一種納米結晶蒸發器以及反滲透濃鹽水處理系統的制作方法

本實用新型涉及水處理領域，特別是涉及一種反滲透濃鹽水的處理裝置。

背景技術：

反滲透技術是利用反滲透膜具有選擇透過性的特點，對地表水或經深度處理的污水進行過濾濃縮，濾除水中的鹽、有機物以及其他顆粒雜質，實現水質凈化或中水回用的目的。反滲透處理過程中會產生大量的濃鹽水，這些濃鹽水的鹽含量高達1%至6%。一方面新的環保法嚴格限制這種含鹽廢水的排放，另一方面濃鹽水的直接排放也造成了水資源的浪費。因此，對反滲透濃鹽水的進一步處置成為提高工業廢水深度處理回用率的關鍵。

目前正在實施的反滲透濃鹽水的處理方法很多，如多效蒸發、MVC機械壓氣蒸發、DTRO碟管式反滲透、電解法，甚至焚燒法等技術路線。多效蒸發是讓加熱后的鹽水在多個串聯的蒸發器中蒸 發，前一個蒸發器蒸發出來的蒸汽作為下一蒸發器的熱源， 并冷凝成為淡水。其中低溫多效蒸餾是蒸餾法中最節能的方 法之一。低溫多效蒸餾技術由于節能的因素，近年發展迅 速，裝置的規模日益擴大，成本日益降低，主要發展趨勢為 提高裝置單機造水能力，采用廉價材料降低工程造價，提高 操作溫度，提高傳熱效率等。蒸汽壓縮冷凝脫鹽技術是將鹽水預熱后，進入蒸發器 并在蒸發器內部分蒸發。所產生的二次蒸汽經壓縮機壓縮提高壓力后引入到蒸發器的加熱側。蒸汽冷凝后作為產品水引出，如此實現熱能的循環利用。當其作為循環冷卻水脫鹽回 收工藝時，可使冷卻水中的有害成份得到濃縮排放，并使 95%以上的排污水以冷凝液的形式得到回收，作為循環水和鍋爐補充水返回系統。這種工藝對設備材質的要求極高，運行中需消耗大量的熱量，存在一次性投入和運行費用極高的 缺點，只可能在特別缺水的地區發電廠中采用。MVC、DTRO技術路線目前是主流工藝路線，但要求處理規模起點大，噸水投資很大，能耗很高，采用焚燒法會產生氮氧化物、二噁英等二次污染物；膜分離法中，DTRO隨著料液濃縮，鹽分濃度越來越高，膜會出現缺陷，廢水中的懸浮物質會容易堵塞膜；總體效果很差。隨著國家新環保法規實施力度加強，高含鹽污水處置路線日益多樣化，技術工藝、能耗以及成本的綜合性能比較正受到越來越多的關注。

專利CN 201310713978.8公開了一種高效節能的多效蒸發器系統，其包括有多效蒸發組、冷凝罐、循環水池，所述多效蒸發組包括兩效以上的串聯的蒸發器，所述蒸發器設有入料口、排料口、蒸汽入口、蒸汽出口；第一效的蒸發器的入料口是蒸發組的總入料口，第一效的蒸發器的蒸汽入口是蒸發組的總蒸汽入口，最終效的蒸發器的排料口是蒸發組的總排料口，最終效的蒸發器的蒸汽出口是蒸發組的總蒸汽出口；前一效的蒸發器的排料口與次一效的蒸發器的入料口連通，前一效的蒸發器的蒸汽出口與次一效的蒸發器的蒸汽入口連通；所述冷凝罐與總蒸汽出口連通，所述循環水池與冷凝罐連通。該設備投資較大，結構比較復雜，占地面積大。

