公布日：2022.11.25
申请日：2022.08.19
分类号：C02F1/04(2006.01)I;B01D1/26(2006.01)I;B01D1/30(2006.01)I;A23K10/38(2016.01)I;A23N17/00(2006.01)I;C07C29/80(2006.01)I;
C07C31/04(2006.01)I;C07C31/08(2006.01)I;C02F103/32(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种白酒高浓度废水MVR浓缩回收系统，包括物料罐、预热系统、真空泵组件、蒸馏塔、一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器、蒸汽压缩机、第二冷凝水罐、成品罐，利用机械式蒸汽再压缩技术对高浓度废水进行蒸发浓缩，浓缩后的浓浆可与酒糟一起生产酒糟蛋白饲料，也可用于生产有机肥，蒸馏塔蒸馏出的低沸点组份蒸汽在降温冷凝后成为低组份液，低组份液可作为污水处理用的碳源，也可以用来再次生产酒精，从而实现高浓度废水的回收再利用，避免高浓度废水直接排放带来的环境污染，又可减少营养物质流式，降低生产成本，减轻企业负担。
权利要求书
1.一种白酒高浓度废水MVR浓缩回收系统，其特征在于：包括物料罐（1）、预热系统、真空泵组件（2）、蒸馏塔（8）、一效蒸发器（9）、二效蒸发器（10）、三效蒸发器（11）、蒸汽压缩机（12）、第二冷凝水罐（13）及成品罐（14），物料罐（1），用于收集存储高浓度废水，预热系统，利用冷凝水、不凝气、生蒸汽及低组份液对物料进行预热，预热系统的进料口连通物料罐（1），预热系统的出料口连通蒸馏塔（8）的进料口，预热系统的出气口连通表面冷凝器（23）的进气口，表面冷凝器（23）的出气口连通真空泵组件（2）的进气口，真空泵组件（2），为不凝气的流动提供动力，并将不凝气洗涤后排放，蒸馏塔（8），利用生蒸汽或高品位蒸汽对预热后的物料进行蒸馏汽提，将物料中的低沸点组份蒸发成低沸点组份蒸汽，蒸馏塔（8）的出料口通过一效进料泵（21）及一效进料管路连通一效蒸发器（9）的进料口，蒸馏塔（8）的出气口连通二效蒸发器（10）的进气口，蒸馏塔（8）的进气口通过高品位蒸汽管路（17）连通蒸汽压缩机（12）的出气口，高品位蒸汽管路（17）与生蒸汽管路（16）通过第一连接管路（18）连通，蒸汽源（15）通过生蒸汽管路（16）连通预热系统，一效蒸发器（9），利用生蒸汽或高品位蒸汽对蒸馏汽提后的物料进行第一次蒸发浓缩，一效蒸发器（9）的进气口通过高品位蒸汽管路（17）连通蒸汽压缩机（12）的出气口，一效蒸发器（9）的出料口通过二效进料管路连通二效蒸发器（10）的进料口，一效蒸发器（9）的出气口连通三效蒸发器（11）的进气口，一效蒸发器（9）的不凝气出气口连通预热系统，二效蒸发器（10），利用蒸馏塔（8）产生的低沸点组份蒸汽对物料进行第二次蒸发浓缩，低沸点组份蒸汽在二效蒸发器（10）内重新被冷凝成低组份液，二效蒸发器（10）的出料口通过三效进料管路连通三效蒸发器（11）的进料口，二效蒸发器（10）的出气口通过二次蒸汽管路（19）连通蒸汽压缩机（12）的进气口，二效蒸发器（10）的低组份液出液口及不凝气出气口均与预热系统连通，三效蒸发器（11），利用一效蒸发器（9）产生的二次蒸汽对物料进行第三次蒸发浓缩，三效蒸发器（11）的出气口通过二次蒸汽管路（19）连通蒸汽压缩机（12）的进气口，三效蒸发器（11）的出料口通过出料管路（22）连通成品罐（14），三效蒸发器（11）的不凝气出气口连通预热系统，蒸汽压缩机（12），将二效蒸发器（10）产生的二次蒸汽及三效蒸发器（11）产生的二次蒸汽进行再压缩，使其增压升温成高品位蒸汽，蒸汽压缩机（12）的出气口通过高品位蒸汽管路（17）连通一效蒸发器（9）的进气口及蒸馏塔（8）的进气口，第二冷凝水罐（13），用于收集存储一效蒸发器（9）产生的冷凝水、三效蒸发器（11）产生的冷凝水及蒸馏塔（8）产生的冷凝水，并在第二冷凝泵（26）的作用下将冷凝水输送至预热系统，成品罐（14），收集存储高浓度废水蒸发浓缩后的浓浆。
