申请日2020.03.23
公开(公告)日2020.06.09
IPC分类号C02F1/04; F25B1/00
摘要
本发明涉及一种基于制冷剂循环的低能耗废水蒸发分离方法，使用废水蒸发分离装置，包括以下步骤：步骤1，将废水转移到废水储箱中;步骤2，将废水储箱中的废水抽取到汽化室中进行汽化，其中，汽化过程是在低温低压状态下进行的，废水汽化后产生蒸汽和二次废水，二次废水回流至废水储箱中，蒸汽进入凝水室进行冷凝;步骤3，重复步骤2直至废水储箱中的废水达到浓缩要求;其中，所述汽化过程是制冷剂经压缩后放热提供的热源，所述蒸汽进入凝水室进行冷凝的过程是制冷剂放热后回流提供的冷源。本发明提供的基于制冷剂循环的低能耗废水蒸发分离方法，整个流程能效比高,且不需要外部热源加热步骤，工艺流程简单。
权利要求书
1.一种基于制冷剂循环的低能耗废水蒸发分离装置，包括汽化室(1)、凝水室(2)和连通管(3)，所述连通管的一端与所述汽化室的顶部连接，另一端与所述凝水室的顶部连接，其特征在于，
所述汽化室内设置有冷凝管(4)，所述凝水室内设置有蒸发管(5)，冷凝管位置较高的一端通过压缩机(6)与蒸发管位置较高的一端连接，所述冷凝管的另一端连接有储液器(7)，所述储液器未与所述冷凝管连接的一端通过节流阀(8)与所述蒸发管的另一端连接;
所述汽化室的底端设置有导流管(9)，所述导流管未与所述汽化室连接的一端连接有废水储箱(10)，所述废水储箱连接有污水提升泵(11)，所述汽化室内位于所述冷凝管的上方设置有喷淋装置(12)，所述污水提升泵通过供水管(13)与所述喷淋装置连接，所述喷淋装置的上方设置有挡水板(14);
所述凝水室的顶部连接有真空泵(15)，底部连接有冷凝水提升泵(16)。
2.根据权利要求1所述的一种基于制冷剂循环的低能耗废水蒸发分离装置，其特征在于，汽化室的底部安装有电加热器(17)。
3.根据权利要求2所述的一种基于制冷剂循环的低能耗废水蒸发分离装置，其特征在于，所述汽化室和凝水室的底端安装有排污口(18)。
4.根据权利要求1所述的一种基于制冷剂循环的低能耗废水蒸发分离装置，其特征在于，所述汽化室内设置有第一支撑(19)、第二支撑(20)、第三支撑(21)和第四支撑(22);
所述第四支撑靠近所述喷淋装置水平设置，边缘位置与所述汽化室的内壁有间距;
所述第二支撑位于所述第四支撑的上方，边缘位置与所述汽化室的内壁连接，中间位置形成中空结构;
所述第三支撑竖直设置，一端与所述第二支撑连接，另一端与所述第四支撑连接;
所述第一支撑位于第二支撑的上方，边缘位置与所述汽化室的内壁连接;
所述第一支撑、第二支撑、第三支撑和所述第四支撑上均均匀设置有挡水板。
5.根据权利要求1所述的一种基于制冷剂循环的低能耗废水蒸发分离装置，其特征在于，所述喷淋装置为喷头。
6.根据权利要求1所述的一种基于制冷剂循环的低能耗废水蒸发分离装置，其特征在于，所述废水储箱和污水提升泵之间设置有阀门;
所述导流管上设置有阀门;
所述排污口上设置有堵头和\或阀门;
所述凝水室和所述冷凝水提升泵之间设置有阀门。
7.根据权利要求1所述的一种基于制冷剂循环的低能耗废水蒸发分离装置，其特征在于，所述蒸发管和冷凝管内填充有制冷剂。
8.一种基于制冷剂循环的低能耗废水蒸发分离方法，其特征在于，使用权利要求1-7任一项所述的废水蒸发分离装置，包括以下步骤：
步骤1，将废水转移到废水储箱中;
步骤2，将废水储箱中的废水抽取到汽化室中进行汽化，其中，汽化过程是在低温低压状态下进行的，废水汽化后产生蒸汽和二次废水，二次废水回流至废水储箱中，蒸汽进入凝水室进行冷凝;
步骤3，重复步骤2直至废水储箱中的废水达到浓缩要求;
其中，所述汽化过程是制冷剂经压缩后放热提供的热源，所述蒸汽进入凝水室进行冷凝的过程是制冷剂放热后回流提供的冷源。
9.根据权利要求8所述的一种基于制冷剂循环的低能耗废水蒸发分离方法，其特征在于，汽化过程是在汽化室内抽真空至压强为10kPa、汽化室内温度为60-65℃的状态下进行的。
10.根据权利要求8所述的一种基于制冷剂循环的低能耗废水蒸发分离方法，其特征在于，
所述步骤2后还包括将凝水室冷凝蒸汽产生的废水转移出凝水室。
说明书
一种基于制冷剂循环的低能耗废水蒸发分离方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其是一种基于制冷剂循环的低能耗废水蒸发分离方法。
背景技术
目前市面上的废水零排放尤其是脱硫废水技术，一般在最后固液分离之前，需要对废水进行浓缩，常用的方法有渗透包括纳滤、反渗透、正渗透等以及蒸发比如低压多效蒸发等等，这些分离方法的成本很高，而且占地大、工艺流程复杂、耗能高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于制冷剂循环的低能耗废水蒸发分离装置及捆绑系统，以解决上述的至少一个技术问题。
