蒸汽加热式污水处理设备的改良结构的制作方法

本发明涉及一种污水处理设备的改良结构，尤其涉及一种蒸汽加热式污水处理设备的改良结构。

背景技术：

在现有技术的污水处理设备中，对污水处理的主要部件，即处理罐体的加热方式有多种，常见的是在处理罐体外周的夹层里面注入热流体，利用热流体与处理罐体内废液的热交换来使其中的液体成分温度升高达到一定压强下对应的沸点，从而将液体蒸发回收。通常在这类使用蒸汽作为热源的设备中，由于蒸汽具有流动性，因此在热交换的过程中通常温度较低的蒸汽是与蒸汽冷却成的热水一起排出设备的，这会造成能源的浪费，尤其是蒸汽中所含有的潜热；此外为了将蒸发出来的蒸汽再利用，通常是将蒸汽通过冷凝塔一类的冷凝装置将蒸汽冷凝为水分进行再利用，这样的处理方式中，虽然蒸汽凝结成的水分得到了再利用，但同时为冷凝也消耗了大量的能量资源，同时冷凝装置的设置、地面面积和所需空间的占用也大大提高了污水处理的成本。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种蒸汽加热式污水处理设备的改良结构，该结构可以对处理罐体中废液产生的低温二次蒸汽进行升温，升温后的蒸汽继续回到设备中作为热源对处理罐体进行加热，能够大大降低能源的浪费。

本发明的技术方案是：

一种蒸汽加热式污水处理设备的改良结构，包括与污水供给装置通过管路部件连通的处理罐体，该处理罐体的内部定位设有搅拌装置，该处理罐体的外壁上设有蒸汽加热装置，蒸汽加热装置的底部开设有蒸汽入口和蒸汽出口，其中蒸汽入口与蒸汽输入管件连通，蒸汽出口与蒸汽输出管件连通；设有抽真空部件，该抽真空部件通过第一连通管件与处理罐体的内部连通，还包括一蒸汽增压提温装置，该蒸汽增压提温装置的入口通过第二连通管件与抽真空部件连通，该蒸汽增压提温装置的出口通过第三连通管件与一蒸汽储气罐连通，所述蒸汽储气罐通过第四连通管件与蒸汽输入管件连通。

其进一步的技术方案是：

所述蒸汽加热装置为一套设于处理罐体外周壁上的罐体套，蒸汽入口和蒸汽出口分别开设于罐体套底部的两端，且连通于蒸汽入口处的蒸汽输入管件与外界蒸汽输入口连通，连通于蒸汽出口处的蒸汽输出管件与外界蒸汽排出口连通。

所述抽真空部件为一真空泵，该真空泵定位固设于处理罐体的顶部。

所述蒸汽增压提温装置为离心式蒸汽压缩机。

所述第二连通管件上紧邻离心式蒸汽压缩机处设有一疏水器，该疏水器与所述抽真空部件之间的第二连通管件上还设有第一蒸汽回用阀，所述疏水器的底部定位设有一蒸汽废水收集罐。

所述蒸汽增压提温装置为热泵。

所述第二连通管件上还依次设有一蒸汽过滤器和一蒸汽膨胀阀，且所述蒸汽过滤器靠近所述抽真空部件。

所述第二连通管件上位于热泵和蒸汽膨胀阀之间还设有疏水器，该疏水器的底部定位设有一蒸汽废水收集罐。

所述第四连通管件上设有第二蒸汽回用阀。

本发明的有益技术效果是：该改良结构中去除了原来结构中的蒸汽冷凝系统，对处理罐体内产生的低温二次蒸汽利用蒸汽压缩机压缩提升温度或利用热泵对蒸汽进行升温得到高温二次蒸汽，该高温二次蒸汽又继续回到设备中作为热源对处理罐体进行加热处理废液，而再次产生的低温蒸汽又经升温后回到设备，循环往复，这样除设备启动外，整个蒸发处理过程中无需再额外使用外界蒸汽，同时原本要废弃的二次蒸汽中的潜热可得到了回收再利用，大大提高了热效率；此外使用该经改良的污水处理设备中的蒸发装置，由于省去了蒸汽冷凝设备，使得整体占地面积和所需空间均大大减小，这对于需要扩建蒸发设备而供汽供水能力不足、场地不够的现有工厂，特别是低温蒸发需要冷冻水冷凝的场合，可以收到即节省投资又取得较好的节能效果。

附图说明

图1是本发明的具体实施例一的结构示意图；

图2是本发明的具体实施例二的结构示意图；

其中：

1-处理罐体；2-搅拌装置；

3-蒸汽加热装置；4-蒸汽输入管件；

5-蒸汽输出管件；6-抽真空部件；

7-第一连通管件；8-蒸汽增压提温装置；

9-第二连通管件；10-第三连通管件；

11-蒸汽储气罐；12-第四连通管件；

13-疏水器；14-第一蒸汽回用阀；

15-蒸汽废水收集罐；16-蒸汽过滤器；

17-蒸汽膨胀阀；18-第二蒸汽回用阀；

19-出渣口。

具体实施方式

下面结合附图1、附图2和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述，以下实施例用于说明本发明，但并不用来限制本发明的范围。

