一种用于处理髙盐废水的枕型板式冷冻结晶装置的制作方法

本发明涉及工业废水的处理设备领域，尤其涉及一种复合型的用于处理髙盐废水的枕型板式冷冻结晶装置，主要用于处理化工行业中产生的髙盐废水。

背景技术：

随着人们环保意识的不断提高，我国政府也意识到这将会是制约我国经济发展的因素，在众多的环境污染中，工业废水的污染是首屈一指的，所以目前，国内一些企业和地方政府提出废水“零排放”方案，其主要方法是将高盐废水通过结晶或蒸发结晶的形式转化为固态盐。但从已建的煤化工示范项目来看，高含盐废水是工业废水中极难处理的废水之一，具有含盐量高、含盐成分复杂、易产生结垢、腐蚀现象、有机物浓度高且难以降解等特点，如何将其处理并达到“近零排放”的低能耗、高处理效率要求，并在处理废水的过程得到副产品，提高经济效益，成为国内环保领域的一大难题。

因此本发明专利发明人，针对髙盐废水难处理的问题，旨在发明一种用于处理髙盐废水的枕型板式冷冻结晶装置。

技术实现要素：

为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种用于处理髙盐废水的枕型板式冷冻结晶装置。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种用于处理髙盐废水的枕型板式冷冻结晶装置，包括结晶罐、结晶蒸发器和循环组件，所述结晶罐和结晶蒸发器通过循环组件连接，且在所述循环组件的作用下，所述结晶罐和结晶蒸发器中的髙盐废水能循环流动，还包括制冷组件，所述制冷组件的换热板设置在所述结晶蒸发器内，且所述换热板为中空结构，且所述制冷组件能将制冷剂输送至所述换热板内并循环流动，在所述结晶罐和结晶蒸发器的底部均设置有结晶物排出口。

优选地，所述制冷组件还包括压缩机、冷凝器和膨胀阀，且三者依次连接，同时在所述压缩机和膨胀阀之间接入所述换热板，且所述制冷组件中的制冷剂能在换热板内的空腔内进行蒸发，并在所述冷凝器的作用下发生冷凝。形成一个完整的制冷循环，保证在结晶蒸发器中的高浓度的废水能发生结晶，且结晶的速度加快和晶体的大量产出。

优选地，所述换热板为枕型板式换热板，并通过两张不锈钢板片叠加在一起，通过激光穿透焊接在一起，然后在板片之间通过高压流体进行膨胀形成内部通道。此内部通道即为空腔，此种方法承压能力高，可靠性强。

优选地，所述循环组件包括循环泵和循环管，所述循环管设置两组，且均连接所述结晶罐和结晶蒸发器，且所述循环泵设置在其中一个循环管上，并能带动髙盐废水进行流动。保证可以保证结晶过程的连续性进行，提高工业化的程度。

优选地，所述结晶罐设置有稀溶液排出口和原料溶液输送口，所述稀溶液排出口位于结晶罐的上部，且高于所述循环管的位置，所述原料溶液输送口的位置低于结晶罐上与循环管的连接位置，且所述结晶罐上与两个循环管的连接位置一高一低，较低位置的为设置所述循环泵的循环管，且设置所述循环泵的循环管与结晶蒸发器的连接位置也同样低于未设置所述循环泵的循环管与结晶蒸发器的连接的位置。保证高浓度的原料溶液从下往上逐步充满结晶罐，同样也能保证髙盐废水在结晶蒸发器中从下往上充满结晶蒸发器，使冷却组件的冷却效果更佳，稀溶液排出口是为了排除结晶之后的低浓度的盐溶液的，防止降低高浓度的原料溶液的浓度。

优选地，所述结晶罐上还设置有搅拌组件，所述搅拌组件包括搅拌电机和搅拌器，所述搅拌器处于所述结晶罐的中心轴线。搅拌是为了更快的使晶体析出，并不断长大，直至达到一定重量后从底部的结晶物排出口排出。

