申请日 20200708
公开（公告）日 20201103
IPC分类号 C02F1/44; C02F103/18
摘要
本发明公开了一种实现薄膜蒸发废水处理的真空系统及实现薄膜蒸发废水处理的真空方法，所述真空系统包括薄膜蒸发器、废水供水装置、加热器、凝汽器、第一级蒸汽引射器和第一级冷凝器，薄膜蒸发器具有蒸汽出口，废水供水装置与薄膜蒸发器相连，凝汽器具有与蒸汽出口相连的蒸汽进口和第一蒸汽抽出口，第一级蒸汽引射器具有第一驱动蒸汽入口、第一引射蒸汽入口和第一混合蒸汽出口，第一引射蒸汽入口与凝汽器的第一蒸汽抽出口相连，第一级冷凝器具有第一混合蒸汽入口，第一混合蒸汽入口与第一级蒸汽引射器的第一混合蒸汽出口相连。本发明的真空系统无需设置转动设备即可形成真空空间，不需消耗高品质电能，系统运行可靠性高。
权利要求书
1.一种实现薄膜蒸发废水处理的真空系统，其特征在于，包括：
薄膜蒸发器，所述薄膜蒸发器具有废水进口和蒸汽出口；
废水供水装置，所述废水供水装置与所述薄膜蒸发器的废水进口相连，用于向所述薄膜蒸发器供给废水；
加热器，所述加热器设在所述薄膜蒸发器和所述废水供水装置之间，用于加热从所述废水供水装置向所述薄膜蒸发器供给的废水；
凝汽器，所述凝汽器具有蒸汽进口、第一蒸汽抽出口和冷凝水出口，所述蒸汽进口与所述薄膜蒸发器的蒸汽出口相连；
第一级蒸汽引射器，所述第一级蒸汽引射器具有第一驱动蒸汽入口、第一引射蒸汽入口和第一混合蒸汽出口，所述第一引射蒸汽入口与所述凝汽器的第一蒸汽抽出口相连；
第一级冷凝器，所述第一级冷凝器具有第一混合蒸汽入口和第一冷凝水排出口，所述第一混合蒸汽入口与所述第一级蒸汽引射器的第一混合蒸汽出口相连。
2.根据权利要求1所述的实现薄膜蒸发废水处理的真空系统，其特征在于，还包括第二级蒸汽引射器和第二级冷凝器，
所述第一级冷凝器还具有第二蒸汽抽出口，所述第二级冷凝器具有第二混合蒸汽入口和第二冷凝水排出口，
所述第二级蒸汽引射器具有第二驱动蒸汽入口、第二引射蒸汽入口和第二混合蒸汽出口，所述第二引射蒸汽入口与所述第一级冷凝器的第二蒸汽抽出口相连，所述第二混合蒸汽出口与所述第二级冷凝器的第二混合蒸汽入口相连。
3.根据权利要求2所述的实现薄膜蒸发废水处理的真空系统，其特征在于，还包括汽水分离器，所述第一冷凝水排出口和所述第二冷凝水排出口与所述汽水分离器相连。
4.根据权利要求2所述的实现薄膜蒸发废水处理的真空系统，其特征在于，还包括驱动蒸汽供给管路，所述驱动蒸汽供给管路与所述第一驱动蒸汽入口和所述第二驱动蒸汽入口相连，所述驱动蒸汽供给管路上设有蒸汽总阀，用于调节供给到所述第一级蒸汽引射器内的驱动蒸汽的第一级驱动蒸汽调节阀和用于调节供给到所述第二级蒸汽引射器内的驱动蒸汽的第二级驱动蒸汽调节阀。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的实现薄膜蒸发废水处理的真空系统，其特征在于，所述凝汽器、所述第一级冷凝器和所述第二级冷凝器的冷却水管路串联，且所述冷却水管路首先进入所述凝汽器，从所述凝汽器出来后进入所述第一级冷凝器，然后从所述第一级冷凝器出来进入所述第二级冷凝器，最后从所述第二级冷凝器延伸出。
6.根据权利要求1所述的实现薄膜蒸发废水处理的真空系统，其特征在于，还包括与所述凝汽器的冷凝水出口相连的凝结水箱和设在所述废水供水装置和所述加热器之间的增压泵。
7.根据权利要求1所述的实现薄膜蒸发废水处理的真空系统，其特征在于，所述薄膜蒸发器还具有与所述废水供水装置相连的浓缩后废水出口。
8.一种实现薄膜蒸发废水处理的真空方法，其特征在于，包括：
将废水加热后供给到薄膜蒸发器内进行蒸发和分离；
