公布日：2023.11.17
申请日：2023.09.19
分类号：C02F1/04(2023.01)I
摘要
本发明涉及一种低碳运行的双热泵废水零排放处理系统，属于节能减排和环保技术领域。所述废水零排放处理系统包括顺次相连的主蒸发单元、蒸汽喷射单元、蒸汽产生单元和二氧化碳压缩单元。所述二氧化碳压缩单元与低温废热相连，所述二氧化碳压缩单元中的二氧化碳能吸收所述低温废热的热量，对二氧化碳压缩提温后产生的热量传给所述蒸汽产生单元。所述蒸汽产生单元能产生蒸汽，使蒸汽经过所述蒸汽喷射单元进入所述主蒸发单元。所述主蒸发单元包括三效强制循环蒸发器，能利用蒸汽产生单元产生的蒸汽的热量处理废水。所述主蒸发单元还与浓缩单元相连。本发明利用低温废热中的热量作为热源，实现能量回收利用，具有成本低、环境友好的优点。
权利要求书
1.一种低碳运行的双热泵废水零排放处理系统，其特征在于，包括顺次相连的主蒸发单元、蒸汽喷射单元、蒸汽产生单元和二氧化碳压缩单元；所述二氧化碳压缩单元与低温废热相连，所述二氧化碳压缩单元中容纳的二氧化碳能吸收低温废热的温度，并对二氧化碳压缩提温后产生的热量传给所述蒸汽产生单元；所述蒸汽产生单元能利用所述二氧化碳压缩单元传递的热量产生蒸汽，使蒸汽经过所述蒸汽喷射单元进入所述主蒸发单元；所述主蒸发单元包括三效强制循环蒸发器，能利用蒸汽产生单元产生的蒸汽的热量处理废水；所述主蒸发单元还与浓缩单元相连，所述主蒸发单元产生的近饱和盐水排入所述浓缩单元，所述浓缩单元处理得到结晶体和结晶母液，所述结晶体排出，所述结晶母液返回所述主蒸发单元进行循环处理。
2.根据权利要求1所述的低碳运行的双热泵废水零排放处理系统，其特征在于，所述二氧化碳压缩单元包括顺次连接的二氧化碳压缩机(7)、气水换热器(10)、膨胀阀(9)和蒸发器(8)，所述蒸发器(8)与低温废热相连。
3.根据权利要求1所述的低碳运行的双热泵废水零排放处理系统，其特征在于，所述蒸汽产生单元包括顺次连接的热水闪蒸罐(6)、气水换热器(10)和循环泵(11)，所述热水闪蒸罐(6)也与所述循环泵(11)相连；所述气水换热器(10)和所述循环泵(11)之间的管道与所述主蒸发器(1)上的淡水产出口相连，所述淡水产出口能排出淡水。
4.根据权利要求1所述的低碳运行的双热泵废水零排放处理系统，其特征在于，所述蒸汽喷射单元包括蒸汽喷射泵(2)和蒸汽压缩机(5)；所述蒸汽喷射泵(2)通过喷射管道和吸汽管道分别与所述主蒸发器(1)相连，其中，蒸汽喷射泵(2)通过所述喷射管道向所述主蒸发器(1)内加入高温蒸汽，所述主蒸发器(1)内的低温蒸汽经过所述吸汽管道进入所述蒸汽喷射泵(2)；所述蒸汽喷射泵(2)还通过所述蒸汽压缩机(5)与所述热水闪蒸罐(6)相连。
5.根据权利要求1所述的低碳运行的双热泵废水零排放处理系统，其特征在于，所述浓缩单元包括顺次连接的出料泵(18)、稠厚器(12)、离心机(13)、母液罐(15)和母液泵(17)，所述出料泵(18)还与所述主蒸发器(1)的浓缩液出液口相连，所述母液泵(17)还与所述主蒸发器(1)的母液回流口相连；所述离心机(13)能产生所述结晶体和所述未结晶母液。
6.根据权利要求1所述的低碳运行的双热泵废水零排放处理系统，其特征在于，所述主蒸发器(1)上设有待处理水入口，所述待处理水入口通过预热器(16)与高盐水入口相连，所述淡水产出口通过所述预热器(16)与淡水出口相连。
7.根据权利要求1所述的低碳运行的双热泵废水零排放处理系统，其特征在于，所述主蒸发器(1)还与冷凝器(3)相连，所述淡水产出口与所述预热器(16)之间的管道也与所述冷凝器(3)相连。
8.根据权利要求1所述的低碳运行的双热泵废水零排放处理系统，其特征在于，所述冷凝器(3)和热水闪蒸罐(6)均与真空泵(4)相连。
9.根据权利要求1所述的低碳运行的双热泵废水零排放处理系统，其特征在于，所述低温废热的温度为40-80℃。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种低碳运行的双热泵废水零排放处理系统，其解决了操作温度高、蒸汽循环利用效率低、废热利用率低及成本高的技术问题。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
