【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及废水处理领域，具体涉及一种废热直混循环蒸发结晶设备。
技术介绍
1、蒸发结晶，通常是指通过加热使溶液中的溶剂脱离溶液，溶质浓度升高，溶液进入饱和状态，继续蒸发，溶液进入过饱和结晶状态，溶质从溶液中结晶变成晶体析出。蒸发结晶是一种常用的物质提纯和分离方法，也被用于废水处理，通过蒸发结晶工艺来加热蒸发水分，使废水中的盐类结晶析出而分离，最终实现废水零排放。
2、目前，用于废水处理的蒸发结晶设备主要有低温蒸发器、mee多效蒸发器和mvr机械蒸汽再压缩蒸发器等三大类，低温蒸发器由于运行温度一般低于50℃，蒸发效率低，处理量不大，应用受到限制，故废水处理领域更常用的蒸发结晶设备是mee多效蒸发器和mvr机械蒸汽再压缩蒸发器。
3、蒸发结晶是个吸热耗能过程，必须提供热源(加热)才能进行，而水的比热容和汽化热又很高，分别为4.2千焦/(千克℃)和2260千焦/千克，所以加热并蒸发废水实现结晶的能耗很高。理论上，如果仅仅通过加热来蒸发水溶液，蒸发一吨水需要消耗一吨蒸汽，成本就是一吨蒸汽的费用。所以蒸发结晶工艺用于废水处理，存在能耗高、吨水处理成本高的弊端。实际上，目前在用的所有蒸发结晶设备，包括低温蒸发器、mee多效蒸发器和mvr机械蒸汽再压缩蒸发器，都存在能耗高、吨水处理成本高的问题。比如，一般来说，mee多效蒸发器的吨水蒸发成本约60元，主要是蒸汽费用；mvr机械蒸汽再压缩蒸发器的吨水蒸发成本约30元，主要是蒸汽压缩机的电费。
4、蒸发结晶过程是在溶液处于过饱和结晶状态下进行的，过饱和溶液结
5、综上所述，现有的用于废水处理的蒸发结晶器，至少存在以下几个问题：能耗高，需要消耗大量蒸汽和/或电，导致吨水处理成本高；热源以新生蒸汽和电为主，没有利用或者没有充分利用现场富余可用的各类低品位废热，比如废蒸汽废热、烟气废热等；低温蒸发器蒸发效率低，处理量小，适用性差，而高温蒸发器高温高压，设备复杂，安全性不高；腐蚀严重，导致设备投资大，维护费用高；结垢严重，需要经常停工除垢，影响运行的稳定性。
6、因此，基于现有蒸发结晶工艺和设备的研究，开发并提供一种废热直混循环蒸发结晶设备，解决上述蒸发结晶器存在的诸多问题，非常必要和重要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的，在于提供一种废热直混循环蒸发结晶设备，用于废水处理，可以充分利用现场富余可用的各类低品位废热作为热源，降低蒸发结晶的新生蒸汽和电能消耗，降低蒸发结晶的运行成本；解决蒸发结晶设备的结垢、堵塞问题，使蒸发结晶设备能够长期稳定运行；解决蒸发结晶设备的腐蚀问题，设备不被腐蚀，保护设备，降低设备的维护成本，延长设备的使用寿命；提高设备的废水处理能力，提高生产效率；简化生产，提高生产运行安全性。
2、本专利技术的上述目的，是通过如下技术方案实现的：
3、一种废热直混循环蒸发结晶设备，包含蒸发结晶塔、循环系统、加药系统。所述蒸发结晶塔是一个底部为锥形塔底、顶部有排气口的圆筒状塔器，是废热与废水直接混合、加热废水、实现蒸发结晶的场所，分上中下三段，上段为蒸发结晶段，从上到下依次设有抽风机(1)、排气口(2)、循环进水口(3)、布水器(4)、蒸发填料层(5)；中段为直混加热段，从上到下依次设有循环出水口(7)、废水进水口(8)、废热输入口(9)、废热分布器(10)；上段和中段之间，蒸发填料层(5)的下方，设有一个液位限制器(6)；下段为沉降排盐段，为底部设有排盐口(11)的锥形塔底。所述循环系统持续将废水从直混加热段抽出并输送至蒸发结晶段进行蒸发结晶，由出水管(12)、循环泵(13)、进水管(14)组成，出水管(12)通过法兰连接蒸发结晶塔的循环出水口(7)，进水管(14)通过法兰连接蒸发结晶塔的循环进水口(3)。所述加药系统向废水溶液里投加阻垢缓蚀组合药剂，由加药管(15)、加药泵(16)、药剂罐(17)组成，通过加药管(15)连接于循环泵(13)前的出水管(12)上。
