一种蒸发处理高盐高有机物废水的加热装置的制作方法

1.本实用新型涉及废水处理技术领域，尤其是涉及一种蒸发处理高盐高有机物废水的加热装置。


背景技术：

2.石油化工、煤化工、冶金、制药、印染、造纸等行业在生产过程中排放的废水具有高盐、高有机物等特点，通常含盐量在3000mg/l以上，cod在2000mg/l以上，并且温度较高，含有大量的芳香族化合物、杂环化合物、烃类化合物等有毒有害的有机物，即使经过处理后排放到水体中仍然会对水环境造成安全隐患。因此，各地政府要求该类企业必须做到零液体排放，简称零排放。
3.目前，高盐高有机物废水的零排放处理工艺主要采用蒸发结晶工艺，该工艺具有流程简洁、操作方便、产水回收率高、占地面积省等优点，备受各大企业的青睐。高盐高有机物废水具有含盐量高、水体粘度大等特点，在蒸发结晶工艺中一般采用强制循环的蒸发方式，加热装置绝大多数采用固定管板式列管加热器，然而存在传热效率低、换热面积大、设备投资高等缺陷。
4.鉴于此，特提出本实用新型。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种蒸发处理高盐高有机物废水的加热装置，其具有蒸汽用量少、换热面积小、传热效率高、设备投资省等优势。
6.本实用新型提供一种蒸发处理高盐高有机物废水的加热装置，包括蒸汽室、下物料水室、上物料水室和换热管束，下物料水室和上物料水室物相对隔离设置在蒸汽室的下端和上端，在下物料水室和上物料水室上分别设有物料水进口和物料水出口，在蒸汽室的内部沿高度方向间隔且交错地设置有多个折流板，在蒸汽室上设有蒸汽进口、不凝气出口和冷凝水出口，换热管束设置在蒸汽室的内部，换热管束的下端和上端分别与下物料水室和上物料水室连通。
7.进一步地，蒸汽室由壳体、上管板和下管板围设而成，上管板和下管板密封固定在壳体的上端和下端。
8.进一步地，不凝气出口包括设置在壳体上部的上不凝气出口和设置在壳体下部的下不凝气出口，蒸汽进口设置在壳体的上部且位于上不凝气出口下方，冷凝水出口设置在壳体的底部。
9.进一步地，相邻折流板之间的距离为300-1000mm，设置在蒸汽室最底部的折流板与下不凝气出口之间的距离为10-100mm。
10.进一步地，上不凝气出口与上管板之间的距离为1-20mm，下不凝气出口与下管板之间的距离为200-400mm。
11.进一步地，冷凝水出口与下管板之间的距离为1-5mm。
12.进一步地，在上管板与下管板之间竖直设置有至少一个固定杆。
13.进一步地，下物料水室由盖设在下管板上的下端盖组成，下端盖与下管板通过下端盖法兰连接，物料水进口设置在下端盖上，在下端盖上还设有下温度计接口。
14.进一步地，上物料水室由盖设在上管板上的上端盖组成，上端盖与上管板通过上端盖法兰连接，物料水出口设置在上端盖上，在上端盖上还设有上温度计接口。
15.进一步地，换热管束包括多个换热管，多个换热管之间的排列方式为正三角形。
16.本实用新型的实施，至少具有以下优势：
17.1、本实用新型的加热装置通过在蒸汽室的上下两端设置上物料水室和下物料水室，同时在蒸汽室的内部设置与上物料水室和下物料水室连通的换热管束，从而能够充分利用蒸汽热量预热物料水，不但保证了工艺运行稳定，而且有效节约了热量消耗；
18.2、本实用新型的加热装置通过进一步对蒸汽进口的位置、折流板之间的间距、不凝气出口的数量和位置、换热管束的排列方式、冷凝水出口的位置等进行合理排布，大大提高了加热装置的传热系数；
19.3、与传统蒸发处理高盐高有机物废水的加热装置相比，本实用新型的加热装置在同品质蒸汽条件下加热等量物料水所需的蒸汽用量少，具有传热效率高、换热面积小、设备投资省等优势。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型一实施方式的蒸发处理高盐高有机物废水的加热装置的结构示意图；
