一种冷冻浓缩处理镁法脱硫废水的系统的制作方法

本实用新型涉及一种废水处理系统，尤其涉及一种采用冷冻浓缩的方法处理镁法脱硫废水的系统，属于废水处理技术领域。

背景技术：

脱硫废水主要是指锅炉烟气湿法脱硫过程中吸收塔的排放水，湿法脱硫包括以石灰石、生石灰为基础的钙法脱硫和以氧化镁为基础的镁法脱硫，相对于钙法脱硫，镁法脱硫具有许多优点：镁基脱硫剂的脱硫反应活性高、用量仅为石灰石的40％、循环浆液泵能耗低、塔体尺寸减小，不仅脱硫效率高，还降低了设备投资及运行费用，并可避免脱硫系统中发生结垢、堵塞等问题。

脱硫废水具有如下水质特点：ph值为4-6.5，呈弱酸性，包含大量悬浮物、过饱和亚硫酸盐、硫酸盐和重金属；悬浮物含量高(石膏、二氧化硅、铝和铁的氢氧化物)，一般在6000-15000mg/l之间；含盐量高；含有大量钙、镁阳离子和氯离子、硫酸根等阴离子，溶解性固体总量(tds)在25000-60000mg/l之间，其中氯离子含量一般在5000-20000mg/l之间，既易结垢，又具强腐蚀性。

在目前的废水浓缩技术中应用较多的是热分离法，热分离法包括蒸发和冷冻两种方法，实际镁法脱硫废水中浓缩应用主要是蒸发法。

蒸发法的缺点主要有：(1)蒸发法能耗高。冰的熔解热是80千卡/千克，水的汽化热为539千卡/千克。同时，在常温状态下，脱硫废水温度更加接近冰点温度，水汽化热所需热量是冷冻制冰的7倍左右。因此，采用冷冻法浓缩镁法脱硫废水更加节能。(2)蒸发法可靠性低。(3)蒸发工艺复杂，且存在腐蚀、结垢问题，需要定期更换、维护设备。(4)蒸发法设备复杂，操作难度高。(5)加入化学药剂造成二级污染，增加了处理过程和成本。

冷冻法是利用水分子在结晶过程中会排斥杂质的原理，获得较为纯净的冰和目标溶液；而现有的冷冻浓缩处理废水的方法虽然克服了部分蒸发法所存在的缺陷，但由于其为连续生产运行，产生的冰晶体积小，因而分离冰晶与溶液的难度高，且设备复杂，投资费用高。

技术实现要素：

本实用新型针对蒸发法和冷冻浓缩法处理镁法脱硫废水所存在的不足，提供一种新型的冷冻浓缩处理镁法脱硫废水的系统。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种冷冻浓缩处理镁法脱硫废水的系统，包括若干个冷冻浓缩器、冷冻机、废水储罐、冷冻液循环泵、第一废水循环泵、第二废水循环泵及连接管路；

所述若干个冷冻浓缩器的一个侧面均设有冷冻液进口，另一个侧面设有冷冻液出口，所述冷冻机内的冷冻液在冷冻液循环泵的作用下通过若干并联的管路进入冷冻液进口，后从冷冻液出口经若干并联的管路返回冷冻机；

所述若干个冷冻浓缩器的顶部均设有废水进口，底部均设有废水出口，所述废水储罐内的废水在第一废水循环泵的作用下通过若干并联的管路进入冷冻浓缩器顶部的废水进口，在冷冻浓缩器内冷冻浓缩后的废水，从废水出口经若干并联的管路返回废水储槽，所述废水储槽的一侧连接有第二废水循环泵；

所述若干个冷冻浓缩器的顶部均设有热空气进口，所述热空气进口与冷冻机的热空气出口相连通。

本实用新型的有益效果是：

(1)本系统通过多个冷冻浓缩结晶器的并联使用，提高了序批式运行的水平及生产效率，本系统能够产生整块的冰晶，制冰效率大为提升，废水溶液和结晶冰层分离极为简单，从根本上改善了现有冷冻法因冰晶分离困难导致较少使用的问题，有利于冷冻法浓缩技术的推广；

(2)和蒸发法及现有冷冻法相比：专利方法设备及系统结构简单，节省了大量的设备投资及运行费用，其日常运行操作简单，维护量少；同时，减少了设备大量的设备使用空间、安装工期及施工费用；

