回收利用低压蒸汽的蒸发结晶系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种回收利用低压蒸汽的蒸发结晶系统，包括蒸发结晶部和低压蒸汽提压部，蒸发结晶部包括相连的次换热器和循环泵，循环泵的出口顺次经由主换热器的冷侧进出口与蒸发结晶罐的进口相连，蒸发结晶罐的排液口与高速强制循环泵的入口相连，蒸发结晶罐的排汽口经由二次低压蒸汽提压装置入口和出口与主换热器的热侧进口相连，主换热器的热侧出口顺次经由次换热器的热侧进口、次换热器的热侧出口与冷凝液回收水池的进口相连；低压蒸汽提压部包括排气缓冲装置以及一次低压蒸汽提压装置，一次低压蒸汽提压装置的出口与二次低压蒸汽提压装置的高压蒸汽入口相连。该系统环保，节能，经济。
【专利说明】
回收利用低压蒸汽的蒸发结晶系统
技术领域
[0001]本实用新型属于蒸发结晶技术领域，特别涉及一种回收利用低压蒸汽的蒸发结晶系统。
【背景技术】
[0002]能源是我国经济发展的物质基础，提高工业企业能源利用率，节约能源和降低能耗，是我国实现国民经济可持续发展的主要政策和措施。我国热能是工业企业的重要用能，由于大部分企业采用的是常规热力系统，常有大量废蒸汽对空排放，浪费热能。估计占全厂热量的5-10%，并且污染环境，危及安全生产。因此大力发展新型节能产品和余热乏汽(低压蒸汽)回收装置是当前迫切的任务。
[0003]国家环境保护十一五规划明确要求在钢铁、电力、化工、煤炭等重点行业推广废水循环利用，努力实现废水少排放或零排放。近年来，一些地方也相继颁布了严格的废水排放标准，黄河、淮河等水污染严重的敏感流域、区域地区和省份甚至不允许工业企业废水排放到地表水体。水资源和水环境问题已成为制约煤化工产业发展的瓶颈。寻求处理效果更好、工艺稳定性更强、运行费用更低的废水处理工艺，实现废水零排放的目标，已经成为煤化工等行业发展的自身需求和外在要求。
[0004]零排放技术目前使用最多、较为成熟并且较为节能的工艺就是MVR强制循环蒸发结晶技术，此结晶技术设计中，一般配置蒸发罐、蒸汽压缩机、换热器等，其中蒸汽压缩机作为系统的核心设备，其原理是利用蒸汽压缩机压缩蒸发产生的二次蒸汽，把电能转换成热能，提尚一.次蒸汽的恰，被提尚热能的一■次蒸汽在换热器中对循环废水进彳丁加热，以达到循环利用，然而，蒸汽压缩机及高品质的蒸汽使得废水零排放系统运行费用居高不下。即便如此，系统仍然需要额外提供较高品质的蒸汽作为系统热损失的补充。与此同时，企业不断排放的二次蒸汽不但污染环境而且造成了热能的大量浪费。因此，如何有效实现全厂的蒸汽平衡，降低工程能耗指标，降低运行成本，是企业废水零排放面临的难题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于克服上述不足，提供了一种回收利用低压蒸汽的蒸发结晶系统，充分利用企业产生的二次低压蒸汽，减少高品质蒸汽利用，实现废水零排放，并且用低压蒸汽提压装置来替代蒸汽压缩机，从而降低废水零排放系统的电耗，利用余热或废热取而代之，同时也可以克服现有技术(MVR技术)中压缩机存在运行风险和不足通过低压蒸汽提压装置来避免系统的运行风险，该系统运行稳定可靠、抗压力波动性强。
[0006]本实用新型提供了一种回收利用低压蒸汽的蒸发结晶系统，包括:相互连接的蒸发结晶部以及低压蒸汽提压部;所述蒸发结晶部包括次换热器、循环栗、主换热器、蒸发结晶罐以及二次低压蒸汽提压装置;所述次换热器对待处理的废水进行预换热，所述次换热器的冷侧出口经由管道与循环栗的入口相连，所述循环栗的出口顺次经由主换热器的冷侧进口、所述主换热器的冷侧出口与蒸发结晶罐的进口相连，所述蒸发结晶罐的排液口与所述循环栗的入口相连，所述蒸发结晶罐的排汽口与二次低压蒸汽提压装置入口相连，所述二次低压蒸汽提压装置的出口与主换热器的热侧进口相连，所述主换热器的热侧出口顺次经由次换热器的热侧进口、所述次换热器的热侧出口与冷凝液回收水池的进口相连;所述低压蒸汽提压部包括供低压蒸汽进入的排气缓冲装置以及与所述排气缓冲装置经由管路相连的一次低压蒸汽提压装置，所述一次低压蒸汽提压装置的出口与二次低压蒸汽提压装置的高压蒸汽入口相连。
