公布日：2023.03.31
申请日：2022.12.07
分类号：C02F1/12(2023.01)I
摘要
本发明涉及一种用于高盐废水的低温常压蒸发处理系统，包括蒸发塔单元、换热器单元、冷却塔和废水储罐，蒸发塔单元包括至少两个串联的蒸发塔，废水储罐依次连接换热器单元的第一换热器和第一蒸发塔的第一喷淋装置，用于将高盐废水加热后输入第一蒸发塔；第一蒸发塔的第一排液口连接第二蒸发塔的第二喷淋装置，用于将蒸发浓缩后的废水输入第二蒸发塔再次蒸发处理；第一蒸发塔和第二蒸发塔的下部均设有气体分布器，用于输入空气；第一蒸发塔和第二蒸发塔的出气口均连接冷却塔，用于对蒸发塔单元产生的湿热空气进行冷却，冷却塔的底部设有产水出口。
权利要求书
1.一种用于高盐废水的低温常压蒸发处理系统，其特征在于，包括蒸发塔单元、换热器单元、冷却塔和废水储罐，蒸发塔单元包括至少两个串联的蒸发塔，废水储罐依次连接换热器单元的第一换热器和第一蒸发塔的第一喷淋装置，用于将高盐废水加热后输入第一蒸发塔；第一蒸发塔的第一排液口连接第二蒸发塔的第二喷淋装置，用于将蒸发浓缩后的废水输入第二蒸发塔再次蒸发处理；第一蒸发塔和第二蒸发塔的下部均设有气体分布器，用于输入空气；第一蒸发塔和第二蒸发塔的出气口均连接冷却塔，用于对蒸发塔单元产生的湿热空气进行冷却，冷却塔的底部设有产水出口。
2.根据权利要求1所述的低温常压蒸发处理系统，其特征在于，所述蒸发塔单元包括第一蒸发塔和第二蒸发塔，第一蒸发塔由下至上包括第一排液口、第一气体分布器、第一填料区、第一喷淋装置和第一出气口；第二蒸发塔由下至上包括第二排液口、第二气体分布器、第二填料区、第二喷淋装置和第二出气口。
3.根据权利要求2所述的低温常压蒸发处理系统，其特征在于，所述第一排液口通过管道并联第二喷淋装置、废水储罐和浓缩液排放管道，分别用于将第一蒸发塔蒸发后剩余的高盐浓缩液输入第二蒸发塔再次蒸发、输入废水储罐等待再次蒸发处理、最后作为浓缩液等待下步处理；所述第二排液口通过管道并联废水储罐和浓缩液排放管道。
4.根据权利要求3所述的低温常压蒸发处理系统，其特征在于，所述第二气体分布器的进口连接供气装置，第二出气口通过气路并联第一气体分布器的进口和冷却塔的第二气体进口，分别用于将第二蒸发塔产生的湿热气体作为第一蒸发塔的气源、携带水蒸气进入冷却塔；第一出气口通过气路连接冷却塔的第一气体进口，将携带水蒸气的气体输入冷却塔。
5.根据权利要求4所述的低温常压蒸发处理系统，其特征在于，所述冷却塔由下至上包括产水出口、清洗水口、第一气体进口、第二气体进口、冷却水进口和排气口，冷却塔内部设有若干层鼓泡溢流板，携带水蒸气的气体向上流动，冷却水向下流动，经过鼓泡溢流板充分接触，使得水蒸气充分冷凝形成产水，由产水出口排出。
6.根据权利要求5所述的低温常压蒸发处理系统，其特征在于，所述换热器单元包括第一换热器、第二换热器和第三换热器，第二换热器的第一通道连接冷却塔的产水出口和产水管，第二换热器的第二通道连接废水储罐和第一换热器的管程，用冷却塔产水为废水预热；第一换热器的壳程连接蒸汽气源和凝结水管道，利用热蒸汽为预热后的废水加热，加热后的废水进入第一蒸发塔；第三换热器的第一通道连接冷却塔的产水管和冷却水进口，第三换热器的第二通道连接冷水水源，利用冷凝水为产水冷却，将产水作为冷却水再次使用。
