CN220485379U - 一种太阳能驱动喷淋喷雾双级电镀废水蒸发分离*** - Google Patents
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Abstract
一种太阳能驱动喷淋喷雾双级电镀废水蒸发分离***，涉及电镀废水处理的技术领域，其结构为：包括回热器、太阳能集热模块、喷雾分离塔、喷淋浓缩塔、储液罐、废水循环罐和冷却器；回热器分别连接太阳能空气集热器、冷却器、喷雾分离塔和喷淋浓缩塔，太阳能空气集热器分别与喷雾分离塔和喷淋浓缩塔连接，废水循环罐分别与喷雾分离塔和喷淋浓缩塔连接，废水循环罐与喷淋浓缩塔之间设置有太阳能集热器，废水循环罐与储液罐连接，回热器连接空气入口，冷却器连接空气出口。本实用新型的有益效果在于：***将清洁能源太阳能用于电镀废水处理，极大地降低了***运行时所需的额外能量，节约能源及运行费用。
Description
技术领域
本实用新型涉及电镀废水处理的技术领域，特别是涉及一种太阳能驱动喷淋喷雾双级电镀废水蒸发分离***。
背景技术
现有的处理电镀废水方面方法主要可以分为以下四种：化学沉淀法、电化学法、吸附法及蒸发法。而化学沉淀法需要投入药剂，会形成二次污染，很难有效地处理电镀废水，也无法完成废水零排放。电化学法虽然可以很好的分离电镀废水中的重金属盐，但其处理低浓度废水时能耗大、分离水质差，不适合大规模普及。吸附法可以解决以上处理法能耗大的问题，但却由于其再生利用性差等问题无法用来处理大流量的废水，另外吸附材料的再生问题导致其运行成本较高。综合比较可得出目前传统处理方法中仅有蒸发法可有效完成电镀废水“废液零排放”。
传统***依然存在能耗较高等问题，无法同时兼具“废液零排放”与高效节能；蒸发分离***的根源均需要水分蒸发，而蒸发所需的潜热是极大的。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供一种太阳能驱动喷淋喷雾双级电镀废水蒸发分离***，以太阳能热利用的形式结合空气循环蒸发分离技术和喷雾干燥分离技术，提出一种采用太阳能作为驱动热源，以空气作为载体，低温段浓缩、中高温段干燥分离的双级空气蒸发分离电镀废水处理***，以解决上述存在的技术问题。
本实用新型提供一种太阳能驱动喷淋喷雾双级电镀废水蒸发分离***，其结构为：包括回热器、太阳能集热模块、喷雾分离塔、喷淋浓缩塔、储液罐、废水循环罐和冷却器；所述太阳能集热模块包括太阳能空气集热器和太阳能集热器；
所述回热器分别连接太阳能空气集热器、冷却器、喷雾分离塔和喷淋浓缩塔，所述太阳能空气集热器分别与喷雾分离塔和喷淋浓缩塔连接，所述废水循环罐分别与喷雾分离塔和喷淋浓缩塔连接，所述废水循环罐与喷淋浓缩塔之间设置有太阳能集热器，所述废水循环罐与储液罐连接，所述回热器连接空气入口，所述冷却器连接空气出口。
进一步地，所述喷淋浓缩塔内设置有喷淋喷头，所述喷雾分离塔内设置有雾化喷头，所述废水循环罐分别与喷淋浓缩塔内的喷淋喷头和喷雾分离塔内的雾化喷头连接。
进一步地，所述喷雾分离塔与回热器连接处设置有风机A和布袋除尘器。
进一步地，所述喷淋浓缩塔与回热器连接处设置有风机B。
进一步地，所述喷雾分离塔的顶部入口处设置有蝶式风阀A，所述喷淋浓缩塔的下端侧壁入口处设置有蝶式风阀B。
进一步地，所述储液罐与废水循环罐连接处设置有溶液阀B和蠕动泵。
进一步地，所述废水循环罐与喷雾分离塔连接处设置有溶液阀C和计量泵；所述废水循环罐与喷淋浓缩塔连接处依次设置有溶液阀A、废水循环泵和太阳能集热器。
进一步地，所述太阳能集热器内的介质为废水循环罐的废水。
进一步地，所述喷雾分离塔的入口包括气体入口和液体入口，所述气体入口设在喷雾分离塔的顶端，所述液体入口设置在喷雾分离塔上端的侧壁上，所述喷雾分离塔内的液体入口通过管道连接喷雾装置，所述喷雾分离塔下端的侧壁上设置有气体出口，所述喷雾分离塔的底部设有固体颗粒排出口。
进一步地，所述喷淋浓缩塔的入口包括气体入口和液体入口，所述气体入口设在喷淋浓缩塔下端的侧壁上，所述液体入口设置在喷淋浓缩塔上端的侧壁上，所述喷淋浓缩塔内的液体入口通过管道连接喷淋装置，所述喷淋浓缩塔顶部设有气体排出口，所述喷淋浓缩塔底部设有废水排出口，将排除废水送入废水循环罐，再重新输送给两塔中进行循环利用。
进一步地，所述布袋除尘器的上端为气体入口，所述布袋除尘器的下端侧壁上设置有气体出口，所述布袋除尘器的底部设有固体颗粒排出口。
