CN110436547A - 一种气-水双循环的增湿去湿高盐废水淡化装置及工艺 - Google Patents

一种气-水双循环的增湿去湿高盐废水淡化装置及工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种气‑水双循环的增湿去湿高盐废水淡化装置及工艺，气‑水双循环的增湿去湿高盐废水淡化装置包括增湿塔、水泵、加热箱、一级去湿器、风机、淡水箱、循环水箱和浓水箱，循环水箱上设有高盐废水补液管；一级去湿器采用板式换热器；增湿塔为内部设置有填料的填料塔。循环水箱通过一级去湿器的废水通道、加热箱、水泵与增湿塔上部的进水口由管路连接，增湿塔底部的出水口分为两路，一路与循环水箱的进水口由管路连接，另一路与浓水箱由管路连接；增湿塔顶部的出气口通过一级去湿器的气路通道、风机与增湿塔下部的进气口由管路连接。本发明的装置能够对高盐废水进行很好的淡化处理，且能耗低。

Description

一种气-水双循环的增湿去湿高盐废水淡化装置及工艺
技术领域
本发明涉及高盐废水处理技术领域，具体涉及一种气-水双循环的增湿去湿高盐废水淡化装置及工艺。
背景技术
来自医药、农药及其中间体等生产过程产生的高浓度含盐废水，通常需要进行脱盐预处理，以满足后续生化方法处理的要求。目前，热门的高盐废水浓缩脱盐工艺有多效蒸发（MED）、多级闪蒸（MSF）和反渗透膜法（RO）等。这些工艺常见于大规模的脱盐过程，但在运行过程中还是存在一定缺陷，例如多效蒸发法处理成本相对较高，由于腐蚀问题设备常采用防腐材料成本升高，设备使用寿命较短，过程中需要大量蒸气，能耗普遍较高，进入多效蒸发器的废水还需进行预处理，增加了企业处理负担。而膜法在使用过程中，常会因为堵塞问题而难以长期有效使用，经常更换膜片增加处理成本。所以需要引入一种高效的抗污堵，节能的工艺来处理该类高盐废水。
发明内容
本发明目的在于解决现有技术中的高盐废水浓缩出现的问题，提供一种气-水双循环的增湿去湿高盐废水淡化装置及工艺。
所述的一种气-水双循环的增湿去湿高盐废水淡化装置，其特征在于：包括增湿塔、水泵、加热箱、一级去湿器、风机、淡水箱、循环水箱和浓水箱，所述循环水箱上设有高盐废水补液管，以向循环水箱内补入待处理的高盐废水；所述一级去湿器采用用于进行气-水热交换的板式换热器；所述增湿塔采用填料塔，增湿塔内部设置有填料；循环水箱通过一级去湿器的废水通道、加热箱、水泵与增湿塔上部的进水口由管路连接，增湿塔底部的出水口分为两路，其中一路与循环水箱的进水口由管路连接，形成高盐废水淡化循环管路***；增湿塔底部出水口的另一路与浓水箱由管路连接，以将部分增浓的高盐废水收集到浓水箱中；所述增湿塔顶部的出气口通过一级去湿器的气路通道以及风机与增湿塔下部的进气口由管路连接，形成增湿去湿气体循环管路***；一级去湿器的气路通道收集得到的淡废水排放到淡水箱内，相应管路上均设置有控制阀。
所述的一种气-水双循环的增湿去湿高盐废水淡化装置，其特征在于：所述增湿塔内部还设置有喷淋装置和气体分布器，所述喷淋装置和气体分布器分别设置于填料上方和下方；喷淋装置通过增湿塔上部的进水口与水泵的出水口由管路连接，气体分布器通过增湿塔下部的进气口与风机的出气口由管路连接。
所述的一种气-水双循环的增湿去湿高盐废水淡化装置，其特征在于：还包括二级去湿器，所述二级去湿器采用列管式换热器；所述增湿塔顶部的出气口通过一级去湿器的气路通道、二级去湿器的管程通道以及风机与增湿塔下部的进气口由管路连接，形成增湿去湿气体循环管路***；二级去湿器的壳程通道通入常温的自来水，二级去湿器的管程通道收集得到的淡水排放到淡水箱内。
