一種含固廢液濃縮裝置和處理含固廢液的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種含固廢液濃縮裝置和處理含固廢液的方法，該裝置包括：形成閉合回路的換熱器、閃蒸器和循環(huán)泵，其中，所述換熱器的換熱本體為石墨列管或石墨塊孔。采用上述結(jié)構(gòu)，可有效降低裝置投資，并有效降低設(shè)備和管道結(jié)垢。
【專利說明】
一種含固廢液濃縮裝置和處理含固廢液的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及廢水處理領(lǐng)域，更具體地，涉及一種含固廢液濃縮裝置和處理含固廢液的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是煤炭資源大國，目前部分行業(yè)，如電廠、石化、煤化工、焦化企業(yè)以煤為原料或燃料占據(jù)相當(dāng)大的市場份額，但以煤為原料或燃料的企業(yè)排出的工業(yè)廢水以及高鹽廢水等廢水的達(dá)標(biāo)處理是一個世界性的難題。
[0003]同時(shí)很多行業(yè)的裝置生產(chǎn)均可能產(chǎn)生含酸、堿，具有有毒、易揮發(fā)性、易爆炸性、易結(jié)垢的含固廢液，其處理難度很大。
[0004]對于含固廢液，目前大部分企業(yè)均將這部分廢液處理成高濃度廢液不達(dá)標(biāo)排放，或通過膜技術(shù)、生物降解技術(shù)、蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)等處理，投資大，成本高。
[0005]尚濃度廢液一般含酸、喊，具有有毒、易揮發(fā)、易爆炸、易結(jié)垢等特點(diǎn)，尚鹽廢水目前主要采用的工藝有降膜蒸發(fā)、多級閃蒸、多效蒸發(fā)、機(jī)械式蒸汽再壓縮等。
[0006]由于上述高濃度廢液的特點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)均具有以下特點(diǎn):對設(shè)備材質(zhì)提出較高的要求，一般均采用不銹鋼甚至特種合金鋼，裝置投資大;工藝流程復(fù)雜，處理操作難度較大；易結(jié)垢，容易堵塞設(shè)備和管道。
[0007]面對高鹽廢水，可考慮從物理化學(xué)和生物兩方面入手，主流處理手段有:①濃縮蒸發(fā)處理法、②膜滲透除鹽法、③電解除鹽法、④耐鹽菌生化處理法。
[0008]其中，濃縮蒸發(fā)處理法的優(yōu)勢為:處理量大，對處理水質(zhì)要求不高；劣勢為:投資大、易結(jié)垢、運(yùn)行成本高。膜滲透除鹽法的優(yōu)勢為:原理簡單，只適用于小量高鹽廢水處理；劣勢為:設(shè)備嬌貴，易堵易污染，無法大量處理廢水。電解除鹽法的優(yōu)勢為:原理簡單，只適用于小量高鹽廢水處理;劣勢為:只能處理廢水中的含鹽類，所含的其他物質(zhì)會阻礙電解。耐鹽菌生化處理法的優(yōu)勢為:成本較低，效果一般;劣勢為:對處理水質(zhì)要求苛刻，受廢水中有機(jī)物影響較大。
[0009]目前的濃縮蒸發(fā)處理法由于采用特種不銹鋼、不合理的設(shè)備結(jié)構(gòu)型式及工藝，存在投資較大，設(shè)備和管道易結(jié)垢，運(yùn)行費(fèi)用高等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種含固廢液濃縮裝置和處理含固廢液的方法。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種含固廢液濃縮裝置，該裝置包括:形成閉合回路的換熱器、閃蒸器和循環(huán)栗，其中，所述換熱器的換熱本體為石墨列管或石墨塊孔。
[0012]所述石墨列管或石墨塊孔可以立式布置也可以水平布置。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，所述換熱器、閃蒸器和循環(huán)栗形成閉環(huán)回路的方式為:所述換熱器頂部出口與閃蒸器下部入口相連，所述閃蒸器底部出口和所述換熱器底部出口通過循環(huán)栗相連。
