CN114713020A - 水蒸气中有害物的分离方法、装置及处理兰炭废水的方法 - Google Patents

水蒸气中有害物的分离方法、装置及处理兰炭废水的方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种水蒸气中有害物的分离方法、装置并通过该方法和装置来处理兰炭废水的方法，其包括：将兰炭废水通过浓缩装置转换成含有有害物的水蒸气，并通入到水蒸气中有害物的分离装置中的高压腔体中，并液化在腔体中的药剂溶液中，其中有害物和溶液中的药剂发生中和反应；高压腔体中的溶液进入到装置中的低压腔体中沸腾气化出纯净的水蒸气排出，其降温后的水回流到高压腔体中，为高压腔体降温，通过高低压腔体间液体的循环和不同的沸点，实现有害水蒸气进入到腔体中先液化再气化的转换过程，同时实现水蒸气中的有害物被分离回收；本申请能提高水蒸气中有害物尤其是酚的去除率，实现兰炭废水资源化利用。

Description

水蒸气中有害物的分离方法、装置及处理兰炭废水的方法
技术领域
本发明涉及废水、废气治理技术领域，尤其是涉及一种利用水蒸气中有害物的分离方法和装置来处理兰炭废水的方法。
背景技术
在工业生产中、在采用浓缩法治理废水的过程中，会产生大量含有有害物的水蒸气，如含酚含氨水蒸气，这些有害气水蒸汽很难处理，如果冷凝成水则变成酚氨废水，尤其是含酚水蒸气极难处理，现有技术采用喷淋的方式洗涤去除水蒸汽中的酚，其酚的去除率仅在70%左右，导致一些高浓度的含酚废水不能得到很好的处理，比如兰炭废水中的挥发酚可达到8000mg/L，
依据《全国工业资源调查评价与研究》按污染负荷比大小排列，挥发酚已排至第1位，对环境造成巨大的影响，由于酚类物质极难生化处理。所以至今治理兰炭废水没有成功的工业范例，成为了制约兰炭产业发展的瓶颈问题
目前兰炭废水处理普遍采用的方法是熄焦法和焚烧法。熄焦法是将兰炭废水直接用于红热兰炭的熄灭，同时大量的剧毒易挥发的污染物被多孔的兰炭吸附，从而造成了“毒兰炭”，极大地影响了兰炭的使用范围，而且易挥发的有毒害物质兰炭在储运过程中散发大气，造成环境污染；
焚烧法是将废水在焚烧炉中直接焚烧掉，然而，该方法在焚烧过程中，污染物挥发出来而散发至大气，造成了环境污染，给人体健康带来了极大地威胁。
除了熄焦法和焚烧法，其他处理兰炭废水的工艺有：萃取脱酚、蒸氨塔脱氨，树脂吸附，高级强氧化、生化等等。
在上述众多处理工艺中，只因酚的去除率低，整套工艺建设成本和处理成本高，占地多，甚至在处理过程中产生大量危废，至今也无成型的工艺可以推广。
在当前国兰炭废水必须处理的环保要求下，发明人认为，去除兰炭废水中的酚和氨是当务之急，急需一种处理兰炭废水中酚和氨的方法。
发明内容
为了提高水蒸气中酚的去除率，本申请提供一种水蒸气中有害物的分离方法、装置，为了去除兰炭废水中的酚和氨，有效的处理兰炭废水，本申请还提供了一种利用水蒸气中有害物的分离方法、装置来处理炭废水的方法。
第一方面，本申请提供的一种水蒸气中有害物的分离方法，采用如下的技术方案：包括：
（1）提供高压腔体，主要用于输入的有害水蒸气液化，低压腔体，主要用于液体沸腾气化出水蒸气；
（2）通过向高压腔体中输入高压有害水蒸气，或使用抽气装置抽取低压腔体，或高压腔体和低压腔体中的气体，来实现高压腔体和低压腔体中的气压不同，由此而形成的液体的沸点也不同；
（3）向腔体中注入药剂溶液，界外有害水蒸气进入到腔体中，并液化在药剂溶液中，其中水蒸气中的相关有害物与药剂溶液中相应的药剂发生中和反应；
（4）高压腔体中的溶液进入到低压腔体中，并沸腾气化出水蒸气排出，低压腔体中的溶液回流到高压腔体中，并为高压腔体降温。
通过采用上述技术方案，使用抽气装置，如抽真空装置，抽取腔体中的气体，可单独抽取低压腔体中的气体，也可同时抽取高压腔体和低压腔体中的气体，或向高压腔体中通入界外高压水蒸气，以达到实现腔体间产生不同的气压为目的，在不同气压下实现高压腔体中的液体的沸点高于低压腔体中液体的沸点。当界外含有有害物的水蒸气如含有酸性物质的酚，这种含酚的水蒸气进入到高压腔体中的碱性溶液中如氢氧化钠溶液中，由于高压腔体中的液体的温度低于界外水蒸气的温度，所以，酚和水蒸气会一起液化在氢氧化钠溶液中，同时提高液体的温度，其中的酚和氢氧化钠发生中和反应生成酚不再与水共同沸腾的酚钠盐。由于低压腔体中溶液的沸点比高压腔体中的沸点低，当高压腔体中的溶液温度大于低压腔体环境下溶液的沸点温度时，酚钠盐溶液进入到低压腔体中就会闪蒸沸腾气化出纯净的水蒸气并排出，同时酚钠盐溶液的温度也随之降低，温度降低后的酚钠盐溶液回流到高压腔体中，同时降低高压腔体中的温度，为界外有害水蒸气进入到高压腔体液化创造条件。
通过上述过程实现界外有害水蒸气进入到高压腔体液化，液化后的溶液进入到低压腔体中再气化的汽液汽转换过程，在水蒸气进出量平衡的情况下，即在不损失水蒸气的情况下，实现水蒸气中有害物的分离去除，并产出纯净的水蒸气排出。
当高压腔体中的液体温度，接近或等于高压腔体中气压环境下的沸点时，进入到高压腔体中的水蒸气会出现不能完全液化的现象，这些不凝水蒸气会随着液体一起进入到低压腔体中，当遇到低压腔体中的低温液体时，水蒸气再液化，由于低压腔体中的沸点低，液化后的水如果温度还高于低压腔体中环境下的沸点时则再气化。
该发明利用的原理是：
1、利用了水在气压越低的环境下，其产生的沸点越低的原理，利用腔体间不同的气压所产生的不同的沸点，在不需要额外增加热量的情况下，也不需要额外增加冷凝设施进行冷凝的情况下，实现使水蒸气液化后再气化的汽液汽转换过程。
2、利用水气化需要吸热的原理，进入到低压腔体中的高温水闪蒸沸腾气化时需要吸收水自身热量的原理，从而使进入到低压腔体中的水在气化的同时，水温随之降低，使在高压腔体中没有液化的水蒸气进入到低压腔体后遇到相对的低温水再液化，液化后的水如果温度还高于低压腔体中的沸点，则再气化，从而保证界外水蒸气进入到腔体中能全部液化成水，然后再全部气化出去，使水蒸气中的有害物能全部与溶液中的药剂发生反应，从而实现低压腔体中的水气化后的水蒸气中不再含有有害物，实现水蒸中有害物与水蒸气的分离。