7.根据权利要求6所述的低温常压蒸发处理系统，其特征在于，所述第一填料区由外至内包括第一填料圈和第二填料圈，第一填料圈和第二填料圈同心设置；所述第一喷淋装置由外至内包括第一喷淋管组和第二喷淋管组，第一喷淋管组对应下方的第一填料圈，第二喷淋管组对应下方的第二填料圈；所述第一气体分布器的下方设有第一套层集液器，第一套层集液器包括对应第一填料圈的第一外层集液部和对应第二填料圈的第一内层集液部，第一内层集液部的底部出水管连接第一蒸发塔的第一排液口，第一外层集液部的底部出水管连接第二喷淋管组。
8.根据权利要求7所述的低温常压蒸发处理系统，其特征在于，所述第一喷淋管组包括若干圈第一喷淋管，第一喷淋管的下表面设有密布的喷嘴，用于向下方的第一填料圈布水；所述第二喷淋管组包括若干圈第二喷淋管，第二喷淋管的下表面设有密布的喷嘴，用于向下方的第二填料圈布水；每个第一喷淋管的进口均连接所述第一换热器，输入来自废水储罐的废水，每个第二喷淋管的进口均连接第一外层集液部的底部出水管，输入第一外层集液部收集的经过第一填料圈处理的废水。
9.根据权利要求8所述的低温常压蒸发处理系统，其特征在于，所述第一外层集液部和第一内层集液部均为上大下小的漏斗形；第一外层集液部的底部出水管和第一内层集液部的底部出水管为套管结构，第一内层集液部的底部出水管连接第一排液口；第一外层集液部的底部出水管的底部封底，侧面设有开口，用于通过管道连接第二喷淋管的进口。
10.根据权利要求9所述的低温常压蒸发处理系统，其特征在于，所述第一填料圈与第二填料圈之间设有一圈第一隔板，用于分隔第一填料圈和第二填料圈；第一填料圈为圆环体，第二填料圈为圆柱体，第一填料圈套在第二填料圈的外部。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种用于高盐废水的低温常压蒸发处理系统，基于露点蒸发原理，实现低温常压条件下运行，可大幅降低能耗及设备制造成本，且有效减少后续生化处理和深度处理工序及污泥处置费用，能在较低成本下帮助实现高盐废水资源化处理，具有节能环保优势。
所述用于高盐废水的低温常压蒸发处理系统，包括蒸发塔单元、换热器单元、冷却塔和废水储罐，蒸发塔单元包括至少两个串联的蒸发塔，废水储罐依次连接换热器单元的第一换热器和第一蒸发塔的第一喷淋装置，用于将高盐废水加热后输入第一蒸发塔；第一蒸发塔的第一排液口连接第二蒸发塔的第二喷淋装置，用于将蒸发浓缩后的废水输入第二蒸发塔再次蒸发处理；
第一蒸发塔和第二蒸发塔的下部均设有气体分布器，用于输入空气；第一蒸发塔和第二蒸发塔的出气口均连接冷却塔，用于对蒸发塔单元产生的湿热空气进行冷却，冷却塔的底部设有产水出口。
可选的，所述蒸发塔单元包括第一蒸发塔和第二蒸发塔，第一蒸发塔由下至上包括第一排液口、第一气体分布器、第一填料区、第一喷淋装置和第一出气口；第二蒸发塔由下至上包括第二排液口、第二气体分布器、第二填料区、第二喷淋装置和第二出气口。
进一步可选的，所述第一排液口通过管道并联第二喷淋装置、废水储罐和浓缩液排放管道，分别用于将第一蒸发塔蒸发后剩余的高盐浓缩液输入第二蒸发塔再次蒸发、输入废水储罐等待再次蒸发处理、最后作为浓缩液等待下步处理；