(3)和蒸发法相比，本系统不需要加入化学药剂，无害化处理效果好，减少了处理过程和成本，并且由于反应温度低，不存在腐蚀、结垢问题；

(4)本系统简单、运行可靠，结构先进、合理；在大幅度提升废水浓缩效率的同时，可为用户减少投资费用、节省运行成本、节约现场空间及缩短安装工期等，具有广泛的适用性及经济合理性。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述废水储槽内安装有密度计。

采用上述进一步技术方案的有益效果是，通过密度计可方便的获得浓缩废水的浓度信息，进而掌控废水处理的进度。

进一步，所述系统包含3个冷冻浓缩器。

采用上述进一步技术方案的有益效果是，3个冷冻浓缩器的并联使用即可满足大部分情况下的废水处理需求，既经济又实用。

附图说明

图1为本实用新型系统的整体结构示意图；

图1中，1、冷冻浓缩器；2、冷冻机；3、废水储罐；4、冷冻液循环泵；5、第一废水循环泵；6、第二废水循环泵；7、冷冻液进口；8、冷冻液出口；9、废水进口；10、废水出口；11、热空气进口；12、密度计。

具体实施方式

以下结合实例对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种冷冻浓缩处理镁法脱硫废水的系统，包括3个冷冻浓缩器1、冷冻机2、废水储罐3、冷冻液循环泵4、第一废水循环泵5、第二废水循环泵6及连接管路；

3个冷冻浓缩器的一个侧面上均设有冷冻液进口7，另一个侧面设有冷冻液出口8，冷冻机内的冷冻液在冷冻液循环泵的作用下通过3条并联的管路进入冷冻液进口，后从冷冻液出口经3条并联的管路返回冷冻机；

3个冷冻浓缩器的顶部均设有废水进口9，底部均设有废水出口10，废水储罐内的废水在第一废水循环泵的作用下通过3条并联的管路进入冷冻浓缩器顶部的废水进口，在冷冻浓缩器内冷冻浓缩后的废水，从废水出口经3条并联的管路返回废水储槽，废水储槽的一侧连接有第二废水循环泵，废水储槽内还安装有密度计12；

3个冷冻浓缩器的顶部均设有热空气进口11，热空气进口与冷冻机的热空气出口相连通。

本实用新型系统的工作过程如下：

废水储槽内的废水在第一废水循环泵的作用下分别进入并联的冷冻浓缩器，在冷冻浓缩器内经冷冻浓缩制冰过程产生结晶冰层及浓缩的含盐废水，浓缩的含盐废水排出冷冻浓缩器后返回至废水储槽内进行下一次循环，依次循环进行，直至通过密度计测量得到需要浓度的含盐废水溶液后通过第二废水循环泵排出，冷冻机产生的热气送入冷冻浓缩器后帮助实现冰层与冷冻浓缩器的分离，分离后的纯净冰层用于回收利用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种冷冻浓缩处理镁法脱硫废水的系统，其特征在于，包括若干个冷冻浓缩器、冷冻机、废水储罐、冷冻液循环泵、第一废水循环泵、第二废水循环泵及连接管路；

所述若干个冷冻浓缩器的一个侧面均设有冷冻液进口，另一个侧面设有冷冻液出口，所述冷冻机内的冷冻液在冷冻液循环泵的作用下通过若干并联的管路进入冷冻液进口，后从冷冻液出口经若干并联的管路返回冷冻机；

所述若干个冷冻浓缩器的顶部均设有废水进口，底部均设有废水出口，所述废水储罐内的废水在第一废水循环泵的作用下通过若干并联的管路进入冷冻浓缩器顶部的废水进口，在冷冻浓缩器内冷冻浓缩后的废水，从废水出口经若干并联的管路返回废水储槽，所述废水储槽的一侧连接有第二废水循环泵；

所述若干个冷冻浓缩器的顶部均设有热空气进口，所述热空气进口与冷冻机的热空气出口相连通。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述废水储槽内安装有密度计。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述系统包含3个冷冻浓缩器。

技术总结
本实用新型涉及一种冷冻浓缩处理镁法脱硫废水的系统，包括若干个冷冻浓缩器、冷冻机、废水储罐、冷冻液循环泵、第一废水循环泵、第二废水循环泵及连接管路；本系统通过多个冷冻浓缩结晶器的并联使用，提高了序批式运行的水平及生产效率，本系统能够产生整块的冰晶，制冰效率大为提升，废水溶液和结晶冰层分离极为简单，从根本上改善了现有冷冻法因冰晶分离困难导致较少使用的问题，有利于冷冻法浓缩技术的推广。

技术研发人员：张景文;杨海涛
受保护的技术使用者：青岛艳阳天环保科技有限公司
技术研发日：2019.08.15
技术公布日：2020.05.22