利用循環水余熱處理高含鹽廢水的裝置及方法
【專利摘要】本發明公開了一種利用循環水余熱處理高含鹽廢水的方法，風機將冷空氣引入密閉式循環水冷卻系統中，并由下而上在塔內流動，高含鹽廢水經布水系統霧化后均勻噴淋至空冷器換熱管外表面，空冷器換熱管的外表面形成連續均勻的薄水膜，水膜吸收循環水的余熱后迅速蒸發，由于風機不停向上抽吸空氣，密閉式循環水冷卻系統內形成負壓；運行一段時間后，空冷器換熱管的外表面形成一層鹽分的結晶，利用沖洗管路定期沖洗空冷器換熱管外表面，污水池收集所產生的濃縮鹽液以及未蒸發的濃鹽液滴；循環水泵將污水池內收集到的濃縮后的高含鹽廢水在系統中循環，進行多次蒸發濃縮，使濃縮后出水的TDS濃度在15%～20%。本發明可節省設備投資和運行能耗。
【專利說明】利用循環水余熱處理高含鹽廢水的裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于煤化工行業生產過程中產生的高含鹽廢水的處理方法。
【背景技術】
[0002]煤化工行業生產過程中產生的煤氣洗滌廢水，循環水系統排污，脫鹽水站排水中的污染物以總含鹽量(TDS)為主，這部分污水經回用處理后，外排的濃縮水中TDS高達20000~30000mg/L。以往這股高含鹽廢水作為清凈下水直接排放，但近年來隨著社會發展和環保意識提高，部分敏感地區要求廢水不外排，零排放在全社會也越來越成為一種趨勢。而高含鹽廢水的處理成為制約煤化工廢水零排放的關鍵。
[0003]目前，應用較廣泛的高含鹽廢水處理方法主要為多效蒸發技術。多效蒸發的設備龐雜，一次性投資很高，噸水設備投資費用高達120~150萬元，且其能耗大，運行費用也極為昂貴，噸水能耗約60~80元。設備昂貴，能耗巨大，成為煤化工行業普遍實現高含鹽廢水零排放的主要阻礙。
[0004]在煤化工行業生產過程要用到大量循環水，循環水在換熱后溫度升高至40~42°C，需要設置獨立的循環水冷卻系統使循環水降至30~32°C后返回循環水系統作換熱介質。密閉式的循環冷卻水系統多采用蒸發空冷器作換熱設備，但由于在夏季，純粹的空冷傳熱效果不佳，無法保障循環水冷卻后的出水溫度，一般采用在蒸發空冷器表面噴淋潔凈水使爐管外壁形成水膜的方法來增強換熱效果。但噴灑潔凈水的方法需要耗費大量水資源，即不經濟，又浪 費潔凈水資源。
【發明內容】
[0005]針對上述現有技術，本發明提供提供一種利用循環水余熱處理高含鹽廢水的方法，本發明利用循環水冷卻系統的余熱對高含鹽廢水進行濃縮，以克服傳統處理方法存在的問題，節省設備投資和運行能耗，本發明是一種全新的，經濟，有效，穩定，可靠的實現高含鹽廢水的處理工藝，可以廣泛應用于煤化工行業。
[0006]本發明設置蒸發空冷器，利用煤化工行業的熱循環水作為熱源在空冷器換熱管內流動，在換熱管外表面噴淋高含鹽廢水換熱，在冷卻熱循環水的同時，高含鹽廢水迅速蒸發，鹽分結晶于換熱管外表面，設置沖洗管定時沖洗。在冷卻系統塔底設置污水池，收集濃縮后剩余的高含鹽污水和沖洗污水，排至結晶塘結晶。
[0007]為了解決上述技術問題，本發明利用循環水余熱處理高含鹽廢水的裝置，包括密閉式循環水冷卻系統，所述密閉式循環水冷卻系統采用蒸發空冷器作為換熱設備，所述蒸發空冷器包括空冷器換熱管，所述密閉式循環水冷卻系統的底部設有污水池，所述空冷器換熱管采用特氟龍材料制作；所述密閉式循環水冷卻系統的上方設有風機；所述密閉式循環水冷卻系統的頂部設有布水系統和沖洗管路；自所述污水池至所述空冷器換熱管的進口之間連接有循環管路，所述循環管路上設有循環水泵。