[0014]為降低循環(huán)栗功率、降低設(shè)備成本和減少結(jié)垢，換熱器、閃蒸器和循環(huán)栗優(yōu)選緊湊布置，從而使得閉合回路盡可能短。例如，換熱器、閃蒸器和循環(huán)栗之間均可采用短接。所述短接的概念為本領(lǐng)域公知，是指兩端帶法蘭的特殊管件。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，所述循環(huán)栗優(yōu)選為軸流式循環(huán)栗，能夠進(jìn)一步減少結(jié)垢和降低能耗。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，所述換熱器的外殼優(yōu)選為碳鋼，從而降低設(shè)備成本。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，所述閃蒸器的本體包括三部分，上部本體為橢球體、中部本體為圓柱體，下部本體為倒錐體。如圖4所示。中部本體用于提供滿足閃蒸要求的空間。該設(shè)置便于水分蒸發(fā)和減少設(shè)備結(jié)垢。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，所述閃蒸器可以為本領(lǐng)域常規(guī)的特種不銹鋼閃蒸器。優(yōu)選地，所述閃蒸器的本體為多層結(jié)構(gòu)，所述閃蒸器的上部本體、中部本體和下部本體各自包括外部碳鋼層和內(nèi)部橡膠層(簡稱碳鋼襯膠或襯膠層)。其中，中部本體和下部本體的內(nèi)部橡膠層內(nèi)優(yōu)選還襯有耐磨耐腐板層，所述耐磨耐腐板層可為本領(lǐng)域常規(guī)的各種耐磨耐腐材質(zhì)的板層，如石墨板層、碳磚板層或塑料板層。上述設(shè)置能夠降低設(shè)備成本。其中，所述橡膠層的膠種一般為天然橡膠，橡膠層的總厚度一般為2_5mm、一至兩層，硫化方式一般為自然硫化或本體加壓硫化，襯膠完畢需進(jìn)行電火花檢查。襯膠合格后，再襯耐磨耐腐板層，襯板完成后進(jìn)行砌縫等檢查，直至合格。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，所有的管道、換熱器上部接頭、換熱器下部接頭也均采用碳鋼襯膠，代替現(xiàn)有技術(shù)的特種不銹鋼，從而降低設(shè)備成本。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要設(shè)置其他設(shè)備，例如，所述含固廢液濃縮裝置還包括以下裝置和系統(tǒng)中的至少一種:
[0021]除沫分離器，所述除沫分離器設(shè)置于閃蒸器的下游；
[0022]蒸汽壓縮機(jī)，閃蒸器頂部出口通過所述蒸汽壓縮機(jī)與所述換熱器相連；
[0023]含固廢液換熱系統(tǒng)；
[0024]尾氣吸收系統(tǒng)和真空系統(tǒng)。
[0025]根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式，當(dāng)閃蒸器頂部排出的氣體含有有機(jī)物等易造成霧沫夾帶時(shí)，所述含固廢液濃縮裝置優(yōu)選還包括除沫分離器，所述除沫分離器設(shè)置于閃蒸器的下游，即，閃蒸器頂部出口與除沫分離器上部連接，除沫分離器底部連接至閃蒸器和循環(huán)栗之間的管線。
[0026]根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述含固廢液濃縮裝置還優(yōu)選包括蒸汽壓縮機(jī)，閃蒸器頂部出口通過所述蒸汽壓縮機(jī)與所述換熱器相連，閃蒸器排出的氣體可作為含固廢液的熱源，從而進(jìn)一步降低運(yùn)行能耗。當(dāng)存在除沫分離器時(shí)，如圖1所示，除沫分離器頂部出口通過所述蒸汽壓縮機(jī)與所述換熱器相連。
[0027]根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述含固廢液濃縮裝置還優(yōu)選包括含固廢液換熱系統(tǒng)，所述含固廢液換熱系統(tǒng)包括廢液預(yù)熱器和冷凝液回收槽，如圖1所示。從換熱器出來的冷凝液通過廢液預(yù)熱器預(yù)熱含固廢液后進(jìn)入冷凝液回收槽，冷凝液回收槽得到的冷凝液排至裝置外，冷凝液回收槽的尾氣進(jìn)入真空系統(tǒng)抽出。
[0028]根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式，當(dāng)閃蒸器頂部排出氣體含有有回收價(jià)值或有毒成分時(shí)，所述含固廢液濃縮裝置還優(yōu)選包括尾氣吸收系統(tǒng)和真空系統(tǒng)。具體如圖2所示，所述尾氣吸收系統(tǒng)和真空系統(tǒng)包括尾氣吸收罐、濃縮冷凝器、蒸汽噴射器和濃縮液封槽，閃蒸器頂部排出氣體經(jīng)過尾氣回收或洗滌，最后通過蒸汽噴射器抽真空。
[0029]本發(fā)明還提供利用上述含固廢液濃縮裝置處理含固廢液的方法。
[0030]含固廢液可從換熱器和閃蒸器之間的管道通入(也可從循環(huán)栗進(jìn)口加入，或經(jīng)廢液預(yù)熱器進(jìn)入)，循環(huán)液通過閃蒸器閃蒸氣體后通過循環(huán)栗在換熱器和閃蒸器之間循環(huán)，濃縮的含固廢液(或稱濃縮循環(huán)液)從循環(huán)栗和換熱器之間的管道抽出(也可從閃蒸器中下部抽出)，低壓蒸汽(或蒸汽壓縮機(jī)壓縮氣體)從換熱器上部加入，換熱器下部排出蒸汽冷凝液，該蒸汽冷凝液可進(jìn)入廢液預(yù)熱器預(yù)熱含固廢液。
