一种高盐废水蒸发浓缩方法及装置的制造方法

文档序号:10641171阅读:480来源:国知局
一种高盐废水蒸发浓缩方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种高盐废水蒸发浓缩方法及装置,属于高盐废水处理技术领域,包括对高盐废水进行加热蒸发和浓缩的过程,其特征在于:所述高盐废水加热前进行定向致垢,然后采用表面式换热器对高盐废水进行加热并采用机械通风冷却塔对加热后的高盐废水进行蒸发,所述表面式换热器中采用的热媒水为凝汽器流出的循环冷却水,本发明的方法采用冷凝器的循环冷却水对高盐废水进行换热加热,并将加热后的高盐废水送入机械通风冷却塔进行蒸发,一方面降低了冷凝器循环冷却水的热损失,提高了冷凝器的冷却效率,另一方面降低了高盐废水处理的成本。
【专利说明】
一种高盐废水蒸发浓缩方法及装置
技术领域
[0001]本发明涉及高盐废水处理技术领域,尤其是一种高盐废水蒸发浓缩方法及装置。
【背景技术】
[0002]目前,我国大型的工业工厂均会产生一种高盐废水,此高盐废水产生于锅炉补给水处理中的膜浓缩或者湿法脱硫工艺中的系统排污,该高盐废水的污染因子为重金属、盐分等,若直接排至水体会导致污染环境,电厂高盐废水的排放,不仅增加了电厂的水资源的费用及排污费,而且对工程的筹建以及运行带来诸多不便。
[0003]另一方面,对汽轮机排汽进行冷凝的冷凝器的循环冷却水系统由冷凝器、循环栗、冷却水循环管道、冷却塔等组成,冷却水中大量废热以水蒸气的形式在冷却塔中散失掉,造成浪费,同时水蒸气散失掉以后,增加了冷却水的盐分含量,必须通过排污和补水来保证循环冷却水系统内的盐分的动平衡,由此增加了冷却水的消耗。
[0004]按照017了5196的规定,在有脱硫废水产生的火电厂,在厂区废水排放口增加硫酸盐浓度的监测,一般规定湿法烟气脱硫的电厂应设有独立的脱硫废水处理装置;目前主要采用热分离技术对液体溶液进行浓缩,在电力行业主要用蒸发装置对高盐废水的浓缩结晶和液体分离,对高盐废水进行蒸发需要先加热,加热需要消耗大量能源,增加高盐废水处理成本,同时加热过程中高盐废水中的结垢因子浓度增加,使对高盐废水进行加热的换热面产生结垢,影响换热效率,严重的损坏换热设备和污染热媒水水质。

【发明内容】

[0005]本发明需要解决的技术问题是:提供一种高盐废水蒸发浓缩方法及装置,降低高盐废水处理成本,降低冷凝器循环冷却水的热损失,提高冷凝器的冷却效率,提高废水处理设备的安全稳定性能。
[0006]为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:一种高盐废水蒸发浓缩方法,包括对高盐废水进行加热蒸发和浓缩的过程,其特征在于:所述高盐废水加热前进行定向致垢,然后采用表面式换热器对高盐废水进行加热并采用机械通风冷却塔对加热后的高盐废水进行蒸发,所述表面式换热器中采用的热媒水为凝汽器流出的循环冷却水。
[0007]—种高盐废水蒸发浓缩装置,包括在废水进水管上沿着废水流向依次设置循环水栗、定向致垢装置、表面式换热器以及机械通风冷却塔,所述表面式换热器的热媒水采用凝汽器流出的循环冷却水,所述机械通风冷却塔的下部设置集水池;所述集水池上设置导出废水的排污管和连接循环水栗的再循环管。
[0008]本发明技术方案的进一步改进在于:定向致垢装置包括静电法除垢装置、晶种诱导结垢装置和改性棉纤维吸附除垢装置中的一种或其组合。
[0009]本发明技术方案的进一步改进在于:所述再循环管上设置定向致垢装置I。
[0010]本发明技术方案的进一步改进在于:所述机械通风冷却塔包括塔体、通风设备以及设置在塔体上部的喷洒设备,所述通风设备设置在塔体中蒸发蒸汽的上面。
[0011]本发明技术方案的进一步改进在于:所述表面式换热器设置在机械通风冷却塔内。
