CN203715317U - 一种高盐水低温循环蒸发结晶装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高盐水低温循环蒸发结晶装置，该装置包括：循环水泵、蒸发室、蒸发填料、布水器、风机、冷凝管、冷凝室、热风出口、冷凝水池、冷热两用热泵机组、蒸发器冷水出口、蒸发器回水口、热风入口、补水泵和废水池。本实用新型的换热过程不采用盐水换热器，从根本上解决了因盐水换热引发的设备结垢和腐蚀问题，能够大幅度提高处理高盐水的浓度范围。所构建的循环蒸发装置可以对冷凝热进行循环利用，生产能耗低，在实现高盐水零排放的同时，得到纯净的冷凝水和干盐产品。

Description

一种高盐水低温循环蒸发结晶装置

技术领域

本实用新型涉及环境保护装置，特别是一种高盐水低温循环蒸发结晶装置。

技术背景

随着国民经济的快速发展，人民生活水平的提高，城市生活污水、农业排水和工业废水的排放量也急剧上升。据统计，目前世界每年有超过4200亿m³的污水排入江河海湖，致使1/3的淡水受到不同程度的污染;每年石油化工、冶金、造纸、制革、发酵酿造、制药、纺织印染工业等产生的大量废水，不仅数量多、浓度高，许多还含有有毒有害物质，对我们的环境提出了严峻的挑战。

蒸发结晶是固体物质以晶体状态从蒸汽、溶液中析出的过程，是化工过程基本单元操作，也是分离和提纯物质的重要手段之一。新功能材料、生物工程、医学、环境等科学的发展带动了结晶领域研究的日趋活跃，结晶领域的新型技术迅速形成。随着工业的发展，高效低耗的结晶分离技术在石油、化工、生物技术及环境保护等领域的应用越来越广泛。而采用蒸发方法处理高浓污水正逐渐成为一项极具开拓前景的应用技术。

查阅专利文献，与本实用新型相关的有：“低温蒸发冷凝降雨热泵循环***”，公开(公告)号：CN102757105A；“一种低温蒸发冷凝液化循环装置”，授权公告号CN202705075U。上述装置的共同特征在于包含低温蒸发***、冷凝降雨***、空调热泵***及PLC控制***，采用蒸发与冷凝交替循环运行实现高浓度废水废液固液分离。具体操作为：将水加热至10-100℃，自上向下流入蒸发室，让冷空气从下向上以一定的速度吹过，使冷空气与高浓度废水废液充分接触，冷空气与废液进行热交换时，温度上升，饱和蒸汽压上升，空气中水蒸汽含量随着温度上升而上升，将废液中的水分带走，固体落入蒸发室底部，不断浓缩，不断回收具有利用价值的浓缩液或固体物质。含有大量饱和蒸汽水的空气从蒸发室流入冷凝室，从上而下，在冷凝室内，采用空调***对其进行降温，温度从50℃骤降至10℃，饱和蒸汽压迅速下降，空气中饱和含水量迅速下降，导致空气中超过饱和含水量的水蒸汽迅速变成液体，自上而下如下雨状落入冷凝室底部。冷凝室空气从底部经离心鼓风机再次吹入蒸发室吸收水蒸汽，冷凝室底部收集的纯净水水质可以达到生活或工业回用水的要求。

在现有的蒸发结晶技术或设备中，存在的显著问题是换热设备的结垢问题。不论是蒸汽加热还是电加热，高浓污水均须通过换热器以提升温度，而污水中通常含有大量的K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺以及CO₃ ^2-、Cl^-、SO₄ ^2-、NO₃ ^-等离子，极易在换热器内壁上结垢，并造成设备的腐蚀。即使采用耐腐蚀的设备，也需经常对换热器进行除垢以提高换热效率，延长设备用用寿命。到目前为止，这一问题还没有得到很好地解决。

实用新型内容

本实用新型提供了一种高盐水低温循环蒸发结晶装置，有效解决现有高盐水蒸发结晶过程中换热设备的结垢及腐蚀问题。

一种高盐水低温循环蒸发结晶装置包括：循环水泵、蒸发室、蒸发填料、布水器、风机、冷凝管、冷凝室、热风出口、冷凝水池、冷热两用热泵机组、蒸发器冷水出口、蒸发器回水口、热风入口、补水泵和废水池，其中冷热两用热泵机组包括热泵机组蒸发器、压缩机和热泵机组冷凝器，所述蒸发室和冷凝室为立方体或圆柱形状，蒸发室和冷凝室通过环形通道连通，蒸发室内填充蒸发填料，蒸发填料上部为布水器，布水器连接高盐水进水管道，高盐水进水管道上连接循环水泵，蒸发室底部为喷淋水储水槽，储水槽通过补水泵与废水池相连，冷凝室内安装冷凝管，管内走循环冷却水，冷凝管上方安装风机，冷凝室的底部与冷凝水池通过管道连接，热泵机组蒸发器的冷水出口和回水口与冷凝管连接构成循环管道，热泵机组冷凝器与冷凝室的热风出口和蒸发室的热风入口通过风道连接。