2.根据权利要求1所述的白酒高浓度废水MVR浓缩回收系统，其特征在于：所述的一效蒸发器（9）的一效换热器及二效蒸发器（10）的二效换热器均为单管程降膜换热器，所述的三效蒸发器（11）的三效换热器为三管程降膜换热器。
3.根据权利要求1所述的白酒高浓度废水MVR浓缩回收系统，其特征在于：所述的预热系统包括第一不凝气预热器（3）、低组份液预热器（4）、冷凝水预热器（5）、第二不凝气预热器（6）及蒸汽预热器（7），所述的第一不凝气预热器（3）的进料口通过进料管路连通物料罐（1），第一不凝气预热器（3）的出料口连通低组份液预热器（4）的进料口，第一不凝气预热器（3）的进气口连通二效蒸发器（10）的不凝气排气口，第一不凝气预热器（3）的出气口连通表面冷凝器（23）的进气口，第一不凝气预热器（3）的冷凝排液口通过第五冷凝泵（24）连通缓冲罐（20）的进液口，缓冲罐（20）的出液口通过第四冷凝泵（25）连通污水处理系统，第一不凝气预热器（3）利用二效蒸发器（10）产生的不凝气预热物料，低组份液预热器（4）的进液口通过第三冷凝泵（46）连通二效蒸发器（10）的低组份液出液口，低组份液预热器（4）的出液口连通缓冲罐（20）的进液口，低组份液预热器（4）的出料口连通冷凝水预热器（5）的进料口，低组份液预热器（4）利用二效蒸发器（10）中冷凝的低组份液预热物料，冷凝水预热器（5）的进水口通过第二冷凝泵（26）连通第二冷凝水罐（13）的出水口，冷凝水预热器（5）的出水口连通后续冷凝水处理装置，冷凝水预热器（5）的出料口连通第二不凝气预热器（6）的进料口，冷凝水预热器（5）利用冷凝水预热物料，第二不凝气预热器（6）的进气口通过管路连通一效蒸发器（9）的不凝气出气口及三效蒸发器（11）的不凝气出气口，第二不凝气预热器（6）的出气口连通表面冷凝器（23）的进气口，第二不凝气预热器（6）的冷凝水出口连通第二冷凝水罐（13）的进水口，第二不凝气预热器（6）的出料口连通蒸汽预热器（7）的进料口，第二不凝气预热器（6）利用一效蒸发器（9）及三效蒸发器（11）产生的不凝气预热物料，蒸汽预热器（7）的进气口通过生蒸汽管路（16）连通蒸汽源（15），蒸汽预热器（7）的出料口连通蒸馏塔（8）的进料口，蒸汽预热器（7）的冷凝水出口连通第二冷凝水罐（13）进水口，蒸汽预热器（7）利用生蒸汽预热物料。
4.根据权利要求1所述的白酒高浓度废水MVR浓缩回收系统，其特征在于：所述的真空泵组件（2）包括真空泵、洗涤塔及换热器，所述的真空泵的进气口连通表面冷凝器（23）的出气口，真空泵的出气口连通洗涤塔的进气口，洗涤塔的出气口排空，所述的真空泵的机械密封的冷却采用水冷却，洗涤塔内的洗涤水经换热器与表面冷凝器（23）的冷却水换热冷却后进入真空泵的机械密封，对真空泵的机械密封进行冷却。
5.根据权利要求3所述的白酒高浓度废水MVR浓缩回收系统，其特征在于：所述的蒸汽预热器（7）的出料口与蒸馏塔（8）的进料口连通的管路上设置有第一温度传感器（47），所述的生蒸汽管路（16）上设置有第一压力调节阀（27），利用第一温度传感器（47）控制调节第一压力调节阀（27）。
6.根据权利要求1所述的白酒高浓度废水MVR浓缩回收系统，其特征在于：所述的第一连接管路（18）上设置有第二压力调节阀（28），所述的二次蒸汽管路（19）与高品位蒸汽管路（17）通过第二连接管路（29）连通，所述的第二连接管路（29）上设置有开关阀门（30）。
7.根据权利要求1所述的白酒高浓度废水MVR浓缩回收系统，其特征在于：所述的第二冷凝水罐（13）上设置有第五液位计（31），第二冷凝泵（26）与冷凝水预热器（5）连通的管路上设置有液位控制阀（32），利用第五液位计（31）控制液位控制阀（32）的启闭。