因此，提供一種能耗較低的、處理效果好的反滲透濃鹽水處理裝置是亟待解決的技術問題。

技術實現要素：

基于上述不足，本實用新型提供了一種用于處理反滲透濃鹽水的納米結晶蒸發器。該裝置高效節能，與多效蒸發相比節能50%以上，同時反滲透濃鹽水的回用比例高。

本實用新型采用如下技術方案：

一種納米結晶蒸發器，其包括

封閉主體，所述封閉主體中設置有隔板，所述隔板將所述封閉主體分為接觸部分和收集部分；所述接觸部分上設置有濃鹽水進口和高溫氣體進口，所述隔板上設置有連通口；

霧化裝置，所述霧化裝置與所述濃鹽水進口通過管道連接，且所述霧化裝置設置在所述接觸部分中；以及

納米結晶收集裝置，所述納米結晶收集裝置設置在所述收集部分中，且所述納米結晶裝置上設置有氣體出口；

濃鹽水通過所述濃鹽水進口進入所述接觸部分，之后經過所述管道進入所述霧化裝置霧化后與高溫氣體相接觸形成混合氣流，混合氣流通過所述連通口進入所述收集部分，經過所述納米結晶收集裝置后混合氣流中的固態結晶吸附在所述納米結晶收集裝置上，剩余氣體通過氣體出口離開所述納米結晶蒸發器。

