一种利用太阳能的废水蒸发系统技术方案

本发明专利技术公开一种利用太阳能的废水蒸发系统，其使用的能源主要是太阳能，由太阳能集热器产生的热水预热废水，利用气体的载湿能力，在蒸发室中与预热废水接触后携带水蒸汽，利用太阳能驱动的溴化锂制冷机产生的冷却水在表冷器中将载湿气体冷凝，除湿后的气体再进入蒸发室去循环载湿。本发明专利技术不需要消耗蒸汽，节能显著，并可实现低温蒸发，可广泛的应用于石油化工、食品、轻工、制药、污水处理、海水淡化等行业。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种利用太阳能的废水蒸发系统，其使用的能源主要是太阳能，由太阳能集热器产生的热水预热废水，利用气体的载湿能力，在蒸发室中与预热废水接触后携带水蒸汽，利用太阳能驱动的溴化锂制冷机产生的冷却水在表冷器中将载湿气体冷凝，除湿后的气体再进入蒸发室去循环载湿。本专利技术不需要消耗蒸汽，节能显著，并可实现低温蒸发，可广泛的应用于石油化工、食品、轻工、制药、污水处理、海水淡化等行业。【专利说明】一种利用太阳能的废水蒸发系统
本专利技术涉及一种利用太阳能的废水蒸发系统，可广泛的应用于石油化工、食品、轻 工、制药、污水处理、海水淡化等行业。
技术介绍
随着工业的发展和水资源的紧缺，一些工业行业所产生的废水污染浓度越来越 高，成分越来越复杂，排放量越来越大，这些废水中除了含有有机污染物外，还含有大量的 无机盐，如Cl_，S0 42_，Na+，Ca2+等离子。这些高盐、高有机物废水，若未经处理直接排放，势 必会对水体生物、生活饮用水和工农业生产用水产生极大的危害。 蒸发法是常用的高含盐废水的处理方法，其工艺简单，但由于蒸发过程中需要消 耗大量的蒸汽，是一个高能耗过程，因此开发高效节能的蒸发脱盐工艺及装置，降低能源消 耗，或使用清洁能源，保护环境，探索行之有效的高盐度有机废水处理技术已经成为目前废 水处理的热点之一。 当前主要采用废水蒸发工艺主要有多效蒸发技术和机械蒸汽再压缩技术。多效蒸 发技术是利用前效蒸发产生的二次蒸汽，作为后效蒸发器的热源，达到节约蒸汽使用量的 目的，但其设备占地面积大，投资成本高。机械蒸汽再压缩技术工作原理是：利用蒸汽压缩 机（风机）对蒸发器中产生的二次蒸汽进行压缩，二次蒸汽温度、压力提高，热焓增加，可再 进入蒸发器系统内作为蒸发热源，这样可以多次重复利用所产生的二次蒸汽的热量，源源 不断进行循环蒸发，机械蒸汽再压缩技术仅消耗电能，大大节约的蒸汽使用量，但对其核心 装备机械蒸汽压缩机的性能要求较高，初期投资也较大。
技术实现思路
针对现有技术中采用的废水蒸发工艺存在的不足，本专利技术利用太阳能作为蒸发系 统的能源，并带有蓄热装置，保证系统能够连续运行。利用气体的载湿能力来吸收废水中的 水分，经多次循环吸收，吸收效率更高，无二次污染排放，更加环保。采用将湿空气抽入表冷 器中冷凝的方式，从而大大缩减了设备的体积。除此之外，装置结构简单，操作方便，能大大 节约投资和使用成本。而且本专利技术可以实现70°C以下的低温蒸发，适用于热敏性物质的蒸 发，在医药、食品、海水淡化、精细化工等多个行业均可得到应用。 本专利技术的目的是通过以下工作流程实现的，包括1)废液注入过滤式废水储罐除 去固体后，由进料泵送入预热器中加热至40°C-70°C。2)加热后的废水进入超重力旋转蒸 发室中。3)常温气体由管道风机吹入超重力旋转蒸发室中，与废液错流换热，并吸收部分水 分，水蒸汽无污染。4)吸收水分后的载湿气体经由管道风机抽入表冷器中进行冷凝。5)表 冷器中载湿气体与太阳能溴化锂制冷系统中的冷却水进行换热冷却，水蒸汽凝结成纯水流 入冷凝水储罐。6)在超重力旋转蒸发室中，随着水蒸汽蒸发废液浓度增加，达到排出浓度的 高浓度浓缩液排出蒸发室去进行固液分离，未达到排出浓度的废液，由溶液循环泵再次送 入超重力旋转蒸发室中进行循环处理。 本专利技术利用气体所具有的载湿能力将废水中的纯水提出。 所述的气体选用空气，当涉及药品、食品等工业时可选用氮气。 本专利技术的利用太阳能的废水蒸发系统，它由过滤式废水储罐、进料泵、预热器、超 重力旋转蒸发室、管道风机、表冷器、冷凝水储罐和太阳能溴化锂制冷系统等组成，太阳能 集热器产生90°C左右的热水（a)用来驱动太阳能溴化锂制冷机制冷，（b)进入预热器作为 处理废水的加热介质，（c)用来在相变蓄热器中进行储能；本专利技术利用气体的载湿能力，在 蒸发室中与预热废水接触后携带水蒸汽，实现40°C - 70°C的低温蒸发，载湿后的湿空气进 入所述表冷器中冷凝将纯水提出，除湿后的气体再进入所述蒸发室去循环载湿。