[实用新型]一种连续从水中去除污染物的复合蒸发装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种连续从水中去除污染物的复合蒸发装置。

背景技术

通常而言，蒸发工艺是一种高效的分离方法，通过蒸发，我们可以得到纯净的蒸发水和含有大量非挥发性物质的浓缩液。然而，蒸发工艺通常会出现一些问题，比如在溶液被蒸发的过程中，溶液含有的矿物质或其它组份会污染蒸发设备甚至发生结垢。容易造成结垢的物质通常包含钙镁硅等。一旦设备发生结垢，对设备的正常运行将产生严重影响，从而使得传统蒸发工艺难以实现连续运转。

另一个会遇到的常见问题就是对需热量的高要求。如果找不到一种有效的方法来回收热量，那么所需热量将等于在一定的压力/温度下完成水溶液蒸发所需的全部潜热量。在这种情况下，如果采用传统的蒸发工艺就很难适应工业化条件下的污水处理。

此外，为了彻底解决污水蒸发工艺中出现的各种问题，还必须考虑其它必不可少的因素，主要有：蒸发系统中的热传递率；浓缩液中特殊物质的含量；相对饱和蒸汽温度而言的浓缩液的最终沸点；浓缩液的过饱和度和沉淀程度；蒸发流的气化度。

传统废水蒸发工艺中经常出现结垢问题，原因是此类废水通常含有较多数量的有机物、无机物和各种金属离子。如何在保证不出现污渍化或者结垢的前提下，将蒸发工艺的热负荷最大化和最大程度地回收能量，这些至关重要的问题并没有得到较好的解决。

实用新型内容

本实用新型提供了一种连续从水中去除污染物的复合蒸发装置，它是一种最大限度地利用能源、减轻设备结垢程度、提高工艺适用范围且在最大热负荷条件下让设备能长期稳定运行的水溶液蒸发工艺。

本实用新型是把之前通常单独存在或使用的两个蒸发概念或工艺流程进行了完美的结合，并成功解决了相互之间的协同作用。

下面三个公式大致描述了在水溶液蒸发体系中最基本的热传递关系:

Q_(总)=KAΔT…………………………….①

Q_(显热)=mC_P(T₁-T₂)……………………....②

Q_(潜热)=mH………………………………...③

公式中:

Q：热负荷(kw)

K：总传热系数(kw/m²/℃)

A：传热面积(m²)

ΔT：对数温差

M：物流量(kg/s)

Cp：比热(kj/s/℃)

T₁、T₂：流体进入和流出系统的温度

H：潜热(kj/kg)

为了得到效率较高的蒸发系统，上述公式中的Q应最大化，而同时又要遵循其它参数的实际取值范围来防止设备结垢。对一个特定的流体或者热交换设备而言，诸如Q、Cp、H等这些变量相对来说是恒定的。因此，为了克服污水蒸发过程中出现的问题，必须对A、Q/A、ΔT、m、T1、T2这些变量进行谨慎细致的取值。

正是基于对上述水溶液蒸发体系中最基本的热传递关系的深刻理解，本实用新型将一种具有独特配置的强制对流热传递与热回收的蒸汽机械再压缩流程和一种常规的单效或多效蒸发工艺相结合，由此既可以获得传热效率最大化，也能维持强制对流效果，这样就不会出现在此之前那些传统蒸发工艺中经常容易发生的高能耗及严重结垢现象。

本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型的连续从水中去除污染物的复合蒸发装置由机械压缩蒸发和多效蒸发两个基本单元组成，两个基本单元之间既可各自独立运行，也可串联运行，也可并联运行，也可交互运行。

所述的机械压缩蒸发基本单元包括蒸发罐、1个以上的板式换热器、蒸汽压缩机和泵，其中，蒸发罐包括设备本身及其与蒸汽压缩机、板式换热器、泵相连接的管道；板式换热器具有两个以上相互不可连通的流体通道，这些通道可以与蒸发罐、蒸汽压缩机、泵以及来自多效蒸发部分的物料进行管道连接；蒸汽压缩机能够使蒸汽升温，并直接与板式换热器和蒸发罐相连；泵的进口与蒸发罐相连，其出口与板式换热器相连。