[0031]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，所述換熱器內(nèi)的循環(huán)液進(jìn)出換熱器的溫差范圍為2-10°C?？捎行Х乐菇Y(jié)垢。
[0032]根據(jù)本發(fā)明，換熱器可采用中壓蒸汽或低壓蒸汽作為換熱熱源，也可用熱水或電等作為加熱熱源。
[0033]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，閃蒸器循環(huán)液進(jìn)口從中部本體沿切線方向進(jìn)入，以降低設(shè)備結(jié)垢。
[0034]閃蒸器的負(fù)壓可通過真空系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所述真空系統(tǒng)可采用蒸汽噴射真空系統(tǒng)，也可采用真空栗抽真空。
[0035]根據(jù)本發(fā)明，所述閃蒸罐負(fù)壓可為5-100KPa，便于水分蒸發(fā)并減少霧沫夾帶。
[0036]本發(fā)明的優(yōu)勢在于:
[0037](I)換熱器的換熱本體采用石墨列管或石墨塊孔代替特種不銹鋼，外殼為碳鋼，降低設(shè)備造價(jià)；
[0038](2)換熱器、閃蒸器和循環(huán)栗組成最短閉合回路，降低造價(jià)并減少結(jié)垢；
[0039](3)閃蒸器優(yōu)選采用碳鋼襯膠加耐磨耐腐板層代替特種不銹鋼，降低造價(jià)；
[0040](4)管道材料優(yōu)選選用碳鋼襯膠代替特種不銹鋼，降低造價(jià)；
[0041](5)循環(huán)栗優(yōu)選采用軸流式循環(huán)栗，循環(huán)液采用大流量小溫差，減少設(shè)備和管道結(jié)垢并有效降低循環(huán)栗功率消耗。
[0042]采用上述結(jié)構(gòu)，可有效降低裝置投資，并有效降低設(shè)備和管道結(jié)垢。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0043]通過結(jié)合附圖對本發(fā)明示例性實(shí)施方式進(jìn)行更詳細(xì)的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯。
[0044]圖1示出了本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的裝置和方法流程圖。
[0045]圖2示出了本發(fā)明另一種優(yōu)選實(shí)施方式的裝置和方法流程圖。
[0046]圖3示出了本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式中所用的換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0047]圖4示出了本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式中所用的閃蒸器的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，無規(guī)則曲線框出的部分為局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0048]附圖標(biāo)記說明
[0049]I換熱器2閃蒸器 3循環(huán)栗 4除沫分離器
[0050]5蒸汽壓縮機(jī) 6廢液預(yù)熱器7冷凝液回收槽
[0051]8含固廢液9尾氣10冷凝液 11濃縮含固廢液
[0052]12低壓蒸汽13蒸汽冷凝液14尾氣吸收系統(tǒng)
[0053]15濃縮冷凝器 16蒸汽噴射器17液封水 18中壓蒸汽
[0054]19濃縮液封槽 20液封水出口21換熱器本體
[0055]22換熱器循環(huán)液出口23換熱器循環(huán)液進(jìn)口
[0056]24低壓蒸汽進(jìn)口 25冷凝液出口26上部封頭27下部封頭
[0057]28閃蒸氣出口 29閃蒸器循環(huán)液出口
[0058]30閃蒸器循環(huán)液進(jìn)口31襯膠層 32襯板層
【具體實(shí)施方式】
[0059]下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。雖然附圖中顯示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，然而應(yīng)該理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施方式所限制。