本实用新型的有益效果在于：(1)***将清洁能源太阳能用于电镀废水处理，极大地降低了***运行时所需的额外能量，节约能源及运行费用；(2)***于中低温(150℃以内)、常压下运行，无需特殊设备，密封性要求低，耗材少，对材料要求不高，简单方便，***运行成本低；(3)利用空气作为分离载体处理电镀废水，基本不受环境限制；(4)***充分利用了低太阳辐射强度下的低品位能量进行电镀废水的一级浓缩处理，将高太阳能辐射强度下的较高品位的能量用于电镀废水的二级分离处理，能量梯级利用，提高***处理效率，减少***成本，***这种双级处理的方式一定程度上解决了太阳能能量输入波动的问题，保证***可以在大部分时间段内连续稳定运行，同时结合空气开环式的布置方式提升了***能效；(5)***处理后产物以冷凝水和重金属盐粉末的形式排出***，实现冷凝水的回收再利用和重金属盐的回收，实现电镀废水的废液零排放以及资源的再利用。
附图说明
图1为本实用新型的***结构图；
图中：1、回热器，2、太阳能空气集热器A，3、蝶式风阀A，4、蝶式风阀B，5、喷淋浓缩塔，6、冷却器，7、太阳能空气集热器B，8、废水循环泵，9、溶液阀A，10、溶液阀B，11、蠕动泵，12、溶液阀C，13、计量泵，14、风机A，15、布袋除尘器，16、储液罐，17、废水循环罐，18、喷雾分离塔，19、雾化喷头，20、喷淋喷头，21、风机B，22、结晶盐粉末，23、空气入口，24、空气出口。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本实用新型提供一种太阳能驱动喷淋喷雾双级电镀废水蒸发分离***，其结构为：包括回热器1、太阳能集热模块、喷雾分离塔18、喷淋浓缩塔5、储液罐16、废水循环罐17和冷却器6；
太阳能集热模块包括太阳能空气集热器2和太阳能集热器7；
回热器1分别连接太阳能空气集热器2、冷却器6、喷雾分离塔18和喷淋浓缩塔5，太阳能空气集热器2分别与喷雾分离塔18和喷淋浓缩塔5连接，废水循环罐17分别与喷雾分离塔18和喷淋浓缩塔5连接，废水循环罐17与喷淋浓缩塔5之间设置有太阳能集热器7，废水循环罐17与储液罐16连接，回热器1连接空气入口23，冷却器6连接空气出口24；
喷淋浓缩塔5内设置有喷淋喷头20，喷雾分离塔18内设置有雾化喷头19，废水循环罐17分别与喷淋浓缩塔5内的喷淋喷头20和喷雾分离塔18内的雾化喷头19连接；
喷雾分离塔18与回热器1连接处设置有风机A14和布袋除尘器15；
喷淋浓缩塔5与回热器1连接处设置有风机B21；
喷雾分离塔18的顶部入口处设置有蝶式风阀A3，喷淋浓缩塔5的下端侧壁入口处设置有蝶式风阀B4；
储液罐16与废水循环罐17连接处设置有溶液阀B10和蠕动泵11；
废水循环罐17与喷雾分离塔18连接处设置有溶液阀C12和计量泵13；废水循环罐17与喷淋浓缩塔5连接处依次设置有溶液阀A9、废水循环泵8和太阳能集热器7；
太阳能集热器7内的介质为废水循环罐17的废水；
喷雾分离塔18的入口包括气体入口和液体入口，气体入口设在喷雾分离塔18的顶端，液体入口设置在喷雾分离塔18上端的侧壁上，喷雾分离塔18内的液体入口通过管道连接喷雾装置，喷雾分离塔18下端的侧壁上设置有气体出口，喷雾分离塔18的底部设有固体颗粒排出口，从固体颗粒排出口排出结晶盐粉末22；
喷淋浓缩塔5的入口包括气体入口和液体入口，气体入口设在喷淋浓缩塔5下端的侧壁上，液体入口设置在喷淋浓缩塔5上端的侧壁上，喷淋浓缩塔5内的液体入口通过管道连接喷淋装置，喷淋浓缩塔5顶部设有气体排出口，喷淋浓缩塔5底部设有废水排出口，将排除废水送入废水循环罐17，再重新输送给两塔中进行循环利用；
布袋除尘器15的上端为气体入口，布袋除尘器15的下端侧壁上设置有气体出口，布袋除尘器15的底部设有固体颗粒排出口，从固体颗粒排出口排出结晶盐粉末22；
具体的，其采用喷淋喷雾双级处理方式，作为水蒸气传递载体的空气则采用开式循环的形式；***整体可分为两步流程，即空气流程和废水流程；
