利用循环水余热处理高含盐废水的装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用循环水余热处理高含盐废水的方法，风机将冷空气引入密闭式循环水冷却系统中，并由下而上在塔内流动，高含盐废水经布水系统雾化后均匀喷淋至空冷器换热管外表面，空冷器换热管的外表面形成连续均匀的薄水膜，水膜吸收循环水的余热后迅速蒸发，由于风机不停向上抽吸空气，密闭式循环水冷却系统内形成负压；运行一段时间后，空冷器换热管的外表面形成一层盐分的结晶，利用冲洗管路定期冲洗空冷器换热管外表面，污水池收集所产生的浓缩盐液以及未蒸发的浓盐液滴；循环水泵将污水池内收集到的浓缩后的高含盐废水在系统中循环，进行多次蒸发浓缩，使浓缩后出水的TDS浓度在15%～20%。本发明可节省设备投资和运行能耗。
【专利说明】利用循环水余热处理高含盐废水的装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于煤化工行业生产过程中产生的高含盐废水的处理方法。
【背景技术】
[0002]煤化工行业生产过程中产生的煤气洗涤废水，循环水系统排污，脱盐水站排水中的污染物以总含盐量(TDS)为主，这部分污水经回用处理后，外排的浓缩水中TDS高达20000~30000mg/L。以往这股高含盐废水作为清净下水直接排放，但近年来随着社会发展和环保意识提高，部分敏感地区要求废水不外排，零排放在全社会也越来越成为一种趋势。而高含盐废水的处理成为制约煤化工废水零排放的关键。
[0003]目前，应用较广泛的高含盐废水处理方法主要为多效蒸发技术。多效蒸发的设备庞杂，一次性投资很高，吨水设备投资费用高达120~150万元，且其能耗大，运行费用也极为昂贵，吨水能耗约60~80元。设备昂贵，能耗巨大，成为煤化工行业普遍实现高含盐废水零排放的主要阻碍。
[0004]在煤化工行业生产过程要用到大量循环水，循环水在换热后温度升高至40~42°C，需要设置独立的循环水冷却系统使循环水降至30~32°C后返回循环水系统作换热介质。密闭式的循环冷却水系统多采用蒸发空冷器作换热设备，但由于在夏季，纯粹的空冷传热效果不佳，无法保障循环水冷却后的出水温度，一般采用在蒸发空冷器表面喷淋洁净水使炉管外壁形成水膜的方法来增强换热效果。但喷洒洁净水的方法需要耗费大量水资源，即不经济，又浪 费洁净水资源。
【发明内容】
[0005]针对上述现有技术，本发明提供提供一种利用循环水余热处理高含盐废水的方法，本发明利用循环水冷却系统的余热对高含盐废水进行浓缩，以克服传统处理方法存在的问题，节省设备投资和运行能耗，本发明是一种全新的，经济，有效，稳定，可靠的实现高含盐废水的处理工艺，可以广泛应用于煤化工行业。
[0006]本发明设置蒸发空冷器，利用煤化工行业的热循环水作为热源在空冷器换热管内流动，在换热管外表面喷淋高含盐废水换热，在冷却热循环水的同时，高含盐废水迅速蒸发，盐分结晶于换热管外表面，设置冲洗管定时冲洗。在冷却系统塔底设置污水池，收集浓缩后剩余的高含盐污水和冲洗污水，排至结晶塘结晶。
[0007]为了解决上述技术问题，本发明利用循环水余热处理高含盐废水的装置，包括密闭式循环水冷却系统，所述密闭式循环水冷却系统采用蒸发空冷器作为换热设备，所述蒸发空冷器包括空冷器换热管，所述密闭式循环水冷却系统的底部设有污水池，所述空冷器换热管采用特氟龙材料制作；所述密闭式循环水冷却系统的上方设有风机；所述密闭式循环水冷却系统的顶部设有布水系统和冲洗管路；自所述污水池至所述空冷器换热管的进口之间连接有循环管路，所述循环管路上设有循环水泵。