其中，所述納米結晶蒸發器還包括收集倉，所述收集倉設置在所述封閉主體的下方。

進一步的，所述納米結晶蒸發器還包括噴吹裝置，所述噴吹裝置設置在所述納米結晶收集裝置的上方。

進一步的，所述納米結晶蒸發器還包括氣體配氣裝置，所述氣體配氣裝置設置在所述接觸部分中，且所述氣體配氣裝置設置在所述高溫氣體進口的下方。

進一步的，所述霧化裝置的出霧口不低于所述氣體配氣裝置。

進一步的，所述氣體配氣裝置為設置有多個通氣孔的板狀配氣器，所述板狀配氣器固定在所述接觸部分的側板以及所述隔板上。

進一步的，所述納米結晶收集裝置包括支架和設置在所述支架上的膜片，所述膜片表面設置有納米涂層。

進一步的，所述納米涂層為納米碳化硅層。

進一步的，所述納米結晶蒸發器還包括設置在收集部分中的擋板，所述擋板固定在所述封閉主體上。

進一步的，所述高溫氣體與所述霧化后的濃鹽水在所述接觸部分中的停留時間不得小于5秒鐘；

和/或，所述高溫氣體的溫度不小于150℃；

和/或，所述納米結晶蒸發器的壓力為80Kpa~120 Kpa。

本實用新型還提供一種反滲透濃鹽水處理系統，其包括上述的納米結晶蒸發器。

其中，所述反滲透濃鹽水處理系統還包括反滲透處理裝置，反滲透濃鹽水經過所述反滲透處理裝置后進入所述納米結晶蒸發器。

本實用新型的有益效果是：

（1）本實用新型的納米結晶蒸發器能夠應用于反滲透濃鹽水的處理，提高濃鹽水處理回用率93%以上，對工業污水“零排放”工藝具有深遠的社會意義。

（2）本實用新型的納米結晶蒸發器高效節能，處理效果好，與多效蒸發器相比節能50%左右。

（3）本實用新型的納米結晶蒸發器投資少，造價低，簡化工業循環水廢水零排放工藝系統，降低工程投資造價；

（4）本實用新型的納米結晶蒸發器的運行費用低，從而降低工業循環水廢水零排放工藝系統運行成本。

附圖說明

圖1為本實用新型的納米結晶蒸發器的一個實施例的整體示意圖；

圖2為本實用新型的納米結晶蒸發器的氣體配氣裝置的一個實施例的整體示意圖；

圖3為本實用新型的納米結晶蒸發器的納米結晶收集裝置的膜片的一個實施例的主視示意圖；

圖4為圖3所示的膜片的2-2剖視圖；

圖5為圖3中的1-1剖視圖。

具體實施方式

下面將結合實施例和附圖來詳細說明本實用新型。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

本實用新型提供一種納米結晶蒸發器，該納米結晶蒸發器可以用于反滲透濃鹽水的蒸發濃縮。

參見圖1，該納米結晶蒸發器包括封閉主體100、霧化裝置200和納米結晶收集裝置300。

其中所述封閉主體100為內部中空結構，其由頂板、側板和底板圍成封閉結構。封閉主體可以由玻璃鋼等耐腐蝕材料制成。圖1中的封閉主體整體呈矩形，當然封閉主體還可以設置為圓柱形。參見圖1，在所述封閉主體100中設置有隔板110，所述隔板110將所述封閉主體100的內腔分為接觸部分101和收集部分102；在所述接觸部分上設置有濃鹽水進口120和高溫氣體進口130，所述隔板110上設置有連通口111。連通口111連通接觸部分101和收集部分102。本實施例中從濃鹽水進口120進入的濃鹽水和從高溫氣體進口130進入的高溫氣體相接觸之后濃鹽水溫度升高，濃鹽水中的固體溶解物結晶，從而達到濃縮的目的。濃鹽水和高溫氣體是在接觸部分101發生充分接觸的，濃鹽水和高溫氣體形成的混合氣流通過連通口111進入收集部分102。本實施例中連通口111設置在隔板110的下部，且連通口與霧化裝置之間的垂直距離應當大于1.5米，這樣能夠提供的空間使得濃鹽水和高溫氣體充分接觸。較優的，接觸部分101和收集部分102的容積之比應當為1：1~2.5，這樣設置避免混合氣流倒灌。

本實施例中的霧化裝置是用于將濃鹽水霧化使其形成霧化氣體，霧化氣體能夠更好的與高溫氣體相接觸，其與高溫氣體的接觸面積大，從而能夠迅速高效的升溫并使濃鹽水中的溶解物結晶。參見圖2，所述霧化裝置200設置在所述接觸部分101中，霧化裝置200可以固定在封閉主體的側板和隔板上；所述霧化裝置200與所述濃鹽水進口120通過管道連接；從濃鹽水進口進入的濃鹽水經過霧化裝置200處理后形成霧化氣體。本實施例中的霧化裝置為現有技術，本實施例不再贅述。

本實施例中的納米結晶收集裝置是用于收集混合氣流中的微小晶粒的。參見圖1，在收集部分102中設置有納米結晶收集裝置300，在所述納米結晶裝置300上設置有氣體出口140；氣體出口穿過封閉主體的側板與外界連通。

本實施例中的納米結晶蒸發器的具體過程為：濃鹽水通過所述濃鹽水進口120再經過管道進入所述霧化裝置200霧化后形成鹽水霧化氣體；同時高溫氣體通過高溫氣體進口130進入，鹽水霧化氣體與高溫氣體相接觸形成混合氣流，在接觸過程中鹽水霧化氣體溫度升高從而使鹽水中的溶解物結晶形成微小晶粒；混合氣流通過所述連通口111進入所述收集部分102，混合氣流進入納米結晶收集裝置400，經過納米結晶收集裝置400處理后混合氣流中的固態晶粒吸附在所述納米結晶收集裝置400上，剩余氣體通過氣體出口140離開所述納米結晶蒸發器。

本實施例中的納米結晶蒸發器首先將濃鹽水霧化，然后采用高溫氣體與霧化的濃鹽水相接觸從而使濃鹽水升溫，之后利用納米結晶收集裝置收集結晶物。霧化后的濃鹽水能夠與高溫氣體充分接觸從而能夠有效利用高溫氣體的熱能，達到高效節能的目的。經實驗，與多效蒸發器相比，本實用新型的納米結晶蒸發器的能耗降低了50%，能夠節能50%左右；設備投資節約30%左右。進一步的，參見圖1，本實用新型的所述納米結晶蒸發器還包括收集倉400，所述收集倉400設置在所述封閉主體100的下方。本實施例中在接觸部分和收集部分的下方都設置有收集倉400，這樣即可以收集在接觸時降落的晶粒，也可以收集通過納米結晶收集裝置收集的晶粒。收集倉400和封閉主體可以一體成型，也可以分體成型。本實施例中的收集倉400整體呈錐形或者喇叭形。

較佳的，作為一種可實施方式，參見圖1，本實施例中的納米結晶蒸發器還包括氣體配氣裝置500，設置氣體配氣裝置是為了使高溫氣體均勻分散，從而更好的與鹽水霧化氣體相接觸，使得鹽水霧化氣體迅速升溫，使得高溫氣體能夠有效利用。參見圖1，所述氣體配氣裝置500設置在所述接觸部分101中，且所述氣體配氣裝置500設置在所述高溫氣體進口130的下方。高溫氣體通過高溫氣體進口130進入接觸部分101中后，通過氣體配氣裝置500分配后向接觸部分的下方流動。

較佳的，為了保證接觸效果，所述霧化裝置200的出霧口不低于所述氣體配氣裝置500。也就是說鹽水霧化氣體不會位于氣體配氣裝置的上方。這樣設置避免鹽水霧化氣體升溫結晶而堵塞氣體配氣裝置。更優的，參見圖1，所述霧化裝置200的出霧口與所述氣體配氣裝置500的下表面平齊。由于霧化裝置噴出的鹽水霧化氣體具有一定的動能，這部分能量能夠產生紊流從而更好的與配氣后的高溫氣體相接觸。