[0008]本發明利用循環水余熱處理高含鹽廢水的方法，包括:將上述循環水余熱處理高含鹽廢水的裝置的循環進水連接至空冷器換熱管進口 ；風機將冷空氣引入密閉式循環水冷卻系統，冷空氣在密閉式循環水冷卻系統中由下而上在塔內流動，高含鹽廢水經布水系統霧化后均勻噴淋至空冷器換熱管外表面，空冷器換熱管的外表面形成連續均勻的薄水膜，水膜吸收循環水的余熱后迅速蒸發，由于風機不停向上抽吸空氣，密閉式循環水冷卻系統內形成負壓；運行一段時間后，空冷器換熱管的外表面形成一層鹽分的結晶，利用沖洗管路定期沖洗空冷器換熱管外表面，污水池收集所產生的濃縮鹽液以及未蒸發的濃鹽液滴；循環水泵將污水池內收集到的濃縮后的高含鹽廢水在系統中循環，進行多次蒸發濃縮，使濃縮后出水的TDS濃度在15%~20%。
[0009]進一步講，在所述密閉式循環水冷卻系統的頂部設有除霧器，整個處理過程中，除霧器除去飽和濕空氣中夾帶的水滴，收集后作為清潔水待用。
[0010]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0011]本發明針對高含鹽廢水具有很強的腐蝕性，選用耐腐蝕性好的特氟龍材料作為空冷器換熱管的材料，該材料換熱系數高，價格低廉，且耐腐蝕，可滿足系統的要求。
[0012]本發明以煤化工行業需要冷卻的循環水作為熱源，濃縮高含鹽廢水的同時，使循環水冷卻至常溫滿足系統工藝的要求，將循環水冷卻和高含鹽廢水濃縮處理技術合為一體，節省能源，降低水資源消耗。
[0013]本發明利用高溫循環水的熱量，蒸發高含鹽廢水，同時實現了循環水的冷卻和高含鹽廢水的濃縮處理，與現有技術中多效蒸發技術相比大大節省了投資和能耗。以年產20億標立的煤制氣項目為例，其排放的高含鹽廢水量約為100t/h，若采用多效蒸發技術處理高含鹽廢水，一次性投資費用約為12000~15000萬元，運行費用約6000~8000元/h。采用本發明的處理方法，僅需將廠區中現有的密閉式循環冷卻塔中碳鋼材質的空冷器換熱管束更改為特氟龍材料，增加的運行費用僅有循環水泵7的電耗，這些費用非常微少，不管是一次性投資費用還是運行成本都極其低廉，可廣泛應用于煤化工行業類似污水處理中。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]附圖是本發明利用循環水余熱處理高含鹽廢水的裝置結構示意圖；
[0015]圖中:1_風機；2_除霧器；3_沖洗管路；4_布水系統；5_空冷器換熱管；6_污水池；7-循環水泵。
【具體實施方式】
[0016]下面結合【具體實施方式】對本發明作進一步詳細地描述。
[0017]如附圖所示，本發明一種利用循環水余熱處理高含鹽廢水的裝置，包括密閉式循環水冷卻系統，所述密閉式循環水冷卻系統采用蒸發空冷器作為換熱設備，所述蒸發空冷器包括空冷器換熱管5，所述密閉式循環水冷卻系統的底部設有污水池6，所述空冷器換熱管5采用特氟龍材料制作；所述密閉式循環水冷卻系統的上方設有風機I ;所述密閉式循環水冷卻系統的頂部設有布水系統4和沖洗管路3 ；自所述污水池6至所述空冷器換熱管5的進口之間連接有循環管路，所述循環管路上設有循環水泵7。
[0018]本發明設置蒸發空冷器，利用煤化工行業的熱循環水作為熱源在空冷器換熱管5內流動，在空冷器換熱管5外表面噴淋高含鹽廢水換熱，在冷卻熱循環水的同時，高含鹽廢水迅速蒸發，鹽分結晶于空冷器換熱管5外表面，設置沖洗管定時沖洗。在冷卻系統塔底設置污水池6，收集濃縮后剩余的高含鹽污水和沖洗污水，排至結晶塘結晶。