[0008]本发明利用循环水余热处理高含盐废水的方法，包括:将上述循环水余热处理高含盐废水的装置的循环进水连接至空冷器换热管进口 ；风机将冷空气引入密闭式循环水冷却系统，冷空气在密闭式循环水冷却系统中由下而上在塔内流动，高含盐废水经布水系统雾化后均匀喷淋至空冷器换热管外表面，空冷器换热管的外表面形成连续均匀的薄水膜，水膜吸收循环水的余热后迅速蒸发，由于风机不停向上抽吸空气，密闭式循环水冷却系统内形成负压；运行一段时间后，空冷器换热管的外表面形成一层盐分的结晶，利用冲洗管路定期冲洗空冷器换热管外表面，污水池收集所产生的浓缩盐液以及未蒸发的浓盐液滴；循环水泵将污水池内收集到的浓缩后的高含盐废水在系统中循环，进行多次蒸发浓缩，使浓缩后出水的TDS浓度在15%~20%。
[0009]进一步讲，在所述密闭式循环水冷却系统的顶部设有除雾器，整个处理过程中，除雾器除去饱和湿空气中夹带的水滴，收集后作为清洁水待用。
[0010]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0011]本发明针对高含盐废水具有很强的腐蚀性，选用耐腐蚀性好的特氟龙材料作为空冷器换热管的材料，该材料换热系数高，价格低廉，且耐腐蚀，可满足系统的要求。
[0012]本发明以煤化工行业需要冷却的循环水作为热源，浓缩高含盐废水的同时，使循环水冷却至常温满足系统工艺的要求，将循环水冷却和高含盐废水浓缩处理技术合为一体，节省能源，降低水资源消耗。
[0013]本发明利用高温循环水的热量，蒸发高含盐废水，同时实现了循环水的冷却和高含盐废水的浓缩处理，与现有技术中多效蒸发技术相比大大节省了投资和能耗。以年产20亿标立的煤制气项目为例，其排放的高含盐废水量约为100t/h，若采用多效蒸发技术处理高含盐废水，一次性投资费用约为12000~15000万元，运行费用约6000~8000元/h。采用本发明的处理方法，仅需将厂区中现有的密闭式循环冷却塔中碳钢材质的空冷器换热管束更改为特氟龙材料，增加的运行费用仅有循环水泵7的电耗，这些费用非常微少，不管是一次性投资费用还是运行成本都极其低廉，可广泛应用于煤化工行业类似污水处理中。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]附图是本发明利用循环水余热处理高含盐废水的装置结构示意图；
[0015]图中:1_风机；2_除雾器；3_冲洗管路；4_布水系统；5_空冷器换热管；6_污水池；7-循环水泵。
【具体实施方式】
[0016]下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步详细地描述。
[0017]如附图所示，本发明一种利用循环水余热处理高含盐废水的装置，包括密闭式循环水冷却系统，所述密闭式循环水冷却系统采用蒸发空冷器作为换热设备，所述蒸发空冷器包括空冷器换热管5，所述密闭式循环水冷却系统的底部设有污水池6，所述空冷器换热管5采用特氟龙材料制作；所述密闭式循环水冷却系统的上方设有风机I ;所述密闭式循环水冷却系统的顶部设有布水系统4和冲洗管路3 ；自所述污水池6至所述空冷器换热管5的进口之间连接有循环管路，所述循环管路上设有循环水泵7。
[0018]本发明设置蒸发空冷器，利用煤化工行业的热循环水作为热源在空冷器换热管5内流动，在空冷器换热管5外表面喷淋高含盐废水换热，在冷却热循环水的同时，高含盐废水迅速蒸发，盐分结晶于空冷器换热管5外表面，设置冲洗管定时冲洗。在冷却系统塔底设置污水池6，收集浓缩后剩余的高含盐污水和冲洗污水，排至结晶塘结晶。
