一種含固廢液濃縮裝置和處理含固廢液的方法
【專利摘要】本發明提供一種含固廢液濃縮裝置和處理含固廢液的方法，該裝置包括：形成閉合回路的換熱器、閃蒸器和循環泵，其中，所述換熱器的換熱本體為石墨列管或石墨塊孔。采用上述結構，可有效降低裝置投資，并有效降低設備和管道結垢。
【專利說明】
一種含固廢液濃縮裝置和處理含固廢液的方法
技術領域
[0001]本發明涉及廢水處理領域，更具體地，涉及一種含固廢液濃縮裝置和處理含固廢液的方法。
【背景技術】
[0002]我國是煤炭資源大國，目前部分行業，如電廠、石化、煤化工、焦化企業以煤為原料或燃料占據相當大的市場份額，但以煤為原料或燃料的企業排出的工業廢水以及高鹽廢水等廢水的達標處理是一個世界性的難題。
[0003]同時很多行業的裝置生產均可能產生含酸、堿，具有有毒、易揮發性、易爆炸性、易結垢的含固廢液，其處理難度很大。
[0004]對于含固廢液，目前大部分企業均將這部分廢液處理成高濃度廢液不達標排放，或通過膜技術、生物降解技術、蒸發結晶技術等處理，投資大，成本高。
[0005]尚濃度廢液一般含酸、喊，具有有毒、易揮發、易爆炸、易結垢等特點，尚鹽廢水目前主要采用的工藝有降膜蒸發、多級閃蒸、多效蒸發、機械式蒸汽再壓縮等。
[0006]由于上述高濃度廢液的特點，現有技術均具有以下特點:對設備材質提出較高的要求，一般均采用不銹鋼甚至特種合金鋼，裝置投資大;工藝流程復雜，處理操作難度較大；易結垢，容易堵塞設備和管道。
[0007]面對高鹽廢水，可考慮從物理化學和生物兩方面入手，主流處理手段有:①濃縮蒸發處理法、②膜滲透除鹽法、③電解除鹽法、④耐鹽菌生化處理法。
[0008]其中，濃縮蒸發處理法的優勢為:處理量大，對處理水質要求不高；劣勢為:投資大、易結垢、運行成本高。膜滲透除鹽法的優勢為:原理簡單，只適用于小量高鹽廢水處理；劣勢為:設備嬌貴，易堵易污染，無法大量處理廢水。電解除鹽法的優勢為:原理簡單，只適用于小量高鹽廢水處理;劣勢為:只能處理廢水中的含鹽類，所含的其他物質會阻礙電解。耐鹽菌生化處理法的優勢為:成本較低，效果一般;劣勢為:對處理水質要求苛刻，受廢水中有機物影響較大。
[0009]目前的濃縮蒸發處理法由于采用特種不銹鋼、不合理的設備結構型式及工藝，存在投資較大，設備和管道易結垢，運行費用高等缺陷。
【發明內容】
[0010]本發明的目的是克服現有技術的上述缺陷，提供一種含固廢液濃縮裝置和處理含固廢液的方法。
[0011]為了實現上述目的，本發明提供一種含固廢液濃縮裝置，該裝置包括:形成閉合回路的換熱器、閃蒸器和循環栗，其中，所述換熱器的換熱本體為石墨列管或石墨塊孔。
[0012]所述石墨列管或石墨塊孔可以立式布置也可以水平布置。
[0013]根據本發明，所述換熱器、閃蒸器和循環栗形成閉環回路的方式為:所述換熱器頂部出口與閃蒸器下部入口相連，所述閃蒸器底部出口和所述換熱器底部出口通過循環栗相連。
[0014]為降低循環栗功率、降低設備成本和減少結垢，換熱器、閃蒸器和循環栗優選緊湊布置，從而使得閉合回路盡可能短。例如，換熱器、閃蒸器和循環栗之間均可采用短接。所述短接的概念為本領域公知，是指兩端帶法蘭的特殊管件。
[0015]根據本發明，所述循環栗優選為軸流式循環栗，能夠進一步減少結垢和降低能耗。
[0016]根據本發明，所述換熱器的外殼優選為碳鋼，從而降低設備成本。
