一种小型废水浓缩系统技术方案

本发明专利技术公开了一种小型废水浓缩系统，以空气源热泵系统作为热源，用被加热的循环物料来加热涡轮起泡器产生的雾状空气泡，空气泡逐渐升温破碎变大，由于70℃的空气饱和水分含量是20℃时的10倍以上，因此浓缩过程中其对应的相对湿度变低，物料中水分子逸出进入空气泡，其对应蒸汽分压力变大，并继续上升至分离段分离出机械携带的液态料液，以饱和湿蒸汽的形式带出水分，达到蒸发浓缩的目的。因此，本发明专利技术系统所形成的浓缩装置体积小、投资低，运输方便、操作简单、便捷，非常适合中小型企业的废水处理。

A small wastewater concentration system

The invention discloses a small waste water concentration system, which uses the air source heat pump system as the heat source to heat the foggy air bubbles produced by the turbine bubbler with the heated circulating materials. The air bubbles gradually heat up and break up, and become larger. Because the saturated moisture content of the air at 70 \u2103 is more than 10 times of that at 20 \u2103, the relative humidity corresponding to it becomes lower during the concentration process, and the water molecules in the materials escape After entering the air bubble, the corresponding partial pressure of steam will increase, and continue to rise to the separation section to separate the liquid material liquid carried by the machine, and bring out water in the form of saturated wet steam, so as to achieve the purpose of evaporation and concentration. Therefore, the concentration device formed by the system of the invention has the advantages of small volume, low investment, convenient transportation, simple operation and convenience, and is very suitable for the wastewater treatment of small and medium-sized enterprises.

