一種光伏太陽能無能耗廢熱蒸發工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種蒸發濃縮工藝，具體涉及一種光伏太陽能無能耗廢熱蒸發工藝。
【背景技術】
[0002] 光伏發電是根據光生伏特效應原理，利用太陽能電池將太陽光能直接轉化為電 能。不論是獨立使用還是并網發電，光伏發電系統主要由太陽能電池板、控制器和逆變器三 大部分組成，它們主要由電子元器件構成，不涉及機械部件，所以，光伏發電設備極為精煉， 可靠穩定壽命長、安裝維護簡便。理論上講，光伏發電技術可以用于任何需要電源的場合， 上至航天器，下至家用電源，大到兆瓦級電站，小到玩具，光伏電源無處不在。國產晶體硅電 池效率在10至13%左右，國外同類產品效率約12至14%。由一個或多個太陽能電池片組成 的太陽能電池板稱為光伏組件。
[0003] 太陽能光伏發電系統由太陽能電池組、太陽能控制器、蓄電池組成，如輸出電源為 交流220V或110V，還需要配置逆變器，各部分的作用為： (一） 太陽能電池板：太陽能電池板是太陽能發電系統中的核心部分，也是太陽能發電 系統中價值最高的部分，其作用是將太陽的輻射能力轉換為電能，或送往蓄電池中存儲起 來，或推動負載工作； (二） 太陽能控制器：太陽能控制器的作用是控制整個系統的工作狀態，并對蓄電池起 到過充電保護、過放電保護的作用，在溫差較大的地方，合格的控制器還應具備溫度補償的 功能，其他附加功能如光控開關、時控開關都應當是控制器的可選項； (三） 蓄電池：一般為鉛酸電池，小微型系統中，也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池， 其作用是在有光照時將太陽能電池板所發出的電能儲存起來，到需要的時候再釋放出來； (四） 逆變器：太陽能的直接輸出一般都是12VDC、24VDC、48VDC，為能向220VAC的電器 提供電能，需要將太陽能發電系統所發出的直流電能轉換成交流電能，因此需要使用DC-AC 逆變器。
[0004] 工業廢水（industrial waste water)，指工藝生產過程中排出的廢水和廢液，其 中含有隨水流失的工業生產用料、中間產物、副產品以及生產過程中產生的污染物，是造成 環境污染，特別是水污染的重要原因。
[0005] 工業廢水處理回用是重要的節水途徑之一，可涉及冷卻、除灰、循環水、熱力等系 統。冷卻水系統主要根據系統對水質要求的不同而采取循環、循序、梯級使用，熱力系統主 要是蒸汽回收利用，其他系統的排水經處理后主要用于水力除灰渣、生產生活雜用水進一 步處理后作為冷卻系統的補水。
[0006] 大多數企業都有污水處理廠，但僅限于將生產廢水和生活污水處理達標后直接排 放，只有少數企業能做到廢水處理回用，但回用率不高，造成了水資源的嚴重浪費。因此，將 工業企業的污、廢水處理回用，特別是回用于生產過程，是大有潛力可挖的。
[0007] 在企業生產運行中，根據各工序生產對水質的要求不同，可以最大限度地實現水 的串聯使用，使各工序各取所需，做到水的梯級使用，從而減少取水量，實現污水排放量的 最小化；也可以針對污、廢水的不同性質采取不同的水處理方法，回用于不同的生產步驟， 從而減少新鮮水的取水量、降低污水的排放量。
[0008] 廢水處理回用蘊含的節水潛力很大。交通運輸設備制造業，可將含油廢水、電泳 廢水、切削液廢水以及清洗液廢水等處理，回用于綠化、生活雜用以及生產。石油化工行業 在有機生產過程中，可考慮將蒸汽冷凝水回收利用，作為循環系統的補水；將生產用井水回 收利用，作為循環系統補水；也可增加回用水深加工裝置，將處理后的水作為循環系統的補 水；有些冷卻器和特殊部位需要工藝水冷卻，也可考慮采用回用水。紡織印染行業是用水 量較大的工業行業，可以采用生產過程中不同生產工序排放的廢水通過處理后再回用于本 工序，也可將全部廢水集中處理后，全部回用或部分回用。啤酒行業可以安裝冷凝水回收裝 置，有效降低鍋爐補水；罐裝車間的洗瓶水可以回收用于洗瓶機的堿I、堿II用水及殺菌機 用水和設備、廠房衛生等；生產用水經過處理并加以沉淀，由加壓泵送至各用水點，可以用 于鍋爐麻石除塵脫硫、中渣、沖廁、綠化及糟場沖糟、洗車、建設工地用水等；浸麥廢水可以 處理回用于鍋爐除塵脫硫等。