可选的，高压腔体和低压腔体是相对而言的，所谓高压腔体就是在运行时，界外气体或液体进入到腔体中所承受到的周边气体或液体的压力大于在相对的另一腔体中所承受到的压力；高压腔体和低压腔体的形成方式包括：通过隔板、管路、液体、填料等在运行过程中而形成两个或多个相对高压腔体和低压腔体并连通；也可是两个或多个独立的腔体通过管路相连通；高压腔体和低压腔体可上下设置，或左右设置，或互相套设在一起以达到不同的运行效果；腔体中溶液循环流向为，高压腔体中的溶液流向低压腔体，低压腔体中的溶液回流到高压腔体中。
通过采用上述技术方案，高压腔体和低压腔体是相对而言的，所谓高压腔体就是在运行时，界外气体或液体进入到腔体中所承受到的周边气体或液体的压力大于在相对的另一腔体中所承受的压力，以液体在高压腔体和低压腔体中能形成不同的沸点为目的，最简单的，比如界外气体进入到水柱底部所承受到的压力就大于水柱上部所承受到的压力，通过水柱底部和上部之间一定的高度差，比如2米的高度差，也可认为水柱底部为高压腔体，水柱上部为低压腔体。
高压腔体和低压腔体可利用隔板、填料、液体、管路等单独或组合而形成在运行期间实现出相对的高低压腔体并连通，包括如：在一个腔体中利用隔板隔开，通过管路连通，或通过在一个腔体中使用填料代替隔板并通过管路相连通，或在一个腔体中通过使用不同密实的填料隔开，在运行过程中在液体的阻滞下形成高低压腔体和通路，只要能做到在运行期间液体在高压腔体和低压腔体中能形成不同的沸点空间即可，或使用两个或多个独立的腔体通过管路相连通，在运行期间使腔体间产生不同的气压，以形成不同的沸点空间；
通过上述方式可形成多个具有不同气压的腔体，腔体间液体是从高压腔体流向低压腔体，并沸腾气化出水蒸气，低压腔体沸腾降温后的液体回流到高压腔体中，并为高压腔体降温，为界外水蒸气进入到高压腔体中液化创造条件。
高压腔体和低压腔体上下设置时，有利于腔体间形成气压差；左右设置便于应用和操作，可增加低压腔体中液体的容量；互相套设，如低压腔体套设在高压腔体中，使低压腔体外壁和高压腔体中的溶液接触并换热，提高腔体间的换热速度，而且也可增加低压腔体中液体的容量。
可选的，高压腔体上部设有第三腔体，并与高压腔体相连通，第三腔体可与腔体外的气体吸收装置相连通，从而形成高压腔体中不凝气的吸收***；第三腔体中可设置有气体吸收装置，当水蒸气中含有两种以上的有害物时，不与腔体中药剂发生反应的溢出的其它气体进入到第三腔体中。
通过采用上述技术方案，当水蒸气中含有多种有害物时，我们分为酸性有害物和碱性有害物加以说明，比如水蒸气中既含有酸性物质比如酚，也含有碱性物质比如氨气，在腔体中加入碱性药剂如氢氧化钠，当这种有害水蒸气进入到高压腔体中的氢氧化钠溶液中后，其中的酚与氢氧化钠反应生成酚钠盐，而氨气不与氢氧化钠发生反应或氨气在氢氧化钠溶液中的溶解度很低，所以氨气会溢出，此时我们在高压腔体上再设置一个与高压腔体连通的腔体，并在该腔体上设置如喷淋***用来吸收氨气，或使该腔体与高低压腔体外的氨气吸收装置相连通，共同组成氨气吸收***，或在高压腔体上直接通过管路与腔体外的吸氨装置相连通使溢出的氨气进入到腔体外的吸氨装置中，这样就可以实现分离去除水蒸气中的多种有害气体，净化水蒸气。
可选的，通过设置高压腔体中出液口的位置高于进液口的位置，在抽气装置对腔体抽气的作用下，形成高压腔体和低压腔体间液体的自然往复的循环，在自然往复的循环过程中，实现界外水蒸气进入到腔体中连续的液化和气化的过程。
通过采用上述技术方案，设置高压腔体中出液口的位置高于进液口的位置，实现低压腔体中的液位和进液口之间产生的液体压强大于与出液口之间产生的液体压强,从而形成由出液口进入到低压腔体，由进液口回流到高压腔体的物理条件，在运行期间形成高压腔体和低压腔体间液体的自然往复的循环，使界外水蒸气在液体自然循环过程中实现液化和再气化。
上述能够达到自然循环的原理是：
首先一种情况：在高压腔体中注入水，并使水位高于出液口的位置，使用抽气装置如真空泵抽取腔体中的气体，当低压腔体中的气压小于高压腔体的气压时，因为出液口和低压腔体中的液位产生的液体压强小于进液口与低压腔体液位之间产生的液体压强，所以高压腔体中的水会通过出液口被抽吸到低压腔体中，当高压腔体和低压腔体的气压差等于高压腔体的液位和低压腔体的液位差所产生的液体压强时，低压腔体中的水将停止向高压腔体流动，而处于平衡态。
另一种情况：当高压腔体中的水被低压腔体气压通过出水口抽吸到高压腔体出水口以下时，高压腔体中的气体会通过出水口进入到低压腔体，低压腔体持续不断的通过出水口抽吸高压腔体中的气体，使高压腔体中的气压不断的降低，从而使高低压腔体间的气压差小于了腔体间液位差所产生的液体压强，形成了低压腔体中的水会有一部分要回流到高压腔体中的动力，因进液口的位置低于出液口的位置，还因为出水口以及出水口和低压腔体的通路上因已经有了气体的存在，所以低压腔体中的液位和进液口之间产生的液体压强大于与出液口之间产生的液体压强,，从而使低压腔体中的部分水会通过进水口回流到高压腔体中，但由于水流的惯性会使低压腔体中更多的水进入到高压腔体中，使水淹没出水口，使高压腔体气压升高，打破平衡态，从而淹没出水口那部分水会被抽吸到低压腔体中，当低压腔体再次抽吸到高压腔体中的气体时，则再次打破平衡态，低压腔体中的水会再次回流到高压腔体，回流到高压腔体中的水会再次被抽吸到低压腔体中，从而形成了腔体间，间断性的自然水循环。
当界外水蒸气不断的进入到高压腔体液化，也会重复上述自然水循环过程。
由于不断的向高压腔体中通入水蒸气，当高压腔体中的水温超过低压腔体中水的沸点时，进入到低压腔体中的水就会闪蒸沸腾，同时水温降低，降温后的水回流到高压腔体，为高压腔体降温，为进入到高压腔体中的水蒸气液化创造了条件，最终实现了一种在连续的自然水循环过程中，界外水蒸气进入到腔体中连续的液化和气化的汽液汽转换过程。
上述自循环的意义在于：
通过出液口位置高于进液口的位置，在不需要额外的循环动力（比如水泵）下，通过调节腔体间的液面高度差，即可形成腔体间较稳定的需要的气压差，从而实现界外水蒸气能较稳定的在腔体中全部液化后再全部气化出去，在这种自然的水循环过程中提高水蒸气中有害物的去除率。