优选地，所述结晶蒸发器的外层设置有保温层，且所述结晶蒸发器的底部设置为V型结构。保温层的设计，能保证在经过制冷组件的冷却之后，结晶蒸发器内的溶液不会或尽量少的与外界进行热量的传导，保证了结晶蒸发器内部的液体的冷却；V型结构的设计，可以实现在结晶蒸发器中被析出的晶体在重力作用下滑落至底部的结晶物排出口。

优选地，所述结晶蒸发器的V型结构的底部设置有螺旋输送组件，所述螺旋输送装置包括螺旋杆和减速电机，所述减速电机设置在结晶蒸发器外侧，且所述减速电机的输出轴连接所述螺旋杆，且所述螺旋杆设置在V型结构的底部，同时在所述减速电机的作用下能将底部晶体输送至结晶物排出口。保证底部结晶物及时的排出。

优选地，所述结晶蒸发器内还设置有气流吹扫组件，所述气流吹扫组件包括进气管，所述进气管设置在换热板的底部，且所述进气管的侧壁上设置有多个出气口。由于结晶蒸发器内发生制冷剂的气化，气化会吸热，在换热板表面的废水会最先冷却，也不可避免的在表面发生结晶，这部分的结晶量也是比较多的，所以通过设置出气口，从进气管吹气，在出气口位置形成乱流，进而将这部分的晶体吹落。

优选地，所述制冷组件还包括四通阀，所述四通阀的四个接口分别连接所述压缩机的两端、冷凝器的一端和换热板的一端，且能通过控制所述四通阀控制换热板内的制冷剂的流向，同时所述膨胀阀设置两个，且互相串联，且两个所述膨胀阀的两侧分别串联电磁阀，两个互相临近的所述电磁阀和膨胀阀的两侧分别并联单向阀，所述单向阀的导通方向与其并联的电磁阀至膨胀阀的方向一致。通过对制冷组件的升级改进，可以达到不仅制冷还可以制热的效果，但是制热的意义主要是当换热板上晶体过厚时，已有的防堵塞结构和装置不能有效避免堵塞的时，加热使晶体脱落，避免了人工拆开设备进行维修的麻烦。

所述制冷组件还包括压缩机、冷凝器和膨胀阀，且三者依次连接，同时在所述压缩机和膨胀阀之间接入所述换热板，且所述制冷组件中的制冷剂能在换热板内的空腔内进行蒸发，并在所述冷凝器的作用下发生冷凝。形成一个完整的制冷循环，保证在结晶蒸发器中的高浓度的废水能发生结晶，且结晶的速度加快和晶体的大量产出。

本发明一种用于处理髙盐废水的枕型板式冷冻结晶装置的有益效果是，通过冷却的循环的双位置结晶的设计，大大提高了髙盐废水的结晶程度，实现了对废水的高效处理，甚至可以达到髙盐废水的近零排放，对保护水资源是一种极佳的方法。

附图说明

图1为用于处理髙盐废水的枕型板式冷冻结晶装置的结构示意图。

图2为制冷组件的大体的连接位置示意图。

图3为结晶蒸发器的侧视图。

图4为换热板的部分结构示意图。

图5为制冷组件的完整的连接结构示意图。

图6为四通阀的结构示意图。

图中：

1-结晶罐；2-结晶蒸发器；3-循环组件；4-制冷组件；5-结晶物排出口；6-搅拌组件；7-螺旋输送组件；8-气流吹扫组件；

11-原料溶液输送口；12-稀溶液排出口；

21-保温层；

31-循环泵；32-循环管；

41-换热板；42-压缩机；43-冷凝器；44-膨胀阀；45-四通阀；46-电磁阀；47-单向阀；

61-搅拌电机；62-搅拌器；

71-螺旋杆；72-减速电机；

81-进气管；82-出气口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

一般工艺废水的处理是先经过纳滤膜，通过纳滤膜对二价盐的选择性截留特性，实现一价盐(氯化钠)和二价盐(硫酸钠)在液相中的分离，氯化钠主要进入纳滤透过液，硫酸钠则在纳滤浓水中被浓缩，此时得到的高浓度硫酸钠的废水会通入结晶罐1中，进行结晶处理。