[0007]优选地，所述次换热器的冷侧进出口均设有压力表和温度计，以供监测所述次换热器的冷侧进出口的温度和压力。
[0008]优选地，所述排气缓冲装置的出口设有压力表和压力开关，以供监测低压蒸汽的压力范围。
[0009]优选地，所述排气缓冲装置与一次低压蒸汽提压装置连接的管路上设有压力开关、排气阀、安全阀以及压力表，以供低压蒸汽超压时安全防护。
[0010]优选地，所述一次低压蒸汽提压装置的高压蒸汽入口设有手动阀、电动阀以及压力表，以供系统停止用汽时的安全防护。
[0011]优选地，所述一次低压蒸汽提压装置和二次低压蒸汽提压装置的高压蒸汽入口均设有压力变送器、安全阀、电动阀、止回阀以及手动阀，以供紧急切断用汽来不及调节蒸汽压力时，止回阀关闭以自动防止高压蒸汽反窜。
[0012]优选地，所述低压蒸汽提压部还包括当低压蒸汽在提压过程中如遇到故障引起憋压时将低压蒸汽排向大气的安全防护单元以及对系统进行操控的控制单元，所述安全防护单元包括一安全阀。
[0013]本实用新型提供的回收利用低压蒸汽的蒸发结晶系统，通过蒸汽提压装置将企业生产过程产生的二次低压蒸汽进行升压，使二次低压蒸汽升压后达到一定的品质，作为蒸发结晶系统的换热热源，可省去蒸发结晶系统中的蒸汽压缩机并替代需补充的高品质蒸汽，不仅解决了企业废蒸汽排放带来的环境影响，又充分利用了废蒸汽的剩余热量，从而降低了废水零排放系统的运行费用。
[0014]另外，对于有低压蒸汽的企业，通过这种低压蒸汽提压装置运用在废水零排放系统中，取代蒸汽压缩机后，还可以解决运行如下问题:其一，蒸汽压缩机在系统中为作为核心的动设备，设备造价高，运行维护复杂，维护费用高。其二，由于废水系统中含有的化学成分复杂，运行过程中可能会产生大量泡沫，系统运行不当或水质波动会导致含有腐蚀性物质随泡沫夹带在蒸汽中进入蒸汽压缩机，对蒸汽压缩机过流件进行腐蚀，降低压缩机效率甚至使系统停运。其三，低压蒸汽提压装置得到的品质蒸汽与废水换热后成为凝结水可经过适当处理作为锅炉的补给水，也充分利用了余热。其四，此汽汽提压装置与传统的低压蒸汽回收方式相比，更具先进性。传统方式一般采用储热罐式(将低压蒸汽集中于大容量储水罐，再通过闪蒸产生二次蒸汽进行回收利用，回收率最大仅到30%?40%并且系统复杂，占地面积大，投资大，运行困难。)其五，通过这种低压蒸汽的余热利用，不仅解决了蒸汽带来的环境问题，更大大降低了废水零排放蒸发结晶技术的运行能耗，保证废水零排放运行的经济性。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型回收利用低压蒸汽的蒸发结晶系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]为利于对本实用新型的结构的了解，以下结合附图及实施例进行说明。
[0017]图1为本实用新型回收利用低压蒸汽的蒸发结晶系统。结合图1所示，本实用新型提供了一种回收利用低压蒸汽的蒸发结晶系统，包括:相互连接的蒸发结晶部10以及低压蒸汽提压部20。
[0018]所述蒸发结晶部10包括次换热器1、循环栗2(高速强制循环栗)、主换热器3、蒸发结晶罐4以及二次低压蒸汽提压装置7;所述次换热器I对待处理的废水进行预换热，所述次换热器I的冷侧出口经由管道与循环栗2的入口相连，所述循环栗2的出口顺次经由主换热器3的冷侧进口、所述主换热器3的冷侧出口与蒸发结晶罐4的进口相连，所述蒸发结晶罐4的排液口与所述循环栗2的入口相连，所述蒸发结晶罐4的排汽口与二次低压蒸汽提压装置7入口相连，所述二次低压蒸汽提压装置7的出口与主换热器3的热侧进口相连，所述主换热器3的热侧出口顺次经由次换热器I的热侧进口、所述次换热器I的热侧出口与冷凝液回收水池9的进口相连。
[0019]所述低压蒸汽提压部20包括供低压蒸汽进入的排气缓冲装置5以及与所述排气缓冲装置5经由管路相连的一次低压蒸汽提压装置6，所述一次低压蒸汽提压装置6的出口与二次低压蒸汽提压装置7的高压蒸汽入口相连。