【技术实现步骤摘要】
一种小型废水浓缩系统
本专利技术涉及一种浓缩系统，特别涉及一种低温空气热蒸发浓缩系统。
技术介绍
我国工业废水处理市场规模很大，废水的处理方案和工艺方法得到广泛关注。目前，废水处理主要有热法和膜法两种，其中热法又包括MEE、MVC、TVR、MVR等蒸发浓缩技术，以上技术形成的装置处理量大，投资成本高，且工艺流程复杂，操作难度高，一般适用于大型企业，而我国存在一大批中小型企业产生的废水量较小，需要对小型、模块化蒸发浓缩系统加强研究。专利技术专利内容本专利技术的目的在于提供一种小型废水浓缩系统，解决了中小型企业对废水处理技术及装置的强烈需求，具备体积小、投资低，运输方便、操作简单、便捷等优点。为实现以上目的，本专利技术提出了以下的技术方案：本专利技术一种小型废水浓缩系统，是以空气源热泵系统作为热源，用被加热的循环物料来加热涡轮起泡器产生的雾状空气泡，空气泡逐渐升温破碎变大，由空气物性可知，70℃的空气饱和水分含量是20℃时的10倍以上，所以说，该过程中其对应的相对湿度变低，物料中水分子逸出进入空气泡，其对应蒸汽分压力变大，并继续上升至分离段分离出机械携带的液态料液，以饱和湿蒸汽的形式带出水分，达到蒸发浓缩的目的。本专利技术相较于现有技术，具备以下有益效果：本专利技术小型废水浓缩系统，解决了中小型企业对废水处理技术及装置的强烈需求，具备体积小、投资低，运输方便、操作简单、便捷等优点。该系统在常压下运行，不属于压力容器范围，也不需要抽真空设备，易操作，安全可靠性好。而且，只有压缩机和涡轮起泡器消耗能源，运行成本低。涡轮起泡器使空气与物料混合均匀，比表面积大，蒸发效果好。热循环系统，回收湿空气的显热和潜热，能源利用效率高。附图说明图1是本专利技术小型废水浓缩系统的结构示意图。图2是本专利技术中蒸发分离器的结构示意图。附图标记：1、涡轮起泡器，2、压力显示器，3、温度显示器，4、蒸发分离器，5、回热器，6、蒸发器，7、气液分离器，8、压缩机，9、冷凝器，10、减压阀；41、蒸发段，42、折流板，43、分离段，4a、湿空气出口管，4b、循环物料出口管，4c、循环物料进口管，4d、浓料液出口管，4e、折流板管孔。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术的内容做进一步详细说明。一种小型废水浓缩系统，如图1所示，包括涡轮起泡器1、压力显示器2、温度显示器3、蒸发分离器4、回热器5、蒸发器6、气液分离器7、压缩机8、冷凝器9、减压阀10和若干管道及开关等。蒸发器6、气液分离器7、压缩机8、冷凝器9、减压阀10组成热循环回路，为浓缩系统提供热源，其中蒸发器6吸收湿热空气中的显热和潜热，提高系统的能量利用率。涡轮起泡器1包括涡轮水泵和空气管路，其中涡轮水泵的叶轮处设置空气进口，空气从空气进口进入叶轮，经过叶轮旋转生成雾状气泡，气泡分布均匀，体积小，比表面积大，蒸发效果好。蒸发分离器4如图2所示，分为蒸发段41、和分离段43，在蒸发分离器的底部还安装一折流板42，折流板42为下部竖直、上部呈喇叭状的旋转体，折流板伸出液面一定高度，在其喇叭状的上部两侧设置折流板管孔4e；蒸发分离器4两侧分别设置物料循环出口管4b和浓料液出口管4d，物料循环出口管4b与常温物料进口管路连通后，再与冷凝器9连通，冷凝器9的出口端与涡轮起泡器1的入口端连接，从常温物料进口管路进入的常温物料及从物料循环出口管4b进入的循环物料，在冷凝器9内被不断加热。分离段43的顶部设置有湿空气出口管4a，与回热器5的进口端连通。在冷凝器9内被加热后的物料，通过管路进入到涡轮起泡器1，再通过涡轮起泡器1的输送，从循环物料进口管4c进入蒸发段41，大部分被浓缩形成浓料液，从浓料液出口管排出系统外，另一小部分通过折流板管孔4e变向后由循环物料出口管4b排出蒸发分离器，再次进入冷凝器，开始下一个循环过程。涡轮起泡器1在叶轮进口处设置空气进口，空气经过叶轮旋转生成雾状气泡，气泡分布均匀，体积小，比表面积大，蒸发效果好。涡轮起泡器1出口的循环物料通过循环物料进口管4c进入蒸发段41，通过折流板管孔4e变向后空气进入分离段，循环物料由循环物料出口管4b排出蒸发分离器，可以有效防止空气泡被循环物料带入冷凝器9，避免冷凝器9内气泡凝聚和搭桥液的产生，保证冷凝器9的高效换热。回热器5的进口端分别与外界空气进口管、浓缩分离器4的湿空气出口管4a连通，回热器5的出口端分别与涡轮水泵叶轮处的空气进口、蒸发器6的气体进口端通过管道连通。