可选的，在高压腔体和低压腔体上均可设有布水布气装置和填料，低压腔体中还设有喷淋***，通过循环低压腔体中的液体，或在腔体间设置水泵与喷淋***相连通，循环高压腔体和低压腔体间的液体，来加快腔体中液体的气化速度，低压腔体中还设有汽水分离器，防止小水滴进入到排出的水蒸气中；高低压腔体间还可设置水泵来辅助腔体间自然的水循环。高压腔体中可设置疏水阀以实现高压腔体中的液体进入到低压腔体中含有更少的气体，高压腔体中还设置有汽水分离器以实现高压腔体中的不凝气体与水蒸气分离后进入到高压腔体上的第三腔体。
通过采用上述技术方案，在高压腔体和低压腔体中设置有布水布气装置和填料，设置布水布气装置和填料来使水蒸气与溶液的混合分散更均匀，低压腔体设置喷淋***可加大低压腔体中溶液的气化面积，也可通过水泵把高压腔体中的高温水抽吸到低压腔体中的喷淋***中，从而加快液体的气化蒸发。
当腔体间的液位差过大，气压差过大时，可通过设置水泵来辅助高低压腔体间液体的循环。
设置汽水分离器，使低压腔体中沸腾时产生的小水滴得以和水蒸气分离，避免小水滴和水蒸气一起排出去，污染排出的水蒸气。
可选的，在高压腔体和低压腔体之间设置有换热装置，可加快腔体间液体的换热，在高压强体或低压腔体中还设有与腔体外换热的装置，可保持腔体中液体量的稳定。
通过采用上述技术方案，在高压腔体和低压腔体连通设置有换热装置，增加腔体间相互换热的一种方式，可加快高压腔体和低压腔体间的换热速度，加快界外水蒸气的处理速度。
在高压强体或低压腔体中设有与腔体外换热的装置，可弥补因腔体外壁的热损失而形成的腔体中溶液量的增加，也可因界外水蒸气中其它气体所含的热量而使腔体中溶液量的减少，从而可控制的保持腔体中液体量的稳定。
以上本发明的有害水蒸气的分离方法具有以下技术效果：
水蒸气中的有害物和水蒸气一起液化在药剂溶液中，使水蒸气中的全部有害物和溶液中的药剂发生化学反应，使有害物生成不再与水共同沸腾的盐类物质，从而使含盐类溶液再次沸腾气化出的水蒸气中几乎不再含有有害物，极大的提高了水蒸气中有害物的去除率，比如可把水蒸气中酚的去除率提高到99.8%以上，由于酚的去除率的提高，可通过浓缩的方式来处理高浓度的含酚废水，并可回收酚；
在工业生产中产生的含酚水蒸气在液化成废水前使用本发明的水蒸气中有害物的分离方法进行处理，甚至可以防止含酚废水的产生；
通过采用本发明的分离方法不但可以去除水蒸气中单一的有害物，而且可以去除水蒸气中多种有害物，并实现有害物的分离回收，得到纯净的化工产品，在净化水蒸气的同时，还产生了经济价值。
第二方面，本申请提供一种水蒸气中有害物的分离装置，其特征在于：
高压腔体，用于盛放溶液，所述高压腔体上开设有用于通入水蒸气的开口；
低压腔体，其连接有用于抽气的抽真空装置；
所述高压腔体和所述低压腔体之间连通有上液管和回流管，所述上液管和所述高压腔体的连通点，高于所述回流管和所述高压腔体的连通点；
当所述高压腔体中的液位在所述上液管和所述高压腔体的连通点以上且所述低压腔体中的气压小于所述高压腔体的气压时，所述高压腔体中的溶液通过上液管进入所述低压腔体并且发生沸腾；
当所述高压腔体中的液位在所述上液管和所述高压腔体的连通点以下时，高压腔体中气体进入所述上液管，所述高压腔体和所述低压腔体的气压差变小，所述低压腔体中的溶液通过所述回流管回流至所述高压腔体；
所述高压腔体和所述低压腔体的气压差等于所述低压腔体的液位和高压腔体的液位差h对应的水压压强而处于平衡态，当高压腔体内的液位在上液管和高压腔体的连通点以下时，持续通入水蒸气，水蒸气在所述高压腔体内液化，所述高压腔体内的液位上升并打破所述平衡态，溶液能够在高压腔体和低压腔体之间实现循环。
通过设置上液管和所述高压腔体的连通点，高于所述回流管和所述高压腔体的连通点；在对腔体抽气的作用下能够实现液体自然循环的原理，及水蒸气中有害的去除方法，在第一方面中水蒸气中有害物的分离方法中有所阐述，在此不再赘述。
可选的，高压腔体和低压腔体的形成方式包括：在一个腔体中利用隔板隔开，通过管路连通；或通过在一个腔体中使用填料代替隔板并通过管路相连通；或在一个腔体中通过使用填料隔开，在运行过程中填料在液体的阻滞下形成高低压腔体和通路；或是两个或多个独立的腔体通过管路相连通；高压腔体和低压腔体可上下设置，或左右设置，或互相套设在一起以达到不同的运行效果；腔体中溶液循环流向为，高压腔体中的溶液流向低压腔体，低压腔体中的溶液回流到高压腔体。
通过采用上述技术方案，高压腔体和低压腔体是相对而言的，所谓高压腔体就是在运行时，界外水蒸气或液体进入到腔体中所承受到的周边气体或液体的压力大于在相对的另一腔体中所承受的压力，通过腔体间不同的气压差以形成腔体间产生不同的液体的沸点为目的，只要能做到在运行期间能形成两种不同的沸点空间即可。
可选的，所述高压腔体上部设有第三腔体，并与高压腔体相连通，第三腔体可与腔体外的气体吸收装置相连通，从而形成高压腔体中不凝气的吸收***；第三腔体中可设置有气体吸收喷淋装置。
通过采用上述技术方案，有害水蒸气进入到高压腔体中所产生的不凝气体，在界外抽气的作用下，通过管路进入到第三腔体，通过第三腔体中的吸收装置，如喷淋装置喷淋所吸收，或第三腔体中的气体通过管路进入到腔体外的气体吸收装置中所吸收。
可选的，在高压腔体和低压腔体间设置有水泵，低压腔体中还设有喷淋装置和汽水分离器；高压腔体和低压腔体均可设有布水布气装置和填料，在高压腔体和低压腔体间设有换热装置，腔体中设有与界外换热的换热装置，高压腔体中的出液口处连接有疏水阀，高压腔体中还设有汽水分离器。
通过采用上述技术方案，在高压腔体和低压腔体中的液面高度差过大时，在上液管和回流管中设置有水泵，可辅助腔体间的自然水循环，在低压腔体中设置喷淋装置，循环喷淋低压腔体中的水，使低压腔体中的水气化的更快，在高压腔体和低压腔体间也可单独设置水泵，与低压腔体上的喷淋装置相结合形成喷淋***，循环腔体间的水，加快腔体中水的气化速度，提高界外水蒸气的处理量，在高压腔体和低压腔体中设置布水布气装置和填料可使水蒸气进入到腔体中与水混合更均匀，起到更好的液化效果，
在高压腔体和低压腔体连通有换热装置，实现腔体间的相互换热，可加快高压腔体和低压腔体间的换热速度，提高界外水蒸气的处理量，在高压强体或低压腔体中设有与腔体外换热的装置，可弥补因腔体外壁的热损失而形成的腔体中溶液量的增加，也可因界外水蒸气中其它气体所含的热量而使腔体中溶液量的减少，从而可控的调节腔体中的液体量保持稳定。
高压腔体中的出液口处连接有疏水阀，使进入到低压腔体中的水含有更少的气体；高压腔体中还设有汽水分离器，实现水蒸气和不凝气体的分离。
