一种高浓废水多级载汽蒸发浓缩工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种高浓废水多级载汽蒸发浓缩工艺，由前端加热、多级蒸发浓缩、废水溶液输送、末端冷却及辅助设备构成。该装置利用空气作为高浓废水蒸发出来的蒸汽载体，运用热能温度梯级利用原理，二次蒸汽加热冷废水溶液，回收热湿气中的潜热，降低蒸发能耗的同时回收高浓废水蒸汽冷凝水。不仅如此，由于冷凝除湿后空气与热废水溶液直接接触蒸发，可以采用非金属材质蒸发器，解决传统蒸发过程结垢、腐蚀问题，从而提高系统运行稳定性和设备使用寿命。本发明专利技术工艺设备简单，运行稳定，维护难度小，有效利用一次热源，能耗低，实现了高浓废水的节能环保处理。

A multi-stage evaporation and concentration process of high concentration wastewater

【技术实现步骤摘要】
一种高浓废水多级载汽蒸发浓缩工艺
本专利技术涉及一种高浓废水多级载汽蒸发浓缩工艺，尤其是涉及一种使用空气作为蒸发水分载体，实现高浓废水常压蒸发浓缩。该技术通过多级蒸发、中间冷凝方式，能够充分利用二次蒸汽潜热，减少一次蒸汽消耗的高浓废水蒸发浓缩处理装置，属于难处理工业废水（高浓度废水）的环保节能浓缩处理的

技术介绍
随着我国工业、制造业的高速发展，工业废水尤其是高浓废水对环境的污染成为目前我国面临的一个急需解决的问题。最近二三十年以来，尽管各类生化处理技术、生物膜处理技术的广泛应用使得工业废水、生活污水处理量得以缓解，但是各类难处理工业废水层出不穷，传统的膜浓缩、生化方法难以适应国家提出的工业废水处理排放标准。近年来，国家大力提倡“零排放”，不少大型企业采用热蒸发浓缩方式实现高浓废水蒸发，常见的有械式蒸汽再压缩技术（MVR）、三效蒸发等等。这些技术一方面对较大处理水量有比较好的经济性，另一方面这两种技术采用金属蒸发器，蒸发换热表面易结垢，金属换热器被腐蚀是常见难题，严重影响了系统有效运行。由此可见，高浓废水浓缩目前仍是世界性难题，在降低蒸发能耗的同时提高系统运行稳定性和可靠性是目前技术人员急需解决的问题。通过论文、专利及市场调研分析，我们发现有几个问题急需解决：1）高浓废水尤其制药废水成分复杂，微生物驯化难度极大，生化处理难以实施；2）高浓废水含有较多盐分的时候具有较强的腐蚀性，在高温浓缩过程中产生的蒸汽里溶解有腐蚀性气体，如果采用类似海水淡化工艺难以克服容器和换热设备腐蚀问题；3）采用传统的多效蒸发浓缩工艺适合大量废水的处理，而在处理少量废水时能耗高，设备复杂，投资偏高，性价比低，目前还没有较好的针对日处理量在20吨以下的工业废水处理技术，尤其是用于高浓废水的减量化技术；4）某些专利中采用太阳能蒸发，尽管该技术能够有效利用新能源，但是太阳能不稳定，无法在没有阳光的情况下工作，造成设备处理能力波动较大，需要额外补充热源，系统复杂。总体来说，目前已有的传统热浓缩技术不适宜在日处理量较小的高浓工业废水处理，我们必须找到一种投资少、适应性强、维护简单的热浓缩蒸发工艺，以实现高浓废水的节能环保处理。
技术实现思路