[0017]根據本發明，優選地，所述閃蒸器的本體包括三部分，上部本體為橢球體、中部本體為圓柱體，下部本體為倒錐體。如圖4所示。中部本體用于提供滿足閃蒸要求的空間。該設置便于水分蒸發和減少設備結垢。
[0018]根據本發明，所述閃蒸器可以為本領域常規的特種不銹鋼閃蒸器。優選地，所述閃蒸器的本體為多層結構，所述閃蒸器的上部本體、中部本體和下部本體各自包括外部碳鋼層和內部橡膠層(簡稱碳鋼襯膠或襯膠層)。其中，中部本體和下部本體的內部橡膠層內優選還襯有耐磨耐腐板層，所述耐磨耐腐板層可為本領域常規的各種耐磨耐腐材質的板層，如石墨板層、碳磚板層或塑料板層。上述設置能夠降低設備成本。其中，所述橡膠層的膠種一般為天然橡膠，橡膠層的總厚度一般為2_5mm、一至兩層，硫化方式一般為自然硫化或本體加壓硫化，襯膠完畢需進行電火花檢查。襯膠合格后，再襯耐磨耐腐板層，襯板完成后進行砌縫等檢查，直至合格。
[0019]根據本發明，優選地，所有的管道、換熱器上部接頭、換熱器下部接頭也均采用碳鋼襯膠，代替現有技術的特種不銹鋼，從而降低設備成本。
[0020]根據本發明，本領域技術人員可以根據需要設置其他設備，例如，所述含固廢液濃縮裝置還包括以下裝置和系統中的至少一種:
[0021]除沫分離器，所述除沫分離器設置于閃蒸器的下游；
[0022]蒸汽壓縮機，閃蒸器頂部出口通過所述蒸汽壓縮機與所述換熱器相連；
[0023]含固廢液換熱系統；
[0024]尾氣吸收系統和真空系統。
[0025]根據本發明一種優選實施方式，當閃蒸器頂部排出的氣體含有有機物等易造成霧沫夾帶時，所述含固廢液濃縮裝置優選還包括除沫分離器，所述除沫分離器設置于閃蒸器的下游，即，閃蒸器頂部出口與除沫分離器上部連接，除沫分離器底部連接至閃蒸器和循環栗之間的管線。
[0026]根據本發明一種優選實施方式，所述含固廢液濃縮裝置還優選包括蒸汽壓縮機，閃蒸器頂部出口通過所述蒸汽壓縮機與所述換熱器相連，閃蒸器排出的氣體可作為含固廢液的熱源，從而進一步降低運行能耗。當存在除沫分離器時，如圖1所示，除沫分離器頂部出口通過所述蒸汽壓縮機與所述換熱器相連。
[0027]根據本發明一種優選實施方式，所述含固廢液濃縮裝置還優選包括含固廢液換熱系統，所述含固廢液換熱系統包括廢液預熱器和冷凝液回收槽，如圖1所示。從換熱器出來的冷凝液通過廢液預熱器預熱含固廢液后進入冷凝液回收槽，冷凝液回收槽得到的冷凝液排至裝置外，冷凝液回收槽的尾氣進入真空系統抽出。
[0028]根據本發明一種優選實施方式，當閃蒸器頂部排出氣體含有有回收價值或有毒成分時，所述含固廢液濃縮裝置還優選包括尾氣吸收系統和真空系統。具體如圖2所示，所述尾氣吸收系統和真空系統包括尾氣吸收罐、濃縮冷凝器、蒸汽噴射器和濃縮液封槽，閃蒸器頂部排出氣體經過尾氣回收或洗滌，最后通過蒸汽噴射器抽真空。
[0029]本發明還提供利用上述含固廢液濃縮裝置處理含固廢液的方法。
[0030]含固廢液可從換熱器和閃蒸器之間的管道通入(也可從循環栗進口加入，或經廢液預熱器進入)，循環液通過閃蒸器閃蒸氣體后通過循環栗在換熱器和閃蒸器之間循環，濃縮的含固廢液(或稱濃縮循環液)從循環栗和換熱器之間的管道抽出(也可從閃蒸器中下部抽出)，低壓蒸汽(或蒸汽壓縮機壓縮氣體)從換熱器上部加入，換熱器下部排出蒸汽冷凝液，該蒸汽冷凝液可進入廢液預熱器預熱含固廢液。
