【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及节能环保，具体为一种带余热回收的真空膜蒸馏废水处理系统及方法。
技术介绍
1、随着全球经济的改善和工业的高速发展，工业废水产量日益增加，各国水体都受到了不同程度的污染，这导致了世界范围内日益严重的缺水危机。工业废水具有种类多、成分复杂、浓度高、腐蚀性强等特点，如果不加以有效处理，直接排放将对环境造成严重的污染和破坏。因此，开发安全、高效和环保的工业废水处理新技术引起了世界各国人民和政府部门的高度关注。
2、真空蒸馏技术结合了传统的热法和膜分离法，以疏水性微孔蒸发膜为屏障，在负压工作环境下，热侧溶液中的液相水分子吸热后，在膜表面通过蒸发实现相变，蒸汽在膜两侧蒸汽压差的推动下通过膜孔到达冷侧，从而实现工业废水的分离和净化，具有操作条件温和、耐腐蚀性强、分离效率高等优势，广泛应用于工业废水处理、海水淡化、医疗科技等行业。但由于系统内部二次蒸汽潜热未被有效利用，蒸发能耗高，限制了真空膜蒸馏技术进一步的产业化应用。
3、如中国专利cn108636122b公开了一种多膜蒸馏组件与压缩机等压降排布系统及工作方法，包括：原料罐、电加热装置、循环泵、减压膜组件、支架、电动机、蒸汽压缩机、换热器、凝水罐、真空泵、控制阀等组件，所述减压膜组件、换热器以及循环泵均采用环形布置方式。
4、但上述专利中，虽然其利用蒸汽压缩机将原料液在真空膜组件蒸发产生的二次蒸汽直接进行压缩增温增压，再用来加热原料液，回收利用了二次蒸汽潜热，有效降低了蒸发能耗，但是当原料液为硫酸等腐蚀性溶液时，随着运行时间的变长，膜污染、膜
5、因此，如何利用真空膜蒸馏系统内部二次蒸汽潜热，稳定高效节能地处理带有腐蚀性的工业废水将是众多行业领域所面临的焦点问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种带余热回收的真空膜蒸馏废水处理系统及方法，以解决上述
技术介绍
提出的当原料液为硫酸等腐蚀性溶液时，随着运行时间的变长，膜污染、膜润湿现象将会使得部分硫酸等腐蚀性分子形成酸雾到达渗透侧，所产二次蒸汽势必会掺杂硫酸等腐蚀性分子，一旦直接进入蒸汽压缩机，将会对其进行严重腐蚀破坏，造成巨大的经济损失，并且会引发安全事故的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种带余热回收的真空膜蒸馏废水处理系统，包括原料罐、第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀、第五控制阀、第六控制阀、第一循环泵、第二循环泵、第一换热器、第二换热器、真空膜组件、蒸汽发生器、蒸汽压缩机、气液分离罐、真空泵和凝水管；
3、所述原料罐的输出端与第一控制阀固定连通，所述第一控制阀与第一循环泵的输入端固定连通，所述第一循环泵的输出端与真空膜组件的输入端固定连接，所述真空膜组件的输出端与第一换热器的冷侧入口固定连通，所述第一换热器的冷侧出口与原料罐的输入端固定连通；
4、所述蒸汽发生器的出口与第二控制阀固定连通，所述第二控制阀的一端与第一换热器的热侧进口固定连通，所述第一换热器的热侧出口与气液分离罐的进口固定连通，所述气液分离罐的输出端与蒸汽压缩机的输入端固定连通，所述蒸汽压缩机的输出端与第三控制阀固定连通，所述第三控制阀的一端与第一换热器的热侧进口固定连通，所述气液分离罐的输出端与第四控制阀固定连通，所述第四控制阀的一端与第二循环泵的输入端固定连通，所述第二循环泵的输出端与第二换热器的冷侧进口固定连通，所述第二换热器的输出端与气液分离罐的输入端固定连通；
5、所述真空膜组件的蒸汽出口与第二换热器的热侧进口固定连通，所述第二换热器的热侧出口与凝水管的输入端固定连通，所述凝水管的输出端与第五控制阀固定连通，所述第五控制阀的一端与真空泵固定连通，所述凝水管的输出端与第六控制阀固定连通。
6、优选的，所述真空膜组件分为溶液进口、溶液出口和蒸汽出口。
7、优选的，所述溶液进口、溶液出口、蒸汽进口均由多根中空纤维膜丝组成，每根膜丝均由聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和聚丙烯疏水蒸发膜制备而成，膜孔径小于等于0.2μm。
8、优选的，所述原料罐、气液分离罐和凝水管均敷设有保温材料。
9、一种带余热回收的真空膜蒸馏废水处理方法，包括以下步骤：
10、步骤一、向原料罐中充入要求体积的原料液；
11、步骤二、开启第一控制阀与第一循环泵，将原料液充满真空膜组件；
12、步骤三、开启蒸汽发生器与第二控制阀，所产生的新鲜蒸汽进入第一换热器，加热来自真空膜组件的原料液，受热后的原料返回原料罐继续循环加热；
13、步骤四、第一换热器热侧冷凝水存入气液分离罐；
14、步骤五、待原料罐中的原料液加热到要求温度后，开启真空泵与第五控制阀，将真空膜组件渗透侧抽至负压状态；
15、步骤六、真空膜组件中疏水蒸发膜两侧产生移动的压差，热侧溶液中的水分子在膜表面蒸发，并在压差的驱动下，通过膜孔到达渗透侧，再进入第二换热器；
16、步骤七、开启第二循环泵与第四控制阀，将气液分离罐中的液态水倒入第二换热器，来自真空膜组件的二次蒸汽与液态水进行热量交换，二次蒸汽冷凝后存于凝水管中，液态水受热后进入气液分离罐进行气液分离，所产生的蒸汽进入蒸汽压缩机中进行压缩增温增压，然后进入第一换热器进行加热原料液，在运行温度后，关闭蒸汽发生器自行完成蒸发浓缩过程。