[0019]使用上述装置利用循环水余热处理高含盐废水的方法是，将循环进水连接至空冷器换热管5进口 ；风机I将冷空气引入密闭式循环水冷却系统，冷空气在密闭式循环水冷却系统中由下而上在塔内流动，高含盐废水经经循环水冷却塔上部的布水系统4雾化后均匀喷淋至空冷器换热管5外表面，雾化后的高含盐废水喷淋至换热管表面时，在空冷器换热管5的外表面形成连续均匀的薄水膜，水膜吸收循环水的余热后迅速蒸发，而在循环水冷却系统顶部设置的风机I不停向上抽吸空气，在密闭式循环水冷却系统内形成负压，加速了管外表面水膜的换热蒸发。运行一段时间后，空冷器换热管5的外表面形成一层盐分的结晶，利用设置在循环水冷却系统上部的冲洗管路3定期冲洗空冷器换热管5外表面，设置在循环水冷却系统塔底部的污水池6收集所产生的浓缩盐液以及未蒸发的浓盐液滴；未蒸发的浓盐水和冲洗污水进入污水池6，经循环水泵7的循环，使污水池6内收集到的浓缩后的高含盐废水重新进入系统中循环，进行多次蒸发浓缩，使浓缩后出水的TDS浓度在15%~20%，接近结晶浓度。利用上述方法浓缩后的高含盐废水约浓缩5倍，减容80%。若锅炉的废渣不进行综合利用，如制砖或水泥，仅卫生填埋，则浓缩后的高含盐水可回用作锅炉冲渣，或进行结晶塘结晶，实现零排放。
[0020]本发明中还可以在所述密闭式循环水冷却系统的顶部设有除雾器2，整个处理过程中，除雾器2除去饱和湿空气中夹带的水滴，收集后作为清洁水待用。
[0021]尽管上面结合图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离 本发明宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。
【权利要求】
1.一种利用循环水余热处理高含盐废水的装置，包括密闭式循环水冷却系统，所述密闭式循环水冷却系统采用蒸发空冷器作为换热设备，所述蒸发空冷器包括空冷器换热管，所述密闭式循环水冷却系统的底部设有污水池，其特征在于， 所述空冷器换热管采用特氟龙材料制作； 所述密闭式循环水冷却系统的上方设有风机； 所述密闭式循环水冷却系统的顶部设有布水系统和冲洗管路； 自所述污水池至所述布水系统的进口之间连接有循环管路，所述循环管路上设有循环水泵。
2.根据权利要求1所述利用循环水余热处理高含盐废水的装置，其中，所述密闭式循环水冷却系统的顶部设有除雾器。
3.一种利用循环水余热处理高含盐废水的方法，其特征在于，利用如权利要求1所述利用循环水余热处理高含盐废水的装置，将循环进水连接至空冷器换热管进口 ； 风机将冷空气引入密闭式循环水冷却系统，冷空气在密闭式循环水冷却系统中由下而上在塔内流动， 高含盐废水经布水系统雾化后均匀喷淋至空冷器换热管外表面，空冷器换热管的外表面形成连续均匀的薄水膜，水膜吸收循环水的余热后迅速蒸发，由于风机不停向上抽吸空气，密闭式循环水冷却系统内形成负压； 运行一段时间后，空冷器换热管的外表面形成一层盐分的结晶，利用冲洗管路定期冲洗空冷器换热管外表面，污水池收集所产生的浓缩盐液以及未蒸发的浓盐液滴； 循环水泵将污水池内收集到的浓缩后的高含盐废水在系统中循环，进行多次蒸发浓缩，使浓缩后出水的TDS浓度在15%~20%。
4.根据权利要求3所述利用循环水余热处理高含盐废水的方法，其特征在于，在所述密闭式循环水冷却系统的顶部设有除雾器，整个处理过程中，除雾器除去饱和湿空气中夹带的水滴，收集后作为清洁水待用。
【文档编号】C02F1/08GK103553166SQ201310576901
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月14日 优先权日:2013年11月14日
【发明者】刘茜, 娄磊, 谭中侠, 花绍龙, 张国亮, 李阳青, 李梦凯 申请人:天津辰创环境工程科技有限责任公司, 中国天辰工程有限公司