[0031]根據本發明，優選地，所述換熱器內的循環液進出換熱器的溫差范圍為2-10°C。可有效防止結垢。
[0032]根據本發明，換熱器可采用中壓蒸汽或低壓蒸汽作為換熱熱源，也可用熱水或電等作為加熱熱源。
[0033]根據本發明，優選地，閃蒸器循環液進口從中部本體沿切線方向進入，以降低設備結垢。
[0034]閃蒸器的負壓可通過真空系統實現，所述真空系統可采用蒸汽噴射真空系統，也可采用真空栗抽真空。
[0035]根據本發明，所述閃蒸罐負壓可為5-100KPa，便于水分蒸發并減少霧沫夾帶。
[0036]本發明的優勢在于:
[0037](I)換熱器的換熱本體采用石墨列管或石墨塊孔代替特種不銹鋼，外殼為碳鋼，降低設備造價；
[0038](2)換熱器、閃蒸器和循環栗組成最短閉合回路，降低造價并減少結垢；
[0039](3)閃蒸器優選采用碳鋼襯膠加耐磨耐腐板層代替特種不銹鋼，降低造價；
[0040](4)管道材料優選選用碳鋼襯膠代替特種不銹鋼，降低造價；
[0041](5)循環栗優選采用軸流式循環栗，循環液采用大流量小溫差，減少設備和管道結垢并有效降低循環栗功率消耗。
[0042]采用上述結構，可有效降低裝置投資，并有效降低設備和管道結垢。本發明的其它特征和優點將在隨后【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【附圖說明】
[0043]通過結合附圖對本發明示例性實施方式進行更詳細的描述，本發明的上述以及其它目的、特征和優勢將變得更加明顯。
[0044]圖1示出了本發明一種優選實施方式的裝置和方法流程圖。
[0045]圖2示出了本發明另一種優選實施方式的裝置和方法流程圖。
[0046]圖3示出了本發明一種優選實施方式中所用的換熱器的結構示意圖。
[0047]圖4示出了本發明一種優選實施方式中所用的閃蒸器的結構示意圖，其中，無規則曲線框出的部分為局部結構示意圖。
[0048]附圖標記說明
[0049]I換熱器2閃蒸器 3循環栗 4除沫分離器
[0050]5蒸汽壓縮機 6廢液預熱器7冷凝液回收槽
[0051]8含固廢液9尾氣10冷凝液 11濃縮含固廢液
[0052]12低壓蒸汽13蒸汽冷凝液14尾氣吸收系統
[0053]15濃縮冷凝器 16蒸汽噴射器17液封水 18中壓蒸汽
[0054]19濃縮液封槽 20液封水出口21換熱器本體
[0055]22換熱器循環液出口23換熱器循環液進口
[0056]24低壓蒸汽進口 25冷凝液出口26上部封頭27下部封頭
[0057]28閃蒸氣出口 29閃蒸器循環液出口
[0058]30閃蒸器循環液進口31襯膠層 32襯板層
【具體實施方式】
[0059]下面將參照附圖更詳細地描述本發明的優選實施方式。雖然附圖中顯示了本發明的優選實施方式，然而應該理解，可以以各種形式實現本發明而不應被這里闡述的實施方式所限制。
[0060]采用如圖1所示的含固廢液濃縮裝置，該裝置包括:形成閉合回路的換熱器1、閃蒸器2和循環栗3，除沫分離器4，蒸汽壓縮機5和含固廢液換熱系統;所述換熱器I頂部出口與閃蒸器2中部入口相連，所述閃蒸器2底部出口和所述換熱器I底部出口通過循環栗3相連，換熱器1、閃蒸器2和循環栗3之間均為短接；閃蒸器2頂部出口與除沫分離器4上部連接，除沫分離器4底部與閃蒸器2下部短接連接;除沫分離器4頂部出口通過蒸汽壓縮機5與換熱器I上部相連;所述含固廢液換熱系統包括廢液預熱器6和冷凝液回收槽7，所述換熱器I下部冷凝液出口 25與廢液預熱器6相連，廢液預熱器6與冷凝液回收槽7形成閉合回路。