較佳的，作為一種可實施方式，參見圖2，所述氣體配氣裝置500為設置有多個通氣孔501的板狀配氣器，所述板狀配氣器固定在所述接觸部分的側板以及所述隔板上。多個通氣孔501均勻的分布在板狀主體上，本實施例中通氣孔的直徑為2~5mm。高溫氣體只能通過氣體配氣裝置向下流動。本實施例中的板狀配氣器結構簡單，造價低。

較佳的，作為一種可實施方式，參見圖1，所述納米結晶蒸發器還包括噴吹裝置600，所述噴吹裝置600設置在所述納米結晶收集裝置300的上方。設置噴吹裝置600是為了吹掉納米結晶收集裝置300表面吸附的結晶物，從而避免這些吸附的結晶物堵塞納米收集裝置。參見圖1，噴吹裝置600上設置有噴吹氣體管道610，通入氣體即可進行噴吹。

較佳的，作為一種較佳的實施方式，參見圖1和圖3，本實施例中的納米結晶收集裝置300包括支架和設置在所述支架上的膜片310，支架固定在隔板和封閉主體上，膜片310安裝在支架上。本實施例中的膜片為多組，多組膜片并列安裝在所述支架上，膜片為空心結構，混合氣流進入納米結晶收集裝置后，結晶物被吸附在膜片表面，氣體進入膜片內部，然后從氣體出口140離開。

參見圖3至圖5，膜片310包括左側板312和右側板313，左側板和右側板之間形成氣體通道314，氣體通道的一端封閉，另一端開放。左側板和右側板的靠近氣體通道的封閉端的一端形成安裝部311，膜片通過安裝部311插入并固定在支架上。左側板312和右側板313均為帶孔側板，混合氣流可以通過左側板和右側板進入膜片的氣體通道，此時結晶物被吸附在左側板或右側板的表面，而氣體則進入膜片的氣體通道從氣體出口140離開該納米結晶收集裝置。圖5是膜片310的剖視圖。更優的，左側板和右側板的形成氣體通道的內壁為非光滑的，左側板和右側板的形成氣體通道的內壁為波浪狀，這樣設置能夠使氣體通道中的氣體產生紊流，進而加速離開膜片。

進一步的，所述膜片310表面設置有納米涂層。設置納米涂層后該納米結晶收集裝置分離效果好，不易堵塞，其具有自清潔能力，同時表面耐腐蝕。本實施例中的膜片能夠清洗再生，可重復使用，其過濾面積大，收集能力強。更優的，所述納米涂層為納米碳化硅層。

較佳的，作為一種較佳的實施方式，參見圖1，所述納米結晶蒸發器還包括設置在收集部分102中的擋板700，所述擋板700的一端固定在所述封閉主體上，本實施例中擋板700的一端固定在頂板上，擋板的一個側邊固定在側板上，擋板700同時固定在納米結晶收集裝置的側面。設置擋板的目的是改變混合氣流的流動方向使其從納米結晶收集裝置的各個方向進入納米收集裝置，從而擴大混合氣流與納米結晶收集裝置的接觸面積，加速收集速度。

更優的，為了保證處理效果，本實施例中設定所述高溫氣體與霧化后的濃鹽水在所述接觸部分中的停留時間不得小于5秒鐘。且所述納米結晶蒸發器中的壓力為80Kpa~120 Kpa，高溫氣體的溫度不得小于130℃。

作為一種較佳的應用，本實用新型還提供一種反滲透濃鹽水處理系統，其包括上述任意實施例所述的納米結晶蒸發器。

進一步的，所述反滲透濃鹽水處理系統還包括反滲透處理裝置，濃鹽水首先經過反滲透處理裝置處理后得到二次濃鹽水和純水，所述二次濃鹽水進入所述納米結晶蒸發器。采用反滲透處理裝置對反滲透濃鹽水進行處理能夠減少處理量，提高水回收率，節能環保。當待處理的反滲透濃鹽水的TDS小于50000mg/L時，需要將反滲透濃鹽水經過反滲透處理。

以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。