以上水蒸气中有害物的分离装置所产生的有益效果与上述第一方面水蒸气有害物的分离方法所取得的效果一样。
第三方面，本申请提供一种处理兰炭废水的方法，采用如下的技术方案：
（1）将兰炭废水通过蒸发浓缩装置气化成含有有害物的水蒸气；
（2）将有害水蒸气通入到水蒸气中有害物的分离装置中的高压腔体中，其有害物和水蒸气一起液化在腔体中的药剂溶液中，有害物与溶液中相应的药剂发生中和反应，不与溶液中药剂发生反应的其它气体溢出，进入到第三腔体中或腔体外的气体吸收装置所吸收；
（3）高压腔体中的液体进入到低压腔体中闪蒸沸腾出较纯净的水蒸气排出，水蒸气液化后即为出水。
通过采用上述技术方案，先将兰炭废水通过蒸发浓缩装置气化成含有有害物的水蒸气如，含有酚和氨的水蒸气混合物。然后将这种混合物通入到水蒸气有害物的分离装置中，将酚和水蒸气一起液化在氢氧化钠溶液中，其中酚和装置中的氢氧化钠溶液发生反应生成不再与水共同沸腾的酚钠盐溶液，而氨气不与氢氧化钠发生反应，而且氢氧化钠溶液中的大量氢氧根离子会抑制氨气在溶液中的溶解，所以氨气会溢出，溢出的氨气进入到吸氨装置中被吸收成氨水或硫酸氨，这样就去除了水蒸气中的酚和氨，而水蒸气已经液化在了氢氧化钠溶液中了，这时我们再把这种含有酚钠盐的氢氧化钠溶液进入到沸点低的环境中再气化出纯净的水蒸气排出，这样就实现了酚、氨和水蒸气的分离，回收了酚和氨，产生了经济效益，使兰炭废水资源化利用成为了现实。
如果兰炭废水在浓缩前已经经过了前期的除氨处理，如已经经过了蒸氨塔脱氨的处理，则浓缩后的兰炭废水水蒸气中则没有氨气，那么就可以省去吸氨装置，降低建设费用。
可选的，兰炭废水气化出的水蒸气中只含有酸性气体，溶液中加入碱性药剂，含有酸性气体的水蒸气进入到高压腔体中，其中的酸性气体与腔体中的碱性药剂发生反应，生成盐类物质，产生的纯净水蒸气排出；
或兰炭废水气化出的水蒸气中即含有碱性气体也含有酸性气体，溶液中加入碱性药剂，含有酸性气体和碱性气体的水蒸气进入到腔体中，其中的酸性气体与腔体中的碱性药剂发生反应，不与碱性药剂发生反应的其它气体溢出，溢出的气体被腔体中或腔体外的气体吸收装置所吸收；
或兰炭废水气化出的水蒸气中即含有碱性气体也含有酸性气体，溶液中加入酸性药剂，含有酸性气体和碱性气体的水蒸气进入到腔体中，其中的碱性气体与腔体中的酸性药剂发生反应，不与酸性药剂发生反应的其它气体溢出，溢出的气体被腔体中或腔体外的气体吸收装置所吸收。
通过采用上述技术方案，兰炭废水气化出的水蒸气中只含有酸性气体如酚蒸气，含酚水蒸气进入到腔体中，并液化在腔体中的碱性药剂溶液中，如氢氧化钠溶液，水蒸气中的酚与氢氧化钠发生反应生成酚钠盐，含酚钠盐的溶液进入到低压腔体中气化出纯净的水蒸气排出。
或兰炭废水气化出的水蒸气中即含有碱性气体如氨气，也含有酸性气体如酚蒸气，在溶液中加入碱性药剂如氢氧化钠，控制所述高压腔体的气压和温度适配所述氨气的溢出，同时控制水蒸液化，在所述高压腔体上部连通有氨气吸收装置，溢出的氨气体进入所述气体吸收装置，气体吸收装置中通过喷淋水或硫酸把氨气吸收，从而实现有害水蒸气中酸性气体和碱性气体以及水蒸气的分离，水蒸气液化为出水，其出水即可达到工厂回用的标准。
或兰炭废水气化出的水蒸气中即含有碱性气体也含有酸性气体，溶液中加入酸性药剂，含有酸性气体和碱性气体的水蒸气进入到腔体中，其中的碱性气体与腔体中的酸性药剂发生反应。不与酸性药剂发生反应的其它气体溢出，溢出的气体被腔体中或腔体外的气体吸收装置所吸收。
可选的，将浓缩装置和水蒸气中有害物的分离装置紧密相结合来处理兰炭废水：
浓缩装置和有害水蒸气分离装置相结合处理兰炭废水的方法包括：浓缩装置和有害水蒸气分离装置设有N个，第n蒸发浓缩装置产生的有害水蒸气进入第n有害水蒸气分离装置中，第n蒸发浓缩装置产生的浓缩液排出或进入第n+1蒸发浓缩装置中；
所述第n水蒸气中有害物的分离装置中产生的水蒸气进入第n+1浓缩装置，作为兰炭废水蒸发的热源，以汽化n+1浓缩装置中的废水，或进入冷凝器直接冷凝成水，其中，n为大于等于1的整数；
在上述浓缩装置和水蒸气中有害物的分离装置相结合处理兰炭废水的装置中，还可把水蒸气中有害物的分离装置串联使用多个，各个腔体中所含药剂相同，用以提高水蒸气中有害气体的去除率；也可串联使用多个，各个腔体中所含药剂不同，用以去除水蒸气中的不同的有害气体。
通过采用上述技术方案，使用浓缩装置和本发明的水蒸气中有害物的分离装置相结合形成一种专门处理含酚、含氨废水的处理装置。包括可以与单效蒸发器相结合，也可以与多效蒸发器相结合，还可以与mvr蒸发器相结合，从而使用处理含氨和/或含酚的专用设备即可实现含氨和/或含酚废水中酚和/或氨的回收利用，实现含氨和/或含酚废水资源化利用，解决国内高浓度酚氨废水处理难的难题。
在上述浓缩装置和水蒸气中有害物分离装置相结合的设备中，水蒸气中有害物的分离装置可串联使用两个或多个，其腔体中所含药剂相同，可以提高水蒸气中有害气体的去除率，比如含酚水蒸汽中的酚含量为5000mg/L（指含酚水蒸气液化成水后的含酚量）进入第一个水蒸气中有害物的分离装置，经分离后的水蒸气中酚含量为200mg/L,含酚量为200mg/L的水蒸气进入到第二个水蒸气中有害物的分离装置，经分离后的水蒸气中含酚量可降到10mg/L以下，经过两次转换后，使含酚水蒸气中酚的去除率可达99.9%以上。
也可串联使用两个含有不同药剂的水蒸气中有害物的分离装置，比如第一个装置注入碱性药剂，第二个装置注入酸性药剂，如有害水蒸气中含有酚和氨，含酚含氨的水蒸气进入到第一个装置，酚与碱性药剂发生反应后排出含有氨的水蒸气，含氨水蒸气进入到第二个装置，则氨与第二个装置中的酸性药剂发生反应，从而经过两次装置吸收后，去除了水蒸气中的酚和氨两种不同物质。
可选的，有害水蒸气液化在腔体中，其有害物与腔体中的药剂发生反应生成盐，并结晶析出分离，产生的母液可返回到腔体中循环使用。
通过采用上述技术方案，比如有水蒸气中含有酚，有害水蒸气分离装置中的药剂为氢氧化钠，则酚与氢氧化钠发生反应，生成酚钠盐，酚钠盐溶液达到结晶浓度后即可结晶出晶体析出，经结晶分离设备分离后结晶体收集，而产生的母液可回到水蒸气中有害物的分离装置中重复利用。
可选的，兰炭废水在进入浓缩装置前，经过预处理去除原水中的焦油和杂质，或更进一步的进行脱酸处理；.