参见附图1-6所示，本实施例中的一种用于处理髙盐废水的枕型板式冷冻结晶装置，包括结晶罐1、结晶蒸发器2和循环组件3，结晶罐1和结晶蒸发器2通过循环组件3连接，且在循环组件3的作用下，结晶罐1和结晶蒸发器2中的髙盐废水能循环流动，还包括制冷组件4，制冷组件4的换热板41设置在结晶蒸发器2内，且换热板41为中空结构，且制冷组件4能将制冷剂输送至换热板41内并循环流动，在结晶罐1和结晶蒸发器2的底部均设置有结晶物排出口5。

制冷组件4还包括压缩机42、冷凝器43和膨胀阀44，且三者依次连接，同时在压缩机42和膨胀阀44之间接入换热板41，且制冷组件4中的制冷剂能在换热板41内的空腔内进行蒸发，并在冷凝器43的作用下发生冷凝。形成一个完整的制冷循环，保证在结晶蒸发器2中的高浓度的废水能发生结晶，且结晶的速度加快和晶体的大量产出。换热板41为枕型板式换热板41，并通过两张不锈钢板片叠加在一起，通过激光穿透焊接在一起，然后在板片之间通过高压流体进行膨胀形成内部通道。此内部通道即为空腔，此种方法承压能力高，可靠性强。

循环组件3包括循环泵31和循环管32，循环管32设置两组，且均连接结晶罐1和结晶蒸发器2，且循环泵31设置在其中一个循环管32上，并能带动髙盐废水进行流动。保证可以保证结晶过程的连续性进行，提高工业化的程度。

结晶罐1设置有稀溶液排出口12和原料溶液输送口11，稀溶液排出口12位于结晶罐1的上部，且高于循环管32的位置，原料溶液输送口11的位置低于结晶罐1上与循环管32的连接位置，且结晶罐1上与两个循环管32的连接位置一高一低，较低位置的为设置循环泵31的循环管32，且设置循环泵31的循环管32与结晶蒸发器2的连接位置也同样低于未设置循环泵31的循环管32与结晶蒸发器2的连接的位置。保证高浓度的原料溶液从下往上逐步充满结晶罐1，同样也能保证髙盐废水在结晶蒸发器2中从下往上充满结晶蒸发器2，使冷却组件的冷却效果更佳，稀溶液排出口12是为了排除结晶之后的低浓度的盐溶液的，防止降低高浓度的原料溶液的浓度。结晶罐1上还设置有搅拌组件6，搅拌组件6包括搅拌电机61和搅拌器62，搅拌器62处于结晶罐1的中心轴线。搅拌是为了更快的使晶体析出，并不断长大，直至达到一定重量后从底部的结晶物排出口5排出。

结晶蒸发器2的外层设置有保温层21，且结晶蒸发器2的底部设置为V型结构。保温层21的设计，能保证在经过制冷组件4的冷却之后，结晶蒸发器2内的溶液不会或尽量少的与外界进行热量的传导，保证了结晶蒸发器2内部的液体的冷却；V型结构的设计，可以实现在结晶蒸发器2中被析出的晶体在重力作用下滑落至底部的结晶物排出口5。结晶蒸发器2的V型结构的底部设置有螺旋输送组件7，螺旋输送装置包括螺旋杆71和减速电机72，减速电机72设置在结晶蒸发器2外侧，且减速电机72的输出轴连接螺旋杆71，并螺旋杆71设置在V型结构的底部，且同时在减速电机72的作用下能将底部晶体输送至结晶物排出口5。保证底部结晶物及时的排出。结晶蒸发器2内还设置有气流吹扫组件8，气流吹扫组件8包括进气管81，进气管81设置在换热板41的底部，且进气管81的侧壁上设置有多个出气口82。由于结晶蒸发器2内发生制冷剂的气化，气化会吸热，在换热板41表面的废水会最先冷却，也不可避免的在表面发生结晶，这部分的结晶量也是比较多的，所以通过设置出气口82，从进气管81吹气，在出气口82位置形成乱流，进而将这部分的晶体吹落。