[0019]使用上述裝置利用循環水余熱處理高含鹽廢水的方法是，將循環進水連接至空冷器換熱管5進口 ；風機I將冷空氣引入密閉式循環水冷卻系統，冷空氣在密閉式循環水冷卻系統中由下而上在塔內流動，高含鹽廢水經經循環水冷卻塔上部的布水系統4霧化后均勻噴淋至空冷器換熱管5外表面，霧化后的高含鹽廢水噴淋至換熱管表面時，在空冷器換熱管5的外表面形成連續均勻的薄水膜，水膜吸收循環水的余熱后迅速蒸發，而在循環水冷卻系統頂部設置的風機I不停向上抽吸空氣，在密閉式循環水冷卻系統內形成負壓，加速了管外表面水膜的換熱蒸發。運行一段時間后，空冷器換熱管5的外表面形成一層鹽分的結晶，利用設置在循環水冷卻系統上部的沖洗管路3定期沖洗空冷器換熱管5外表面，設置在循環水冷卻系統塔底部的污水池6收集所產生的濃縮鹽液以及未蒸發的濃鹽液滴；未蒸發的濃鹽水和沖洗污水進入污水池6，經循環水泵7的循環，使污水池6內收集到的濃縮后的高含鹽廢水重新進入系統中循環，進行多次蒸發濃縮，使濃縮后出水的TDS濃度在15%~20%，接近結晶濃度。利用上述方法濃縮后的高含鹽廢水約濃縮5倍，減容80%。若鍋爐的廢渣不進行綜合利用，如制磚或水泥，僅衛生填埋，則濃縮后的高含鹽水可回用作鍋爐沖渣，或進行結晶塘結晶，實現零排放。
[0020]本發明中還可以在所述密閉式循環水冷卻系統的頂部設有除霧器2，整個處理過程中，除霧器2除去飽和濕空氣中夾帶的水滴，收集后作為清潔水待用。
[0021]盡管上面結合圖對本發明進行了描述，但是本發明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離 本發明宗旨的情況下，還可以作出很多變形，這些均屬于本發明的保護之內。
【權利要求】
1.一種利用循環水余熱處理高含鹽廢水的裝置，包括密閉式循環水冷卻系統，所述密閉式循環水冷卻系統采用蒸發空冷器作為換熱設備，所述蒸發空冷器包括空冷器換熱管，所述密閉式循環水冷卻系統的底部設有污水池，其特征在于， 所述空冷器換熱管采用特氟龍材料制作； 所述密閉式循環水冷卻系統的上方設有風機； 所述密閉式循環水冷卻系統的頂部設有布水系統和沖洗管路； 自所述污水池至所述布水系統的進口之間連接有循環管路，所述循環管路上設有循環水泵。
2.根據權利要求1所述利用循環水余熱處理高含鹽廢水的裝置，其中，所述密閉式循環水冷卻系統的頂部設有除霧器。
3.一種利用循環水余熱處理高含鹽廢水的方法，其特征在于，利用如權利要求1所述利用循環水余熱處理高含鹽廢水的裝置，將循環進水連接至空冷器換熱管進口 ； 風機將冷空氣引入密閉式循環水冷卻系統，冷空氣在密閉式循環水冷卻系統中由下而上在塔內流動， 高含鹽廢水經布水系統霧化后均勻噴淋至空冷器換熱管外表面，空冷器換熱管的外表面形成連續均勻的薄水膜，水膜吸收循環水的余熱后迅速蒸發，由于風機不停向上抽吸空氣，密閉式循環水冷卻系統內形成負壓； 運行一段時間后，空冷器換熱管的外表面形成一層鹽分的結晶，利用沖洗管路定期沖洗空冷器換熱管外表面，污水池收集所產生的濃縮鹽液以及未蒸發的濃鹽液滴； 循環水泵將污水池內收集到的濃縮后的高含鹽廢水在系統中循環，進行多次蒸發濃縮，使濃縮后出水的TDS濃度在15%~20%。
4.根據權利要求3所述利用循環水余熱處理高含鹽廢水的方法，其特征在于，在所述密閉式循環水冷卻系統的頂部設有除霧器，整個處理過程中，除霧器除去飽和濕空氣中夾帶的水滴，收集后作為清潔水待用。
【文檔編號】C02F1/08GK103553166SQ201310576901
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月14日 優先權日:2013年11月14日
【發明者】劉茜, 婁磊, 譚中俠, 花紹龍, 張國亮, 李陽青, 李夢凱 申請人:天津辰創環境工程科技有限責任公司, 中國天辰工程有限公司