本实用新型与现有同类装置相比，其有益效果体现在：

本实用新型的换热过程不采用盐水换热器，从根本上解决了因盐水换热引发的设备结垢和腐蚀问题，能够大幅度提高处理高盐水的浓度范围。所构建的循环蒸发装置可以对冷凝热进行循环利用，生产能耗低，在实现高盐水零排放的同时，得到纯净的冷凝水和干盐产品。

附图说明

图1是一种高盐水低温循环蒸发结晶装置结构示意图。

图中，1为循环水泵，2为蒸发室，3为蒸发填料，4为布水器，5为风机，6为冷凝管，7为冷凝室，8为热风出口，9为冷凝水池，10为冷热两用热泵机组，11为热泵机组蒸发器，12为蒸发器冷水出口，13为蒸发器回水口，14为压缩机，15为热泵机组冷凝器，16为热风入口，17为补水泵，18为废水池。

具体实施方式

如图1所示，一种高盐水低温循环蒸发结晶装置，该装置由循环水泵1、蒸发室2、蒸发填料3、布水器4、风机5、冷凝管6、冷凝室7、热风出口8、冷凝水池9、冷热两用热泵机组10、蒸发器冷水出口12、蒸发器回水口13、热风入口16、补水泵17和废水池18构成，其中冷热两用热泵机组10包括热泵机组蒸发器11、压缩机14和热泵机组冷凝器15。

所述蒸发室2和冷凝室7均为立方体形状，立方体底面边长为1m，高为2.5m，采用玻璃钢板制成，蒸发室2和冷凝室7通过环形通道连通，蒸发室内填充蒸发填料3，蒸发填料3为波纹耐高温蜂窝状聚丙烯，填料厚48cm，比表面积大于200m²/m³。蒸发填料上部为布水器4，为旋转布水器，布水器4连接高盐水进水管道，高盐水进水管道上连接循环水泵1，蒸发室底部为喷淋水储水槽，储水槽通过补水泵17与废水池18相连，冷凝室7内安装冷凝管6，冷凝管6采用Φ16熟铜管盘成，外套亲水铝翅片，孔距38mm，共8排管，管内走循环冷却水，冷凝管6上方安装风机5，冷凝室7的底部与冷凝水池9通过管道连接，压缩机14与热泵机组蒸发器11和热泵机组冷凝器15共同构成冷热两用机组10，热泵机组蒸发器11的冷水出口12和回水口13与冷凝管6连接构成循环管道，热泵机组冷凝器15与冷凝室的热风出口8和蒸发室的热风入口16通过风道连接。

本实用新型的工作过程如下：

以冷热两用热泵机组提供冷热源（热风和循环冷却水），将热泵机组产生的循环冷却水导入冷凝室内的冷凝管中；同时将热泵机组产生的热风（50-65℃）导入***内的蒸发室，在蒸发室内热风与布设在蒸发填料上的高盐水接触，进行热交换，实现高盐水的蒸发，产生的纯净蒸汽通过风机引入冷凝室，在冷凝室内与冷凝管接触，蒸汽冷凝生成冷凝水，可以回收利用。冷凝过程中释放的热量被风机引出作为冷热两用机组的低位热源循环利用以产生热风再次进入蒸发室。蒸发室内的喷淋水落到底部的收集槽中，采用循环泵布到蒸发填料上实现循环蒸发，高盐水经多次浓缩后产生结晶，其晶体作为干盐产品回收。

Claims (1)

1.一种高盐水低温循环蒸发结晶装置，其特征是该装置包括：循环水泵、蒸发室、蒸发填料、布水器、风机、冷凝管、冷凝室、热风出口、冷凝水池、冷热两用热泵机组、蒸发器冷水出口、蒸发器回水口、热风入口、补水泵和废水池构成，其中冷热两用热泵机组包括热泵机组蒸发器、压缩机和热泵机组冷凝器，所述蒸发室和冷凝室为立方体或圆柱形状，蒸发室和冷凝室通过环形通道连通，蒸发室内填充蒸发填料，蒸发填料上部为布水器，布水器连接高盐水进水管道，高盐水进水管道上连接循环水泵，蒸发室底部为喷淋水储水槽，储水槽通过补水泵与废水池相连，冷凝室内安装冷凝管，管内走循环冷却水，冷凝管上方安装风机，冷凝室的底部与冷凝水池通过管道连接，热泵机组蒸发器的冷水出口和回水口与冷凝管连接构成循环管道，热泵机组冷凝器与冷凝室的热风出口和蒸发室的热风入口通过风道连接。