4、优选地，所述废热直混循环蒸发结晶设备采用现场富余可用的各类低品位废热作为热源，诸如废热蒸汽、高温烟气、高温废水等。
5、更优选地，所述废热直混循环蒸发结晶设备采用直接混合加热的办法，低品位废热通过直混加热段中的废热分布器(10)均匀分布、喷入废水中，和废水直接混合，鼓泡上升，加热废水，提升水温，并同时蒸发废水。
6、优选地，所述加药系统向废水溶液中投加阻垢缓蚀组合药剂，以阻止结垢和腐蚀的发生。
7、更优选地，所述阻垢缓蚀药组合药剂至少内含两种成分，一种成分具有晶格畸变功能，参与过饱和溶液中溶质(无机盐)的结晶过程，改变晶体的形状，使之成为不规则的多面体颗粒，这些多面体颗粒没有附着能力，不会附着于设备表面，也不会互相附着，从而阻止结晶盐的附着、生长并结垢；另一成分具有络合金属离子并成膜的功能，能络合水中的各类重金属离子和高价金属阳离子，并在金属表面成膜，形成一层致密保护层，从而阻止腐蚀的发生。
8、更优选地，所述阻垢缓蚀组合药剂通过加药泵(16)以连续投加的方式投加到废水中，投加量以维持所述阻垢缓蚀组合药剂在废水中的浓度50ppm～100ppm为限。
9、优选地，所述循环出水口(7)在所述废水进水口(8)的对面，所述循环出水口(7)的水平位置高于所述废水进水口(8)的水平位置。
10、优选地，所述蒸发结晶塔的下段沉降排盐段为锥形塔底，用于沉降并收集结晶盐，并将结晶盐定期地或者持续地从其底部的排盐口(11)排出。
11、更优选地，所述锥形塔底的锥角在50°～90°之间。
12、优选地，所述液位限制器(6)用于控制所述蒸发结晶塔的塔内水位，使之不得高于设定的最高液位，确保直混加热段的水溶液不会越过最高液位线、抵达或者淹没蒸发结晶段的蒸发填料层(5)。
13、本专利技术的优点是：
14、1，充分地利用了现场富余可用的各类低品位废热，诸如废热蒸汽、高温烟气、高温废水等，用作热源，加热废水，而无需消耗电和新生蒸汽，极大地降低蒸发结晶的成本，同时实现节能减排。
15、2，直接混合方式提高了热源的废水加热效率和效果，提高了蒸发结晶的运行温度，使蒸发结晶能在较高的温度甚至接近沸点的温度下进行，极大地提高了蒸发效率，提高蒸发结晶器的废水处理能力。
16、3，利用阻垢除垢药剂，解决了结晶盐的结垢问题，设备不结垢、不堵塞，保证长期稳定运行本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种废热直混循环蒸发结晶设备，其特征在于：包含蒸发结晶塔、循环系统、加药系统；所述蒸发结晶塔是一个底部为锥形塔底、顶部有排气口的圆筒状塔器，是废热与废水直接混合、加热废水、实现蒸发结晶的场所，分上中下三段，上段为蒸发结晶段，从上到下依次设有抽风机(1)、排气口(2)、循环进水口(3)、布水器(4)、蒸发填料层(5)；中段为直混加热段，从上到下依次设有循环出水口(7)、废水进水口(8)、废热输入口(9)、废热分布器(10)；上段和中段之间，蒸发填料层(5)的下方，设有一个液位限制器(6)；下段为沉降排盐段，为底部设有排盐口(11)的锥形塔底；所述循环系统持续将废水从直混加热段抽出并输送至蒸发结晶段进行蒸发结晶，由出水管(12)、循环泵(13)、进水管(14)组成，出水管(12)通过法兰连接蒸发结晶塔的循环出水口(7)，进水管(14)通过法兰连接蒸发结晶塔的循环进水口(3)；所述加药系统向废水溶液里投加阻垢缓蚀组合药剂，由加药管(15)、加药泵(16)、药剂罐(17)组成，通过加药管(15)连接于循环泵(13)前的出水管(12)上。
2.根据权利要求1所述的废热直混循
3.根据权利要求2所述的废热直混循环蒸发结晶设备，其特征在于：所述废热直混循环蒸发结晶设备采用直接混合加热的办法，低品位废热通过直混加热段中的废热分布器(10)均匀分布、喷入废水中，和废水直接混合，鼓泡上升，加热废水，提升水温，并同时蒸发废水。