[0061]所述換熱器I的換熱本體為立式石墨列管，外殼為碳鋼。如圖3所示。
[0062]所述循環栗3為軸流式循環栗。
[0063]所述閃蒸器2的上部本體為橢球體，中部本體為圓柱體，下部本體為倒錐體。如圖4所示。所述閃蒸器2的上部本體為碳鋼襯膠，所述閃蒸器2的中部本體和下部本體從外到內依次為襯膠層31 (碳鋼層、橡膠層)和襯板層32 (碳磚層)。
[0064]所有的管道、換熱器上部封頭26、換熱器下部封頭27均采用碳鋼襯膠。
[0065]使用本發明的裝置對含固廢液(如高鹽廢水)進行處理。含固廢液8通過廢液預熱器6預熱后從換熱器I和閃蒸器2之間的短接通入，通過閃蒸器2閃蒸氣體后進入除沫分離器4，除沫分離器4頂端排出氣體通過蒸汽壓縮機5返回換熱器I，從換熱器I出來的冷凝液通過廢液預熱器6預熱含固廢液后進入冷凝液回收槽7，冷凝液回收槽7得到的冷凝液10排至裝置外，冷凝液回收槽7的尾氣9進入真空系統抽出，濃縮含固廢液11從循環栗3和換熱器I之間的管道抽出。
[0066]使用上述裝置，相比現有技術投資降低30%以上，能耗降低15%以上。
[0067]以上已經描述了本發明的各實施例，上述說明是示例性的，并非窮盡性的，并且也不限于所披露的各實施例。在不偏離所說明的各實施例的范圍和精神的情況下，對于本技術領域的普通技術人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。
【主權項】
1.一種含固廢液濃縮裝置，其特征在于，該裝置包括:形成閉合回路的換熱器、閃蒸器和循環栗，其中，所述換熱器的換熱本體為石墨列管或石墨塊孔。2.根據權利要求1所述的含固廢液濃縮裝置，其中，換熱器、閃蒸器和循環栗之間均為短接。3.根據權利要求1所述的含固廢液濃縮裝置，其中，所述循環栗為軸流式循環栗。4.根據權利要求1所述的含固廢液濃縮裝置，其中，所述換熱器的外殼為碳鋼。5.根據權利要求1所述的含固廢液濃縮裝置，其中，所述閃蒸器的本體包括三部分，上部本體為橢球體，中部本體為圓柱體，下部本體為倒錐體。6.根據權利要求1所述的含固廢液濃縮裝置，其中，所述閃蒸器的上部本體、中部本體和下部本體各自包括外部碳鋼層和內部橡膠層。7.根據權利要求6所述的含固廢液濃縮裝置，其中，中部本體和下部本體的內部橡膠層內還襯有耐磨耐腐板層，所述耐磨耐腐板層為石墨板層、碳磚板層或塑料板層。8.根據權利要求1-7中任意一項所述的含固廢液濃縮裝置，其中，所述含固廢液濃縮裝置還包括以下設備和系統中的至少一種: 除沫分離器，所述除沫分離器設置于閃蒸器的下游； 蒸汽壓縮機，閃蒸器頂部出口通過所述蒸汽壓縮機與所述換熱器相連； 含固廢液換熱系統； 尾氣吸收系統和真空系統。9.利用權利要求1-8中任意一項所述的含固廢液濃縮裝置處理含固廢液的方法。10.根據權利要求9所述的方法，其中，所述換熱器內的循環液進出換熱器的溫差范圍為2-10。。。
【文檔編號】C02F1/06GK105836830SQ201610305466
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月10日
【發明人】匡紅
【申請人】匡紅