一种利用温室蒸馏处理高盐水的方法及系统与流程

本发明属于高盐水的处理及资源综合利用领域，具体涉及一种利用温室蒸馏处理高盐水的方法及系统。

背景技术：

高盐水一般是指盐分高、COD高，硬度高，可能还有重金属高的天然水或工业废水，天然水如在中国的内陆地区包括内蒙古、新疆、甘肃等地区，由于常年降水量低，水循环系统薄弱，大部分河流长期处于干涸状态，造成地下水、湖泊等的含盐量非常高，被称为“苦咸水”，无法饮用。高盐水还存在与中国的沿海地区，如出海口、河口等近海浅海领域，是经典的海咸水，已普遍受到严重污染。高盐水的另外一种是工矿企业实施废水循环使用后排放出来的浓缩废水，这些高盐废水一旦向外排放，对环境污染很大。目前中国每年要处理的高盐水量达到上亿吨。

高盐水的处理方法主要是采用电能、热能、化学能、太阳能的方式，同时结合吸附、电渗析、膜渗透、蒸馏等途径，上述这些方法主要的问题是能耗高、成本较高，难以普及和规模化工业推广。

授权公告号为CN204643893U的专利公开了一种高浓缩盐水处理用太阳能温室，包括温室，用于盛放高盐水的水池，以及设于水池上方的雾化装置，雾化装置通过连接管路与水池内的水泵相连，温室的顶面为斜面或弧形面，斜面或弧形面的末端设有收集水管。该装置在运行时，利用高压水泵将高盐水通过雾化喷头喷出蒸发，蒸汽经温室的顶面冷凝后流向收集水管，实现高盐水中水资源的回收；高盐水蒸发、浓缩到一定程度后，再在水池内进行自然蒸发，获得可利用的盐分。

上述太能能温室主要利用太阳能对室内的高盐水进行蒸发，受气象条件影响较大，蒸发效率较低，处理能力有限。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种利用温室蒸馏处理高盐水的方法，从而解决现有技术对高盐水的处理只利用太阳能而造成蒸发效率低的问题。本发明同时提供一种利用温室蒸馏处理高盐水的系统。

为实现上述目的，本发明的利用温室蒸馏处理高盐水的方法所采用的技术方案是：

一种利用温室蒸馏处理高盐水的方法，包括以下步骤：向蒸发室内通入热风，热风为烟气或与烟气换热产生的热空气，利用热风对蒸发室内水池中的高盐水进行蒸发。

烟气或与烟气换热产生的热空气属于工矿企业热能转换设备及用能设备在生产过程中排放的低品位能源，如燃煤电厂产生的烟气或热二次风，钢铁企业焦炭及烧结、转炉、加热炉的烟气，水泥窑的预热器产生的废气，或其他工矿企业的废热通过管式换热器加热空气后获得的热空气等。

本发明的利用温室蒸馏处理高盐水的方法，利用热风对温室进行稳定的加热，促进高盐水蒸发过程的进行，蒸发效率高、能耗低，蒸发过程不受气象条件的影响；本发明的方法充分利用了工业生产过程中的低品位的热烟气能源，提高了资源的综合利用效率，降低了高盐水处理的综合成本。在燃煤电厂利用该方法对高盐水(尤其是脱硫废水)进行处理，既可以充分利用热风废热，又可以实现高盐水中水资源和固体盐的分类回收利用，实现脱硫废水的“零排放”处理。

蒸发室的室顶为透光型折板，透光型折板的内壁面形成冷凝壁，在透光型折板的底部设置冷凝水收集装置。

优选的，热风通入水池内的高盐水中。热风以鼓泡方式进入高盐水中，可以与高盐水进行高效率的热交换，进一步提高高盐水的蒸发效率。

优选的，热风为烟气，在蒸发室内栽植植物以吸收热风中的二氧化碳。在蒸发室内布置植物，可充分利用烟气中的高浓度二氧化碳，抑制植物的呼吸作用，促进光合作用的进行，实现生物固碳；蒸发室内的气体基本处于水汽饱和状态，无需进行灌溉，蒸发室内可以实现高效的农业生产过程，如栽培蔬菜、水果、盆栽观察植物、动物青饲料、生物制油用植物等。在本发明中，蒸发室长期处于高温高湿状态，起到“温室”蒸馏作用。