[0012]本发明技术方案的进一步改进在于:所述表面式换热器分三层在机械通风冷却塔内水平布置并且每层中的各根换热管之间设有间隙,所述塔体内壁上位于表面式换热器层间设有通风设备。
[0013]本发明技术方案的进一步改进在于:所述表面式换热器分三层在机械通风冷却塔内相互倾斜布置并且每排中的各根换热管之间为密封结构,所述塔体内壁上位于表面式换热器层间设有通风设备。
[0014]本发明技术方案的进一步改进在于:所述废水进水管上设置电磁阀I且在再循环管上设置电磁阀Π,所述排污管上设置电磁阀m;所述集水池内设置水位传感器;所述电磁阀1、电磁阀π、电磁阀m以及循环水栗由控制器控制。
[0015]本发明技术方案的进一步改进在于:所述水位传感器将监测集水池内的水位信号传送至控制器,所述控制器根据水位传感器传送的信号自动控制电磁阀1、电磁阀Π、电磁阀m以及循环水栗的开关。
[0016]本发明的方法采用冷凝器的循环冷却水对高盐废水进行换热加热,并将加热后的高盐废水送入机械通风冷却塔进行蒸发,一方面降低了冷凝器循环冷却水的热损失,提高了冷凝器的冷却效率,另一方面降低了高盐废水处理的成本。
[0017]本发明的方法在高盐废水进行加热前的管道内的预定位置上进行结垢,并定期清理,防止对高盐废水加热的换热面结垢,提高废水处理设备的安全稳定性。
[0018]本发明的装置将定向致垢装置设置在循环水栗与表面式换热器之间,在高盐废水加热前将其诱导致垢,防止表面式换热器的换热面结垢,提高废水处理设备的安全稳定性;采用流出凝汽器的循环冷却水为热媒水由表面式换热器对高盐废水进行水水换热,降低了对高盐废水的加热成本,同时降低了循环冷却水的热损失,减少了循环冷却水水蒸气散失,节省了循环冷却水的水消耗。
[0019]本发明的机械通风冷却塔能够增加高盐废水蒸发时的空气流动,使蒸发后的水蒸气能够用于回收;将机械通风冷却塔内布设流通冷凝器循环冷却水的换热管道,使高盐废水在机械通风冷却塔内喷洒的过程中接触换热管道进行加热并蒸发,从而达到浓缩的目的,简化了换热加热和蒸发浓缩的工艺,同时节省了设备安装的空间;换热管道的布置增大了高盐废水与换热面的接触面积,提高了换热效率;将再循环管上设置定向致垢装置I,用于将重新进入蒸发浓缩装置的高盐废水进行预先致垢,避免蒸发浓缩装置的设备循环管道及设备内结垢,提高废水处理设备的安全稳定性;由水位传感器、控制器及电磁阀组成的自动化系统,实现蒸发浓缩装置的循环系统的自动化连续运行,减少人工操作,提高工作效率。
【附图说明】
[0020]图1是本发明高盐废水蒸发浓缩方法及装置的流程图;
图2是进一步改进的本发明高盐废水蒸发浓缩方法及装置的流程图;
图3是本发明所应用的凝汽器的循环冷却水系统的流程图;
图4是本发明高盐废水蒸发浓缩装置中进一步改进的机械通风冷却塔的主视透视示意图;
其中,1、循环水栗,1-1、废水进水管,1-2、再循环管,1-3、排污管,2、定向致垢装置,2-
1、定向致垢装置I,3、表面式换热器,3-1、热媒水入口管道,3-2、热媒水出口管道,4、机械通风冷却塔,4-1、塔体,4-2、通风设备,4-3、喷洒设备,5、集水池,6、循环水栗I,6-1、冷却水循环管道,7、凝汽器,8、冷却塔,9、集水池I,11、电磁阀I,12、电磁阀Π,13、电磁阀ΙΠ,14、水位传感器。
【具体实施方式】
[0021]—种高盐废水蒸发浓缩方法,包括将高盐废水进行加热蒸发和浓缩的过程,尤其应用于脱硫装置排出的废水,由于脱硫装置浆液内的水在不断循环的过程中会富集重金属元素等,一方面加速脱硫设备的腐蚀,另一方面影响石膏的品质,因此要排出一定量的废水进入脱硫废水处理系统,在进入脱硫废水处理系统的废水中悬浮物、有机物含量高,还有一些重金属离子,需经中和、絮凝和沉淀等处理过程;达标后再采用本发明高盐废水蒸发浓缩的方法进行处理,其中高盐废水采用表面式换热器3进行加热,然后采用机械通风冷却塔4进行蒸发,将高盐废水中的水以蒸汽的形式散发出去,从而达到浓缩的目的;另外表面式换热器3采用的热媒水为流出凝汽器7的循环冷却水,流出凝汽器7的循环冷却水在对冷凝器进行冷却后含有大量的热量,常规是将循环冷却水排入水冷塔将热量散失,造成热损失的同时消耗了大量冷却水,本发明将循环冷却水的废热进行利用对高盐废水加热,一方面节省了高盐废水的加热成本,另一方面降低了循环冷却水的热损失以及水损失。