8.根据权利要求1所述的白酒高浓度废水MVR浓缩回收系统，其特征在于：所述的蒸馏塔（8）上设置有第一液位计（33），所述的一效进料泵（21）与一效蒸发器（9）之间的一效进料管路上设置有一效进料阀（34），利用第一液位计（33）控制一效进料阀（34）的启闭，所述的一效蒸发器（9）的一效换热器上设置有第二液位计（35），所述的二效进料管路上设置有二效进料阀（36），利用第二液位计（35）控制二效进料阀（36）的启闭，所述的二效蒸发器（10）的二效换热器上设置有第三液位计（37），所述的三效进料管路上设置有三效进料阀（38），利用第三液位计（37）控制三效进料阀（38）的启闭，所述的三效蒸发器（11）的三效换热器上设置有第四液位计（39），所述的出料管路（22）上设置有出料阀（40），利用第四液位计（39）控制出料阀40）的启闭。
9.根据权利要求1所述的白酒高浓度废水MVR浓缩回收系统，其特征在于：所述的进料管路上设置有第一流量计（41）及第一流量控制阀（42），通过第一流量计（41）控制第一流量控制阀（42）。
10.根据权利要求1所述的白酒高浓度废水MVR浓缩回收系统，其特征在于：所述的蒸汽压缩机（12）的冷凝水出口连通第一冷凝水罐（43），第一冷凝水罐（43）通过第一冷凝泵（44）连通第二冷凝水罐（13），第一冷凝水罐（43）上设置有第六液位计（45），利用第六液位计（45）控制第一冷凝泵（44）的启闭。
发明内容
综上所述，为了克服现有技术问题的不足，本发明提供了一种白酒高浓度废水MVR浓缩回收系统，它是利用机械式蒸汽再压缩技术对白酒高浓度废水进行蒸发浓缩，浓缩后的浓浆可与酒糟一起生产酒糟蛋白饲料，也可用于生产有机肥，从而实现高浓度废水的回收再利用，避免高浓度废水直接排放带来的环境污染，又可减少营养物质流式，降低生产成本，减轻企业负担。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种白酒高浓度废水MVR浓缩回收系统，其中：包括物料罐、预热系统、真空泵组件、蒸馏塔、一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器、蒸汽压缩机、第二冷凝水罐及成品罐，物料罐，用于收集存储高浓度废水，预热系统，利用冷凝水、不凝气、生蒸汽及低组份液对物料进行预热，预热系统的进料口连通物料罐，预热系统的出料口连通蒸馏塔的进料口，预热系统的出气口连通表面冷凝器的进气口，表面冷凝器的出气口连通真空泵组件的进气口，真空泵组件，为不凝气的流动提供动力，并将不凝气洗涤后排放，蒸馏塔，利用生蒸汽或高品位蒸汽对预热后的物料进行蒸馏汽提，将物料中的低沸点组份蒸发成低沸点组份蒸汽，蒸馏塔的出料口通过一效进料泵及一效进料管路连通一效蒸发器的进料口，蒸馏塔的出气口连通二效蒸发器的进气口，蒸馏塔的进气口通过高品位蒸汽管路连通蒸汽压缩机的出气口，高品位蒸汽管路与生蒸汽管路通过第一连接管路连通，蒸汽源通过生蒸汽管路连通预热系统，一效蒸发器，利用生蒸汽或高品位蒸汽对蒸馏汽提后的物料进行第一次蒸发浓缩，一效蒸发器的进气口通过高品位蒸汽管路连通蒸汽压缩机的出气口，一效蒸发器的出料口通过二效进料管路连通二效蒸发器的进料口，一效蒸发器的出气口连通三效蒸发器的进气口，一效蒸发器的不凝气出气口连通预热系统，二效蒸发器，利用蒸馏塔产生的低沸点组份蒸汽对物料进行第二次蒸发浓缩，低沸点组份蒸汽在二效蒸发器内重新被冷凝成低组份液，二效蒸发器的出料口通过三效进料管路连通三效蒸发器的进料口，二效蒸发器的出气口通过二次蒸汽管路连通蒸汽压缩机的进气口，二效蒸发器的低组份液出液口及不凝气出气口均与预热系统连通，三效蒸发器，利用一效蒸发器产生的二次蒸汽对物料进行第三次蒸发浓缩，三效蒸发器的出气口通过二次蒸汽管路连通蒸汽压缩机的进气口，三效蒸发器的出料口通过出料管路连通成品罐，三效蒸发器的不凝气出气口连通预热系统，蒸汽压缩机，将二效蒸发器产生的二次蒸汽及三效蒸发器产生的二次蒸汽进行再压缩，使其增压升温成高品位蒸汽，蒸汽压缩机的出气口通过高品位蒸汽管路连通一效蒸发器的进气口及蒸馏塔的进气口，第二冷凝水罐，用于收集存储一效蒸发器产生的冷凝水、三效蒸发器产生的冷凝水及蒸馏塔产生的冷凝水，并在第二冷凝泵的作用下将冷凝水输送至预热系统，成品罐，收集存储高浓度废水蒸发浓缩后的浓浆。