兰炭废水经过浓缩后产生的浓缩液进一步处理，可提取其中需要的化学物质。
通过采用上述技术方案，为了减缓浓缩设备经长期浓缩而形成的管道堵塞和结垢的生成，兰炭废水在进入到浓缩设备前先进行沉淀、过滤等预处理过程，以去除焦油和杂质，或进入到浓缩装置前先进行脱酸处理，减少碱性药剂的使用量；
兰炭废水浓缩后产生的浓缩液中含有多种化学物质，可经过再次浓缩后根据需要进行相应的处理，提取其中所需要的化学物质。
上述兰炭废水的处理方法与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
全部为机械设备处理兰炭废水，工艺流程短，占地少，即开即停，开机即可处理兰炭废水，停机停止处理兰炭废水，出水即可达到工厂回用标准，无生化处理工序，不受低温天气影响，几乎无任何固废，危废、有害气体等废弃物产生，而且酚氨产品较纯净，全部可回收销售，产生经济价值，实现废水资源化利用；处理成本和建设成本是目前国内经典工艺的一半以下，由于本方案极大的提高了废水中酚的去除率，解决了兰炭废水中酚无法很好的去除的难题；由于通过一次浓缩即可去除兰炭废水中的酚和氨，因此还可省略传统的除氨设备如蒸氨塔，降低建设成本35%以上，所以本方案应用前景广阔。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1．利用水蒸气中有害物的处理方法及其装置处理水蒸气中的有害物，尤其能提高水蒸气中酚的去除率可达99.8以上，并实现酚的回收，产生经济效益，在此基础上处理兰炭废水，解决了当前国内兰炭废水中酚无法很好去除的难题，实现了兰炭废水资源化利用，为国内兰炭废水的治理提供了一种全新的技术方案。
2.可去除水蒸气中两种以上的有害物质，并实现各有害物质的分离回收，为水蒸气中多种有害物的去除，提供了一种新的技术支持。
3.利用水蒸气中有害物的处理方法及其装置，在不损失水蒸气的情况下，成功实现水蒸气液化再气化的转换过程，处理有害水蒸气量大。
附图说明
图1是本申请的一种水蒸气中有害物的分离方法及其装置实施例一的结构示意图；
图2是本申请的一种水蒸气中有害物的分离方法及其装置实施例二的结构示意图；
图3是本申请的一种用于水蒸气中有害物的分离装置实施例三的结构示意图；
图4是本申请的一种用于水蒸气中有害物的分离装置实施例四的结构示意图；
图5是本申请的一种用于水蒸气中有害物的分离装置实施例五的结构示意图；
图6是本申请的一种用于水蒸气中有害物分离装置与浓缩设备相结合的一种方式，并以此方式来处理含酚废水的方法流程图；
图7是本申请的一种用水蒸气中有害物分离装置结合浓缩设备处理兰炭废水的方法流程图
附图标记说明：
1、高压腔体，11、开口，12、出液孔，13、进液孔，14、水泵，15、气体吸收装置，16、填料，17、汽水分离器，18、疏水阀，19、腔体间换热器，20、汽水分离器，21、水泵，2、低压腔体，3、上液管，4、回流管，5、隔板，6、阀门，7、第三腔体，8、换热器，9、连通管，10、布水布气装置，30、水管，40、水泵，50、喷淋头；
100、水，200、抽气装置，300、水泵，310、进液管，320、出液管，330、喷淋头。
具体实施方式
以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种用于水蒸气中有害物的分离方法及其装置。
实施例一
参照图1，一种用于水蒸气中有害物的分离方法及其装置包括，高压腔体1，高压腔体1上开设用于通入水蒸气的开口11，高压腔体1顶部设置有低压腔体2，两者形成一体式结构，高压腔体1和低压腔体2之间通过隔板5隔开；
高压腔体1和所述低压腔体2之间连通有上液管3和回流管4，上液管3的一端和回流管4的一端均连通在高压腔体1的外壁上，上液管3的另一端和回流管4的另一端均通在低压腔体2的外壁上。上液管3和高压腔体1的连通点为出液孔12，回流管4和高压腔体1的连通点为进液孔13，出液孔12的位置高于进液孔13的位置；
低压腔体2上部连接有用于对低压腔体2抽气的抽气装置200；
上液管3、回流管4、抽气装置200和开口11上均设置有阀门6，用于控制上液管3、回流管4、抽气装置200和开口11的开合；
高压腔体中设有与界外换热的换热器8与腔体外壁相连接；
低压腔体上部还设有汽水分离器17
实施例1的实施原理为：
下面以相关数值说明装置的运行过程和水蒸气中含有酸性有害物如酚的去除方法：
首先向高压腔体1里注入氢氧化钠溶液100，如，并使液位超过出液孔，打开抽气装置200，低压腔体2的气压逐渐降低，并通过上液管3抽取高压腔体中的溶液100，使高压腔体中的溶液一部分被抽吸到低压腔体中，并形成一定高度的液面，此时高压腔体1内的气压大于低压腔体2内的气压。
低压腔体持续的抽取高压腔体中的溶液100，直到高压腔体1的气压（如真空度为-31kpa）和低压腔体2的气压（如真空度为-53kpa），差（-22kpa，）逐渐等于低压腔体2中的液面14与高压腔体1中的液面之间产生的液位差h（如2.24米高）所形成的液体压强（如22kpa）而处于平衡态后，高压腔体中的溶液将停止向低压腔体流入。
（说明：-22 kpa的气压能抽取2.24米高的水柱）
界外含酚的水蒸气混合物持续的进入到高压腔体1中，水蒸气中的酚与水蒸气一起液化在腔体中的氢氧化钠溶液中，其中酚与氢氧化钠发生反应，生成不再与水蒸气一起沸腾的酚钠盐，水蒸气的液化不断的提高溶液的温度，液化后的水蒸气也提高了高压腔体中的液面高度，使高压腔体中气压升高，从而打破平衡态，使高压腔体1中的部分溶液会随着水蒸气的持续液化而持续的进入到低压腔体2中，去接***衡态。
当高压腔体1中的溶液被低压腔体2气压抽吸到高压腔体1出液口以下时，低压腔体2还在不断的抽吸高压腔体1中的气体，使高压腔体1中的气压不断的降低，从而使腔体间的气压差小于了腔体间液位差h所产生的液体压强，从而使低压腔体2中的溶液通过进液孔13回流到高压腔体1，但由于水流的惯性会使更多的溶液进入到高压腔体1中，使溶液淹没出液口12，使高压腔体1气压升高，从而淹没出水口12那部分溶液会被抽吸到低压腔体2中，当低压腔体2再次抽吸到高压腔体1中的气体时，则再次打破平衡态，低压腔体2中的溶液会再次回流到高压腔体1，从而形成了腔体间的自然水循环。
由于不断的向高压腔体1中通入水蒸气，当高压腔体1中的溶液温度超过低压腔体2中溶液的沸点时，进入到低压腔体2中的水就会闪蒸沸腾，因溶液中的酚钠盐不与水发生共同沸腾现象，所以沸腾出的水蒸气不再含有酚，达到了有害水蒸气中酚与水蒸气的分离，沸腾后的溶液温度降低，降温后的溶液回流到高压腔体1，同时为高压腔体1降温，为界外进入到高压腔体1中的有害水蒸气液化创造了条件。