空气流程是通过太阳能空气集热器2加热后的环境空气，分两路分别进入喷淋浓缩塔5与喷雾分离塔18；喷淋浓缩塔55的作用是通过较大流量的喷淋过程使加热后的干热空气与废水充分接触实现高效的传质过程，而废水循环罐17内的废水始终保持浓溶液的状态；喷雾分离塔18的作用则是利用精细雾化喷头19将废水浓溶液进行雾化，增大其与空气的接触表面积，使废水溶液中的自由水分在很短的时间内完全蒸发以达到分离的效果；为了保证能够得到固体产物颗粒，喷雾分离过程中空气流量要远大于喷雾流量；由于喷雾分离塔18出口空气中还含有较多的重金属盐颗粒，因此出口为气固两相流；采用分离精度较高的布袋分离器分离重金属盐颗粒与湿空气；最后经过分流完成浓缩及喷雾分离过程的空气，混合后先进入回热器1回热，再进入冷却器6中冷却，回热器1与冷却器6的过程可回收一部分的冷凝水。最后低温饱和的空气将排入环境中完成***的整个空气循环；
废水流程是指废水循环罐17内的溶液通过废水循环泵8打入太阳能集热器7中加热以提升废水温度，其废水溶液的表面蒸汽分压力也随之提升；为保证废水循环罐17内浓度的稳定，采用蠕动泵11将浓度较低的废水缓缓加入废水循环罐17，当喷雾分离塔18工作时，废水通过计量泵13升压进入雾化喷嘴完成雾化过程并进入喷雾分离塔18与中高温空气进行热质传递，并最终完成完全分离；
考虑到太阳辐射的不断变化，***可通过调节运行方式以适应太阳能的变化；以夏季晴天工况为例说明的具体运行情况：
6时至10时30分这段时间由于太阳辐射强度较低，太阳能空气集热器2的出口空气温度未能达到喷雾分离所要求的温度，此时无法进行喷雾分离过程，但由于***为空气开环***，环境空气也具有一定带走水分的能力，此时打开溶液阀B10、蠕动泵11和蝶式风阀B4，关闭溶液阀A9和蝶式风阀A3，***只进行喷淋浓缩过程；
当到达10时30分以后空气温度达到喷雾所需要求，此时打开溶液阀A9和蝶式风阀A3，关闭溶液阀B10、蠕动泵11和蝶式风阀B4，单独使用喷雾分离塔18工作，使喷淋浓缩塔5中的浓溶液液位下降直到其达到最低的液位时结束；
之后大约在13时50分左右溶液液位达到最低值后，再次打开溶液阀B10、蠕动泵11和蝶式风阀B4，关闭溶液阀A9和蝶式风阀A3，继续进行喷淋浓缩过程；最后直至19时结束完成整天的废水处理过程。
Claims (8)
1.一种太阳能驱动喷淋喷雾双级电镀废水蒸发分离***，其特征在于：包括回热器、太阳能集热模块、喷雾分离塔、喷淋浓缩塔、储液罐、废水循环罐和冷却器；所述太阳能集热模块包括太阳能空气集热器和太阳能集热器；所述回热器分别连接太阳能空气集热器、冷却器、喷雾分离塔和喷淋浓缩塔，所述太阳能空气集热器分别与喷雾分离塔和喷淋浓缩塔连接，所述废水循环罐分别与喷雾分离塔和喷淋浓缩塔连接，所述废水循环罐与喷淋浓缩塔之间设置有太阳能集热器，所述废水循环罐与储液罐连接，所述回热器连接空气入口，所述冷却器连接空气出口。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能驱动喷淋喷雾双级电镀废水蒸发分离***，其特征在于：所述喷淋浓缩塔内设置有喷淋喷头，所述喷雾分离塔内设置有雾化喷头，所述废水循环罐分别与喷淋浓缩塔内的喷淋喷头和喷雾分离塔内的雾化喷头连接。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能驱动喷淋喷雾双级电镀废水蒸发分离***，其特征在于：所述喷雾分离塔与回热器连接处设置有风机A和布袋除尘器。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能驱动喷淋喷雾双级电镀废水蒸发分离***，其特征在于：所述喷淋浓缩塔与回热器连接处设置有风机B。
5.根据权利要求4所述的一种太阳能驱动喷淋喷雾双级电镀废水蒸发分离***，其特征在于所述喷雾分离塔的顶部入口处设置有蝶式风阀A，所述喷淋浓缩塔的下端侧壁入口处设置有蝶式风阀B。
6.根据权利要求5所述的一种太阳能驱动喷淋喷雾双级电镀废水蒸发分离***，其特征在于：所述储液罐与废水循环罐连接处设置有溶液阀B和蠕动泵。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能驱动喷淋喷雾双级电镀废水蒸发分离***，其特征在于：所述废水循环罐与喷雾分离塔连接处设置有溶液阀C和计量泵；所述废水循环罐与喷淋浓缩塔连接处依次设置有溶液阀A、废水循环泵和太阳能集热器。
8.根据权利要求1所述的一种太阳能驱动喷淋喷雾双级电镀废水蒸发分离***，其特征在于：所述太阳能集热器内的介质为废水循环罐的废水。
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