将薄膜蒸发器内的蒸汽引入到凝汽器内进行凝结；
向第一级蒸汽引射器内供给驱动蒸汽以将凝汽器内的引射蒸汽引入到所述第一级蒸汽引射器内；
将所述第一级蒸汽引射器内形成的混合蒸汽引入第一级冷凝器内进行冷凝。
9.根据权利要求8所述的实现薄膜蒸发废水处理的真空方法，其特征在于，还包括：
向第二级蒸汽引射器内供给驱动蒸汽以将所述第一级冷凝器内的引射蒸汽引入到所述第二级蒸汽引射器内；
将所述第二级蒸汽引射器内形成的混合蒸汽引入第二级冷凝器内进行冷凝。
10.根据权利要求9所述的实现薄膜蒸发废水处理的真空方法，其特征在于，还包括：
使冷却水顺序通过所述凝汽器、所述第一级冷凝器和所述第二级冷凝器；
将所述第一级冷凝器和所述第二级冷凝器内的冷凝水引入到汽水分离器内进行汽水分离；
将所述薄膜蒸发器内的浓缩后废水引出所述薄膜蒸发器并且加热后供给到所述薄膜蒸发器内。
说明书
实现薄膜蒸发废水处理的真空系统及方法
技术领域
本发明涉及环保技术领域，具体地，涉及一种实现薄膜蒸发废水处理的真空系统和实现薄膜蒸发废水处理的真空方法。
背景技术
随着环保标准的提高，火力发电厂中的粉尘、NOx、SO2的排放控制日益严格，越来越多的电厂需要进行超低排放改造或者环保设施升级，对大气污染物进行了严格的控制，取得了很大成就，与此同时，很多电厂也进行了废水的控制和处理，尤其对脱硫废水进行了零排放改造。
相关技术中，脱硫废水处理的主要技术有废水预处理+蒸发浓缩+烟道蒸发、膜浓缩+蒸发结晶以及废水预处理+蒸发浓缩+结晶等。由于存在蒸发过程，需要消耗大量的高品位热能，并且蒸发过程中会造成换热设备内部发生严重的结垢等问题，又由于处理废水的工艺系统复杂，设备投资成本较高，因此导致废水处理成本高昂，难以广泛推广应用。
为此，相关技术中提出了薄膜蒸发技术，该技术是将膜过滤和热力蒸发过程集成为一体化的废水处理技术，可以避免废水处理过程中的结垢、堵塞等问题，并且能够提升废水的浓缩倍率，使得高浓度废水的残留量较小。
为了保证薄膜蒸发工艺的正常运行，需要薄膜的负压侧保持恒定的真空度，真空度越高越有利于提升分离效率，因此需要一个恒定的冷源，例如15-25℃之间的冷源，然而自然环境温度随着季节发生变化，获得恒定的冷源存在困难。为此，相关技术通常配置一套独立的制冷系统，为实现薄膜蒸发废水处理的真空系统提供冷源，但是该方法需要耗费额外的高品质电能，并且配置庞大的管路系统，不利于系统运行和维护。相关技术中提出了采用真空泵抽吸形成真空，利用冷却水对真空泵的工作液进行冷却，但是该方式受到环境温度的限制，工作液温度影响了最低的真空值，尤其是夏季可能无法满足正常运行要求，真空会发生变化。另外，真空泵运行过程中由于水的气化等原因，会发生汽蚀现象，导致叶轮产生疲劳损伤，寿命下降，系统的运行可靠性会降低，且电耗高。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种实现薄膜蒸发废水处理的真空系统，所述实现薄膜蒸发废水处理的真空系统不需消耗高品质电能，真空度受环境温度影响小，系统运行可靠性高。
本发明的实施例还提出一种实现薄膜蒸发废水处理的真空方法。
根据本发明的第一方面的实施例的实现薄膜蒸发废水处理的真空系统包括：薄膜蒸发器，所述薄膜蒸发器具有废水进口和蒸汽出口；废水供水装置，所述废水供水装置与所述薄膜蒸发器的废水进口相连，用于向所述薄膜蒸发器供给废水；加热器，所述加热器设在所述薄膜蒸发器和所述废水供水装置之间，用于加热从所述废水供水装置向所述薄膜蒸发器供给的废水；凝汽器，所述凝汽器具有蒸汽进口、第一蒸汽抽出口和冷凝水出口，所述蒸汽进口与所述薄膜蒸发器的蒸汽出口相连；第一级蒸汽引射器，所述第一级蒸汽引射器具有第一驱动蒸汽入口、第一引射蒸汽入口和第一混合蒸汽出口，所述第一引射蒸汽入口与所述凝汽器的第一蒸汽抽出口相连；第一级冷凝器，所述第一级冷凝器具有第一混合蒸汽入口和第一冷凝水排出口，所述第一混合蒸汽入口与所述第一级蒸汽引射器的第一混合蒸汽出口相连。