22.图2为本实用新型一实施方式的换热管束的排列结构示意图。
23.附图标记说明：
24.1：物料水进口；2：物料水出口；3：下端盖；4：上端盖；5：下物料水室；6：上物料水室；7：下温度计接口；8：上温度计接口；9：下端盖法兰；10：上端盖法兰；11：下管板；12：上管板；13：下不凝气出口；14：上不凝气出口；15：蒸汽进口；16：冷凝水出口；17：夹套；18：壳体；19：换热管束；20：固定杆；21：右折流板；22：支耳；23：蒸汽室；24：铭牌；25：左折流板；26：上端盖侧壁；27：下端盖侧壁。
具体实施方式
25.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
26.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明中使用术语“包含”和/或“包括”时，其
指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
27.下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.实施例1
29.结合图1、图2所示，本实施例的蒸发处理高盐高有机物废水的加热装置包括蒸汽室23、下物料水室5、上物料水室6和换热管束19，下物料水室5和上物料水室6物相对隔离设置在蒸汽室23的下端和上端，在下物料水室5和上物料水室6上分别设有物料水进口1和物料水出口2，在蒸汽室23的内部沿高度方向间隔且交错地设置有多个折流板(即右折流板21、左折流板25)，在蒸汽室23上设有蒸汽进口15、不凝气出口和冷凝水出口16，换热管束19设置在蒸汽室23的内部，换热管束19的下端和上端分别与下物料水室5和上物料水室6连通。
30.在本实施例的加热装置中，蒸汽室23是利用通入的蒸汽对物料水进行换热的场所，对其具体结构不作严格限制。在一实施方式中，蒸汽室23可以由壳体18、上管板12和下管板11围设而成，上管板12和下管板11密封固定在壳体18的上端和下端，从而形成封闭的腔体结构；其中，壳体18可以采用圆柱形壳体等常规结构。此外，还可以在上管板12与下管板11之间竖直设置至少一个固定杆20，从而保证加热装置的整体稳定性；对固定杆20的设置数量及设置方式不作严格限制，可根据实际需要合理设置。
31.在蒸汽室23上设置的蒸汽进口15主要用于使蒸汽进入蒸汽室23，不凝气出口主要用于将不凝气抽出蒸汽室23，冷凝水出口16主要用于使换热形成的冷凝水流出蒸汽室23；对上述蒸汽进口15、不凝气出口和冷凝水出口16的结构及设置位置不作严格限制。具体地，不凝气出口可以包括设置在壳体18上部的上不凝气出口14和设置在壳体18下部的下不凝气出口13，蒸汽进口15可以设置在壳体18的上部且位于上不凝气出口14下方，冷凝水出口16可以设置在壳体18的底部。
32.在蒸汽室23内部设置的折流板主要用于改变蒸汽的流向，从而提高传热效果；对折流板的设置数量以及设置位置不作严格限制，可以根据实际需要合理设置。具体地，多个折流板可以沿蒸汽室23的高度方向间隔交错设置，其中第一折流板可以是水平固定在壳体内壁右侧的右折流板21，第二折流板可以是间隔且水平固定在壳体内壁左侧的左折流板25，第三折流板可以是间隔且水平固定在壳体内壁右侧的右折流板21，以此类推。相邻折流板之间的距离可以设置为300-1000mm，设置在蒸汽室23最底部的折流板与下不凝气出口13之间的距离可以设置为10-100mm。
33.在上述蒸汽室23中，上不凝气出口14与上管板12之间的距离可以设置为1-20mm，下不凝气出口13与下管板11之间的距离可以设置为200-400mm；此外，冷凝水出口16与下管板11之间的距离为1-5mm。通过对上述蒸汽进口15的位置、折流板之间的间距、不凝气出口的数量和位置、换热管束19的排列方式、冷凝水出口16的位置等进行上述合理排布，大大提高了加热装置的传热系数。