进一步的，本发明的利用温室蒸馏处理高盐水的方法，烟气以鼓泡形式通入高盐水中，高盐水可以对烟气中的微量硫氧化物、粉尘进行洗涤，洗涤后的气体进入温室，烟气中的二氧化碳等成分被植物吸收利用，该方法同时对烟气中的废热和化学能进行利用，减少烟气中温室气体的排放，实现烟气和高盐水的资源综合回收利用。

本发明的利用温室蒸馏处理高盐水的系统，包括蒸发室及蒸发室内用于盛放高盐水的水池，还包括用于向蒸发室内通入以烟气或与烟气换热产生的热空气为热风的热风管道。

蒸发室的室顶为多个沿左右方向顺序连接的透光型折板，透光型折板的内壁面形成冷凝壁，在透光型折板的底部设置冷凝水收集装置。所述透光型折板为V形透光折板，所述冷凝水收集装置包括设于每个透光折板的V形角处的支水管，还包括用于将各支水管收集的冷凝水汇流的主水管，所述主水管包括沿左右方向延伸的与各支水管对接的接水段，以及用于将接水段收集的冷凝水输送至冷凝水集水槽的送水段。

所述热风管道连接有用于烟气输送的送风风机。

所述热风管道的热风出口位于水池内的水位以下以向高盐水内通入热风。所述热风管道具有用于使用时没入水面下的没入管段，没入管段上分布有多个排气口。

优选的，蒸发室内栽植有植物以吸收热风中的二氧化碳。所述水池中设有支架，支架上设有植物栽培盆，所述植物栽植于植物栽培盆内。

优选的，所述透光型折板沿东西方向延伸，透光型折板的朝阳一侧的侧壁上方设有用于发电的光伏组件。光伏组件可选择普通光伏组件或者双玻光伏组件，用于屋顶光伏发电。在满足室内植物生长的基础上，光伏组件对于折形板还有遮阴作用，有助于提高温室内外的温度差，提高温室内水汽的冷凝效果。所述蒸发室的侧壁由导热材料制成，侧壁的内壁面形成冷凝壁，蒸发室内设有用于收集侧壁的内壁面上冷凝水的集水装置。使用导热材料制成的侧壁可进一步加强蒸汽在侧壁上的冷凝效果。

所述水池连接有高盐水补入管道和浓盐水排出管道。

优选的，所述水池的底部设有吸热材料。

本发明的利用温室蒸馏处理高盐水的系统，结合烟气余热利用和生物固碳，实现高盐水的高效处理，回收高盐水中的盐和水资源，同时对烟气中的余热和化学能进行综合利用。本发明的系统还实现了高效温室农业生产，促进生物固碳，减少烟气温室气体排放，形成了一个集工业生产和农业生产有机结合、生态环保的生产链条。

附图说明

图1为本发明的利用温室蒸馏处理高盐水的系统的结构示意图；

图2为多个温室单元的高盐水、冷凝水流向示意图；

图3为多个温室单元的烟气、饱和浓盐水流向示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的利用温室蒸馏处理高盐水的系统的具体实施例，以燃煤电厂进行脱硫废水的零排放处理进行说明，如图1所示，包括温室1，温室内用于盛放脱硫废水的水池2，及用于向温室内通入烟气的烟气管道3，烟气管道连接有多个沿水池长度方向间隔设置的通气管4，各通气管的出口形成烟气出口，各烟气出口设于水池内的水位以下以向高盐水中通入烟气；水池中设有多个支架5，支架5上设有植物栽培盆6，植物栽培盆内栽植植物；水池还连接有高盐水补入管道7和浓盐水排出管道8；温室的室顶9为多个沿左右方向顺序连接的V形透光折板，所述V形透光折板沿东西方向延伸，V形透光折板的朝阳一侧的侧壁上方设有用于发电的光伏组件16；在V形透光折板的底部设有冷凝水收集装置，该冷凝水收集装置包括设于每个透光折板的V形角处的支水管10，还包括用于将各支水管收集的冷凝水汇流的主水管11，所述主水管11包括沿左右方向延伸的与各支水管对接的接水段110以及与接水段相连接的用于将接水段收集的冷凝水输送至冷凝水集水槽15的送水段111；所述烟气管道的进口与燃煤电厂进入烟囱12前的、位于脱硫塔13和湿式电除尘器14下游的烟道相连通，烟气管道还连接有用于烟气输送的送风风机；温室的侧壁由导热材料制成，侧壁上的冷凝水在重力作用下流入冷凝水集水槽15中。