基础结构：一种蒸汽加热式污水处理设备的改良结构，包括与污水供给装置通过管路部件连通的处理罐体1，该管路部件通常包括抽水泵和液体管路，可以通过抽水泵将待处理污水从污水供给装置中抽至处理罐体1内。该处理罐体1的内部定位设有搅拌装置2，此处搅拌装置2采用如图1和图2中所示结构，即搅拌装置2包括一沿罐体中心轴方向设置的搅拌轴，该搅拌轴上间隔固设有若干以搅拌轴为中心向外呈辐射状的叶片，该叶片靠近处理罐体内壁的一端宽于远离罐体内壁的一端，这样叶片在搅拌棒旋转时能够与处理罐体的内壁充分接触，能够很好的搅拌到罐体内的每一个部分，该搅拌棒的旋转通过常规电机控制。处理罐体1的外壁上设有蒸汽加热装置3，该蒸汽加热装置可设计为一套设于处理罐体1外周壁上的罐体套，该罐体套底部的两端分别开设有蒸汽入口和蒸汽出口，蒸汽入口与蒸汽输入管件4连通，蒸汽输入管件与外界蒸汽输入口连通，蒸汽出口与蒸汽输出管件5连通，蒸汽输出管件5与外界蒸汽排出口连通。在处理罐体1的顶部定位固设有一抽真空部件6，该抽真空部件具体可以选用真空泵。抽真空部件6(真空泵)通过第一连通管件7与处理罐体1的内部连通，这样启动抽真空装置就可以使处理罐体1内部处于负压，这样处理罐体被罐体套内的蒸汽加热时，利用压强越低液体沸点越低的原理，降低处理罐体1内液体的沸点而加速蒸发，同时搅拌装置2进行搅拌的动作也可以加速液体的蒸发。最后经加热干燥后的残留物可以通过搅拌装置2的搅拌动作从设置在处理罐体1底部一侧的出渣口19排出。

具体实施例一

其他结构均与上述基础结构一致。抽真空部件6(真空泵)通过第二连通管件9与一蒸汽增压提温装置8的入口处连通，本具体实施例中蒸汽增压提温装置选用离心式蒸汽压缩机：当选用离心式蒸汽压缩机时，在第二连通管件8上紧邻离心式蒸汽压缩机处设有一疏水器13，且该疏水器与所述抽真空部件6(真空泵)之间的第二连通管件9上还设有第一蒸汽回用阀14，此外疏水器13的底部定位连接有一蒸汽废水收集罐15。蒸汽增压提温装置(离心式蒸汽压缩机)的出口通过第三连通管件10与一蒸汽储气罐11连通，蒸汽储气罐11通过第四连通管件12与蒸汽输入管件4连通。该第四连通管件12上位于蒸汽输入管件4和蒸汽储气罐11之间设有第二蒸汽回用阀18。参见图1所示。

其工作过程如下所述：当需要进行污水处理时，可以通过抽水泵和液体管路将待处理污水从污水供给装置中抽至处理罐体1内，同时启动搅拌装置2、蒸汽加热装置3和抽真空部件6，对处理罐体内的液体进行搅拌、加热，并对处理罐体1内部进行抽真空使得处理罐体1内成为一个负压的状态，此时整个污水处理设备可以看作是一个负压蒸馏干燥设备。在刚启动整个处理设备尤其是刚启动蒸汽加热装置3时，罐体套内的初始加热蒸汽是由外界已经加热好的蒸汽从与外界蒸汽输入口连通的蒸汽输入管件4中进入到罐体套内的，利用初始加热蒸汽的热量对罐体内液体进行加热。当罐体内液体达到对应负压下的低沸点时，罐体内液体蒸发产生二次蒸汽，该二次蒸汽由离心式蒸汽压缩机内的涡轮增压风机吸入，吸入的二次蒸汽(含少量水分)通过第二连通管路9和第一蒸汽回用阀14进入到疏水器13中进行水汽分离，分离出的水分进入蒸汽废水收集罐15，分离出的蒸汽进入到离心式蒸汽压缩机内，经离心式蒸汽压缩机对该分离出的蒸汽进行增压，使得蒸汽的温度大大提高，该得到升温后的蒸汽经第三连通管路10、蒸汽储气罐11和第四连通管理12、第二蒸汽回用阀18后进入到蒸汽输入管件4中与初始加热蒸汽混合后，再进入到罐体套内对处理罐体内的液体进行加热。罐体内在保持有液体的情况下并处于加热状态时会源源不断的蒸发出二次蒸汽，该蒸汽经疏水器分离后再经离心式蒸汽压缩机处理后增压升温，再回到罐体套内进行加热，周而复始，直到罐体内液体处理完成。这个过程中仅在启动阶段需要外界已经加热好的蒸汽来提供初始加热热量，后续加热的热量可以依靠离心式蒸汽压缩机增压升温后的经疏水器分离后的二次蒸汽的热量进行加热，其中输入的初始加热蒸汽较多的量从蒸汽出口中排出。