关于低压腔体中溶液闪蒸沸腾的说明：如高压腔体1的真空度为-31kpa，水的沸点为90℃，低压腔体2的真空度为-53kpa，水的沸点为80℃度，当高压腔体1里面的水的温度大于80℃时，比如85℃，进入到低压腔体2后就会出现闪蒸沸腾现象，直到沸腾降温到80℃。
通过上述过程，水蒸气不断的进入到高压腔体1液化，高压腔体1中的液体不断的进入到低压腔体2闪蒸沸腾降低水温，低压腔体2中的液体不断的回流到高压腔体1，同时降低高压腔体1中的液体温度，为水蒸气液化创造条件，形成了腔体间的液体自然的循环。在保持水蒸气进出量平衡的状态下实现了一种水蒸气液化后再气化的转换过程。在转换过程中实现水蒸气中酚和水蒸气的分离。
在高压腔体中1设置与腔体外换热的装置8，可弥补因腔体外壁的热损失而形成的腔体中溶液量的增加，也可因界外水蒸气中含有其它气体中所含的热量使溶液过多的蒸发而使腔体中溶液量的减少，从而可以控制腔体中液体量保持稳定。
低压腔体上部设置汽水分离器17，防止沸腾气化时产生的小水滴进入到排出的水蒸气中而污染排出的水蒸气。
实施例2
一种用于水蒸气中有害物的分离方法及其装置包括,高压腔体1上部设有第三腔体7，第三腔体7设置于高压腔体1顶部，低压腔体2设置在第三腔体7的顶部，第三腔体7连通有抽气装置200用来将第三腔体中的气体抽出；第三腔体中的喷淋***包括：用于循环第三腔体7中液体的水泵300，水泵300的进液管310伸入第三腔体7且连通第三腔体7的下部，水泵300的出液管320伸入第三腔体7且连通第三腔体7的上部，出液管320伸入第三腔体7的端部连接喷淋头330，进而对通过连通管9进入第三腔体7的氨气进行喷淋，使氨气溶于水100或和酸性液体反应。
参照图2，相比实施例1的区别是，
水蒸气中含有两种以上的有害气体，我们分为酸性物质和碱性物质加以说明，比如水蒸气中既含有酸性物质比如酚、硫化氢，也含有碱性物质比如氨气，在腔体中加入碱性药剂如氢氧化钠，当这种有害水蒸气进入到高压腔体1中的氢氧化钠溶液中后，其中的酚和硫化氢与氢氧化钠反应生成酚钠和硫化氢钠，而氨气不与氢氧化钠发生反应所以氨气会溢出，此时我们在高压腔体1上再设置一个与高压腔体1通过管路9相连通的第三腔体7，并在该腔体7上设置如喷淋***用来吸收氨气，或使该腔体7与腔体外的氨气吸收装置15相连通，共同组成氨气吸收***，这样就可以实现分离水蒸气中两种以上有害物质，而且还能得到纯净的水蒸气排出。
高压腔体1连通有第三腔体7，且高压腔体1上部通过连通管9连通第三腔体7的上部，溢出氨气通过连通管9进入第三腔体7，其中，第三腔体7可以独立设置，不位于高压腔体1上或低压腔体2上。
由于氨气一般位于高压腔体1水面以上，所以第三腔体7为任何能够和高压腔体1上部连通的空腔。
通过控制高压腔体的气压和温度，使氨气在高压腔体1中的溶解度非常低，控制氨气溢出，并进入第三腔体7。
实施例3
参照图3，水蒸气中有害物的分离装置包括，与实施例1、2不同之处在于，该实施例中的上液管3和回流管4也可设置在腔体内部，上液管3和回流管4一端均穿过隔板5连通低压腔体2，上液管3和回流管4的另一端均连通高压腔体1，隔板5被填料代替，如丝网填料，通过密实的丝网填料使装置在运行过程中，在液体通过丝网时形成的阻滞阻力，不但能使上下腔体间产生气压差，而且低压腔体中的液体可通过丝网进入到高压腔体，高压腔体中的不凝水蒸气也可以通过丝网进入到低压腔体中液化或在丝网中液化，可以提高腔体间的换热速度，加大界外水蒸气的处理量。
除了上述的设置方式，还可以将上液管3或回流管4其中之一设置成与实施例一中上液管3或回流管4相同的方式。
实施例
参照图4，水蒸气中有害物的分离装置包括，相比实施例1、2、3的不同之处在于，低压腔体的一部分进入到高压腔体中，高压腔体1套设在低压腔体2上，高压腔体1的直径大于低压腔体2的直径，低压腔体2的高度高于高压腔体1的高度，或者还可以采用低压腔体2套设在高压腔体1上，低压腔体2的直径大于高压腔体1的直径。
利用低压腔体的外壁与高压腔体换热，提高了腔体间的换热效率，而且在一定的液面高度下，可增加低压腔体中的液体量，提高低压腔体的吸热能力。
上面两种结构低压腔体或高压腔体在腔体中相当于是一种换热器，通过腔体的外壁和另一个腔体中的溶液换热，以此来提高腔体间的换热效率。
实施例5
参照图5，水蒸气中有害物的分离装置包括，实施例5和上述实施例1、2、3、4的区别在于，开口11处设置有使水蒸气和高压腔体1中的水100均匀接触的布水布气装置10，布水布气装置10为现有的任何可以让水蒸气均匀布设在高压腔体1中的现有结构，例如可以包括多个均匀分布在高压腔体1内的管体，各个管体上均匀开设有多个出水孔。
上液管3和低压腔体2的连通点，也连接设置有布水布气装置10，使高压腔体1中的水或汽更均匀的进入低压腔体2。低压腔体2中的布水布气装置10的结构和高压腔体1中的布水布气装置10的结构相同，此处不再赘述。
低压腔体2中设置喷淋装置包括：低压腔体2的下部和上部之间连接有水管30，水管30上设置有水泵40，水管30上端伸入低压腔体2中，水管30上端设置有喷头50，从而组成喷淋装置，喷淋低压腔体中的水，可以增大低压腔体2中的水蒸气的汽化速度。
高压腔体中还设有填料16与腔体内壁边缘相接触，起到汽水混合更均匀的作用，低压腔体2设有填料16，起到加大蒸发面积的作用；
在高压腔体和低压腔体间设置水泵14，并与低压腔体上的喷淋装置相连通，从而组成喷淋***，循环高压腔体和低压腔体中的水，增大整个水蒸气中有害物的分离装置中，水的气化速度。
实施例6
参照图6，一种用于水蒸气中有害物分离装置与浓缩设备相结合的一种方式，并以此方式来处理含酚废水的流程图
处理方法流程说明：
1.将含酚废水通入到浓缩设备中，浓缩设备通过界外水蒸气加热，界外水蒸气与浓缩设备中的换热器换热后产生的冷凝水排出，或回锅炉回用，浓缩设备中的含酚废水经沸腾气化后转变成含酚水蒸气。
2.含酚水蒸气进入到一级水蒸气中有害物的分离装置中，其中的酚与分离装置中的氢氧化钠发生反应生成酚钠盐，酚钠盐溶液经结晶分离设备分离出结晶酚钠盐和母液，结晶酚钠盐可外售，母液返回到水蒸气中有害物的分离装置中循环使用，一级水蒸气中有害物的分离装置中产生的含酚量较少的水蒸气进入到二级水蒸气中有害物的分离装置中，再次对含酚水蒸气进行分离，产出的水蒸气排出冷凝器出水，其产生的酚钠盐溶液可结晶分离，也可进入到一级水蒸气中有害物的分离装置中使用，经过以上两次对含酚水蒸气进行分离后，可极大的提高水蒸气中酚的去除率。
经浓缩设备浓缩后的浓缩液中如果含有其它物质，可后期进行深度处理。如进行精细化工处理、外售、或燃烧处理等。