4.根据权利要求1所述的废热直混循环蒸发结晶设备，其特征在于：所述加药系统向废水溶液中投加阻垢缓蚀组合药剂，以阻止结垢和腐蚀的发生。
5.根据权利要求4所述的废热直混循环蒸发结晶设备，其特征在于：所述阻垢缓蚀药组合药剂至少内含两种成分，一种成分具有晶格畸变功能，参与过饱和溶液中溶质(无机盐)的结晶过程，改变晶体的形状，使之成为不规则的多面体颗粒，这些多面体颗粒没有附着能力，不会附着于设备表面，也不会互相附着，从而阻止结晶盐的附着、生长并结垢；另一种成分具有络合金属离子并成膜的功能，能络合水中的各类重金属离子和高价金属阳离子，并在金属表面成膜，形成一层致密保护层，从而阻止腐蚀的发生。
6.根据权利要求4所述的废热直混循环蒸发结晶设备，其特征在于：所述阻垢缓蚀组合药剂通过加药泵(16)以连续投加的方式投加到废水中，投加量以维持所述阻垢缓蚀组合药剂在废水中的浓度50ppm～100ppm为限。
7.根据权利要求1所述的废热直混循环蒸发结晶设备，其特征在于：所述循环出水口(7)在所述废水进水口(8)的对面，所述循环出水口(7)的水平位置高于所述废水进水口(8)的水平位置。
8.根据权利要求1所述的废热直混循环蒸发结晶设备，其特征在于：所述蒸发结晶塔的下段沉降排盐段为锥形塔底，用于沉降并收集结晶盐，并将结晶盐定期地或者持续地从其底部的排盐口(11)排出。
9.根据权利要求8所述的废热直混循环蒸发结晶设备，其特征在于，所述锥形塔底的锥角在50°～90°之间。
10.根据权利要求1所述的废热直混循环蒸发结晶设备，其特征在于，所述液位限制器(6)用于控制所述蒸发结晶塔的塔内水位，使之不得高于设定的最高液位，确保直混加热段的水溶液不会越过最高液位线、抵达或者淹没蒸发结晶段的蒸发填料层(5)。
...【技术特征摘要】
1.一种废热直混循环蒸发结晶设备，其特征在于：包含蒸发结晶塔、循环系统、加药系统；所述蒸发结晶塔是一个底部为锥形塔底、顶部有排气口的圆筒状塔器，是废热与废水直接混合、加热废水、实现蒸发结晶的场所，分上中下三段，上段为蒸发结晶段，从上到下依次设有抽风机(1)、排气口(2)、循环进水口(3)、布水器(4)、蒸发填料层(5)；中段为直混加热段，从上到下依次设有循环出水口(7)、废水进水口(8)、废热输入口(9)、废热分布器(10)；上段和中段之间，蒸发填料层(5)的下方，设有一个液位限制器(6)；下段为沉降排盐段，为底部设有排盐口(11)的锥形塔底；所述循环系统持续将废水从直混加热段抽出并输送至蒸发结晶段进行蒸发结晶，由出水管(12)、循环泵(13)、进水管(14)组成，出水管(12)通过法兰连接蒸发结晶塔的循环出水口(7)，进水管(14)通过法兰连接蒸发结晶塔的循环进水口(3)；所述加药系统向废水溶液里投加阻垢缓蚀组合药剂，由加药管(15)、加药泵(16)、药剂罐(17)组成，通过加药管(15)连接于循环泵(13)前的出水管(12)上。
2.根据权利要求1所述的废热直混循环蒸发结晶设备，其特征在于：所述废热直混循环蒸发结晶设备采用现场富余可用的各类低品位废热作为热源，诸如废热蒸汽、高温烟气、高温废水等。
3.根据权利要求2所述的废热直混循环蒸发结晶设备，其特征在于：所述废热直混循环蒸发结晶设备采用直接混合加热的办法，低品位废热通过直混加热段中的废热分布器(10)均匀分布、喷入废水中，和废水直接混合，鼓泡上升，加热废水，提升水温，并同时蒸发废水。
4.根据权利要求1所述的废热直混循环蒸发结晶设备，其特征在于：所述加药系统向废水溶液...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛惠文，薛景文，杨燕冰，薛世健，
申请(专利权)人：宁波市协和环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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