34.在本实施例的加热装置中，下物料水室5和上物料水室6主要用于物料水的流通及换热；物料水在流经换热管束19时，在蒸汽室23中被蒸汽加热，从而实现换热目的。对换热
管束19的管程不作严格限制，例如可以设置为一管程或多管程加热方式，从而有利于提高换热效率。
35.具体地，下物料水室5可以由盖设在下管板11上的下端盖3组成，下端盖3与下管板11通过下端盖法兰9连接，物料水进口1设置在下端盖侧壁27上，在下端盖3上还可以设置下温度计接口7。同样地，上物料水室6可以由盖设在上管板12上的上端盖4组成，上端盖4与上管板12通过上端盖法兰10连接，物料水出口2设置在上端盖侧壁26上，在上端盖4上还可以设置上温度计接口8。
36.可以理解，换热管束19包括多个换热管，对多个换热管之间的排列方式不作严格限制；如图2所示，多个换热管之间的排列方式可以为正三角形。通过上述方式对换热管束19进行优化，进一步提高了加热装置的传热系数。
37.本实施例的加热装置还可以包括其它辅助部件，例如设置在壳体18上的夹套17、支耳22、铭牌24等，其均以常规方式设置即可。
38.本实施例的加热装置通过在蒸汽室23的上下两端设置上物料水室6和下物料水室5，同时在蒸汽室23的内部设置与上物料水室6和下物料水室5连通的换热管束19，从而能够充分利用蒸汽热量预热物料水，不但保证了工艺运行稳定，而且有效节约了热量消耗；同时，通过对蒸汽进口15的位置、折流板之间的间距、不凝气出口的数量和位置、换热管束19的排列方式、冷凝水出口16的位置等进行合理排布，大大提高了加热装置的传热系数。
39.与传统蒸发处理高盐高有机物废水的加热装置相比，本实施例的加热装置在同品质蒸汽条件下加热等量物料水所需的蒸汽用量少，具有传热效率高、换热面积小、设备投资省等优势。
40.实施例2
41.本实施例采用实施例1的加热装置对高盐高有机物废水进行蒸发处理；其中，相邻折流板21之间的距离为600mm，设置在蒸汽室23最底部的折流板25与下不凝气出口13之间的距离为60mm；上不凝气出口14与上管板12之间的距离为10mm，下不凝气出口13与下管板11之间的距离为300mm；冷凝水出口16与下管板11之间的距离为3mm。
42.高盐高有机物废水的质量指标为：ph＝6-8，cod＝150mg/l，氨氮＝25mg/l，总硬度(以caco3)＝10mg/l，总碱度(以caco3)＝300mg/l，氯离子＝27500mg/l，电导率＝113500μs/cm。
43.蒸发工艺步骤如下：实施例1中加热装置的换热面积50m2，0.3mpag的饱和蒸汽从蒸汽进口15连续输入，60℃的高盐高有机物废水以100m3/h的流速从物料水进口1连续输入，每间隔10min分别记录一次下温度计7和上温度计8的读数，持续时间为2h。
44.经蒸发后，下温度计7记录的平均温度为60℃，上温度计8记录的平均温度为61.9℃。
45.对照例1
46.本对照例采用常规的加热装置作为对照，其具体结构为：一种常规固定管板式换热器，包括管箱，管口，折流板，上管板，下管板，以及设置在上管板和下管板上的若干个安装孔，上管板和下管板之间固定设置有若干列管。
47.采用上述常规加热装置，换热面积50m2，对实施例2的高盐高有机物废水进行蒸发，通过该常规蒸发装置的水质水量水温、蒸汽条件及观测时间等条件均和实施例2完全相
同，经蒸发后，物料进水温度计记录的平均温度为60℃，物料出水温度计记录的平均温度为61.5℃。
48.可见，实施例1的加热装置对高盐高有机物废水进行蒸发处理的传热效率比常规的加热装置提高了26.7％左右。
49.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。