【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及矿井水资源利用，具体涉及一种利用低品位热源的矿井水浓缩淡化产盐的系统及方法。
技术介绍
1、高矿化度矿井水矿化度在3000-10000mg/l之间，不经处理无法排放也无法利用。高矿化度矿井水处理与利用全流程中，浓缩段对于产水水质及全流程成本控制起着至关重要的影响，浓缩段浓缩倍率的提升及成本的降低是全流程优化的主要方向。常规膜法浓缩在高矿化度矿井水大规模处理时投资运行成本较高，系统的稳定性差及结垢风险限制了膜法浓缩倍率的提升。传统反渗透或电渗析等膜浓缩技术在高矿化度矿井水的大规模处理下投资运行成本较高。现行工艺主要采用双碱沉淀法、树脂交换法等去除高矿化度矿井水中钙镁离子，进一步在浓缩淡化进水前添加阻垢剂以避免钙镁结垢，这样的方式不仅导致高矿化度矿井水除硬段工艺投资运行成本较高，同时导致高矿化度矿井水浓缩倍率和水回收率难以进一步提升，并且产生的浓水量较大引起后段蒸发结晶器规模较大。例如专利cn211078771u提供了一种基于石膏晶种防结垢技术的矿井水零排放蒸发器，采用纳滤加阻垢剂的方法对矿井水进行多级浓缩，浓水进入设计的mvr蒸发结晶器并结合晶种阻垢方法最终获得一价钠盐和硫酸钙盐，期望减少预处理除硬的费用，缩短流程，但无法提升浓缩倍率。
2、再者，现有浓缩工艺仍依赖传统电力工艺模式，成本很难得到有效控制。我国西部矿区由许多坑口电厂和化工厂，其副产的中低温蒸汽价格便宜，仍具有很大的潜热能；同时我国西部矿区蕴藏着丰富的太阳能和地热能，但这类低品位能源利均未实现有效的利用。
技术实现
1、有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种利用低品位热源的矿井水浓缩淡化产盐的系统及方法，本专利技术有效利用了低品位热源，且将浓缩倍数提高到15倍以上，同时实现了高矿化度矿井水浓缩段的高倍率及低成本。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种利用低品位热源的矿井水浓缩淡化产盐的系统，包括：
3、热源单元，用于接收低品位热源并将其转换成一次蒸汽；
4、蒸发结晶器单元，用于接收矿井水及一次蒸汽将两者换热并在外加晶种的存在下实现矿井水的蒸发、结晶以及结晶盐浓水浓缩，得到二次蒸汽和浓缩后的结晶盐浓水；
5、真空单元，与所述蒸发结晶器单元连通保持其内部呈负压真空状态；
6、冷凝单元，用于冷凝蒸发结晶器单元得到的二次蒸汽将其转化为淡水；
7、其中，所述蒸发结晶器单元由上至下依次包括蒸发区、布水区、换热区、结晶区、扰动区、沉淀区及浓缩区，所述矿井水由沉淀区进入，所述一次蒸汽由换热区进入，所述晶种投加至结晶区。
8、根据本专利技术的系统，所述蒸发结晶器单元换热区出口得到一次蒸汽凝结水并返回热源单元用于再次蒸发。
9、根据本专利技术的系统，所述蒸发结晶器单元包括一效或多效串联的蒸发结晶器；当使用多效串联的蒸发结晶器时，前一效蒸发结晶器产生的二次蒸汽可进入后一效蒸发结晶器的换热区作为热源，和/或，前一效蒸发结晶器浓缩区产生的结晶盐浓水可进入后一效蒸发结晶器的沉淀区继续浓缩。
10、本专利技术另一方面还提供了一种利用低品位热源的矿井水浓缩淡化产盐的方法，包括如下步骤：
11、将低品位热源输入热源单元中转换成一次蒸汽；
12、采用真空单元抽真空使蒸发结晶器单元内部维持负压状态，且其内部压力低于饱和蒸汽压；
13、将矿井水输入蒸发结晶器单元的沉淀区，一次蒸汽输入蒸发结晶器单元的换热区，以及将外部的晶种投加至蒸发结晶器单元的结晶区，在蒸发结晶单元内部进行矿井水的蒸发、结晶以及结晶盐浓水浓缩，得到二次蒸汽和浓缩后的结晶盐浓水；
14、将蒸发结晶器单元出口得到的二次蒸汽冷凝转化为淡水。
