多级减压回收高温废水余热的装置及其回收方法
【专利说明】
[0001]技术领域:
本发明涉及一种多级减压回收高温废水余热的装置及其回收方法。
[0002]【背景技术】:
我国的煤化工、石油化工、电力、造纸、印染等工业领域排放大量的高温废水，其净化过程涉及萃取、蒸馏、吸附、生化处理等过程，不同工段对温度要求不同，需要频繁升降温，造成污水处理的能耗非常高。例如，在煤化工领域，加压固定床鲁奇炉气化产生的高温污水，温度达140-20(TC，为达到排放标准须经过汽提脱氨脱硫、萃取脱酚、生化处理、活性炭吸附等过程，能耗及操作费用高，生产成本居高不下。如何在保证煤气化污水处理达标的同时，降低污水处理能耗是迫切解决的问题。当前，节能环保已成为社会经济可持续发展的焦点问题，我国对废水排放标准的要求日益提高，废水处理工艺技术要求也越来越高，如何降低系统的能耗是企业必须考虑的问题，也是评价水处理技术先进性的关键指标。
[0003]高温污水的余热回收利用可以显著能源消耗、提高能源利用率、具有很高的环保效益和经济效益。管式换热器和采用热泵原理的热交换设备是普遍采用废热回收装置，但污水中的大颗粒、悬浮杂质、低温析出的盐类、有机絮凝物等容易引起换热管道结垢、堵塞，造成系统不能长周期运行，且清理难度大、工作量大、工作环境差。
[0004]
【发明内容】
:
本发明的目的是提供一种多级减压回收高温废水余热的装置及其回收方法。
[0005]上述的目的通过以下的技术方案实现:
一种多级减压回收高温废水余热的装置，其组成包括:多级减压塔，所述的多级减压塔内从上至下依次设有一级减压闪蒸器、二级减压闪蒸器、三级减压闪蒸器、一级混合器、二级混合器、三级混合器；所述的一级、二级、三级减压闪蒸器的上部设有除沫破泡板，下部设有闪蒸器塔板，所述的除沫破泡板上方设有饱和蒸汽出口 ；所述的一级、二级、三级混合器之间由隔板隔开，上部设有加热废水进口，下部设有加热废水出口 ；所述的饱和蒸汽出口、所述的加热废水进口与文丘里引射器连接，所述的加热废水出口通过废水循环泵与所述的文丘里引射器连接。
[0006]所述的多级减压回收高温废水余热的装置，所述的一级减压闪蒸器内设有高温废水分布器，所述的高温废水分布器与高温废水进口连接。
[0007]所述的多级减压回收高温废水余热的装置，所述的一级、二级减压闪蒸器内的闪蒸器塔板的下部与下降管连接。
[0008]所述的多级减压回收高温废水余热的装置，所述的三级减压闪蒸器内的闪蒸器塔板下部设有高温排污口。
[0009]所述的多级减压回收高温废水余热的装置，所述的高温废水分布器可以是喷头和/或多孔管，压降l_20KPa。
[0010]所述的多级减压回收高温废水余热的装置，所述的除沫破泡板可以是多孔板、丝网或填料层。
[0011]所述的多级减压回收高温废水余热的装置，所述的多级减压塔内的闪蒸器和混合器的级数可根据工艺要求设定为1-6级。
[0012]一种所述的多级减压回收高温废水余热的装置的回收方法，该方法步骤如下:
温度高于70°C的高温废水从多级减压塔的高温废水分布器进入第一级减压闪蒸器；待加热的温度低于60°C的低温废水以l-5m/s流速通过文丘里引射器，抽吸多级减压塔第三级减压闪蒸器内产生的低压蒸汽，废水与蒸汽混合，低温废水温度提高10-50°C并流入多级减压塔下部第一级混合器；
第一级混合器中的废水经废水循环泵，以l_5m/S流速通过文丘里引射器，抽吸第二级减压级闪蒸器产生的低压蒸汽，废水与蒸汽混合，废水温度提高10-50°C进入塔下部第二级混合器；第二级减压闪蒸器的饱和水通过下降管流入第三级减压闪蒸器；
第二级混合器中的废水经废水循环泵，以l_5m/S流速通过在文丘里引射器，抽吸多级减压塔第一级减压闪蒸器产生的低压蒸汽，废水与蒸汽混合，废水温度提高10-50°C进入塔底部第三级混合器；第一级减压闪蒸器的饱和水通过下降管流入第二级减压闪蒸器；
塔底混合器中加热后的废水从出水口流出，进入下一处理工段；减压闪蒸回收热量处理后的高温废水，从第三级减压闪蒸器下部的排污口流出，送后处理工段。
[0013]本发明的有益效果:
