[发明专利]一种闪蒸气波蒸汽再压缩连续蒸发系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种闪蒸气波蒸汽再压缩连续蒸发系统，属于热法蒸发技术领域。 

背景技术

高盐废水任意排放给生态环境带来巨大压力，已引起政府和民众广泛关注，迫切需要经济高效的高盐废水处理技术。在当今脱盐三大主流技术中，反渗透膜(RO)法，经济性好，但存在膜污染、生产能力小等问题；常规多级闪蒸(MSF)和多效蒸发 (MED)技术等热法技术能耗高（如三效MED消耗约0.4吨新鲜蒸汽/吨废水），经济性较差，业界甚至认为热法技术不是盐水处理技术的发展方向。然而，热法处理含盐废水存在操作稳定、盐去除率很高(可达98%-99%)的突出优点，且废水盐度越高，优点越突出。

作为一种热法处理技术，热力蒸汽再压缩技术（TVR），采用蒸汽引射器对二次蒸汽进行再压缩，可部分利用二次蒸汽潜热，提高能量利用率。该技术优点是设备简单、无转动件，节能效果优于传统多效蒸发MED技术。但最大的问题在于，且引射器增压效率低下，二次蒸汽潜热得不到充分利用，节能效果不显著。

采用基于非定常流动过程的波转子增压效率高于稳定流动过程的增压效率，该技术无需活塞或叶片等部件，仅通过产生的运动激波就可高效完成高、低压流体间的直接能量交换。CN101290174提供了一种外循环耗散式气波机原则结构，这样的两端开口气波转子结构可以完成高低压流体的能量交换。如果将该结构用于饱和液体闪蒸产生的运动激波进行二次蒸汽的再压缩，就构成本项发明的主要思想。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种闪蒸气波蒸汽再压缩蒸发机制连续蒸发系统，其目的在于充分利用闪蒸气波产生的激波制热和增压效应，提高能量利用效率。 

本发明采用的技术方案是：

一种闪蒸气波蒸汽再压缩连续蒸发系统，它包括一个多效蒸发器、浓液泵、凝结水泵、热源换热器，多效蒸发器由首效蒸发器、几个次效蒸发器和末效蒸发器构成，它还包括一个闪蒸气波增压器、增压泵和真空泵，相邻各效蒸发器的底部采用连通管连接，还采用各效蒸发器的循环泵连接该效蒸发器中的液体均布器；出口为饱和或过热液态水的热源换热器连接闪蒸气波增压器的驱动热源入口和调节闪蒸气波增压器入口温度的第一调节阀，闪蒸气波增压器的增压出口连接首效蒸发器中的首效换热器，末效蒸发器的上部空间采用管道连接闪蒸气波增压器的低压蒸汽入口；所述首效蒸发器上部空间通过管道连接次效蒸发器中的次效换热器，以此类推，前级次效蒸发器上部空间通过管道连接后级次效蒸发器中的次效换热器，末级次效蒸发器上部空间通过管道连接末效蒸发器中的末效换热器；原液从位于末效蒸发器上部空间的冷凝器的原液进口进入，经原液管进入首效蒸发器中，末效蒸发器的底部连接浓液泵，在冷凝器的下部设有凝水接盘；所述末效蒸发器的上部空间采用管道经汽水分离器连接真空泵；所述各效蒸发器中各效换热器的出口与凝水接盘共同连接增压泵和凝结水泵的进水口，增压泵经调节闪蒸气波增压器入口压力的第二调节阀连接热源换热器。

所述末效蒸发器的上部空间采用管道连接至蒸汽喷射器的低压蒸汽入口，蒸汽喷射器的增压出口连接闪蒸气波增压器的低压蒸汽入口，驱动蒸汽自蒸汽喷射器的高压入口进入。

上述技术方案中，所述的各效蒸发器是指：首效蒸发器、几个次效蒸发器和末效蒸发器；所述的各效蒸发器的循环泵是指：首效循环泵、几个次效循环泵和末效循环泵；该效蒸发器中的液体均布器是指：首效液体均布器、几个次效液体均布器和末效液体均布器。

上述技术方案利用高压饱和或过热液态水的闪蒸产生的运动激增压特性，构造一种新型的闪蒸气波蒸汽再压缩机制（FEWVR，Flashing Evaporation Wave Vapor Recompression）。在所实现系统中利用闪蒸气波增压器，将水蒸汽的气相增压过程转化为饱和水的液相增压过程，液体增压泵的过程效率远高于气体压缩机的增压效率。其中，闪蒸增压波转子的驱动热源为工业废热（热水或蒸汽），被驱气流为末效蒸发二次蒸汽，增压和过热后重新利用潜热，达到节能目的。

上述技术方案的自动化控制方案，应控制闪蒸气波增压器的入口压力和温度保持稳定，其余控制方案并无特殊要求和限制。

根据原料液蒸发温度的实际状况，二次蒸汽的再压缩比有高低之分，可以有采用热力蒸汽压缩+闪蒸气波蒸汽压缩联用工艺和闪蒸气波蒸汽再压缩工艺两种实现方法。对于二次蒸汽增压比较低的情况，仅采用闪蒸气波增压即可完成，即采用FEWVR工艺。对于低温蒸发情况，真空度高，增压压比高，可采用闪蒸波转子非定常压缩FEW+低压比热力蒸汽压缩TVR的混合工艺，即FEW/TVR工艺。