[0022]如图1所示,高盐废水在进入表面式换热器3进行加热前进行定向致垢,将高盐废水中的结垢因子在定向致垢装置2指定地点诱导致垢,防止表面式换热器3的传热面结垢,增加了系统运行的安全稳定性。
[0023]—种高盐废水蒸发浓缩装置,包括依次布置的废水进水管1-1、循环水栗1、定向致垢装置2、表面式换热器3、机械通风冷却塔4以及集水池5,所述集水池5上分别设有将废水导出的排污管1-3和将废水导入高盐废水处理设备循环管道的再循环管1-2;高盐废水通过废水进水管1-1导入本发明装置的设备循环管道内,经过循环水栗I的加压保持高盐废水在本装置中的循环流动,在循环水栗I出口采用定向致垢装置2将高盐废水进行诱导致垢,然后将高盐废水送入表面式换热器3进行加热,表面式换热器3采用流出凝汽器7的循环冷却水为热媒水,降低对高盐废水加热的成本,将经过表面式换热器3加热后的高盐废水送入机械通风冷却塔4喷洒进行蒸发、机械通风冷却塔4下部的集水池5收集蒸发后浓缩的高盐废水。
[0024]如图3所述,凝汽器7的冷却水由循环水栗16从集水池19导入凝汽器7中,冷却水在凝汽器7中对汽轮机排汽进行冷却后由凝汽器7出口排出,冷却水由凝汽器7出口排出后由冷却水循环管道6-1回流到冷却塔8中经喷洒降温,然后重新落入集水池19形成一个循环;本发明装置的表面式换热器3采用流出凝汽器7的循环冷却水,即在冷却水由凝汽器7出口排出后分出一根管道作为表面式换热器3的热媒水入口管道3-1,流出凝汽器7的循环冷却水从热媒水入口管道3-1导入表面式换热器3后将高盐废水进行加热,然后循环冷却水从表面式换热器3流出,经过热媒水出口管道3-2回流到冷却塔8中经喷洒降温,然后重新落入集水池19形成另一个循环。
[0025]如图4所述,本发明装置的机械通风冷却塔4采用机械通风,包括塔体4-1、通风设备4-2以及喷洒设备4-3,喷洒设备4-3设置在机械通风冷却塔4上部,用于将高盐废水在塔体4-1内从上向下喷洒,使高盐废水在重力下自由落体,通风设备4-2设置在塔体4-1上蒸发蒸汽的上面,用于及时将蒸发的水蒸气导出机械通风冷却塔4,或者可将蒸发的水蒸气经过通风设备4-2的出风口进行回收。
[0026]如图2、图4所述,表面式换热器3设置在机械通风冷却塔4内,这样高盐废水在机械通风冷却塔4内喷洒的过程中接触表面式换热器3的换热管进行加热蒸发,节省了设置表面式换热器3的外壳的设备,同时没有外壳约束的表面式换热器3的换热管在清洁时更加方便。
[0027]如图2所述,表面式换热器3每根换热管之间设有间隙,高盐废水通过换热管之间的间隙的过程中吸收热量,然后蒸发;并且表面式换热器3分三层在机械通风冷却塔4内水平布置,机械通风冷却塔4壁上在每层表面式换热器3之间设有一个通风设备4-2,高盐废水每层表面式换热器3的换热管之间吸收热量并蒸发后能够通过设置在蒸发蒸汽上面的通风设备4-2及时的排出机械通风冷却塔4内,避免水蒸气重新凝结。
[0028]如图4所述,表面式换热器3单排管排的每根换热管之间为密封结构,高盐废水可以沿换热管的管排流动,增加高盐废水与换热管的接触时间以及接触面积,增加高盐废水的蒸发效率;并且表面式换热器3分三层在机械通风冷却塔4内相互倾斜布置,机械通风冷却塔4壁上在每层表面式换热器3之间设有一个通风设备4-2,高盐废水沿着相互倾斜的表面式换热器3的管排来回流动,在吸收热量而蒸发的过程中产生水蒸气,水蒸气由设置在蒸发蒸汽上面的通风设备4-2及时的排出机械通风冷却塔4内;排出的水蒸气可以排入大气或者回收利用。