15、根据本专利技术的方法，还包括如下步骤：所述蒸发结晶器单元换热区出口得到的一次蒸汽凝结水返回至热源单元用于再次蒸发。
16、本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：
17、本专利技术将晶种引入蒸发浓缩段，因硫酸钙诱导结晶析出，矿井水可实现高倍率浓缩，同时得到淡水可回用；并且本专利技术将结晶蒸发器单元的内部由上至下设置为蒸发区、布水区、换热区、结晶区、扰动区、沉淀区及浓缩区，矿井水由沉淀区进入，由低品位热源转换提供的一次蒸汽从换热区进入，以及将外加晶种投加至结晶区，矿井水及一次蒸汽换热并在外加晶种的存在下实现了矿井水的蒸发、结晶以及结晶盐浓水浓缩，得到二次蒸汽和浓缩后的结晶盐浓水，二次蒸汽冷凝后可得到淡水，因此本专利技术有效利用了低品位热源使其作为浓缩淡化的驱动力，且能将浓缩倍数提高到15倍以上，同时实现了高矿化度矿井水浓缩段的高倍率及低成本，结垢物质结晶，避免设备结垢，缩短了工艺流程，产出了结晶盐产品。
18、本专利技术的其它特征和优点将通过随后的具体实施方式予以详细说明。
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1.一种利用低品位热源的矿井水浓缩淡化产盐的系统，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的矿井水浓缩淡化产盐的系统，其特征在于：所述蒸发结晶器单元换热区出口得到一次蒸汽凝结水并返回热源单元用于再次蒸发。
3.根据权利要求1所述的矿井水浓缩淡化产盐的系统，其特征在于：所述蒸发结晶器单元包括一效或多效串联的蒸发结晶器。
4.根据权利要求3所述的矿井水浓缩淡化产盐的系统，其特征在于：当使用多效串联的蒸发结晶器时，前一效蒸发结晶器产生的二次蒸汽进入后一效蒸发结晶器的换热区作为热源，和/或，前一效蒸发结晶器浓缩区产生的结晶盐浓水进入后一效蒸发结晶器的沉淀区继续浓缩。
5.根据权利要求1所述的矿井水浓缩淡化产盐的系统，其特征在于：所述热源单元包括热水换热器和闪蒸罐，低品位热源源进入热水换热器，与闪蒸罐循环水进行热交换，热能传递给闪蒸罐循环水，低品位热源转化为冷凝水。
6.根据权利要求1所述的矿井水浓缩淡化产盐的系统，其特征在于：所述冷凝单元冷水换热器和冷冻机，二次蒸汽经冷水换热器与冷冻机产生的冷却水换热后，凝结为淡水。
<...【技术特征摘要】
1.一种利用低品位热源的矿井水浓缩淡化产盐的系统，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的矿井水浓缩淡化产盐的系统，其特征在于：所述蒸发结晶器单元换热区出口得到一次蒸汽凝结水并返回热源单元用于再次蒸发。
3.根据权利要求1所述的矿井水浓缩淡化产盐的系统，其特征在于：所述蒸发结晶器单元包括一效或多效串联的蒸发结晶器。
4.根据权利要求3所述的矿井水浓缩淡化产盐的系统，其特征在于：当使用多效串联的蒸发结晶器时，前一效蒸发结晶器产生的二次蒸汽进入后一效蒸发结晶器的换热区作为热源，和/或，前一效蒸发结晶器浓缩区产生的结晶盐浓水进入后一效蒸发结晶器的沉淀区继续浓缩。
5.根据权利要求1所述的矿井水浓缩淡化产盐的系统，其特征在于：所述热源单元包括热水换热器和闪蒸罐，低品位热源源进入热水换热器，与闪蒸罐循环水进行热交换，热能传递给闪蒸罐循环水，低品位热源转化为冷凝水。
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：王霄，郭强，李井峰，刘兆峰，蒋斌斌，唐佳伟，李杰，
申请(专利权)人：国能神东煤炭集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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