本申请的一个技术方案为：一种基于制冷剂循环的低能耗废水蒸发分离装置，包括汽化室、凝水室和连通管，所述连通管的一端与所述汽化室的顶部连接，另一端与所述凝水室的顶部连接，所述汽化室内设置有冷凝管，所述凝水室内设置有蒸发管，冷凝管位置较高的一端通过压缩机与蒸发管位置较高的一端连接，所述冷凝管的另一端连接有储液器，所述储液器未与所述冷凝管连接的一端通过节流阀与所述蒸发管的另一端连接;所述汽化室的底端设置有导流管，所述导流管未与所述汽化室连接的一端连接有废水储箱，所述废水储箱连接有污水提升泵，所述汽化室内位于所述冷凝管的上方设置有喷淋装置，所述污水提升泵通过供水管与所述喷淋装置连接，所述喷淋装置的上方设置有挡水板;所述凝水室的顶部连接有真空泵，底部连接有冷凝水提升泵。
优选的，汽化室的底部安装有电加热器。
优选的，所述汽化室和凝水室的底端安装有排污口。
优选的，所述汽化室内设置有第一支撑、第二支撑、第三支撑和第四支撑;所述第四支撑靠近所述喷淋装置水平设置，边缘位置与所述汽化室的内壁有间距;所述第二支撑位于所述第四支撑的上方，边缘位置与所述汽化室的内壁连接，中间位置形成中空结构;所述第三支撑竖直设置，一端与所述第二支撑连接，另一端与所述第四支撑连接;所述第一支撑位于第二支撑的上方，边缘位置与所述汽化室的内壁连接;所述第一支撑、第二支撑、第三支撑和所述第四支撑上均均匀设置有挡水板。
可选的，所述喷淋装置为喷头。
优选的，所述废水储箱和污水提升泵之间设置有阀门;所述导流管上设置有阀门;所述排污口上设置有堵头和\或阀门;所述凝水室和所述冷凝水提升泵之间设置有阀门。
优选的，所述蒸发管和冷凝管内填充有制冷剂。
本发明提供的基于制冷剂循环的低能耗废水蒸发分离装置，使用过程如下：
首先将废水抽取至废水储箱中，然后利用污水提升泵将废水储箱中的废水抽到喷淋装置中，喷淋装置将废水雾化后与冷凝光热交换，其中，热交换过程中，大部分废水蒸发，少部分未蒸发的废水回流至废水储箱中，蒸发的水蒸汽绕过挡水板到凝水室，凝水室中的水蒸汽与蒸发管热交换凝结成水储存在凝水室的底部，最后经冷凝水提升泵抽走，这样废水储箱的废水不断地被浓缩，达到预定的浓缩倍数后停止运行。
在使用过程中，为了让废水在低温下汽化，真空泵在凝水室顶部抽走不凝汽体等，使汽化室内处于低压状态，汽化室在低温下汽化，一般的，可将汽化室内抽真空至压强为10kPa，此时废水的沸点在50℃以下，汽化过程的热源采用制冷剂作为热源，制冷剂在冷凝管中被吸热液化，提供废水汽化需要的热量，制冷剂液化后流经储液器，经节流阀变成低温低压液体，在经过蒸发管与凝水室的水蒸汽接触，吸收水蒸汽液化的热量而自身汽化成低温低压气体，该低温低压气体被压缩机压缩成60-65℃的高温高压气体后再次回到冷凝管给废水汽化提供热源，这样制冷剂循环使用为汽化室提供热源，为凝水室提供冷源。
本发明提供的基于制冷剂循环的低能耗废水蒸发分离装置，运用制冷剂在汽化室提供水蒸发需要的热源(显热及汽化潜热)，又在凝水室吸收带走水蒸汽凝结所需释放的潜热及过冷的显热，并与真空泵共同制造低压，保证废水在低温下沸腾汽化，整个流程只需要压缩机、真空泵和提升泵消耗电能，与传统的用外部热源提供热能的方式相比，能效比高，能耗低，成本低，且由于不需要设置外部热源，简化了装置的整体结构，占地面积缩小。工艺流程简单。
本申请的另一个技术方案为：一种基于制冷剂循环的低能耗废水蒸发分离方法，使用上述的废水蒸发分离装置，包括以下步骤：步骤1，将废水转移到废水储箱中;步骤2，将废水储箱中的废水抽取到汽化室中进行汽化，其中，汽化过程是在低温低压状态下进行的，废水汽化后产生蒸汽和二次废水，二次废水回流至废水储箱中，蒸汽进入凝水室进行冷凝;步骤3，重复步骤2直至废水储箱中的废水达到浓缩要求;其中，所述汽化过程是制冷剂经压缩后放热提供的热源，所述蒸汽进入凝水室进行冷凝的过程是制冷剂放热后回流提供的冷源。
优选的，汽化过程是在汽化室内抽真空至压强为10kPa、汽化室内温度为60-65℃的状态下进行的。
优选的，所述步骤2后还包括将凝水室冷凝蒸汽产生的废水转移出凝水室。
本发明提供的基于制冷剂循环的低能耗废水蒸发分离方法，运用制冷剂在汽化室提供水蒸发需要的热源(显热及汽化潜热)，又在凝水室吸收带走水蒸汽凝结所需释放的潜热及过冷的显热，并与配合汽化室的低温低压环境，保证废水在低温下沸腾汽化，整个流程能效比高,且不需要外部热源加热步骤，工艺流程简单。（发明人饶丽灵）