公布日：2022.04.15
申请日：2022.01.14
分类号：C02F1/04(2006.01)I;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本发明涉及工业废水处理系统或调节方法技术领域，公开了一种用于蒸发浓缩高盐废水的多效蒸发系统及调节方法；包括管道连接的换热单元、蒸发单元和冷凝单元；所述换热单元包括并联的多个换热装置，所述蒸发单元与换热单元、冷凝单元均管道连接，所述蒸发单元和冷凝单元的连接管道上设有手动阀。本方案通过增设换热单元备选，为废水的换热蒸发浓缩持续提供热源，在换热过程中逐级换热，同时系统对作为热源的介质水和废水中的水进行回收利用，提升能源利用率。本方案增设手动阀，在系统运行波动时进行人工干预，保证系统持续正常运行，提高废水处理效率。
权利要求书
1.一种用于蒸发浓缩高盐废水的多效蒸发系统，其特征在于：包括管道连接的换热单元、蒸发单元和冷凝单元；所述换热单元包括并联的多个换热装置，所述蒸发单元和冷凝单元的连接管道上设有手动阀。
2.根据权利要求1所述的一种用于蒸发浓缩高盐废水的多效蒸发系统，其特征在于：所述蒸发单元包括至少一组蒸发装置，蒸发装置之间串联设置；所述蒸发装置包括管道连接成环的分离器、循环泵和换热器，所述分离器设有废水入口、废水出口和蒸汽出口。
3.根据权利要求2所述的一种用于蒸发浓缩高盐废水的多效蒸发系统，其特征在于：所述蒸发单元包括管道连接的三组蒸发装置，沿废水流动方向依次为一级蒸发装置、二级蒸发装置和三级蒸发装置，其中上一级分离器的蒸汽出口与下一级换热器管道连接，上一级分离器的废水出口与下一级分离器的废水入口管道连接；第一级换热器与换热单元管道连接，第三级分离器的蒸汽出口与冷凝单元管道连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于蒸发浓缩高盐废水的多效蒸发系统，其特征在于：所述冷凝单元包括首端冷凝装置和尾端冷凝装置。
5.根据权利要求4所述的一种用于蒸发浓缩高盐废水的多效蒸发系统，其特征在于：首端冷凝装置的进水端和出水端分别与第一级换热器和换热单元管道连接；所述尾端冷凝装置的进水端与第二级换热器、第三级换热器的出水端管道连接,管道上分别设有第一手动阀和第二手动阀。
6.根据权利要求5所述的一种用于蒸发浓缩高盐废水的多效蒸发系统，其特征在于：所述首端冷凝装置和尾端冷凝装置均管道连接冷却塔。
7.根据权利要求6所述的一种用于蒸发浓缩高盐废水的多效蒸发系统，其特征在于：所述首端冷凝装置和尾端冷凝装置均包括管道连接的冷凝器和冷凝罐；首端冷凝罐和尾端冷凝罐均管道连接气液分离器，所述气液分离器上连接有真空泵。
8.根据权利要求7所述的一种用于蒸发浓缩高盐废水的多效蒸发系统，其特征在于：所述各级蒸发装置的分离器、冷凝罐上均设有压力计、温度计和液位计。
9.根据权利要求8所述的一种用于蒸发浓缩高盐废水的多效蒸发系统，其特征在于：还包括废水缓冲池，所述废水缓冲池与第一级分离器的废水入口管道连接，管道上设有并联的给水泵；所述废水缓冲池内设有风机或搅拌器。
10.一种用于蒸发浓缩高盐废水的多效蒸发系统的调节方法，其特征在于：根据压力计、温度计和液位计的显示结果，对根据权利要求1-9任一项所述的一种用于蒸发浓缩高盐废水的多效蒸发系统中的手动阀的阀门开度进行调节；各级压力计显示结果范围均为0.01-0.1MPa，蒸发装置内蒸发压力沿废水输送方向依次递减；各级温度计显示结果范围沿废水流动方向依次为75-85℃、60-70℃和50-60℃；显示结果偏高，则增大对应手动阀的阀门开度；显示结果偏低则减小对应手动阀的阀门开度。
发明内容
本发明意在提供一种用于蒸发浓缩高盐废水的多效蒸发系统及调节方法，以解决现有技术中蒸发系统中人工参与程度过低，一旦运行环境出现波动，将会导致运行过程出错，影响运行结果甚至损坏运行设备的技术问题。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于蒸发浓缩高盐废水的多效蒸发系统，包括管道连接的换热单元、蒸发单元和冷凝单元；所述换热单元包括并联的多个换热装置，所述蒸发单元和冷凝单元的连接管道上设有手动阀。
本方案的原理及优点是：