本发明提出了采用多级减压闪蒸的方法进行高温污水的热量回收过程，高温废水经多级减压闪蒸，所含的高温显热逐级转化为饱和蒸汽潜热，文丘里引射器提供闪蒸所需的真空度，同时饱和蒸汽在文丘里引射器内与待加热的废水混合，加热低温废水至一定的温度，从而达到回收废水余热，降低了加热废水的能耗的目的，降低单元污水处理能耗30-80%。
[0014]本发明采用梯级闪蒸换热的方式，实现高温污水和预处理污水的换热，解决了常规换热器回收热量过程中管道易结垢堵塞的缺点；发明的主体设备是具有多级闪蒸功能的低压闪蒸塔，该设备由多层塔板和内构件组成，闪蒸塔上部为多级闪蒸段，下部为混合加热段，闪蒸段和混合段的级数可根据工艺要求设定；闪蒸塔结合文丘里引射器的抽吸和混合作用，逐级将高温废水的显热转化为饱和蒸汽的潜热，加热待处理的低温污水，达到节能降耗，且系统投资低、运行稳定的目的。
[0015]本发明采用多级减压闪蒸方法回收高温污水的显热，低压蒸汽清洁，过程换热效率高；高温废水减压闪蒸降温过程析出的污染物可沿下降管排出，不易造成管道的堵塞，实现设备的长周期稳定运行；多级闪蒸器和混合器组合在一个塔器内，设备结构紧凑、占地面积小；操作控制简单，生产能力大。
[0016]本发明适合于处理煤化工高温洗涤废水的处理过程，在汽提脱氨脱酸-萃取脱酚工艺过程中，可有效回收高温污水，降低系统蒸汽消耗，实现长周期的稳定运行，为煤化工废水处理过程的节能降耗提供了可行的技术路线，也可用于石化、印染、造纸等行业的污水处理过程，尤其适用于含有高浓度的可溶性盐类、絮凝物、有机物，易于低温析出引起管道结垢、堵塞的高温工业废水的能量回收过程，可替代普通的管式换热器，降低单元污水处理能耗50%以上，具有热量回收效率高、长周期稳定运行的优点。
[0017]【附图说明】:
附图1是本发明的工艺流程图。
[0018]附图2是本发明多级减压塔的结构示意图。
[0019]【具体实施方式】: 实施例1:
一种多级减压回收高温废水余热的装置，其组成包括:多级减压塔1，所述的多级减压塔内从上至下依次设有一级减压闪蒸器4、二级减压闪蒸器5、三级减压闪蒸器6、一级混合器7、二级混合器8、三级混合器9;所述的一级、二级、三级减压闪蒸器的上部设有除沫破泡板10，下部设有闪蒸器塔板11，所述的除沫破泡板上方设有饱和蒸汽出口 12;所述的一级、二级、三级混合器之间由隔板13隔开，上部设有加热废水进口 14，下部设有加热废水出口15 ；所述的饱和蒸汽出口、所述的加热废水进口与文丘里引射器2连接，所述的加热废水出口通过废水循环泵3与所述的文丘里引射器连接。
[0020]实施例2:
根据实施例1所述的多级减压回收高温废水余热的装置，所述的一级减压闪蒸器内设有高温废水分布器16，所述的高温废水分布器与高温废水进口 17连接。
[0021]实施例3:
根据实施例1或2所述的多级减压回收高温废水余热的装置，所述的一级、二级减压闪蒸器内的闪蒸器塔板的下部与下降管18连接。
[0022]实施例4:
根据实施例1或2所述的多级减压回收高温废水余热的装置，所述的三级减压闪蒸器内的闪蒸器塔板下部设有高温排污口 19。
[0023]实施例5:
根据实施例1或2所述的多级减压回收高温废水余热的装置，所述的高温废水分布器可以是喷头和/或多孔管，压降l-20KPa。
[0024]实施例6:
根据实施例1或2所述的多级减压回收高温废水余热的装置，所述的除沫破泡板可以是多孔板、丝网或填料层。
[0025]实施例7:
根据实施例1或2所述的多级减压回收高温废水余热的装置，所述的多级减压塔内的闪蒸器和混合器的级数可根据工艺要求设定为1-6级。
[0026]实施例8:
一种实施例1-7之一所述的多级减压回收高温废水余热的装置的回收方法，该方法步骤如下:
温度高于70°C的高温废水从多级减压塔的高温废水分布器进入第一级减压闪蒸器；待加热的温度低于60°C的低温废水以l-5m/s流速通过文丘里引射器，抽吸多级减压塔第三级减压闪蒸器内产生的低压蒸汽，废水与蒸汽混合，低温废水温度提高10-50°C并流入多级减压塔下部第一级混合器；
第一级混合器中的废水经废水