上述采用离心式蒸汽压缩机对蒸汽加热式污水处理设备的改良的原理和优点在于：离心式蒸汽压缩机工作中是将低温位的蒸汽经压缩机压缩，蒸汽的温度、压力提高，热焓增加，然后蒸汽进入换热器冷凝，以充分利用蒸汽的潜热。除启动外，整个蒸发过程中无需初始加热蒸汽。从处理罐体出来的二次蒸汽，经压缩机压缩，压力、温度升高，热焓增加，然后送到处理罐体的罐体套当作加热蒸汽使用，使料液维持沸腾状态，而初始加热蒸汽本身则冷凝成水。这样原来要废弃的蒸汽就得到了充分的利用，回收了潜热，又提高了热效率，生蒸汽的经济性相当于多效蒸发的30效。为使蒸发装置的制造尽可能简单和操作方便，经常使用单效离心式蒸汽再压缩器，也可以是高压风机或透平压缩器，这些机器在1:1.2到1:2的压缩比范围内其体积流量较高。对于低的蒸发速率，也可用活塞式压缩机、滑片压缩机或螺杆压缩机。该具体实施例中蒸发设备紧凑，占地面积小、所需空间也小，又可省去冷却系统，对于需要扩建蒸发设备而供汽、供水能力不足、场地不够的现有工厂，特别是低温蒸发需要冷冻水冷凝的场合，可以收到既节省投资又取得较好的节能效果。

具体实施例二

其他结构均与上述基础结构一致。抽真空部件6(真空泵)通过第二连通管件9与一蒸汽增压提温装置8的入口处连通，本具体实施例中蒸汽增压提温装置选用热泵：当选用热泵时，在第二连通管件9上还依次设有一蒸汽过滤器16和一蒸汽膨胀阀17，且蒸汽过滤器16靠近抽真空部件6(真空泵)，此外在蒸汽膨胀阀17和热泵之间的第二连通管件9上还可以设置有如同具体实施例一中所述的疏水器和位于疏水器底部的蒸汽废水收集罐，疏水器和蒸汽废水收集罐也可以不设置，疏水器主要是为了将二次蒸汽水汽分离除去水分，对热泵进行保护。蒸汽增压提温装置(热泵)的出口通过第三连通管件10与一蒸汽储气罐11连通，蒸汽储气罐11通过第四连通管件12与蒸汽输入管件4连通。该第四连通管件12上位于蒸汽输入管件4和蒸汽储气罐11之间设有第二蒸汽回用阀18。参见图2所示。

其工作过程如下所述：当需要进行污水处理时，可以通过抽水泵和液体管路将待处理污水从污水供给装置中抽至处理罐体1内，同时启动搅拌装置2、蒸汽加热装置3和抽真空部件6(真空泵)，对处理罐体1内的液体进行搅拌、加热，并对处理罐体1内部进行抽真空使得处理罐体1内成为一个负压的状态，此时整个污水处理设备可以看作是一个负压蒸馏干燥设备。在刚启动整个处理设备尤其是刚启动蒸汽加热装置3时，罐体套内的初始加热蒸汽是由外界已经加热好的蒸汽从与外界蒸汽输入口连通的蒸汽输入管件4中进入到罐体套内的，利用初始加热蒸汽的热量对罐体内液体进行加热。当罐体内液体达到对应负压下的低沸点时，罐体内液体蒸发产生二次蒸汽，该二次蒸汽由离心式蒸汽压缩机内的涡轮增压风机吸入，吸入的二次蒸汽沿着第二连通管件9先经过蒸汽过滤器除去其中的漂浮杂质，然后经蒸汽膨胀阀后进入疏水器中进行水汽分离，分离出的水分进入蒸汽废水收集罐，分离出的蒸汽进入到热泵内，经热泵对该分离出的蒸汽进行升温，使得蒸汽的温度大大提高。此处也可以不使用疏水器进行水汽分离，热泵可以同时对二次蒸汽中的水分和蒸汽进行升温，但通常为了保护热泵内部结构，防止水份的侵蚀，大多会使用疏水器。得到升温后的蒸汽经第三连通管路11、蒸汽储气罐12和第四连通管理13、第二蒸汽回用阀19后进入到蒸汽输入管件4中与初始加热蒸汽混合后，再进入到罐体套内对处理罐体内的液体进行加热。罐体内在保持有液体的情况下并处于加热状态时会源源不断的蒸发出二次蒸汽，该蒸汽经疏水器分离后再经热泵处理后升温，再回到罐体套内进行加热，周而复始，直到罐体内液体处理完成。这个过程中仅在启动阶段需要外界已经加热好的蒸汽来提供初始加热热量，后续加热的热量可以依靠热泵升温后的经疏水器分离后的二次蒸汽的热量进行加热，其中输入的初始蒸汽较多的量从蒸汽出口中排出。

上述采用热泵对蒸汽加热式污水处理设备的改良的原理和优点在于：热泵是一种将低温热源的热能转移到高温热源的装置。此一热量是从低温热源取得的，如果不用热泵装置，就无法取得这一热量，故用热泵装置旨可节省燃料，又可利用余热。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。