从湿空气出口管4a进入回热器5的高温湿空气与从外界进入的常温空气在回热器内混合，外界进入的常温空气被预热，高温湿空气的显热热量被回收，提高了能源利用效率。被回热器5回收了热量的湿空气和被回热器5预热了的外界空气，很小一部分通过空气管道进入到蒸发器6中，蒸发器6进一步回收这些空气中的部分显热和潜热热量，这些空气中水蒸气冷凝，以冷凝水的形式排出系统，冷却后的空气通过气液分离器进一步减少水份，进入压缩机中，形成高温高压气体，进入冷凝器9中，为冷凝器9中的物料加热，气体温度和压强均减小，再通过减压阀10减压后，再进入到蒸发器6中，形成热循环回路，为循环物料浓缩提供热源。大部分经过回热器5回收了热量的湿空气和被回热器5预热了的外界空气，经涡轮起泡器1的输送，进入蒸发分离器4内，产生的雾状气泡与循环物料均价混合，并在蒸发段41内被循环物料加热，气泡逐渐升温破碎长大，该过程中空气泡的对应的相对湿度变低，物料中水分子逸出进入空气泡，其对应蒸汽分压力变大，最后在分离段分离出机械携带的液态料液，以饱和湿蒸汽的形式带出水分，达到蒸发浓缩的目的，浓缩后的物料从浓料液出口管4d排出。压力显示表2设置在涡轮起泡器出口管路上，压力值为0.3～0.4Mpa。温度显示表3设置在蒸发分离器底部，温度值为70～80℃。工作时，包括以下步骤：a、空气循环：涡轮起泡器1开启，产生负压通过连接的空气管道和回热器5吸入常温外界空气(20℃)，常温外界空气在回热器5中被高温湿空气预热后，通过管路进入涡轮泵叶轮处的开孔，在涡轮起泡器1中与从循环物料出口管及常温物料口管进入的循环物料充分混合，变成雾状空气泡均分布在循环物料内，经循环物料进口管4c进入蒸发分离器4，在蒸发段41内空气泡逐渐升温，气泡破碎长大的同时吸收物料水分子变为高湿热空气逸出液面，在分离段43内依靠重力分离出机械携带的液态料液，以饱和湿空气的形式进入回热器5，回收一部分显热，再进入冷凝器6，回收湿空气部分显热和潜热，最终以冷空气和冷凝水的形式排出系统。b、物料循环：常温物料进口管与蒸发分离器的循环物料出口管4b连通，再与冷凝器9的进口端连通，常温物料与循环物料混合后进入冷凝器9被加热到70-80℃后，通过涡轮起泡器1输送至蒸发分离器4内，一部分以浓料液的形式从浓料液排出管4d排出系统外；另一部分沿折流板42内空间上升，过程中水分子迁移至被加热的空气中，达到蒸发浓缩的目的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小型废水浓缩系统，其特征在于：包括浓缩分离器、涡轮起泡器、及热循环系统；/n所述浓缩分离器包括由下往上设置的蒸发段和分离段，所述蒸发段底部设置循环物料进口管，与所述涡轮起泡器的出口连通；所述蒸发段两侧分别设置循环物料出口管和浓料液出口管，所述分离段顶部设置气体出口管；/n所述涡轮起泡器包括涡轮水泵，所述涡轮水泵叶轮处设置一空气进口；/n所述热循环系统包括依次连接成回路的压缩机、冷凝器、减压阀、蒸发器和气液分离器，还包括回热器，所述回热器的进口端分别与外界空气进口管、所述浓缩分离器的湿空气出口管连通，所述回热器的出口端分别与所述涡轮水泵叶轮处的开孔、所述蒸发器的气体进口端通过管道连通，所述冷凝器的入口端与所述循环物料出口管及常温物料入口管连通，所述冷凝器的出口端与所述涡轮起泡器的入口端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种小型废水浓缩系统，其特征在于：包括浓缩分离器、涡轮起泡器、及热循环系统；
所述浓缩分离器包括由下往上设置的蒸发段和分离段，所述蒸发段底部设置循环物料进口管，与所述涡轮起泡器的出口连通；所述蒸发段两侧分别设置循环物料出口管和浓料液出口管，所述分离段顶部设置气体出口管；
所述涡轮起泡器包括涡轮水泵，所述涡轮水泵叶轮处设置一空气进口；
所述热循环系统包括依次连接成回路的压缩机、冷凝器、减压阀、蒸发器和气液分离器，还包括回热器，所述回热器的进口端分别与外界空气进口管、所述浓缩分离器的湿空气出口管连通，所述回热器的出口端分别与所述涡轮水泵叶轮处的开孔、所述蒸发器的气体进口端通过管道连...

【专利技术属性】
技术研发人员：李帅旗，黄冲，冯自平，何世辉，韩颖，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44