所述的一种气-水双循环的增湿去湿高盐废水淡化装置，其特征在于：二级去湿器与风机之间的管路上设置有补气支管，所述补气支管上设置有控制阀。
所述的一种气-水双循环的增湿去湿高盐废水淡化工艺，其特征在于包括高盐废水淡化循环过程和增湿去湿气体循环过程；
S1高盐废水淡化循环过程：循环水箱内的高盐废水由水泵输送至一级去湿器的废水通道内，同时增湿塔顶部出气口排出的热饱和气体介质输送至一级去湿器的气路通道内，一级去湿器的废水通道内的高盐废水被一级去湿器的气路通道内的热饱和气体介质初步预加热，然后通过加热箱再次加热后进入增湿塔内与由增湿塔下部的进气口通入的气体介质进行传热传质，气体介质携带走高盐废水中部分水分形成热饱和气体介质并从增湿塔顶部出气口排出，高盐废水中的部分水分蒸发形成增浓的废水，增浓的废水从增湿塔底部的出水口分两路排出，一路排入至循环水箱内继续进行下一循环的增浓处理，另一路排入至浓水箱中；
S2增湿去湿气体循环过程：从增湿塔顶部出气口排出的热饱和气体介质中的水分依次在一级去湿器的气路通道和二级去湿器的管程通道被冷凝下来，去除水分后的气体介质再由增湿塔下部的进气口通入到增湿塔内进行下一循环的增湿去湿处理，一级去湿器的气路通道和二级去湿器的管程通道内冷凝下来的水分一并收集到淡水箱内。
所述的一种气-水双循环的增湿去湿高盐废水淡化工艺，其特征在于由增湿塔下部的进气口通入的气体介质为空气或氮气。
相对于现有技术，本发明取得的有益效果是：
通过本发明的气-水双循环的增湿去湿高盐废水淡化装置及工艺，从增湿塔顶部出气口排出的热饱和空气携带巨大的潜热显热使一级去湿器内流经的废水进行初步预热，使能耗大大节省；从增湿塔顶部出气口排出的热饱和空气中的水分依次通过一级去湿器的气路通道和二级去湿器的管程通道被冷凝下来，产生脱盐废水，被除湿的空气进入增湿塔内不断循环，使能源利用效率大大升高。
附图说明
图1为本发明的空气-水双循环的增湿去湿浓盐水淡化装置的结构示意图；
图中：1-增湿塔、2-填料、3-浓水箱、4-喷淋装置、5-气体分布器、6-水泵、7-加热箱、8-一级去湿器、9-二级去湿器、10-风机、11-淡水箱、12-循环水箱。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例：对照图1
在本实施例中，采用空气作为传质传热的气体介质。
一种气-水双循环的增湿去湿高盐废水淡化装置，包括增湿塔1、水泵6、加热箱7、一级去湿器8、二级去湿器9、风机10、淡水箱11、循环水箱12和浓水箱3，所述循环水箱12上设有高盐废水补水管，以向循环水箱12内补入待处理的高盐水废水；所述增湿塔1采用填料塔，增湿塔1内部设置自上而下依次设置有喷淋装置4（喷淋装置4可采用液体喷头）、填料2和气体分布器5。所述一级去湿器8采用用于进行气-水热交换的板式换热器。所述二级去湿器9为列管式换热器，二级去湿器9用于进行气-水热交换时，气体走管程、冷却水走壳程。
循环水箱12通过一级去湿器8的废水通道、加热箱7、水泵6以及增湿塔1上部的进水口与喷淋装置4由管路连接，增湿塔1底部的出水口分为两路，其中一路与循环水箱12的进水口由管路连接，形成高盐废水淡化循环管路***；增湿塔1底部出水口的另一路与浓水箱3由管路连接，以将部分增浓的废水收集到浓水箱3中。