本专利技术蒸 发室中利用超重力旋转床使废液与循环气体错流接触，进一步强化气体的吸湿过程。 所述预热器中用于加热废水的热量由经所述太阳能集热器加热的热水提供；在所 述表冷器中冷凝载湿气体的热量由经所述溴化锂制冷机的冷却水提供。 所述超重力旋转蒸发室包括第二进口管、第二出口管、第三出口管、第四出口管、 第五出口管、第三进口管； 所述第二进口管设于所述超重力旋转蒸发室的左侧下方与所述三通阀相连，用于 所述废液地流入；所述第二出口管与所述第三出口管设于所述超重力旋转蒸发室上端与所 述管道风机相连用于载湿空气的抽出；所述第四出口管设于所述超重力旋转蒸发室的下端 左侧与所述溶液循环泵相连用于循环废液的流出；所述第五出口设于所述超重力旋转蒸发 室下端右侧与所述固液分离器相连，用于排出高浓度浓缩废液；所述第三进口管设于所述 超重力旋转蒸发室右侧下方与所述管道风机相连用于循环气体地流入。 所述的超重力旋转蒸发室将除沫、蒸发、浓缩三个过程合成在同一容器内；利用超 重力旋转床进行气体吸湿过程的强化从而进行的低温常压下的蒸发。 所述超重力旋转蒸发室填料为平直丝网，当丝网堵塞时，打开所述超重力旋转蒸 发室上端法兰盖后予以清理更换。 所述预热器的主要材料是金属钛和双相不锈钢。 所述超重力旋转蒸发室表面材料主要是玻璃钢。 所述表冷器包括第四进口管、第六出口管、第七出口、第五进口管和第八出口管； 所述第四进口管设于所述表冷器顶端与所述管道风机相连用于载湿气体流入所 述表冷器中；所述第六出口管设于所述表冷器底端与所述管道风机相连用于常温气体地流 出；所述第七出口设于所述表冷器下端右侧用于水蒸汽冷凝后的纯水地流出；所述第五进 口管设于所述表冷器右侧下方与所述溴化锂制冷机相连用于冷却水地流入；所述第八出口 管设于所述表冷器左侧上方与所述冷却水循环泵相连用于换热后的冷却水地流出。 所述表冷器为翅片板式换热器；材料主要采用不锈钢。 所述太阳能溴化锂制冷系统包括溴化锂制冷机、热水箱、热水循环泵、太阳能集热 器、蓄热器和冷却水循环泵； 所述溴化锂制冷机包括第六进口、第九出口、第七进口和第十出口； 所述第六进口设于所述溴化锂制冷机顶端与所述太阳能集热器的第十二出口相 连用于经所述太阳能集热器加热后的热水流入驱动所述溴化锂制冷机制冷；所述第九出口 设于所述溴化锂制冷机底端与所述热水箱的第八进口相连用于热水地流出；所述第七进口 设于所述溴化锂制冷机右侧下方与所述冷却水循环泵相连用于冷却水地流入；所述第十出 口设于所述溴化锂制冷机右侧中部与所述表冷器的第五进口相连用于冷却水地流出。 所述热水箱与所述溴化锂制冷机的第九出口相连用于热水地流入，与所述预热器 相连用于与废水换热后的热水地流入，与所述热水循环泵相连用于热水地流出。 所述冷却水循环泵与所述溴化锂制冷机相连用于将冷却水打入所述溴化锂制冷 机中。 所述太阳能集热器在太阳光照足够正常工作时，进口阀和出口阀打开，经所述太 阳能集热器加热的热水（a)进入所述溴化锂制冷机驱动制冷，（b)进入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用太阳能的废水蒸发系统，包括太阳能集热器，其特征在于：它由过滤式废水储罐(1)、进料泵(2)、预热器(3)、蒸发室(4)、管道风机(5、7)、表冷器(6)、冷凝水储罐(8)和太阳能溴化锂制冷系统(9)组成，所述太阳能集热器产生90℃左右的热水用来驱动所述太阳能溴化锂制冷系统(9)制冷，热水进入所述预热器(3)作为处理废水的加热介质，用来在相变蓄热器中进行储能；载湿气体在所述蒸发室(4)中与预热废水接触后携带水蒸汽，实现40℃－70℃的低温蒸发，载湿后的湿空气进入所述表冷器(6)中冷凝将纯水提出，除湿后的气体再进入所述蒸发室(6)去循环载湿。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李洋，凌祥，周瑞文，涂善东，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32