本实施例中的一个浓缩设备和2个或多个串联的水蒸气中有害物的分离装置相结合使用，可以极大提高水蒸气中的有害物的去除率，或处理水蒸气中含有两种以上的有害物，比如水蒸气中含有酚还含有氨，在一级水蒸气中有害物的分离装置中加入氢氧化钠，在二级水蒸气中有害物的分离装置中加入硫酸，这样当含酚含氨水蒸气进入到一级水蒸气中有害物的分离装置后先把酚去除，酚去除后的含氨水蒸气再进入到二级水蒸气中有害物的分离装置中把氨去除，最后产生较纯净的出水。其它的组合使用方式不再一一列举。
实施例7
参照图7，一种用水蒸气中有害物分离装置结合浓缩设备处理兰炭废水的方法流程图。
处理兰炭废水的思路是：兰炭废水中的成分包括氨氮、单元酚、多元酚、COD；石油类、苯、氰化物、硫化物等、由于其成分复杂所以极难处理，到目前（2022年5月）国内还无成熟的处理工艺可以推广。
该处理兰炭废水的总体思路是，兰炭废水中最主要的有害成分是酚和氨两种物质，其它物质含量很少，甚至可以忽略不计，所以处理兰炭废水的关键就是处理水中的酚和氨，其挥发酚可达到8000多毫克每升，氨氮可达到4000多毫克每升，首先把酚和氨去除回收，使其产生经济价值，降低处理成本，实现兰炭废水资源化利用，同时出水即可达到工厂回用标准，最后其它众多有害物质浓缩在浓缩液中，可根据需要把浓缩液进一步的处理，提取其中需要的化学物质。最后剩余的其它无用的物质，可焚烧处理或外售。在上述处理过程中几乎无任何废弃物外排。
利用酚能与水共同沸腾的特性，和氨沸点低的性质，先将兰炭废水通过蒸发浓缩装置气化成含有酚和氨的水蒸气混合物。然后将这种混合物通入到水蒸气有害物的分离装置中，将酚和水蒸气一起液化在氢氧化钠溶液中，其中酚和装置中的氢氧化钠溶液发生反应生成不在于水共同沸腾的酚钠盐溶液，而氨气不与氢氧化钠发生反应，而且氢氧化钠溶液中的大量氢氧根离子会抑制氨气在溶液中的溶解，所以氨气会溢出，溢出的氨气进入到吸氨装置中被吸收成氨水或硫酸氨，这样就去除了水蒸气中的酚和氨，而水蒸气已经液化在了氢氧化钠溶液中了，这时我们再把这种含有酚钠盐的氢氧化钠溶液进入到沸点低的环境中再气化出纯净的水蒸气排出，这样就实现了酚、氨和水蒸气的分离，回收的酚和氨，实现了经济效益，使兰炭废水实现资源化利用。经浓缩装置浓缩后剩下的浓缩液中还含有可提取的化学物质，可根据需要采取相对应的方式提取。
其处理流程如下：
兰炭废水经沉淀池沉淀或经气浮机等预处理后去除焦油和杂质后的水进入三效浓缩设备中的一级浓缩塔中，一级浓缩塔中的换热器通过与界外水蒸气换热后产生的冷凝水排出，或回锅炉回用，其浓缩过程中产生的含酚含氨水蒸气混合物进入一级水蒸气有害物分离装置中，装置中提前注入氢氧化钠溶液，其中酚与装置中的氢氧化钠溶液发生反应生成酚钠盐，氨气溢出进入到氨气吸收装置中生成氨水或铵盐，产生的纯净水蒸气与二级浓缩塔中的换热器换热，加热二级浓缩设备中的废水，其换热后的冷凝水为出水，一级浓缩塔产生的浓缩液进入到二级浓缩塔中继续浓缩。
同理，二级浓缩塔产生的含酚、含氨水蒸气进入到二级水蒸气有害物分离装置中，把氨气和酚回收后的纯净水蒸气与三级浓缩塔中的换热器换热，加热三级浓缩设备中的废水，其换热后的冷凝水为出水，二级浓缩设备产生的浓缩液进入到三级浓缩设备中继续浓缩。
三级浓缩塔产生的含酚、含氨水蒸气进入到三级水蒸气有害物分离装置中，把氨气和酚回收后的纯净水蒸气通过冷凝器冷凝器出水。其最后产生浓缩液中含有的其它化学物质浓度较高，经刮板蒸发器或反应釜等高度浓缩设备再次浓缩后，产生的浓缩液可进行深度处理或企业内部处理。
酚钠盐溶液经结晶分离设备分离后，酚钠盐可外售，而产生的母液可返回到水蒸气中有害物的分离装置中循环使用。
经过以上三效浓缩设备和水蒸气中有害物的分离设备相结合而处理后的兰炭废水，出水即可达到工厂回用标准，产生的氨水或铵盐和酚钠结晶盐较纯净，可外售或企业内部使用，产生经济效益，实现了兰炭废水资源化利用。
以上兰炭废水处理方法，由于在浓缩过程中除去了酚和氨两种物质，可省略现有除氨设备如蒸氨塔，其建设成本极大降低，而且产生的氨产品和酚产品比较纯净，可以外售，产生出了经济效益，建设成本和处理成本优势明显，如使用企业内部廉价的能源，处理每吨兰炭废水折合酚氨效益后可达盈利状态，真正实现兰炭废水资源化利用，应用前景广阔。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种水蒸气中有害物的分离方法，包括以下步骤：
（1）提供高压腔体（1），主要用于输入的有害水蒸气液化，低压腔体（2），主要用于液体沸腾气化出水蒸气；
（2）通过向高压腔体（1）中输入高压有害水蒸气，或使用抽气装置（200）抽取低压腔体（2），或高压腔体（1）和低压腔体（2）中的气体，来实现高压腔体（1）和低压腔体（2）中的气压不同，由此而形成的液体的沸点也不同；
（3）向腔体中注入药剂溶液（100），界外有害水蒸气进入到腔体中，并液化在药剂溶液（100）中，其中水蒸气中的相关有害物与药剂溶液（100）中相应的药剂发生中和反应；
（4）高压腔体（1）中的溶液进入到低压腔体（2）中，并沸腾气化出水蒸气排出，低压腔体（2）中的溶液回流到高压腔体（1）中，并为高压腔体（1）降温。
2.根据权利要求1所述的一种水蒸气中有害物的分离方法，其特征在于：
高压腔体和低压腔体是相对而言的，所谓高压腔体就是在运行时，界外气体或液体进入到腔体中所承受到的周边气体或液体的压力大于在相对的另一腔体中所承受到的压力；高压腔体（1）和低压腔体（2）的形成方式包括：通过隔板、管路、液体、填料等在运行过程中而形成两个或多个相对高压腔体（1）和低压腔体（2）并连通；也可是两个或多个独立的腔体通过管路相连通；高压腔体（1）和低压腔体（2）可上下设置，或左右设置，或互相套设在一起以达到不同的运行效果；腔体中溶液循环流向为，高压腔体（1）中的溶液流向低压腔体（2），低压腔体（2）中的溶液回流到高压腔体（1）中。
3.根据权利要求1所述的一种水蒸气中有害物的分离方法，其特征在于：
高压腔体（1）中设有第三腔体（7），并与高压腔体（1）相连通，第三腔体（7）可与腔体外的气体吸收装置（15）相连通，从而形成高压腔体（1）中不凝气的吸收***；第三腔体（7）中设置有气体吸收装置；当水蒸气中含有两种以上的有害物时，不与腔体中药剂发生反应的溢出的其它气体进入到第三腔体（7）。
4.根据权利要求1所述的一种水蒸气中有害物的分离方法，其特征在于：
通过设置高压腔体（1）中出液口（12）的位置高于进液口（13）的位置，在抽气装置（200）对腔体抽气的作用下，形成高压腔体（1）和低压腔体（2）间液体的自然往复的循环，在自然往复的循环过程中，实现界外水蒸气进入到腔体中连续的液化和气化的过程。