所述增湿塔1顶部的出气口通过一级去湿器8的气路通道、二级去湿器9的管程通道、风机10、增湿塔1下部的进气口与气体分布器5由管路连接，形成增湿去湿空气循环管路***，二级去湿器9的壳程通道通入常温的自来水；一级去湿器8的气路通道和二级去湿器9的管程通道收集得到的淡水均排放到淡水箱11内，即一级去湿器8的气路通道和二级去湿器9的管程通道均通过设有控制阀的出水管与淡水箱11相连通。相应管路上均设置有控制阀。
二级去湿器9与风机10之间的管路上设置有补气支管，所述补气支管上设置有控制阀。
对照图1，为了使得循环水箱12内的浓盐水能够顺利地输送至一级去湿器8的废水通道内，循环水箱12与一级去湿器8之间的管路上还设置有一个水泵6。
在本实施例中，增湿塔1内的填料2为抗污堵的节能环保填料，能提供较大的比表面积，使废水与空气充分接触进行传热传质。
利用本发明的气-水双循环的增湿去湿高盐废水淡化装置，对高盐废水进行淡化时，包括高盐废水淡化循环过程和增湿去湿空气循环过程；
S1高盐废水淡化循环过程为：循环水箱12内的高盐废水由水泵6输送至一级去湿器8的废水通道内，同时增湿塔1顶部出气口排出的热饱和空气输送至一级去湿器8的气路通道内，一级去湿器8的废水通道内的高盐废水被一级去湿器8的气路通道内的热饱和空气初步预加热，然后通过加热箱7再次加热后进入增湿塔与由增湿塔下部的进气口通入的空气进行传热传质，空气携带走高盐废水中的部分水分形成热饱和空气并从增湿塔1顶部出气口排出，高盐废水中的部分水分蒸发形成增浓的废水，增浓的废水从增湿塔1底部的出水口分两路排出，一路排入至循环水箱12内继续进行下一循环的增浓处理，另一路排入至浓水箱3中；
S2增湿去湿空气循环过程：从增湿塔1顶部出气口排出的热饱和空气中的水分依次在一级去湿器8的气路通道和二级去湿器9的管程通道被冷凝下来，去除水分后的空气再由增湿塔下部的进气口通入到增湿塔1内进行下一循环的增湿去湿处理，一级去湿器8的气路通道和二级去湿器9的管程通道内冷凝下来的水分一并收集到淡水箱11内。
实施例1.
以含质量浓度为5%氯化钠的废水作为待处理的高盐废水，待处理的废水以7212kg/h的流速进入一级去湿器8的废水通道内，被来自增湿塔1顶部出气口排出的热饱和空气（80℃，1625m3/h）加热到72℃，然后由加热箱7加热到90℃进入到增湿塔1，与通入到增湿塔1内的40℃的空气逆向接触进行传热传质，废水中的部分水分蒸发形成增浓的废水，所述增浓的废水温度降为55℃、且其中的氯化钠质量浓度升为17%，将所述增浓的废水分为两路排出，一路排出收集到浓水箱3中，另一路排出收集到循环水箱12中，循环水箱12中再补充一定量的待处理的高盐废水进行混合后，进行下一步循环；
从增湿塔1下部的进气口通入的40℃的空气，与从增湿塔1的上部内部喷淋而下的含盐废水逆向接触获得水分与热量，形成80℃的热饱和空气。所述80℃的热饱和空气从增湿塔1顶部出气口排出，并进入一级去湿器8的气路通道内与来自循环水箱12排出的含盐废水进行换热，80℃的热饱和空气被冷却且其中的水分遇冷冷凝下来释放出巨大潜热和显热，转变形成69℃的湿热空气。从一级去湿器8排出的69℃的湿热空气进入二级去湿器9被进一步冷却至40℃且空气中的水分被进一步冷凝下来，进而形成40℃的空气。40℃的空气由风机10传送进入增湿塔1内，进行下一步循环。
本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。

Claims (6)

1.一种气-水双循环的增湿去湿高盐废水淡化装置，其特征在于：包括增湿塔（1）、水泵（6）、加热箱（7）、一级去湿器（8）、风机（10）、淡水箱（11）、循环水箱（12）和浓水箱（3），所述循环水箱（12）上设有高盐废水补液管，以向循环水箱（12）内补入待处理的高盐废水；所述一级去湿器（8）采用用于进行气-水热交换的板式换热器；所述增湿塔（1）采用填料塔，增湿塔（1）内部设置有填料（2）；
