进气口和压缩空气加热器进气口以及喷浆造粒干燥机的进气口，冷空气经过鼓风机进入空气预热器的一入口，废热一效蒸发器的另一出口通过管道与空气预热器的另一入口相连通，空气预热器的一出口与引风机相连通、另一出口与空气加热器相连通，空气加热器的出口与燃气热风炉的入口相连通，燃气热风炉的一出口与喷浆造粒干燥机的进气口相连通、另一出口与湿式除尘器的一入口相连通，湿式除尘器的一出口通过管道与废热一效蒸发器的另一入口相连通、另一出口通过安装在管道上的除尘循环泵与湿式除尘器的另一入口相连通，废热一效分离器的出口通过管道与湿式除尘器的另一入口相连通。
本发明具有以下优点：
1、采用干燥废热双效预浓缩+三效蒸发浓缩+单效增浓相结合处理氯化钙废水的蒸发浓缩装置，工艺先进、合理，同时节能显著;
2、各个蒸发浓缩单元均采用负压蒸发浓缩：由于负压蒸发，总传热温差增大，加大了设备换热效率，可以降低总工程投资;在负压条件下，蒸发温度低，对设备、管道的材质腐蚀降低，能够保证连续稳定生产;处理过程均在负压下操作，保证清洁安全生产，降低车间环境污染。操作环境及工厂环境大为改善;
3、氯化钙废水中含有SO42-、PO43-、F-离子，形成的无机盐在溶液中处于饱和状态，蒸发浓缩过程中这些钙盐容易结晶结垢，本发明的蒸发单元全部采用强制循环蒸发浓缩，能有效减缓换热管的结垢、堵塞，加强传热效率;
4、增浓效蒸发器出料浓度高、沸点高、粘度大，采用蒸汽直接加热的强制循环蒸发器，蒸发强度大、效率高，换热管不容易结垢;
5、氯化钙造粒干燥系统设置造粒与干燥在同一个设备内进行，容易操作，故障率小;
6、氯化钙造粒干燥系统采用热能耦合节能措施，产生的高温废汽热量先进行氯化钙废水预浓缩，预热后再加热一次冷空气，从而达到节能目的;
7、氯化钙造粒干燥除尘系统采用干湿二级除尘，达到环保排放要求。干燥废气先经过旋风干法除尘，再经过喷淋洗涤塔湿法除尘;
8、空气加热器采用燃气间接加热空气，满足高湿气候条件，避免天然气燃烧产生大量水份进入空气中，影响干燥效果。