本专利技术的目在于提供一种高浓废水的节能浓缩处理工艺，针对现有的少量高浓工业废水处理技术。在热浓缩过程中，一方面蒸发室采用金属材质，容易产生腐蚀问题和结垢问题，另一方面蒸发排放的湿空气还含有较大的热值，需要回收利用，导致传统工艺复杂，故障点较多。为了解决以上问题，减小高浓废水带来的设备腐蚀、易结垢问题，提高系统运行稳定性，同时有效回收利用湿热蒸汽中的潜热，降低一次能源消耗，提高能源利用效率，本专利技术提出了一种高浓废水多级载汽蒸发浓缩工艺。该工艺一方面采用能量梯级利用模式，根据不断蒸发段高浓废水多级蒸发的湿热蒸汽与蒸发后废水溶液温度差，回收二次湿热空气所蕴含的部分热能；另一方面加载空气与热废水溶液在常压下直接接触蒸发，取消换热器表面蒸发模式，采用非金属材质蒸发器，避免了蒸发换热表面结垢、腐蚀问题，蒸发效率高。本专利技术提出的一种高浓废水多级载汽蒸发浓缩工艺由前端加热段、多级蒸发浓缩段、废水溶液输送、末端冷却及辅助设备构成，其中：前端加热段包括间接式换热器4、溶液泵1-4及溶液管道；溶液泵1-4一端连接一级蒸发器1-1，一端连接间接式换热器4；间接式换热器4加热后的废水溶液出口与一级蒸发器1-1连接；蒸汽4-1进入间接式换热器4，通过间接加热方式将溶液泵1-4从一级蒸发器1-1输运过来的冷废水溶液加热，通过管道4-3再返回至一级蒸发器1-1蒸发浓缩，蒸汽4-1自身被冷废水溶液冷却至冷凝水4-2。多级蒸发浓缩段包括一级蒸发段、二级蒸发段和三级蒸发段，其中一级蒸发段为高效蒸发段，包含一级蒸发器1-1、间接式换热器1-2、风机1-3、溶液泵1-4及辅助管道；二级蒸发段为中效蒸发段，包含二级蒸发器2-1、间接式换热器2-2、风机2-3、溶液泵2-4及辅助管道；三级蒸发段为低效蒸发段，包含三级蒸发器3-1、间接式换热器3-2、3-3、风机3-4及辅助管道。一级蒸发段中由间接式换热器4加热后的热废水溶液与风机1-3输送来的干冷空气在一级蒸发器1-1中直接接触，热废水溶液中水分蒸发被空气带走变成湿热空气，经由管道1-1-1至间接式换热器1-2，被二级蒸发段输运过来的低温废水溶液冷却，产生凝结水1-2-2和干冷空气，该冷空气再通过管道1-2-1和风机1-3输送至一级蒸发器1-1再循环；一级蒸发器1-1中剩余冷却废水溶液经由管道1-1-2及泵1-4进间接式换热器4被加热再回到一级蒸发器1-1继续蒸发浓缩；二级蒸发段中由间接式换热器1-2加热后的热废水溶液与风机2-3输送来的干冷空气在二级蒸发器2-1中直接接触，热废水溶液中水分蒸发被空气带走变成湿热空气，经由管道2-1-1至间接式换热器2-2，被三级蒸发段输运过来的低温废水溶液冷却，产生凝结水2-2-2和干冷空气，该冷空气再通过管道2-2-1和风机2-3输送至二级蒸发器2-1再循环；二级蒸发器2-1中剩余冷却废水溶液经由管道2-1-2及泵2-4进间接式换热器1-2被加热再回到二级蒸发器2-1继续蒸发浓缩。三级蒸发段中由间接式换热器2-2加热后的热废水溶液与风机3-4输送来的干冷空气在三级蒸发器3-1中直接接触，热废水溶液中水分蒸发被空气带走变成湿热空气，经由管道3-1-1至间接式换热器3-2，被原废水溶液泵6-1输运过来的低温原废水溶液冷却，产生凝结水3-2-2和除湿空气，该除湿空气再通过管道3-2-1进入间接式换热器3-3，利用冷却塔5输送来的循环冷却水继续冷却，产生冷凝水3-3-3；被冷却后的干冷空气通过管道3-3-1和风机3-4输送至三级蒸发器3-1再循环；三级蒸发器3-1中剩余冷却废水溶液经由管道3-1-2及泵3-5进间接式换热器2-2被加热再回到三级蒸发器3-1继续蒸发浓缩。多级蒸发浓缩段中蒸发器1-1、2-1、3-1均采用非金属材质；风机1-3、2-3和3-5依次采用低风量、中风量和高风量风机；一级蒸发器、二级蒸发器和三级蒸发器中废水溶液温度依次递减，温度区间依次为90~99℃，75~85℃和55~65℃。