[0020]进一步地，所述次换热器I的冷侧进出口均设有压力表和温度计，以供监测所述次换热器I的冷侧进出口的温度和压力。
[0021]进一步地，所述排气缓冲装置5的出口设有压力表和压力开关，以供监测低压蒸汽的压力范围。
[0022]进一步地，所述排气缓冲装置5与一次低压蒸汽提压装置6连接的管路上设有压力开关、排气阀、安全阀以及压力表，以供低压蒸汽超压时安全防护。所述一次低压蒸汽提压装置的高压蒸汽入口设有手动阀、电动阀以及压力表，以供系统停止用汽时的安全防护。更进一步地，所述一次低压蒸汽提压装置6和二次低压蒸汽提压装置7的高压蒸汽入口均设有压力变送器、安全阀、电动阀、止回阀以及手动阀，以供紧急切断用汽来不及调节蒸汽压力时，止回阀关闭以自动防止高压蒸汽反窜。
[0023]另外，所述低压蒸汽提压部20还包括当低压蒸汽在提压过程中如遇到故障引起憋压时将低压蒸汽排向大气的安全防护单元以及对系统进行操控的控制单元，所述安全防护单元包括一安全阀。
[0024]以下对本实用新型提供的回收利用低压蒸汽的蒸发结晶系统的具体应用细节进行详细说明。
[0025]蒸发结晶部10包括次换热器1、主换热器3、高速强制循环栗2、蒸发结晶罐4以及二次低压蒸汽提压装置7，应用时，待处理的废水先在次换热器I与低压蒸汽的冷凝液进行换热，加热后的新进废水进入循环管道，与内部循环的超浓缩液混合，混合浓液经过主换热器3进行换热升温(热媒为蒸发罐闪蒸后的低压蒸汽经过低压蒸汽升压装置升压后的蒸汽)，通过循环不断升温，当循环介质温度达到闪蒸温度后，蒸发结晶罐4(闪蒸罐)顶部压力达到一定值时，闪蒸出来的低压蒸汽经低压蒸汽升压装置升压后送入主换热器3，与循环液进行热交换，使循环的料液温度升高并始终保持在沸点以上，而蒸汽通过主换热器3和预换热器I作两次换热降温后变成冷凝水作为系统净化水产水，产水可作工业水回用。循环液保持循环的同时进行闪蒸，循环的介质不断被浓缩，当其TDS值达到一定值时，开启进水栗持续进水的同时开启浓缩物排放阀外排盐浆，进水量和排水量依据TDS值进行调节，保证平衡。
[0026]在低压蒸汽提压部20中，考虑低压蒸汽有波动，因此先将所述低压蒸汽通入所述排气缓冲装置5(缓冲定压装置)一一缓冲罐中定压缓冲，然后引至所述一次低压蒸汽提压装置6(低压蒸汽提压喷射装置)入口(即蒸汽提压装置吸入口)，同时在所述低压蒸汽喷射装置的另一入口通入高压力的新蒸汽，通过蒸汽的流速压力变换，将低压蒸汽吸入混合，然后提压到所需压力供使用。在低压蒸汽管道中，通过所述安全防护单元(机械安全装置)保护系统设备的安全，即低压蒸汽在提压过程中如遇到故障引起憋压时，低压蒸汽排向大气，让低压蒸汽端设备压力回归正常，确保系统在较大波动时，依然可以安全、稳定、连续的运行。
[0027]作为优选方案，所述安全防护单元中设有安全阀，在设备使用过程中，如果蒸汽参数有异常，当缓冲定压蒸汽压力大于原排汽设备正常工作压力时，安全阀起跳，自动连通大气，降低压力。当蒸汽压力恢复正常值时，安全阀自动闭合，恢复正常运行状态。
[0028]进一步地，低压蒸汽提压部20中的一次低压蒸汽提压装置6设有进汽出汽自动开关阀，在设备使用过程中，如遇到紧急情况时，在临时全部停止用汽时，低压蒸汽提压装置进汽出汽阀全关，切断新蒸汽源，防止混合出口端其他汽源蒸汽反窜，打开低压蒸汽端手动阀，排出低压蒸汽，恢复原系统。启动时则恢复以上操作原状态，从原系统切换到低压蒸汽提压装置。
[0029]更进一步地，一次低压蒸汽提压装置6出口装有止回阀，以防止压力反窜，在设备使用过程中，如遇到紧急情况时，输出蒸汽侧突然切断用汽，总管内压力突然升高，来不及调节蒸汽压力时，止回阀关闭，自动防止高压蒸汽反窜。
[0030]本实用新型提供的回收利用低压蒸汽的蒸发结晶系统，通过蒸汽提压装置将企业生产过程产生的二次低压蒸汽进行升压，使二次低压蒸汽升压后达到一定的品质，作为蒸发结晶系统的换热热源，可省去蒸发结晶系统中的蒸汽压缩机并替代需补充的高品质蒸汽，不仅解决了企业废蒸汽排放带来的环境影响，又充分利用了废蒸汽的剩余热量，从而降低了废水零排放系统的运行费用。