第一方面，本发明提供一种低碳运行的双热泵废水零排放处理系统，包括顺次相连的主蒸发单元、蒸汽喷射单元、蒸汽产生单元和二氧化碳压缩单元；
所述二氧化碳压缩单元与低温废热相连，所述二氧化碳压缩单元中容纳的二氧化碳能吸收低温废热的温度，并对二氧化碳压缩提温后产生的热量传给所述蒸汽产生单元；
所述蒸汽产生单元能利用所述二氧化碳压缩单元传递的热量产生蒸汽，使蒸汽经过所述蒸汽喷射单元进入所述主蒸发单元；
所述主蒸发单元包括三效强制循环蒸发器，能利用蒸汽产生单元产生的蒸汽的热量处理废水；
所述主蒸发单元还与浓缩单元相连，所述主蒸发单元产生的近饱和盐水排入所述浓缩单元，所述浓缩单元处理得到结晶体和结晶母液，所述结晶体排出，所述结晶母液返回所述主蒸发单元进行循环处理。
可选地，所述二氧化碳压缩单元包括顺次连接的二氧化碳压缩机、气水换热器、膨胀阀和蒸发器，所述蒸发器与低温废热相连。
本发明中二氧化碳压缩单元能使其中的二氧化碳与蒸发器内的低温废热中的热量有效回收，压缩二氧化碳也能将热量有效释放。
可选地，所述蒸汽产生单元包括顺次连接的热水闪蒸罐、气水换热器和循环泵，所述热水闪蒸罐也与所述循环泵相连；
所述气水换热器和所述循环泵之间的管道与所述主蒸发器上的淡水产出口相连，所述淡水产出口能排出淡水。
本发明中使用气水换热器将二氧化碳释放的热量吸收到水中，其中，气水换热器中的水来三效强制循环蒸发器产出的淡水，实现了废水处理产出水的重新利用，无需额外淡水资源，环境友好，节省资源。
可选地，所述蒸汽喷射单元包括蒸汽喷射泵和蒸汽压缩机；
所述蒸汽喷射泵通过喷射管道和吸汽管道分别与所述主蒸发器相连，其中，蒸汽喷射泵通过所述喷射管道向所述主蒸发器内加入高温蒸汽，所述主蒸发器内的低温蒸汽经过所述吸汽管道进入所述蒸汽喷射泵。
所述蒸汽喷射泵还通过所述蒸汽压缩机与所述热水闪蒸罐相连。
本发明的蒸汽喷射单元设置有蒸汽压缩机，能对蒸汽压缩，能有效地进一步提高蒸汽的温度，使高温蒸汽进入三效强制循环蒸发器，提升了三效强制循环蒸发器的蒸发效果，通过压缩升温的方式也能减少对热水闪蒸罐中蒸汽温度的要求，节省能源。
可选地，所述浓缩单元包括顺次连接的出料泵、稠厚器、离心机、母液罐和母液泵，所述出料泵还与所述主蒸发器的浓缩液出液口相连，所述母液泵还与所述主蒸发器的母液回流口相连；
所述离心机能产生所述结晶体和所述未结晶母液。
本发明对近饱和盐水进行了有效处理，产生结晶体或未结晶母液，使结晶体排出，同时使未结晶母液重新进入三效强制循环蒸发器，实现了废水的零排放。
可选地，所述主蒸发器上设有待处理水入口，所述待处理水入口通过预热器与高盐水入口相连，所述淡水产出口通过所述预热器与淡水出口相连。
本发明的预热器既能对淡水产出口中淡水的热量重新回收，又能对高盐水进行加热，实现了热量回收利用，节省能耗。
可选地，所述主蒸发器还与冷凝器相连，所述淡水产出口与所述预热器之间的管道也与所述冷凝器相连。
本发明的冷凝器能将部分蒸汽冷凝成淡水排出，有效回收废水中的淡水。
可选地，所述冷凝器和热水闪蒸罐均与真空泵相连。
本发明的真空泵制造了真空环境，在此环境下能降低废水沸点，使废水容易变成蒸汽，无需升高过高温度，节省能耗。
可选地，所述低温废热的温度为40-80℃。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：本发明的一种低碳运行的双热泵废水零排放处理系统，通过设置二氧化碳压缩单元，二氧化碳能将低温废热(40-80℃)中的热量吸收，压缩二氧化碳能将热量释放，对热量重新利用。二氧化碳释放的热量能传给蒸汽产生单元，进而产生蒸汽，蒸汽对主蒸发单元加热，使主蒸发单元能处理废水。通过设置浓缩单元，能将主蒸发单元处理过的近饱和盐水进行处理，得到的结晶体排出，未结晶母液重新回到主蒸发单元处理，实现废水的零排放。本发明使用低温废热中的热量作为热源，实现能量回收利用，具有成本低、环境友好的优点。
本发明中的主蒸发单元为三效强制循环蒸发器，本身具备节能的效果，而且三效强制循环蒸发器的蒸发效果良好，能有效将废水浓缩，便于减少废水的排放。
本发明中的蒸汽喷射单元设置有蒸汽压缩机，能对蒸汽压缩，有效二次提高蒸汽的温度，使高温蒸汽进入主蒸发器，提升了主蒸发器的蒸发效果，通过压缩升温的方式也能减少对热水闪蒸罐中蒸汽温度的要求，节省能源。
（发明人：张信荣;齐春华;刘佳;郑秋云）