废水溶液输送由原废水溶液输送泵6-1将原水6输送至间接式换热器3-2，加热后通过管道3-2-3进入三级蒸发器3-1，弥补三级蒸发器3-1因蒸发减少的废水溶液；溶液泵2-5将三级蒸发器3-1中部分废水溶液通过管道3-1-3输送至二级蒸发器2-1，弥补二级蒸发器2-1因蒸发减少的废水溶液；溶液泵1-5将二级蒸发器2-1中部分废水溶液通过管道2-1-3输送至一级蒸发器1-1，弥补一级蒸发器1-1因蒸发减少的废水溶液。末端冷却由布置在工艺末端的冷却塔5、间接式换热器3-3和辅助管道组成，冷却塔5提供冷却循环水，进入间接式换热器3-3冷却来自管道3-2-1输送来的湿气，在间接式换热器3-3中产生冷凝水3-3-3。本专利技术提出的一种高浓废水多级载汽蒸发浓缩工艺，可以根据实际情况只保留一级本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高浓废水多级载汽蒸发浓缩工艺，其特征在于该工艺由前端加热段、多级蒸发浓缩段、废水溶液输送、末端冷却及辅助设备构成，其中：/n前端加热段包括间接式换热器4、溶液泵1-4及溶液管道；溶液泵1-4一端连接一级蒸发器1-1，一端连接间接式换热器4；间接式换热器4加热后的溶液出口管道4-3与一级蒸发器1-1连接；蒸汽4-1进入间接式换热器4，通过间接加热方式将溶液泵1-4从一级蒸发器1-1输运过来的冷废水溶液加热，通过管道4-3再返回至一级蒸发器1-1蒸发浓缩，蒸汽4-1被冷废水溶液冷却至冷凝水4-2；/n多级蒸发浓缩段包括一级蒸发段、二级蒸发段和三级蒸发段，其中一级蒸发段为高效蒸发段，主要包含一级蒸发器1-1、间接式换热器1-2、风机1-3、溶液泵1-4及辅助管道；二级蒸发段为中效蒸发段，主要包含二级蒸发器2-1、间接式换热器2-2、风机2-3、溶液泵2-4及辅助管道；三级蒸发段为低效蒸发段，主要包含三级蒸发器3-1、间接式换热器3-2、间接式换热器3-3、风机3-4及辅助管道；/n一级蒸发段中由间接式换热器4加热后的热废水溶液与风机1-3输送来的干冷空气在一级蒸发器1-1中直接接触，热废水溶液中水分蒸发被空气带走变成湿热空气，经由管道1-1-1至间接式换热器1-2，被二级蒸发段输运过来的低温废水溶液冷却，产生凝结水1-2-2和干冷空气，该冷空气再通过管道1-2-1和风机1-3输送至一级蒸发器1-1再循环；一级蒸发器1-1中剩余冷却废水溶液经由管道1-1-2及泵1-4进间接式换热器4被加热再回到一级蒸发器1-1继续蒸发浓缩；/n二级蒸发段中由间接式换热器1-2加热后的热废水溶液与风机2-3输送来的干冷空气在二级蒸发器2-1中直接接触，热废水溶液中水分蒸发被空气带走变成湿热空气，经由管道2-1-1至间接式换热器2-2，被三级蒸发段输运过来的低温废水溶液冷却，产生凝结水2-2-2和干冷空气，该冷空气再通过管道2-2-1和风机2-3输送至二级蒸发器2-1再循环；二级蒸发器2-1中剩余冷却废水溶液经由管道2-1-2及泵2-4进间接式换热器1-2被加热再回到二级蒸发器2-1继续蒸发浓缩；/n三级蒸发段中由间接式换热器2-2加热后的热废水溶液与风机3-4输送来的干冷空气在三级蒸发器3-1中直接接触，热废水溶液中水分蒸发被空气带走变成湿热空气，经由管道3-1-1至间接式换热器3-2，被原废水溶液泵6-1输运过来的低温原废水溶液冷却，产生凝结水3-2-2和除湿空气，该除湿空气再通过管道3-2-1进入间接式换热器3-3，利用冷却塔5输送来的循环冷却水继续冷却，产生冷凝水3-3-3；被冷却后的干冷空气通过管道3-3-1和风机3-4输送至三级蒸发器3-1再循环；三级蒸发器3-1中剩余冷却废水溶液经由管道3-1-2及泵3-5进间接式换热器2-2被加热后再回到三级蒸发器3-1继续蒸发浓缩；/n多级蒸发浓缩段中蒸发器1-1、2-1、3-1均采用非金属材质；风机1-3、2-3和3-5依次为低风量、中风量和高风量风机；一级蒸发器1-1、二级蒸发器2-1和三级蒸发器3-1中废水溶液温度依次递减，温度区间依次为90 ~ 99℃，75 ~ 85℃和55 ~ 65℃；/n废水溶液输送由原废水溶液输送泵6-1将原废水6输送至间接式换热器3-2，加热后通过管道3-2-3进入三级蒸发器3-1，弥补三级蒸发器3-1因蒸发减少的废水溶液；溶液泵2-5将三级蒸发器3-1中部分废水溶液通过管道3-1-3输送至二级蒸发器2-1，弥补二级蒸发器2-1因蒸发减少的废水溶液；溶液泵1-5将二级蒸发器2-1中部分废水溶液通过管道2-1-3输送至一级蒸发器1-1，弥补一级蒸发器1-1因蒸发减少的废水溶液；/n末端冷却由布置在工艺末端的冷却塔5、间接式换热器3-3和辅助管道组成，冷却塔5提供冷却循环水，进入间接式换热器3-3冷却来自管道3-2-1输送来的湿气，在间接式换热器3-3中产生冷凝水3-3-3。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高浓废水多级载汽蒸发浓缩工艺，其特征在于该工艺由前端加热段、多级蒸发浓缩段、废水溶液输送、末端冷却及辅助设备构成，其中：
前端加热段包括间接式换热器4、溶液泵1-4及溶液管道；溶液泵1-4一端连接一级蒸发器1-1，一端连接间接式换热器4；间接式换热器4加热后的溶液出口管道4-3与一级蒸发器1-1连接；蒸汽4-1进入间接式换热器4，通过间接加热方式将溶液泵1-4从一级蒸发器1-1输运过来的冷废水溶液加热，通过管道4-3再返回至一级蒸发器1-1蒸发浓缩，蒸汽4-1被冷废水溶液冷却至冷凝水4-2；
多级蒸发浓缩段包括一级蒸发段、二级蒸发段和三级蒸发段，其中一级蒸发段为高效蒸发段，主要包含一级蒸发器1-1、间接式换热器1-2、风机1-3、溶液泵1-4及辅助管道；二级蒸发段为中效蒸发段，主要包含二级蒸发器2-1、间接式换热器2-2、风机2-3、溶液泵2-4及辅助管道；三级蒸发段为低效蒸发段，主要包含三级蒸发器3-1、间接式换热器3-2、间接式换热器3-3、风机3-4及辅助管道；
一级蒸发段中由间接式换热器4加热后的热废水溶液与风机1-3输送来的干冷空气在一级蒸发器1-1中直接接触，热废水溶液中水分蒸发被空气带走变成湿热空气，经由管道1-1-1至间接式换热器1-2，被二级蒸发段输运过来的低温废水溶液冷却，产生凝结水1-2-2和干冷空气，该冷空气再通过管道1-2-1和风机1-3输送至一级蒸发器1-1再循环；一级蒸发器1-1中剩余冷却废水溶液经由管道1-1-2及泵1-4进间接式换热器4被加热再回到一级蒸发器1-1继续蒸发浓缩；
二级蒸发段中由间接式换热器1-2加热后的热废水溶液与风机2-3输送来的干冷空气在二级蒸发器2-1中直接接触，热废水溶液中水分蒸发被空气带走变成湿热空气，经由管道2-1-1至间接式换热器2-2，被三级蒸发段输运过来的低温废水溶液冷却，产生凝结水2-2-2和干冷空气，该冷空气再通过管道2-2-1和风机2-3输送至二级蒸发器2-1再循环；二级蒸发器2-1中剩余冷却废水溶液经由管道2-1-2及...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志根，
申请(专利权)人：江苏同奇环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32