5.根据权利要求1所述的一种水蒸气中有害物的分离方法，其特征在于：在高压腔体（1）和低压腔体（2）上均可设有布水布气装置（10）和填料（16）；低压腔体（2）中还设有喷淋装置；通过循环低压腔体（2）中的液体，或在腔体间设置水泵（14）与喷淋装置相连通，循环高压腔体（1）和低压腔体（2）间的液体，来加快腔体中液体的气化速度；低压腔体（2）中设有汽水分离器（17），防止小水滴进入到排出的水蒸气中；高低压腔体间还可设置水泵（21）来辅助腔体间自然的水循环；高压腔体（1）中可设置疏水阀（18）以实现高压腔体（1）中的液体进入到低压腔体（2）中含有更少的气体，还设置有汽水分离器（20）以实现高压腔体中的不凝气体与水蒸气分离后进入到高压腔体（1）上的第三腔体（7）。
6.根据权利要求1所述的一种水蒸气中有害物的分离方法，其特征在于：在高压腔体（1）和低压腔体（2）之间设置有换热装置（19），可加快腔体间液体的换热；在高压强体或低压腔体（2）中还设有与腔体外换热的装置（8），可保持腔体中液体量的稳定。
7.一种实施权利要求1-6的水蒸气中有害物的分离装置，其特征在于：
高压腔体（1），用于盛放溶液（100）所述高压腔体（1）上开设有用于通入水蒸气的开口（11）；
低压腔体（2），其连接有用于抽气的抽真空装置（200）；
所述高压腔体（1）和所述低压腔体（2）之间连通有上液管（3）和回流管（4），所述上液管（3）和所述高压腔体（1）的连通点（12），高于所述回流管（4）和所述高压腔体（1）的连通点（13）；
当所述高压腔体（1）中的液位在所述上液管（3）和所述高压腔体（1）的连通点以上且所述低压腔体（2）中的气压小于所述高压腔体（1）的气压时，所述高压腔体（1）中的溶液（100）通过上液管（3）进入所述低压腔体（2）并且发生沸腾；
当所述高压腔体（1）中的液位在所述上液管（3）和所述高压腔体（1）的连通点以下时，高压腔体（1）中气体进入所述上液管（3），所述高压腔体（1）和所述低压腔体（2）的气压差变小，所述低压腔体（2）中的溶液（100）通过所述回流管（4）回流至所述高压腔体（1）；
所述高压腔体（1）和所述低压腔体（2）的气压差等于所述低压腔体（2）的液位和高压腔体（1）的液位差h对应的水压压强而处于平衡态，当高压腔体（1）内的液位在上液管（3）和高压腔体（1）的连通点以下时，持续通入水蒸气，水蒸气在所述高压腔体（1）内液化，所述高压腔体（1）内的液位上升并打破所述平衡态，溶液（100）能够在高压腔体（1）和低压腔体（2）之间实现循环。
8.根据权利要求7所述的水蒸气中有害物的分离装置，其特征在于：
高压腔体和低压腔体的形成方式包括：在一个腔体中利用隔板（5）隔开，通过管路连通；或通过在一个腔体中使用填料代替隔板（5）并通过管路相连通；或在一个腔体中通过使用填料隔开，在运行过程中填料在液体的阻滞下形成高低压腔体和通路；或是两个或多个独立的腔体通过管路相连通；高压腔体（1）和低压腔体（2）可上下设置，或左右设置，或互相套设在一起以达到不同的运行效果；腔体中溶液循环流向为，高压腔体（1）中的溶液流向低压腔体（2），低压腔体（2）中的溶液回流到高压腔体（1）。
9.根据权利要求7所述的水蒸气中有害物的分离装置，其特征在于：
所述高压腔体（1）上部设有第三腔体（7），并与高压腔体（1）相连通；第三腔体（7）中可设置有气体吸收喷淋装置；第三腔体可与腔体外的气体吸收装置（15）相连通，从而形成高压腔体（1）中不凝气的吸收***。
10.根据权利要求7所述的水蒸气中有害物的分离装置，其特征在于：
在高压腔体（1）和低压腔体（2）间设置有水泵（14）；低压腔体（2）中还设有喷淋装置和汽水分离器（17）；高压腔体（1）和低压腔体（2）均可设有布水布气装置（10）和填料（16）；在高压腔体（1）和低压腔体（2）间设有换热装置（19）；腔体中设有与界外换热的换热装置（8）；高压腔体中的出液口处连接有疏水阀（18）；高压腔体中还设有汽水分离器（20）。
11.一种应用权利要求1-10所述的处理兰炭废水的方法，其特征在于：
（1）将兰炭废水通过蒸发浓缩装置气化成含有有害物的水蒸气；
（2）将有害水蒸气通入到水蒸气中有害物的分离装置中的高压腔体（1）中，其有害物和水蒸气一起液化在腔体中的药剂溶液中，有害物与溶液中相应的药剂发生中和反应，不与溶液中药剂发生反应的其它气体溢出，进入到第三腔体（7）中或腔体外的气体吸收装置（15）所吸收；
（3）高压腔体（1）中的液体进入到低压腔体（2）中闪蒸沸腾出较纯净的水蒸气排出，水蒸气液化后即为出水。
12.根据权利要求11所述的兰炭废水处理方法，其特征在于：
兰炭废水气化出的水蒸气中只含有酸性气体，溶液中加入碱性药剂，含有酸性气体的水蒸气进入到高压腔体（1）中，其中的酸性气体与腔体中的碱性药剂发生中和反应，生成盐类物质，产生的纯净水蒸气排出；
或兰炭废水气化出的水蒸气中即含有碱性气体也含有酸性气体，溶液中加入碱性药剂，含有酸性气体和碱性气体的水蒸气进入到腔体中，其中的酸性气体与腔体中的碱性药剂发生反应，不与碱性药剂发生反应的其它气体溢出，溢出的气体被腔体中或腔体外的气体吸收装置所吸收；
或兰炭废水气化出的水蒸气中即含有碱性气体也含有酸性气体，溶液中加入酸性药剂，含有酸性气体和碱性气体的水蒸气进入到腔体中，其中的碱性气体与腔体中的酸性药剂发生反应，不与酸性药剂发生反应的其它气体溢出，溢出的气体被腔体中或腔体外的气体吸收装置所吸收。
13.根据权利要求11所述的兰炭废水处理方法，其特征在于：
浓缩装置和有害水蒸气分离装置相结合处理兰炭废水的方法包括：浓缩装置和有害水蒸气分离装置设有N个，第n蒸发浓缩装置产生的有害水蒸气进入第n有害水蒸气分离装置中，第n蒸发浓缩装置产生的浓缩液排出或进入第n+1蒸发浓缩装置中；
所述第n水蒸气中有害物的分离装置中产生的水蒸气进入第n+1浓缩装置，作为兰炭废水蒸发的热源，以汽化n+1浓缩装置中的废水，或进入冷凝器直接冷凝成水，其中，n为大于等于1的整数；
在上述浓缩装置和水蒸气中有害物的分离装置相结合处理兰炭废水的装置中，还可把水蒸气中有害物的分离装置串联使用多个，各个腔体中所含药剂相同，用以提高水蒸气中有害气体的去除率；也可串联使用多个，各个腔体中所含药剂不同，用以去除水蒸气中的不同的有害气体。
14.根据权利要求11所述的兰炭废水处理方法，其特征在于：
有害水蒸气液化在腔体中，其有害物与腔体中的药剂发生中和反应生成盐类物质，其结晶盐析出并与母液分离，产生的母液可返回到腔体中循环使用。
15.根据权利要求11所述的兰炭废水处理方法，其特征在于：
兰炭废水在进入浓缩装置前，经过预处理去除原水中的焦油和杂质，或更进一步的进行脱酸处理，兰炭废水经过浓缩后产生的浓缩液进一步处理，可提取其中需要的化学物质。
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