[0029]如图2所述,再循环管1-2上设有定向致垢装置12-1,用于将由集水池5内倒入的高盐废水在设备循环管道的指定位置诱导致垢,放置高盐废水在设备管道以及设备内结垢,增加设备运行安全性,同时从集水池5导出的高盐废水由于具有一定温度,其诱导致垢的效果最好,所以将定向致垢装置12-1设置在再循环管1-2上,能够最大限度的消除高盐废水中的结垢因子。
[0030]如图1所述,废水进水管1-1与再循环管1-2上分别设有电磁阀111和电磁阀Π 12,排污管1-3上设有电磁阀ΙΠ13,电磁阀111用于控制废水进水管1-1内高盐废水的流通与阻断,电磁阀Π 12用于控制再循环管1-2内高盐废水的流通与阻断,电磁阀ΙΠ13用于控制排污管1-3内高盐废水的流通与阻断;集水池5上设有水位传感器14,水位传感器14用于监测集水池5内高盐废水的水位;电磁阀111、电磁阀Π 12、电磁阀m 13以及循环水栗I由控制器手动或自动控制;相比于通常管道所采用的手动阀门,电磁阀的应用能够实现本发明的自动连续运行,节省人力并提高工作效率。
[0031]本发明高盐废水蒸发浓缩装置工作中,其循环过程为:高盐废水经过投加一定的化学药剂处理,去除一定量的钙、镁、重金属、硅、硫酸根等杂质离子后,通过废水进水管1-1导入设备循环管道,经过循环水栗I的加压在设备循环管道内流动,高盐废水流出循环水栗I后经过定向致垢装置2诱导致垢,去除高盐废水中大量的致垢因子,再经过表面式换热器3将高盐废水换热加热,最后将加热后的高盐废水喷洒进机械通风冷却塔4蒸发出大量水蒸气以提高高盐废水的浓度、减少高盐废水的含量,集水池5将浓缩后的高盐废水收集在一起,集水池5内的水位传感器14监测集水池5内水位,当集水池5内的水位达到最高限定值时,水位传感器14将信号传送至控制器,控制器根据水位传感器14传送的信号可以手动或自动控制电磁阀111关闭,阻断废水进水管1-1内的废水导入,同时开启电磁阀Π 12,使高盐废水在再循环管1-2内流通以实现将经过一次蒸发浓缩的集水池5内的高盐废水能够再此进行循环蒸发浓缩,电磁阀ΙΠ13保持关闭状态同时循环水栗I保持开启状态,以实现再循环系统的封闭性和循环性。
[0032]如图1所述,高盐废水在再循环中,以循环水栗I为动力,首先从集水池5内导入再循环管1-2,然后经过定向致垢装置12-1诱导在再循环管1-2处进行结垢并导出,经过循环水栗I加压后再经过定向致垢装置2作为高盐废水进入表面式换热器3前的二次诱导致垢,然后进入表面式换热器3和机械通风冷却塔4将高盐废水再次进行加热和蒸发,从而浓缩为浓度更高、含量更少的高盐废水,经过上述循环一段时间后,集水池5内的高盐废水含量逐渐浓缩减少,经过水位传感器14对集水池5内含水位的监测,当达到第二限定值时,水位传感器14将信号传送至控制器,控制器根据水位传感器14传送的信号可以手动或自动控制电磁阀Π 12和循环水栗I关闭,停止本发明的设备运行,同时开启电磁阀ΙΠ13使高盐废水经过排污管1-3从集水池5内排出。
[0033]随着集水池5内高盐废水的排出,当水位传感器14监测到集水池5内的水位达到最低限定值时,会将信号传送至控制器,控制器根据水位传感器14传送的信号可以手动或自动控制电磁阀ΙΠ13关闭,阻断高盐废水在排污管1-3内的流通,同时开启电磁阀Ill和循环水栗I,将新一轮的高盐废水导入本发明的设备循环管道,电磁阀Π 12保持关闭状态,以避免循环水栗I的吸入压力被分流而影响导入高盐废水的效率;其中集水池5内的最高限定值、第二限定值和最低限定值根据废水排放量确定,本系统宜采用连续自动运行,系统的设备、管道及阀门等根据接触介质情况选择防腐材质。