根据本发明实施例的实现薄膜蒸发废水处理的真空系统，通过设置具有第一驱动蒸汽入口的第一级蒸汽引射器，利用第一驱动蒸汽入口朝向第一级蒸汽引射器输入低压的驱动蒸汽，从而在第一级蒸汽引射器内形成真空空间，利用第一级蒸汽引射器与凝汽器之间压力差，实现对凝汽器中未凝结的蒸汽的抽取，无需设置转动设备(例如真空泵)即可形成真空空间，不需消耗高品质电能，且环境温度对蒸汽形成的真空空间影响小，系统运行可靠性高。
在一些实施例中，所述实现薄膜蒸发废水处理的真空系统还包括第二级蒸汽引射器和第二级冷凝器，所述第一级冷凝器还具有第二蒸汽抽出口，所述第二级冷凝器具有第二混合蒸汽入口和第二冷凝水排出口，所述第二级蒸汽引射器具有第二驱动蒸汽入口、第二引射蒸汽入口和第二混合蒸汽出口，所述第二引射蒸汽入口与所述第一级冷凝器的第二蒸汽抽出口相连，所述第二混合蒸汽出口与所述第二级冷凝器的第二混合蒸汽入口相连。
在一些实施例中，所述实现薄膜蒸发废水处理的真空系统还包括汽水分离器，所述第一冷凝水排出口和所述第二冷凝水排出口与所述汽水分离器相连。
在一些实施例中，所述实现薄膜蒸发废水处理的真空系统还包括驱动蒸汽供给管路，所述驱动蒸汽供给管路与所述第一驱动蒸汽入口和所述第二驱动蒸汽入口相连，所述驱动蒸汽供给管路上设有蒸汽总阀，用于调节供给到所述第一级蒸汽引射器内的驱动蒸汽的第一级驱动蒸汽调节阀和用于调节供给到所述第二级蒸汽引射器内的驱动蒸汽的第二级驱动蒸汽调节阀。
在一些实施例中，所述凝汽器、所述第一级冷凝器和所述第二级冷凝器的冷却水管路串联，且所述冷却水管路首先进入所述凝汽器，从所述凝汽器出来后进入所述第一级冷凝器，然后从所述第一级冷凝器出来进入所述第二级冷凝器，最后从所述第二级冷凝器延伸出。
在一些实施例中，所述实现薄膜蒸发废水处理的真空系统还包括与所述凝汽器的冷凝水出口相连的凝结水箱和设在所述废水供水装置和所述加热器之间的增压泵。
在一些实施例中，所述薄膜蒸发器还具有与所述废水供水装置相连的浓缩后废水出口。
根据本发明的第二方面的实施例的实现薄膜蒸发废水处理的真空方法包括：将废水加热后供给到薄膜蒸发器内进行蒸发和分离；将薄膜蒸发器内的蒸汽引入到凝汽器内进行凝结；向第一级蒸汽引射器内供给驱动蒸汽以将凝汽器内的引射蒸汽引入到所述第一级蒸汽引射器内；将所述第一级蒸汽引射器内形成的混合蒸汽引入第一级冷凝器内进行冷凝。
根据本发明实施例的实现薄膜蒸发废水处理的真空方法，可以利用驱动蒸汽在第一级蒸汽引射器内形成真空空间，以利用第一级蒸汽引射器与凝汽器的压力差抽取凝汽器内的引射蒸汽，该实现薄膜蒸发废水处理的真空方法形成的真空空间稳定，受环境温度影响小，且控制过程简单，不涉及转动设备，不需消耗高品质电能。
在一些实施例中，实现薄膜蒸发废水处理的真空方法还包括：向第二级蒸汽引射器内供给驱动蒸汽以将所述第一级冷凝器内的引射蒸汽引入到所述第二级蒸汽引射器内；将所述第二级蒸汽引射器内形成的混合蒸汽引入第二级冷凝器内进行冷凝。
在一些实施例中，实现薄膜蒸发废水处理的真空方法还包括：使冷却水顺序通过所述凝汽器、所述第一级冷凝器和所述第二级冷凝器；将所述第一级冷凝器和所述第二级冷凝器内的冷凝水引入到汽水分离器内进行汽水分离；将所述薄膜蒸发器内的浓缩后废水引出所述薄膜蒸发器并且加热后供给到所述薄膜蒸发器内。
发明人 （袁建丽;刘振东;邓欣;金巍峰;吴文景;菅志清;张起;徐志宏;葛云华;）