[0031]另外，针对二次低压蒸汽排放问题，低压蒸汽排向大气不仅造成资源浪费，而且给生产环境带来热污染，极易带来周围设备的腐蚀，并在冬季容易结冰带来安全隐患，并且企业有废水必须采用蒸发结晶方法实现零排放，需要消耗大量能量，采用该技术后不仅可以消除环境污染，而且可以充分利用热能，实现以废治废的目的，作为废水零排放蒸发结晶装置的创新技术，本实用新型的优点体现在以下几个方面:
[0032]其一，该系统外形规范、体积小、重量轻，安装方便，可在较短时间和空间内组装完成，不会对原有管网造成阻碍和废弃。其二，由于排放出的低压蒸汽依然有很高的热焓值和压力可利用，若对此进行回收再利用，则产生的环境效益和经济效益明显。其三，该系统是采用汽-汽射吸技术完全吸收低压蒸汽，并通过智能控制、气液高效分离等技术全自动、高效能地回收系统空排的低位热能。回收效率高，低压蒸汽热能回收率在95 %以上。其四，该系统利用在废水蒸发结晶零排放技术中后，不仅可省去蒸汽压缩机，可以使整个零排放系统能耗少、成本低，大幅降低系统负荷。其五，该系统还可以串联使用，当低压蒸汽压力过低，通过一次升压装置无法达到所需要的品质时，可采用两组低压提压装置串联使用，来确保蒸汽品质。
[0033]以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为保护范围。
【主权项】
1.一种回收利用低压蒸汽的蒸发结晶系统，其特征在于，包括:相互连接的蒸发结晶部以及低压蒸汽提压部； 所述蒸发结晶部包括次换热器、循环栗、主换热器、蒸发结晶罐以及二次低压蒸汽提压装置;所述次换热器对待处理的废水进行预换热，所述次换热器的冷侧出口经由管道与循环栗的入口相连，所述循环栗的出口顺次经由主换热器的冷侧进口、所述主换热器的冷侧出口与蒸发结晶罐的进口相连，所述蒸发结晶罐的排液口与所述循环栗的入口相连，所述蒸发结晶罐的排汽口与二次低压蒸汽提压装置入口相连，所述二次低压蒸汽提压装置的出口与主换热器的热侧进口相连，所述主换热器的热侧出口顺次经由次换热器的热侧进口、所述次换热器的热侧出口与冷凝液回收水池的进口相连； 所述低压蒸汽提压部包括供低压蒸汽进入的排气缓冲装置以及与所述排气缓冲装置经由管路相连的一次低压蒸汽提压装置，所述一次低压蒸汽提压装置的出口与二次低压蒸汽提压装置的高压蒸汽入口相连。2.根据权利要求1所述的回收利用低压蒸汽的蒸发结晶系统，其特征在于，所述次换热器的冷侧进出口均设有压力表和温度计，以供监测所述次换热器的冷侧进出口的温度和压力。3.根据权利要求1所述的回收利用低压蒸汽的蒸发结晶系统，其特征在于，所述排气缓冲装置的出口设有压力表和压力开关，以供监测低压蒸汽的压力范围。4.根据权利要求1所述的回收利用低压蒸汽的蒸发结晶系统，其特征在于，所述排气缓冲装置与一次低压蒸汽提压装置连接的管路上设有压力开关、排气阀、安全阀以及压力表，以供低压蒸汽超压时安全防护。5.根据权利要求1所述的回收利用低压蒸汽的蒸发结晶系统，其特征在于，所述一次低压蒸汽提压装置的高压蒸汽入口设有手动阀、电动阀以及压力表，以供系统停止用汽时的安全防护。6.根据权利要求1所述的回收利用低压蒸汽的蒸发结晶系统，其特征在于，所述一次低压蒸汽提压装置和二次低压蒸汽提压装置的高压蒸汽入口均设有压力变送器、安全阀、电动阀、止回阀以及手动阀，以供紧急切断用汽来不及调节蒸汽压力时，止回阀关闭以自动防止高压蒸汽反窜。7.根据权利要求1所述的回收利用低压蒸汽的蒸发结晶系统，其特征在于，所述低压蒸汽提压部还包括当低压蒸汽在提压过程中如遇到故障引起憋压时将低压蒸汽排向大气的安全防护单元以及对系统进行操控的控制单元所述安全防护单元包括一安全阀。
【文档编号】C02F1/16GK205527836SQ201620231724
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月24日
【发明人】瞿艳军, 王增玉, 陈俊杰
【申请人】武汉凯迪水务有限公司