上述实施例的系统在运行时，燃煤电厂经脱硫除尘后的烟气一部分从烟囱排出，另一部分经烟气管道的烟气出口进入高盐水中，与高盐水进行热交换，促进高盐水蒸发，温室内基本处于蒸汽饱和状态，室内饱和蒸汽与室外的冷空气在折形板两侧进行热交换，温室内的水蒸气冷凝，并依靠重力于折形板的尖端处汇入集水管，再经引流管将冷凝水汇入集水槽，补入电厂化水车间作为补充水；烟气经洗涤后进入温室内部空间，供栽培植物吸收以促进光合作用，实现生物固碳；水池内的高盐水经蒸发后形成饱和或接近饱和的浓盐水，经浓盐水排出管道排出温室后进入蒸汽烘干器进行烘干处理，形成固体盐回收利用。

折形板可选择换热系数较高的透光材料，如玻璃等；温室的侧壁可以采用高换热系数的墙壁材料，如高强度的铝合金板材，其中朝向日照方向的墙面优选采用透光及高传热系数的墙壁材料，如使用玻璃幕墙等，经温室的侧壁冷凝的冷凝水可以直接汇入地面的冷凝水集水槽内，经管道排至用水处。温室内的温度可以通过调节热风的流量进行调整，温室保持微正压环境，可进一步在温室内设置调压阀来调节温室压力；水池的底部可设置吸热材料来进一步强化热量的吸收；可在水池上布置供人、小推车行走的格栅状支撑架板以实现温室的日常维护。

如图2和图3所示，为提高燃煤电厂烟气余热的利用率和高盐水的处理量，可同时并列设置四个上述高盐水处理系统，待处理高盐水自高盐水补入管道进入各系统内，系统产出的冷凝水输送至化学制水装置作为补充水，烟气自烟气管道进入各系统内，饱和浓盐水自浓盐水排出管道输送至蒸汽蒸发装置进行烘干处理，回收固体盐。

本发明的利用温室蒸馏处理高盐水的系统的其他实施例中，热风还可以为与烟气换热后的热空气；可采用在烟气管道的周向开多个通气口的方式通入烟气，烟气管道可布置于水面下5～10cm深度；高盐水可以为苦咸水、海水、化学制水过程产生的浓盐水等，通过该系统进行淡化处理，产生的冷凝水补入化水车间作为补充水，形成的固体盐回收利用，或者作为盐化工使用的浓盐水原料使用；也可在蒸发室的水池内直接进行蒸发析盐，将水池内上部的过饱和盐水抽出，回收水池底部的固体盐后，再重新注入高盐水。植物可在在培育温室内水池周边的土地上；温室的顶部可以为斜面或弧形面，在斜面或弧形面的末端设置所述集水管；植物栽培盆可以为截面为倒梯形的沿水池宽度方向延伸的栽培长槽。

本发明的利用温室蒸馏处理高盐水的方法的实施例，包括以下步骤：在温室内设置用于盛放高盐水的水池，向水池内的高盐水中通入烟气以促进高盐水进行蒸发，在温室内设置集水管收集冷凝水，设置植物以吸收烟气中的二氧化碳。

本发明的利用温室蒸馏处理高盐水的方法，可以利用烟气废热对温室进行稳定的加热，利用温室内的植物实现对烟气中化学能的利用，实现生物固碳，降低温室其他的排放量，提高高盐水的回收利用效率。该方法的运行基本不受气象条件的影响。对于昼夜温差大的环境，该方法和系统能够更好的利用环境温差，实现无日照时间内的冷凝过程，提高高盐水的回收效率；对于缺水地区，特别是中国北方、西部地区，可以更好地实现高盐水的回收和循环利用。