[0060]采用如圖1所示的含固廢液濃縮裝置，該裝置包括:形成閉合回路的換熱器1、閃蒸器2和循環(huán)栗3，除沫分離器4，蒸汽壓縮機(jī)5和含固廢液換熱系統(tǒng);所述換熱器I頂部出口與閃蒸器2中部入口相連，所述閃蒸器2底部出口和所述換熱器I底部出口通過循環(huán)栗3相連，換熱器1、閃蒸器2和循環(huán)栗3之間均為短接；閃蒸器2頂部出口與除沫分離器4上部連接，除沫分離器4底部與閃蒸器2下部短接連接;除沫分離器4頂部出口通過蒸汽壓縮機(jī)5與換熱器I上部相連;所述含固廢液換熱系統(tǒng)包括廢液預(yù)熱器6和冷凝液回收槽7，所述換熱器I下部冷凝液出口 25與廢液預(yù)熱器6相連，廢液預(yù)熱器6與冷凝液回收槽7形成閉合回路。
[0061]所述換熱器I的換熱本體為立式石墨列管，外殼為碳鋼。如圖3所示。
[0062]所述循環(huán)栗3為軸流式循環(huán)栗。
[0063]所述閃蒸器2的上部本體為橢球體，中部本體為圓柱體，下部本體為倒錐體。如圖4所示。所述閃蒸器2的上部本體為碳鋼襯膠，所述閃蒸器2的中部本體和下部本體從外到內(nèi)依次為襯膠層31 (碳鋼層、橡膠層)和襯板層32 (碳磚層)。
[0064]所有的管道、換熱器上部封頭26、換熱器下部封頭27均采用碳鋼襯膠。
[0065]使用本發(fā)明的裝置對含固廢液(如高鹽廢水)進(jìn)行處理。含固廢液8通過廢液預(yù)熱器6預(yù)熱后從換熱器I和閃蒸器2之間的短接通入，通過閃蒸器2閃蒸氣體后進(jìn)入除沫分離器4，除沫分離器4頂端排出氣體通過蒸汽壓縮機(jī)5返回?fù)Q熱器I，從換熱器I出來的冷凝液通過廢液預(yù)熱器6預(yù)熱含固廢液后進(jìn)入冷凝液回收槽7，冷凝液回收槽7得到的冷凝液10排至裝置外，冷凝液回收槽7的尾氣9進(jìn)入真空系統(tǒng)抽出，濃縮含固廢液11從循環(huán)栗3和換熱器I之間的管道抽出。
[0066]使用上述裝置，相比現(xiàn)有技術(shù)投資降低30%以上，能耗降低15%以上。
[0067]以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的各實(shí)施例，上述說明是示例性的，并非窮盡性的，并且也不限于所披露的各實(shí)施例。在不偏離所說明的各實(shí)施例的范圍和精神的情況下，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種含固廢液濃縮裝置，其特征在于，該裝置包括:形成閉合回路的換熱器、閃蒸器和循環(huán)栗，其中，所述換熱器的換熱本體為石墨列管或石墨塊孔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含固廢液濃縮裝置，其中，換熱器、閃蒸器和循環(huán)栗之間均為短接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含固廢液濃縮裝置，其中，所述循環(huán)栗為軸流式循環(huán)栗。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含固廢液濃縮裝置，其中，所述換熱器的外殼為碳鋼。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含固廢液濃縮裝置，其中，所述閃蒸器的本體包括三部分，上部本體為橢球體，中部本體為圓柱體，下部本體為倒錐體。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含固廢液濃縮裝置，其中，所述閃蒸器的上部本體、中部本體和下部本體各自包括外部碳鋼層和內(nèi)部橡膠層。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含固廢液濃縮裝置，其中，中部本體和下部本體的內(nèi)部橡膠層內(nèi)還襯有耐磨耐腐板層，所述耐磨耐腐板層為石墨板層、碳磚板層或塑料板層。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的含固廢液濃縮裝置，其中，所述含固廢液濃縮裝置還包括以下設(shè)備和系統(tǒng)中的至少一種: 除沫分離器，所述除沫分離器設(shè)置于閃蒸器的下游； 蒸汽壓縮機(jī)，閃蒸器頂部出口通過所述蒸汽壓縮機(jī)與所述換熱器相連； 含固廢液換熱系統(tǒng)； 尾氣吸收系統(tǒng)和真空系統(tǒng)。9.利用權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的含固廢液濃縮裝置處理含固廢液的方法。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述換熱器內(nèi)的循環(huán)液進(jìn)出換熱器的溫差范圍為2-10。。。
【文檔編號】C02F1/06GK105836830SQ201610305466
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月10日
【發(fā)明人】匡紅
【申請人】匡紅