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的一效蒸发器的一效换热器及二效蒸发器的二效换热器均为单管程降膜换热器，所述的三效蒸发器的三效换热器为三管程降膜换热器。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的预热系统包括第一不凝气预热器、低组份液预热器、冷凝水预热器、第二不凝气预热器及蒸汽预热器，所述的第一不凝气预热器的进料口通过进料管路连通物料罐，第一不凝气预热器的出料口连通低组份液预热器的进料口，第一不凝气预热器的进气口连通二效蒸发器的不凝气排气口，第一不凝气预热器的出气口连通表面冷凝器的进气口，第一不凝气预热器的冷凝排液口通过第五冷凝泵连通缓冲罐的进液口，缓冲罐的出液口通过第四冷凝泵连通污水处理系统，第一不凝气预热器利用二效蒸发器产生的不凝气预热物料，低组份液预热器的进液口通过第三冷凝泵连通二效蒸发器的低组份液出液口，低组份液预热器的出液口连通缓冲罐的进液口，低组份液预热器的出料口连通冷凝水预热器的进料口，低组份液预热器利用二效蒸发器中冷凝的低组份液预热物料，冷凝水预热器的进水口通过第二冷凝泵连通第二冷凝水罐的出水口，冷凝水预热器的出水口连通后续冷凝水处理装置，冷凝水预热器的出料口连通第二不凝气预热器的进料口，冷凝水预热器利用冷凝水预热物料，第二不凝气预热器的进气口通过管路连通一效蒸发器的不凝气出气口及三效蒸发器的不凝气出气口，第二不凝气预热器的出气口连通表面冷凝器的进气口，第二不凝气预热器的冷凝水出口连通第二冷凝水罐的进水口，第二不凝气预热器的出料口连通蒸汽预热器的进料口，第二不凝气预热器利用一效蒸发器及三效蒸发器产生的不凝气预热物料，蒸汽预热器的进气口通过生蒸汽管路连通蒸汽源，蒸汽预热器的出料口连通蒸馏塔的进料口，蒸汽预热器的冷凝水出口连通第二冷凝水罐进水口，蒸汽预热器利用生蒸汽预热物料。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的真空泵组件包括真空泵、洗涤塔及换热器，所述的真空泵的进气口连通表面冷凝器的出气口，真空泵的出气口连通洗涤塔的进气口，洗涤塔的出气口排空，所述的真空泵的机械密封的冷却采用水冷却，洗涤塔内的洗涤水经换热器与表面冷凝器的冷却水换热冷却后进入真空泵的机械密封，对真空泵的机械密封进行冷却。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的蒸汽预热器的出料口与蒸馏塔的进料口连通的管路上设置有第一温度传感器，所述的生蒸汽管路上设置有第一压力调节阀，利用第一温度传感器控制调节第一压力调节阀。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的第一连接管路上设置有第二压力调节阀，所述的二次蒸汽管路与高品位蒸汽管路通过第二连接管路连通，所述的第二连接管路上设置有开关阀门。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的第二冷凝水罐上设置有第五液位计，第二冷凝泵与冷凝水预热器连通的管路上设置有液位控制阀，利用第五液位计控制液位控制阀的启闭。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的蒸馏塔上设置有第一液位计，所述的一效进料泵与一效蒸发器之间的一效进料管路上设置有一效进料阀，利用第一液位计控制一效进料阀的启闭，所述的一效蒸发器的一效换热器上设置有第二液位计，所述的二效进料管路上设置有二效进料阀，利用第二液位计控制二效进料阀的启闭，所述的二效蒸发器的二效换热器上设置有第三液位计，所述的三效进料管路上设置有三效进料阀，利用第三液位计控制三效进料阀的启闭，所述的三效蒸发器的三效换热器上设置有第四液位计，所述的出料管路上设置有出料阀，利用第四液位计控制出料阀的启闭。