[0009] 傳統的工業廢水處理回用多采用蒸發濃縮工藝，但傳統的蒸發濃縮工藝存在汽耗 成本高、動力消耗大、所得蒸餾水COD含量不達標、中水回用不合格、傳熱效率低、易堵塞、 有效運行時間短、固廢物濃度低等缺點，不利于相關企業的發展和生產工藝的進步。
【發明內容】
[0010] 本發明所要解決的技術問題是提供一種光伏太陽能無能耗廢熱蒸發工藝，用于食 品行業、制藥行業、造紙行業、淀粉及淀粉深加工行業、氧化鋁行業、石化行業、煤制油行業、 煤化工行業、輕化工行業及重化工行業等生產工段所排放的廢水溶液的蒸發濃縮回收，使 之達到生產工序所要求的軟化水質工藝指標及中水回用工藝指標，真正做到濃縮蒸發系統 運行成本為"零"的效果，從而達到企業"節能降耗"之目的。
[0011] 為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：一種光伏太陽能無能耗廢熱蒸發工 藝，包括以下步驟： 步驟一、注入廢水、生產低溫廢汽：將初始溫度30 °C、初始濃度為0. 2%的廢水以 25125kg/h的流量注入平衡罐中，與此同時，通過高效光伏太陽能熱水換熱系統產生足夠的 熱量，將儲存于儲熱系統中的常溫水短時間內加熱至102~110°C，然后進入閃蒸器進行閃 蒸，生產出95°C的低溫廢汽，當作熱源； 步驟二、多級預熱：注入平衡罐1中的廢水先經過一級預熱器和二級加熱器，預熱至 38°C ;然后經過乏汽預熱器，預熱至46°C ;再進入四級預熱器，預熱至65°C ;最后進入五級 預熱器，預熱至80°C ; 步驟三、多效加熱蒸發、濃縮：經預熱的廢水首先進入一效加熱室中，在步驟一中產生 的低溫廢汽同時進入一效加熱室中，廢水介質和低溫廢汽進行熱交換后，廢水介質沿換熱 管內壁成膜狀由上而下流動，廢水介質被加熱至其沸點，在換熱管內進行蒸發，溶劑被不斷 汽化，廢水濃度得到進一步提高，在此過程中產生的二次蒸汽進入二效加熱室中作為熱源， 與進入二效加熱室中的較高濃度的廢水進行熱交換，發生與一效加熱室中相同的反應，得 到更高濃度的廢水進入三效加熱室中，產生的三次蒸汽進入三效加熱室中作為熱源，與更 高濃度的廢水進行熱交換，發生與二效加熱室中相同的反應，廢水濃度得到進一步提升； 步驟四、檢測、出料：將通過三效加熱室后的廢水通過檢測，其濃度達到標準后進入到 成品罐中，未達到標準的進入到平衡罐中再次進行加熱蒸發； 步驟五、不凝氣的回收：上述步驟中產生的不凝氣進入冷凝器中，通過氣液分離器，一 部分凝結成蒸餾水，進入凝結水罐備用，另一部分通過真空泵排入空氣中； 步驟六、清洗設備：上述步驟完成后，利用清洗泵群將CIP清洗液分別輸送至一效加熱 室、二效加熱室和三效加熱室內，對其進行清洗后排出。
[0012] 作為優選，所述步驟三中，廢水通過物料泵和廢水流通管道進入到各預熱器以及 各效加熱室中反應。
[0013] 作為優選，所述步驟三中，一效加熱室的加熱溫度為95°C，廢水蒸發溫度為85°C， 真空度為-〇. 〇53MPa ;二效加熱室中廢水的蒸發溫度為70°C，真空度為-0. 069MPa ;三效加 熱室中廢水的蒸發溫度為50°C，真空度為-0. 087MPa。
[0014] 作為優選，所述步驟四中，廢水的出料濃度為40%，出料溫度為53~55°C。
[0015] 作為優選，所述步驟五中，冷凝器的真空度為-0. 094MPa。
[0016] 作為優選，所述乏汽預熱器、四級預熱器和五級預熱器分別安裝在三效加熱室、二 效加熱室以及一效加熱室的一側。
[0017] 由于采用了上述技術方案，本發明的有益之處在于： 1、 本發明采用太陽能來生產低溫廢汽，加熱時間短，升溫速度快，取代了以消耗不可再 生能源來生產低溫廢汽的傳統方式，既保護了不可再生資源，又提高了生產蒸汽的速度，縮 短了運行時間，降低了企業的生產成本； 2、 本發明各效加熱室中采用降膜蒸發工藝，能保證廢水介質均勻成膜，有效地杜絕了 傳統生產工藝中因成膜不均勻造成的堵塞現象，提高最終產品的合格率； 3、 本發明采用多級預熱工藝，提高了系統自蒸發效率，降低系統中的蒸發單耗，實現了 廢水介質進入系統前就能達到其蒸發沸點，這樣介質在進入效體后就可以進行自蒸發，從