制冷组件4还包括四通阀45，四通阀45的四个接口分别连接压缩机42的两端、冷凝器43的一端和换热板41的一端，且能通过控制四通阀45控制换热板41内的制冷剂的流向，同时膨胀阀44设置两个，且互相串联，且两个膨胀阀44的两侧分别串联电磁阀46，两个互相临近的电磁阀46和膨胀阀44的两侧分别并联单向阀47，单向阀47的导通方向与其并联的电磁阀46至膨胀阀44的方向一致。通过对制冷组件4的升级改进，可以达到不仅制冷还可以制热的效果，但是制热的意义主要是当换热板41上晶体过厚时，已有的防堵塞结构和装置不能有效避免堵塞的时，加热使晶体脱落，避免了人工拆开设备进行维修的麻烦。特别地，压缩机42的其中一端连接四通阀45的主通路，三条支路分别从上至下连接冷凝器43、压缩机42的另一端和换热板41，通过控制四通阀45内部的阀片能实现从冷却和加热的替换，其中制冷时，电磁阀46和膨胀阀44中制冷剂的流向为从左往右，且最右侧的电磁阀46关闭，从右侧的单向阀47流入换热板41，再从换热板41流经四通阀45，从四通阀45连接的压缩机42的一侧流入；加热时，四通阀45的导通方向改变，换热板41中的热流体从右侧的电磁阀46、膨胀阀44和左侧的单向阀47流出，此时左侧的电磁阀46关闭，流出至冷凝器43至四通阀45至压缩机42，完成对换热板41的加热，当然加热并不是制冷组件4的主要工作，主要的还是对髙盐废水的冷却结晶，加热是为了防止过多的晶体在换热板41表面沉积时，对换热板41的一个辅助性维护，和气流吹扫组件8的意义一致。

通过冷却的循环的双位置结晶的设计，大大提高了髙盐废水的结晶程度，实现了对废水的高效处理，甚至可以达到髙盐废水的近零排放，对保护水资源是一种极佳的方法。

基本原理的阐释：被浓缩后的硫酸钠原料溶液进入结晶罐1中，通过搅拌器62搅拌混匀，通过循环泵31输送至结晶蒸发器2内，对于整个制冷组件4来说，结晶蒸发器2相当于一个蒸发器，结晶蒸发器2内部的枕型板式换热板41内的制冷剂吸收硫酸钠溶液的热量蒸发气化，冷冻降温后的溶液经结晶蒸发器2出口进入结晶罐1，在结晶罐1内通过不断的搅拌，部分硫酸钠溶液达到饱和状态后开始析出十水硫酸钠晶体，形成晶核，由于搅拌的作用，周围达到饱和状态的硫酸钠溶液不断在晶体上析出，使晶体不断长大，长大后的晶体由于重力的作用不断的沉降在结晶罐1底部，导致结晶罐1底部集满十水硫酸钠晶体，并通过布置在罐体底部的结晶物排出口5排出。同时结晶出的硫酸钠溶液浓度降低，比重减小，悬浮于结晶罐1上部，比重大的溶液沉入底部，位于罐体上部的稀溶液经布置于罐体上部的稀溶液排出口12排出。与此同时，部分达到饱和状态的硫酸钠溶液会在结晶蒸发器2内部开始结晶，并不断的长大，部分晶体由于重力的作用沉降在设备底部，部分粘附在换热板41上的晶体可通过布置在换热板41底部的气流吹扫组件8吹落回设备底部，最终通过布置在结晶蒸发器2底部的螺旋输送组件7排出。

以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。