17、优选的，在步骤三中，原料液仅在初始阶段采用蒸汽发生器进行加热，在运行稳定后，利用真空膜组件产生的二次蒸汽潜热间接加热原料液，无需外部蒸汽热源。
18、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
19、本专利技术中，通过利用两个换热器回收二次蒸潜热，有效防止了真空膜组件所产蒸汽中携带的部分酸雾液滴腐蚀破坏蒸汽压缩机，使得本系统能够处理硫酸、硝酸、盐酸及氢氧化钠等强腐蚀性溶液，还降低了系统运行能耗，通过在原料罐、气液分离罐、凝水管的表面敷设保温材料，可降低向环境的热量散热，可起到节能的作用。
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1.一种带余热回收的真空膜蒸馏废水处理系统，其特征在于，包括原料罐（1）、第一控制阀（201）、第二控制阀（202）、第三控制阀（203）、第四控制阀（204）、第五控制阀（205）、第六控制阀（206）、第一循环泵（301）、第二循环泵（302）、第一换热器（401）、第二换热器（402）、真空膜组件（5）、蒸汽发生器（6）、蒸汽压缩机（7）、气液分离罐（8）、真空泵（9）和凝水管（10），所述原料罐（1）的输出端与第一控制阀（201）固定连通，所述第一控制阀（201）与第一循环泵（301）的输入端固定连通，所述第一循环泵（301）的输出端与真空膜组件（5）的输入端固定连接，所述真空膜组件（5）的输出端与第一换热器（401）的冷侧入口固定连通，所述第一换热器（401）的冷侧出口与原料罐（1）的输入端固定连通，所述蒸汽发生器（6）的出口与第二控制阀（202）固定连通，所述第二控制阀（202）的一端与第一换热器（401）的热侧进口固定连通，所述第一换热器（401）的热侧出口与气液分离罐（8）的进口固定连通，所述气液分离罐（8）的输出端与蒸汽压缩机（7）的输入端固定连通，所述蒸汽压缩
2.根据权利要求1所述的一种带余热回收的真空膜蒸馏废水处理系统，其特征在于：所述真空膜组件（5）分为溶液进口、溶液出口和蒸汽出口。
3.根据权利要求2所述的一种带余热回收的真空膜蒸馏废水处理系统，其特征在于：所述溶液进口、溶液出口、蒸汽进口均由多根中空纤维膜丝组成，每根膜丝均由聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和聚丙烯疏水蒸发膜制备而成，膜孔径小于等于0.2μm。
4.根据权利要求2所述的一种带余热回收的真空膜蒸馏废水处理系统，其特征在于：所述原料罐（1）、气液分离罐（8）和凝水管（10）均敷设有保温材料。
5.一种带余热回收的真空膜蒸馏废水处理方法，使用了权利要求1-4中任一项所述的一种真空膜蒸馏浓缩强腐蚀性溶液系统其特征在于：包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种带余热回收的真空膜蒸馏废水处理方法，其特征在于：在步骤S3中，原料液仅在初始阶段采用蒸汽发生器（6）进行加热，在运行稳定后，利用真空膜组件（5）产生的二次蒸汽潜热间接加热原料液，无需外部蒸汽热源。
...【技术特征摘要】
1.一种带余热回收的真空膜蒸馏废水处理系统，其特征在于，包括原料罐（1）、第一控制阀（201）、第二控制阀（202）、第三控制阀（203）、第四控制阀（204）、第五控制阀（205）、第六控制阀（206）、第一循环泵（301）、第二循环泵（302）、第一换热器（401）、第二换热器（402）、真空膜组件（5）、蒸汽发生器（6）、蒸汽压缩机（7）、气液分离罐（8）、真空泵（9）和凝水管（10），所述原料罐（1）的输出端与第一控制阀（201）固定连通，所述第一控制阀（201）与第一循环泵（301）的输入端固定连通，所述第一循环泵（301）的输出端与真空膜组件（5）的输入端固定连接，所述真空膜组件（5）的输出端与第一换热器（401）的冷侧入口固定连通，所述第一换热器（401）的冷侧出口与原料罐（1）的输入端固定连通，所述蒸汽发生器（6）的出口与第二控制阀（202）固定连通，所述第二控制阀（202）的一端与第一换热器（401）的热侧进口固定连通，所述第一换热器（401）的热侧出口与气液分离罐（8）的进口固定连通，所述气液分离罐（8）的输出端与蒸汽压缩机（7）的输入端固定连通，所述蒸汽压缩机（7）的输出端与第三控制阀（203）固定连通，所述第三控制阀（203）的一端与第一换热器（401）的热侧进口固定连通，所述气液分离罐（8）的输出端与第四控制阀（204）固定连通，所述第四控制阀（204）的一端与第二循环泵（302）的输入端固定连通，所述第二循环泵（302）的输出端与第二换热器（402）的冷侧进口固定...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓龙，把翠芳，李润，倪春杰，
申请(专利权)人：兰州石化职业技术大学，
类型：发明
国别省市：
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