所述第二排液口通过管道并联废水储罐和浓缩液排放管道。
进一步可选的，所述第二气体分布器的进口连接供气装置，例如鼓风机，第二出气口通过气路并联第一气体分布器的进口和冷却塔的第二气体进口，分别用于将第二蒸发塔产生的湿热气体作为第一蒸发塔的气源、携带水蒸气进入冷却塔；
第一出气口通过气路连接冷却塔的第一气体进口，将携带水蒸气的气体输入冷却塔。
可选的，所述冷却塔由下至上包括产水出口、清洗水口、第一气体进口、第二气体进口、冷却水进口和排气口，冷却塔内部设有若干层鼓泡溢流板，携带水蒸气的气体向上流动，冷却水向下流动，经过鼓泡溢流板充分接触，使得水蒸气充分冷凝形成产水，由产水出口排出。
可选的，所述换热器单元包括第一换热器、第二换热器和第三换热器，第二换热器的第一通道连接冷却塔的产水出口和产水管，第二换热器的第二通道连接废水储罐和第一换热器的管程，用冷却塔产水为废水预热；
第一换热器的壳程连接蒸汽气源和凝结水管道，利用热蒸汽为预热后的废水加热，加热后的废水进入第一蒸发塔；
第三换热器的第一通道连接冷却塔的产水管和冷却水进口，第三换热器的第二通道连接冷水水源(例如冷水机或自来水)，利用冷凝水为产水冷却，将产水作为冷却水再次使用。
所述第一填料区和第二填料区内设有规整填料，使得由喷淋装置喷下的均匀水雾经过填料时，与气体分布器输出的均匀空气充分接触，气体将汽化的水雾带走。所述规整填料可采用多种形式。
任选的，所述第一填料区具有若干段均匀设置的规整填料，每段规整填料的横截面积略小于第一蒸发塔的横截面积；所述第二填料区具有若干段均匀设置的规整填料，每段规整填料的横截面积略小于第二蒸发塔的横截面积。
任选的，所述第一填料区由外至内包括第一填料圈和第二填料圈，第一填料圈和第二填料圈同心设置；
所述第一喷淋装置由外至内包括第一喷淋管组和第二喷淋管组，第一喷淋管组对应下方的第一填料圈，第二喷淋管组对应下方的第二填料圈；
所述第一气体分布器的下方设有第一套层集液器，第一套层集液器包括对应第一填料圈的第一外层集液部和对应第二填料圈的第一内层集液部，第一内层集液部的底部出水管连接第一蒸发塔的第一排液口，第一外层集液部的底部出水管连接第二喷淋管组。
进一步可选的，所述第一填料圈与第二填料圈之间设有一圈第一隔板，用于分隔第一填料圈和第二填料圈；第一填料圈为圆环体，第二填料圈为圆柱体，第一填料圈套在第二填料圈的外部，占据第一蒸发塔的内横截面。
可选的，所述第一喷淋管组包括若干圈第一喷淋管，第一喷淋管的下表面设有密布的喷嘴，用于向下方的第一填料圈布水；
所述第二喷淋管组包括若干圈第二喷淋管，第二喷淋管的下表面设有密布的喷嘴，用于向下方的第二填料圈布水；
每个第一喷淋管的进口均连接所述第一换热器，输入来自废水储罐的废水，每个第二喷淋管的进口均连接第一外层集液部的底部出水管，输入第一外层集液部收集的经过第一填料圈处理的废水。
可选的，所述第一外层集液部和第一内层集液部均为上大下小的漏斗形；第一外层集液部的底部出水管和第一内层集液部的底部出水管为套管结构，第一内层集液部的底部出水管连接第一排液口；
第一外层集液部的底部出水管的底部封底，侧面设有开口，用于通过管道连接第二喷淋管的进口。
（发明人：郭丽娟;张传兵;吕宏卿;王慧芳;徐亚慧;苗超;王存彦;赵曙光;钟云龙;谢春刚;陈恒）