[0034]如图2所述,系统运行中在定向致垢装置2和定向致垢装置12-1内产生的结垢需要定期清理,可以将其填埋或掺杂至煤中焚烧;定向致垢装置2和定向致垢装置12-1可以运用磁处理技术促进垢生成的设备,从而促进结垢因子再高盐废水中大量形成松散垢物,运用磁处理技术在温度40°C时能够表现出较好的结构效果,而设置在再循环管1-2上的定向致垢装置12-1所接触的高盐废水是经过加热蒸发后具有一定温度的浓缩废水,恰好满足温度的要求;另外定向致垢装置2和定向致垢装置12-1还可以运用静电、晶种诱导、马来酸酐接枝改性的棉纤维等技术所采用的设备,以达到去除高盐废水中的结垢因子,防止换热面以及管道上的结垢。
【主权项】
1.一种高盐废水蒸发浓缩方法,包括对高盐废水进行加热蒸发和浓缩的过程,其特征在于:所述高盐废水加热前进行定向致垢,然后采用表面式换热器(3)对高盐废水进行加热并采用机械通风冷却塔(4)对加热后的高盐废水进行蒸发,所述表面式换热器(3)中采用的热媒水为凝汽器(7)流出的循环冷却水。2.一种高盐废水蒸发浓缩装置,其特征在于:包括在废水进水管(1-1)上沿着废水流向依次设置循环水栗(I)、定向致垢装置(2)、表面式换热器(3)以及机械通风冷却塔(4),所述表面式换热器(3)的热媒水采用凝汽器(7)流出的循环冷却水,所述机械通风冷却塔(4)的下部设置集水池(5);所述集水池(5)上设置导出废水的排污管(1-3)和连接循环水栗(I)的再循环管(1-2)。3.根据权利要求2所述的一种高盐废水蒸发浓缩装置,其特征在于:定向致垢装置(2)包括静电法除垢装置、晶种诱导结垢装置和改性棉纤维吸附除垢装置中的一种或其组合。4.根据权利要求2或3所述的一种高盐废水蒸发浓缩装置,其特征在于:所述再循环管(1-2)上设置定向致垢装置I (2-1)。5.根据权利要求2所述的一种高盐废水蒸发浓缩装置,其特征在于:所述机械通风冷却塔(4)包括塔体(4-1)、通风设备(4-2)以及设置在塔体(4-1)上部的喷洒设备(4-3),所述通风设备(4-2)设置在塔体(4-1)中蒸发蒸汽的上面。6.根据权利要求5所述的一种高盐废水蒸发浓缩装置,其特征在于:所述表面式换热器(3)设置在机械通风冷却塔(4)内。7.根据权利要求6所述的一种高盐废水蒸发浓缩装置,其特征在于:所述表面式换热器(3)分三层在机械通风冷却塔(4)内水平布置并且每层中的各根换热管之间设有间隙,所述塔体(4-1)内壁上位于表面式换热器(3)层间设有通风设备(4-2)。8.根据权利要求7所述的一种高盐废水蒸发浓缩装置,其特征在于:所述表面式换热器(3)分三层在机械通风冷却塔(4)内相互倾斜布置并且每排中的各根换热管之间为密封结构,所述塔体(4-1)内壁上位于表面式换热器(3)层间设有通风设备(4-2)。9.根据权利要求2所述的一种高盐废水蒸发浓缩装置,其特征在于:所述废水进水管(1-1)上设置电磁阀I(Il)且在再循环管(1-2)上设置电磁阀Π (12),所述排污管(1-3)上设置电磁阀m (13 );所述集水池(5 )内设置水位传感器(14);所述电磁阀I (11)、电磁阀Π(12)、电磁阀ΠΚ13)以及循环水栗(I)由控制器控制。10.根据权利要求9所述的一种高盐废水蒸发浓缩装置,其特征在于:所述水位传感器(14)将监测集水池(5)内的水位信号传送至控制器,所述控制器根据水位传感器(14)传送的信号自动控制电磁阀I (11)、电磁阀Π (12)、电磁阀ΙΠ (13)以及循环水栗(I)的开关。
【文档编号】C02F1/04GK106006800SQ201610351716
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月25日
【发明人】徐正, 江松, 余斯北, 段宗周, 陈希诚, 赵荣中, 要亚斌
【申请人】河北省电力勘测设计研究院
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