1、与现有技术中仅仅通过低温烟气作为热量来源不同，本方案换热单元采用并联的多个换热装置对流过换热单元的水流进行加热并形成水蒸汽，水蒸汽进入蒸发单元与高盐废水完成换热和蒸发浓缩。并联的换热装置持续形成水蒸汽，使得蒸发单元持续对高盐废水进行热量交换和蒸发浓缩，有效避免在生产车间不具备低温烟气使用条件时，现有技术中的烟气换热器影响蒸发单元对高盐废水的连续热量交换，进而影响高盐废水的蒸发浓缩及后续处理的问题。
2、与现有技术不同，本方案在蒸发单元和冷凝单元间增设手动阀，在系统运行环境出现波动导致系统运行参数异常时，能人工调节蒸发单元中的水位、温度、真空度或压力，从而避免现有技术中当运行环境不稳定时引发的运行结果不理想甚至损坏运行设备等后果。
3、本方案高盐废水在换热单元、蒸发单元中完成热量交换和蒸发浓缩，蒸发的水蒸汽进入冷凝单元进行冷凝回收利用，实现高盐废水中水的回收利用；本方案具有能耗低、投资低、运行成本低、易调控和连续性好等优点，可推广应用到高盐废水零排放处理领域。
优选的，所述蒸发单元包括至少一组蒸发装置，蒸发装置之间串联设置；所述蒸发装置包括管道连接成环的分离器、循环泵和换热器，所述分离器设有废水入口、废水出口和蒸汽出口。采用上述方案，废水在串联设置的蒸发装置中完成换热、蒸发和浓缩，同时对蒸发出的水蒸汽进行冷凝回收，提升资源利用率。
优选的，所述蒸发单元包括管道连接的三组蒸发装置，沿废水流动方向依次为一级蒸发装置、二级蒸发装置和三级蒸发装置，其中上一级分离器的蒸汽出口与下一级换热器管道连接，上一级分离器的废水出口与下一级分离器的废水入口管道连接；第一级换热器与换热单元管道连接，第三级分离器的蒸汽出口与冷凝单元管道连接。采用上述方案，便于充分利用进入蒸发单元的热量与废水逐级换热，提高能源利用率，整个蒸发过程无其余外部热量输入，实现系统的低能源消耗。
优选的，所述冷凝单元包括首端冷凝装置和尾端冷凝装置。采用上述方案，分别对三级蒸发装置换热器中的水和第三级分离器的水蒸汽进行冷凝回收，实现介质水的重复利用。
优选的，首端冷凝装置的进水端和出水端分别与第一级换热器和换热单元管道连接；所述尾端冷凝装置的进水端与第二级换热器、第三级换热器的出水端管道连接,管道上分别设有第一手动阀和第二手动阀。采用上述方案，第一级换热器、首端冷凝装置和换热单元组成介质水的循环管道，实现介质水的重复利用；同时可通过第一手动阀和第二手动阀调节蒸发装置内真空度，在完成废水换热蒸发浓缩的同时保持系统参数稳定，使得系统稳定运行，避免系统因外界环境波动影响废水处理结果。
优选的，所述首端冷凝装置和尾端冷凝装置均管道连接冷却塔。采用上述方案，便于冷却首端冷凝装置和尾端冷凝装置收集的水，冷却后的水再进入换热单元加热或车间其他供给水，如通过清洗管路对各级分离器进行冲洗，实现水资源的回收利用。
优选的，所述首端冷凝装置和尾端冷凝装置均包括管道连接的冷凝器和冷凝罐；首端冷凝罐和尾端冷凝罐均管道连接气液分离器，所述气液分离器上连接有真空泵。采用上述方案，便于冷凝罐内液体快速冷却，同时通过气液分离器分离的气体通过真空泵泵出，气液分离器的液体再次回到冷凝罐，实现冷凝液的回收和再利用；真空泵为废水处理管路提供真空环境，提高多效蒸发系统内蒸汽的汽化潜能。
优选的，所述各级蒸发装置的分离器、冷凝罐上设有压力计、温度计和液位计。采用上述方案，便于操作者观察系统实际运行状态，并通过相关参数进行人工调节，从而避免运行环境波动影响运行结果甚至损坏运行设备。
优选的，还包括废水缓冲池，所述废水缓冲池与第一级分离器的废水入口管道连接，管道上设有并联的给水泵；所述废水缓冲池内设有风机或搅拌器。采用上述方案，使得废水缓冲池内废水通过曝气或搅拌达到均质均量，便于提升系统稳定性和废水蒸发浓缩的效率。
优选的，一种用于蒸发浓缩高盐废水的多效蒸发系统的调节方法，根据压力计、温度计和液位计的显示结果，对根据权利要求1-9任一项所述的一种用于蒸发浓缩高盐废水的多效蒸发系统中的手动阀的阀门开度进行调节；各级压力计显示结果范围均为0.01-0.1MPa，蒸发装置内蒸发压力沿废水输送方向依次递减；各级温度计显示结果范围沿废水流动方向依次为75-85℃、60-70℃和50-60℃；显示结果偏高，则增大对应手动阀的阀门开度；显示结果偏低则减小对应手动阀的阀门开度。采用上述方案，便于当系统运行异常时，操作者可通过手动调节第一手动阀和/或第二手动阀，对系统运行过程进行人工干预，使得系统内压力计、温度计和液位计等数值恢复到正常水平。
（发明人：尹宪国;王旭东;蒋和中;李锐;王刚）