循环水箱（12）通过一级去湿器（8）的废水通道、加热箱（7）、水泵（6）与增湿塔（1）上部的进水口由管路连接，增湿塔（1）底部的出水口分为两路，其中一路与循环水箱（12）的进水口由管路连接，形成高盐废水淡化循环管路***；增湿塔（1）底部出水口的另一路与浓水箱（3）由管路连接，以将部分增浓的高盐废水收集到浓水箱（3）中；
所述增湿塔（1）顶部的出气口通过一级去湿器（8）的气路通道以及风机（10）与增湿塔（1）下部的进气口由管路连接，形成增湿去湿气体循环管路***；一级去湿器（8）的气路通道收集得到的淡废水排放到淡水箱（11）内，相应管路上均设置有控制阀。
2.如权利要求1所述的一种气-水双循环的增湿去湿高盐废水淡化装置，其特征在于：所述增湿塔（1）内部还设置有喷淋装置（4）和气体分布器（5），所述喷淋装置（4）和气体分布器（5）分别设置于填料（2）上方和下方；喷淋装置（4）通过增湿塔（1）上部的进水口与水泵（6）的出水口由管路连接，气体分布器（5）通过增湿塔（1）下部的进气口与风机（10）的出气口由管路连接。
3.如权利要求1所述的一种气-水双循环的增湿去湿高盐废水淡化装置，其特征在于：还包括二级去湿器（9），所述二级去湿器（9）采用列管式换热器；所述增湿塔（1）顶部的出气口通过一级去湿器（8）的气路通道、二级去湿器（9）的管程通道以及风机（10）与增湿塔（1）下部的进气口由管路连接，形成增湿去湿气体循环管路***；二级去湿器（9）的壳程通道通入常温的自来水，二级去湿器（9）的管程通道收集得到的淡水排放到淡水箱（11）内。
4.如权利要求3所述的一种气-水双循环的增湿去湿高盐废水淡化装置，其特征在于：二级去湿器（9）与风机（10）之间的管路上设置有补气支管，所述补气支管上设置有控制阀。
5.一种气-水双循环的增湿去湿高盐废水淡化工艺，其特征在于包括高盐废水淡化循环过程和增湿去湿气体循环过程；
S1高盐废水淡化循环过程：循环水箱（12）内的高盐废水由水泵（6）输送至一级去湿器（8）的废水通道内，同时增湿塔（1）顶部出气口排出的热饱和气体介质输送至一级去湿器（8）的气路通道内，一级去湿器（8）的废水通道内的高盐废水被一级去湿器（8）的气路通道内的热饱和气体介质初步预加热，然后通过加热箱（7）再次加热后进入增湿塔内与由增湿塔（1）下部的进气口通入的气体介质进行传热传质，气体介质携带走高盐废水中的部分水分形成热饱和气体介质并从增湿塔（1）顶部出气口排出，高盐废水中的部分水分蒸发形成增浓的废水，增浓的废水从增湿塔（1）底部的出水口分两路排出，一路排入至循环水箱（12）内继续进行下一循环的增浓处理，另一路排入至浓水箱（3）中；
S2增湿去湿气体循环过程：从增湿塔（1）顶部出气口排出的热饱和气体介质中的水分依次在一级去湿器（8）的气路通道和二级去湿器（9）的管程通道内被冷凝下来，去除水分后的气体介质再由增湿塔下部的进气口通入到增湿塔（1）内进行下一循环的增湿去湿处理，一级去湿器（8）的气路通道和二级去湿器（9）的管程通道内冷凝下来的水分一并收集到淡水箱（11）内。
6.如权利要求5所述的一种气-水双循环的增湿去湿高盐废水淡化工艺，其特征在于由增湿塔（1）下部的进气口通入的气体介质为空气或氮气。
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