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的进料管路上设置有第一流量计及第一流量控制阀，通过第一流量计控制第一流量控制阀。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的蒸汽压缩机的冷凝水出口连通第一冷凝水罐，第一冷凝水罐通过第一冷凝泵连通第二冷凝水罐，第一冷凝水罐上设置有第六液位计，利用第六液位计控制第一冷凝泵的启闭。
本发明的有益效果为：1、本发明是利用机械式蒸汽再压缩技术对白酒高浓度废水进行蒸发浓缩，浓缩后的浓浆可与酒糟一起生产酒糟蛋白饲料，也可用于生产有机肥，从而实现高浓度废水的回收再利用，避免高浓度废水直接排放带来的环境污染，又可减少营养物质流式，降低生产成本，减轻企业负担。
2、本发明设置有蒸馏塔，高浓度废水中含有乙醇、甲醇等低沸点物质组份，在高浓度废水浓缩过程中，低沸点组份会汽化，汽化的低沸点组份进入蒸汽压缩机后会影响蒸汽压缩机的正常运行，因此，本发明设置蒸馏塔，预热后的高浓度废水首先进入蒸馏塔内，通过多层塔板蒸馏汽提，把高浓度废水中的低沸点组份蒸发成低沸点组份蒸汽，低沸点组份蒸汽进入二效蒸发器内，利用其含有的热量对高浓度废水进行第二次蒸发浓缩，低沸点组份蒸汽被冷凝成低组份液，低组份液被在第三冷凝泵的作用下进入低组份液预热器，利用低组份液中的热量对物料进行预热，蒸馏塔、二效蒸发器及低组份液预热器的设置，即消除了低沸点物质对蒸汽压缩机的影响，又充分利用了能源。
3、本发明的蒸馏塔蒸馏出的低沸点组份蒸汽进入二效蒸发器内，在二效蒸发器内，低沸点组份蒸汽中的热量被高浓度废水吸收后冷凝成低组份液，低组份液在第三冷凝泵的作用下进入低组份液预热器对高浓度废水进行预热，其热量被吸收，降温后的低组份液进入缓冲罐，之后在第四冷凝泵的作用下进入污水处理系统，高浓度废水中的低沸点组份主要是乙醇、甲醇等物质，尤其是窖底水，其含有大量的的乙醇，低沸点组份蒸汽冷凝降温后的低组份液可以作为污水处理时的碳源使用，对于窖底水来说，由于其含有大量的乙醇，其蒸馏出的低沸点组份蒸汽中乙醇含量非常高，冷凝成低组份液后可以再次用来生产酒精，从而实现高浓度废水中低沸点组份的回收再利用。
4、本发明设置预热系统，利用高浓度废水蒸发浓缩过程中产生的不凝气、冷凝水及低组份液的热量，对高浓度废水进行预热，回收利用了热量，减少热量流式浪费，能源利用率高，预热后的高浓度废水再进行浓缩，能够有效的提高浓缩效率。
5、本发明的一效蒸发器的一效换热器及二效蒸发器的二效换热器均为单管程降膜换热器，三效蒸发器的三效换热器为三管程降膜换热器，进入一效蒸发器及二效蒸发器的物料的浓度较低，流动性好，进入三效蒸发器的物料是经过了两次蒸发浓缩后的物料，物料浓度高，流动性差，进行第三次浓缩所需的蒸汽量大幅度减少，因此，本发明的三效蒸发器的换热器采用三管程降膜换热器，三管程降膜换热器的内腔被分成三部分，利用三个循环泵及相应的循环管路使物料循环加热，能够有效的提高蒸发浓缩效率。
6、本发明的二效蒸发器产生的二次蒸汽及三效蒸发器产生的二次蒸汽进入蒸汽压缩机进行再压缩，蒸汽压缩机进口二次蒸汽压力25KPa（绝压，65℃），经蒸汽压缩机再压缩后二次蒸汽压力提高到55KPa（绝压，83℃）成为高品位蒸汽。高品位蒸汽进入一效蒸发器及蒸馏塔对物料进行蒸发浓缩，因为高品位蒸汽的冷凝温度高于物料的沸点，高品位蒸汽在一效蒸发器及蒸馏塔的壳程冷凝,每冷凝1公斤高品位蒸汽完成物料中1公斤水分的蒸发。完成设计蒸发量所需要的能耗即是将二次蒸汽从25KPa压缩到55KPa需要的能耗。
7、本发明结构简单、使用方便、成本低廉，能够有效的回收高浓度废水中的营养物质，能够有效的降低高浓度废水蒸发浓缩所需的生蒸汽用量，降低生产成本，减少企业负担。
（发明人：孙发喜;孙帅强;魏峥;王昆鹏;郭晓辉;张晓通;张丹）